專利名稱：一種設(shè)有步進(jìn)電機(jī)的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)有步進(jìn)電機(jī)的顯示器，該步進(jìn)電機(jī)設(shè)有永久磁化的被裝在一個軸上的轉(zhuǎn)子碟和設(shè)有至少一個用來激勵磁場的線圈。
現(xiàn)有的顯示器是以長條狀的板狀或塊狀構(gòu)件排列而構(gòu)成，并由機(jī)械驅(qū)動機(jī)構(gòu)來控制條狀的構(gòu)件作同步轉(zhuǎn)動，藉由板狀或塊狀構(gòu)件(斷面呈三角形)在兩面或三個面上所繪制不同的圖案來達(dá)到顯示及廣告的效果，用現(xiàn)有技術(shù)僅能夠達(dá)到變換整體圖案的目的，如同在同一平面上變換不同的圖案板，根本沒有辨法發(fā)揮較為優(yōu)異的廣告或顯示效果。這是由于現(xiàn)有的步進(jìn)電，其永久磁化的轉(zhuǎn)子碟必須具有一定的體積藉以運(yùn)用足夠強(qiáng)的磁場，當(dāng)這種步進(jìn)電機(jī)中的線圈被安置成圓柱形陣列圍繞轉(zhuǎn)子時，要制造非常小的步進(jìn)電機(jī)極為困難。因此現(xiàn)有顯示器使用現(xiàn)有步進(jìn)電機(jī)是有困難的。
因此，本實用新型的一個目的是提供一種具有步進(jìn)電機(jī)的顯示器，該步進(jìn)電機(jī)尺寸可以小于現(xiàn)有的步進(jìn)電機(jī)。這種電機(jī)的每一個線圈被卷繞在一個平面上，其中每一個線圈的正交方向均垂直于轉(zhuǎn)軸，其中該轉(zhuǎn)子碟與每一個線繞組平面產(chǎn)生交叉。此種設(shè)計使其可被制成具有非常小的控制電流密度和使用最少的磁性或線圈心子材料的步進(jìn)電機(jī)，因為轉(zhuǎn)子碟本身與電樞和磁性心子同時動作。而促成此種結(jié)果的一個因素是空氣心線圈的使用。
本發(fā)明所提供的顯示器，其構(gòu)成是由一些軸向?qū)ΨQ，空間隔開的圖像形成元件依照一個柵網(wǎng)來排列并且利用步進(jìn)電機(jī)輔助來加以控制，其中，每一個元件的一側(cè)為開放的，因而可讓一步進(jìn)電機(jī)置于該開放的孔洞中，同時每一個元件亦設(shè)有一些側(cè)面，各產(chǎn)生其本身的型樣，而且各元件的端點連接到步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該端點位于與開口側(cè)相對的位置，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與元件的旋轉(zhuǎn)對稱軸一致，其安置方式使各圖像形成元件具有它本身的步進(jìn)電機(jī)。
所述的顯示器，圖像形成元件在顯示器上互相隔開，元件之間的距離具有足夠的余隙可以使它們自由地旋轉(zhuǎn);
所述圖像形成元件為棱形體，這些元件可為棱柱體，具有四個側(cè)面和正方形的頂面和底面;
這些元件亦可為立方體，該等立方體被排列成一些列和一些行依照具有一種正方單位小格的一個柵網(wǎng)來排列，也可為棱錐體，在一個元件的一側(cè)面上的型樣形成一個較大的表示型樣的一個局部段，在一個元件的一個側(cè)面上的型樣具有一種的彩色。
所述的顯示器，其中每一元件包含一步進(jìn)電機(jī)，此種步進(jìn)電機(jī)，設(shè)有永久磁化的轉(zhuǎn)子碟，該轉(zhuǎn)子碟被裝在一個軸上，和設(shè)有至少為一個的線圈來激勵磁場;其特征是第一個線圈被卷繞在一個平面，其中每一個線圈的正交方向垂直于轉(zhuǎn)子軸，其中該轉(zhuǎn)子碟與每一個線圈繞組平面產(chǎn)生交叉。所述線圈為空氣心線圖，轉(zhuǎn)子和線圈被一個圓形軟鐵鑄件來加以包圍，每一個線圈卷繞在一個圓柱形籠式構(gòu)件上被安置成包圍轉(zhuǎn)子，并且與該轉(zhuǎn)子同圓心，線圈的數(shù)目成偶數(shù)而且被安置成在轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè)，兩兩互相并聯(lián)，同時該等線圈對偶在包圍轉(zhuǎn)子軸的360度圓周上成等間隔隔開;線圈的數(shù)目可為4個，兩線圈對偶被安置為互成直角，同時轉(zhuǎn)子具有一對磁極，該線圈可以用非常小的電流脈波來加以激勵。
