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机械式点阵触觉显示系统(2)

时间:2015-10-15 10:45 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:陈奕钪,刘俊标,李博 点击次数:


  (1)系统初始化。移动XY移动平台至限位 开关的位置,即XY坐标系的原点。
  ()系统参数设置与数据解析。系统参数设 置是指,用户通过人机界面,输人(X。,Y。)和 (a。,;y。)、显示针数目与显示针间隔等参数。数 据解析是指,用户输人图片数据给计算机,计算机控制子系统将其解析为与显示针阵列一一对应的 二维点阵数据。每支显示针的凸起对应于点阵数 据的1,平整状态对应于点阵数据的。。
  (3)寻找显示平面的原点。运动控制器根据 接收到的原点位置数据,首先移动XY平台,使Z 向驱动器到a;y坐标系的原点(a。,;y。)。
  (4)读取该行数据并驱动对应的显示针。Z 向驱动器按照预先设置的显示针间隔在X方向 做逐点扫描。当扫描到数据为1的点时,Z向驱 动器执行动作使显示针凸起。
  (5)判断是否已经扫描了全部的显示针。如 果是则进人下一个步骤,如果否,则移动Z向驱 动器,对下一行显示针进行扫描。
  (6)判断是否需要显示更多的盲文图形。如 果是,则在设定的时间间隔后,驱动复位驱动器使 所有显示针回到平整状态,然后从第一个步骤重 新开始循环;若果否,则显示流程结束。
  2原理样机及测试
  为了证明该机械式点阵系统原理和所显示数 据的可读性。我们设计了一个3X3的盲文显示 单元的原理样机。该原理样机包括硬件系统和软 件控制系统。硬件系统如图5所示,由一台PC 机、控制器、XYZ多维运动机构、机架以及包含有 3X3的显示单元组成。软件系统由控制界面、数 据处理系统、控制模块组成。
  该原理样机的总体结构如图6所示所示,为 了测试每个显示针的显示的可靠性,我们采用了 全1的点阵数据,即所有的显示针都凸起,点阵数 据被打包成控制指令,通过串口传送给控制器,从 而控制移动平台移动Z向驱动器,驱动显示针凸 起。图7所示为实验中触点显示界面的情况,XY? 移动平台的速度设置为5 mm/s,移动平台按照光 栅扫描的方式移动Z轴驱动器进行逐个驱动,完 成整个显示屏的显示需要将近1 min的时间,每 个触点都能实现凸起和平整状态切换。利用该原 理样机,对26个英文字母以及10个阿拉伯数字 的单字显示进行测试,每个字重复显示100次。 显示成功率达100%。通过提高移动平台的移动 速度及Z轴驱动器的响应速度可以有效地缩短 显示时间。
  图7盲文显示器显示界面
  3 结语
  本文提出的盲文显示器采用电磁力为触点的 驱动力,通过XY移动平台寻址,由Z向驱动器 来驱动显示针凸起,多个显示针共用一个驱动器, 触点与驱动器不再一一对应,触点的密度不再受 驱动器的体积限制;同时,可以通过增大XY移动 平台的行程扩大显示面积,通过增加多个并行工 作的Z向驱动器提高显示速度。
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