本發(fā)明提出的具有步進(jìn)電機(jī)的顯示器的優(yōu)點是由于可能設(shè)計更小的步進(jìn)電機(jī)而產(chǎn)生最大優(yōu)點是可以使現(xiàn)有顯示器的系統(tǒng)小型化，清晰度高，同時因為只需要很低的控制電流密度。所以，本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)只消耗很小的功率。
依照本發(fā)明提出的顯示器中的步進(jìn)電機(jī)的另外一個優(yōu)點是可以由一個計算機(jī)來直接加以控制，因為供給到步進(jìn)電機(jī)的電源可以被調(diào)整，而不需要對計算機(jī)的輸出信號作任何放大。
因轉(zhuǎn)子和線圈被一個圓形軟鐵鑄件來加以包圍，所以本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)實質(zhì)上沒有外部雜散磁場，同時該軟鐵使磁場偏轉(zhuǎn)成可以獲得最大效率的形狀。
因此本發(fā)明提出的具有步進(jìn)電機(jī)的顯示器藉由步進(jìn)電機(jī)來控制各自獨立的元件作適當(dāng)角度的轉(zhuǎn)動，更可配合電腦來控制某些特定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，而可達(dá)到如同運(yùn)場上由上千人所組成的“圖板”般的達(dá)到動態(tài)顯示及變化的功效。
因而可以讓顯示器能夠如同動態(tài)的畫面一般，提供觀看者相當(dāng)優(yōu)異的視覺效果，從而可達(dá)到提高顯示器的實用價值。
下面將參照附圖及實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。在附圖中

圖1是本發(fā)明提出的顯示器中的步進(jìn)電機(jī)的一個分解圖;
圖2是表示依照圖1組合后的籠式構(gòu)造示意圖，其中組合有轉(zhuǎn)子;
圖3表示依照圖1的籠式的構(gòu)造示意圖，其中設(shè)有線圈;
圖4是依照圖1的轉(zhuǎn)子中的磁極方向示意圖;
圖5是依照圖1的線圈方向示意圖;
圖6是依照圖1的步進(jìn)電在組合后的一個剖面示意圖;
圖7是依照本發(fā)明的顯示器的部分的一個剖面示意圖;
圖8表示依照圖7的顯示器的部分的另外一個剖面示意圖;
圖9表示依照本發(fā)明的另外一個顯示器示意圖;
圖10表示依照圖9的顯示器的一個剖面示意圖;
圖11、圖12為上述步進(jìn)電機(jī)的接線圈。
圖1以分解圖來表示本實用新是提出的顯示器中的步進(jìn)電要的實施例，步進(jìn)電機(jī)1包含有一個碟形永久磁鐵2，一個軸3，一端點扣環(huán)4，由上述三個元件構(gòu)成轉(zhuǎn)子5;
由一個弓形碟7及一個指狀碟8構(gòu)成一個圓柱形的籠式構(gòu)件6，此籠式構(gòu)件6被安置成圍繞轉(zhuǎn)子5并且與轉(zhuǎn)子5同圓心，圍繞在籠式構(gòu)件6的是一些線圈9，此外還有一連接插棒10，10′及一個軟鐵外殼11，組合好的籠式構(gòu)件6(沒有線圈9但是具有組合好的轉(zhuǎn)子5，如圖2所示，圖3表示組合好的籠式構(gòu)件6，具有線圈9(9′，9″)，但是沒有轉(zhuǎn)子5和連接插棒10，10′)。
在所示的具體例中，碟形永久磁鐵2被對角磁化，如圖4所示。這時，線圈9被定位在圖5的方向，假如在任何時間只有一對線圈9′，9″被激勵時，可以形成一個90°步進(jìn)電機(jī)，線圈9利用它成并聯(lián)連接，但是，假如有一對線圈或兩個線圈9′、9″(線圈9利用它成并聯(lián)連接)被激勵，或是假如具有一些線圈9′、9″對偶的線圈9被互相獨立的激勵，則可形成45度步進(jìn)電機(jī)。然而，最好一種設(shè)施需要有一個額外的連接。
依照此處所舉的實施例的組合后的步進(jìn)電機(jī)1如圖6所示。
調(diào)整磁極的數(shù)目和線圈9的數(shù)目即可形成其他型式的步進(jìn)電機(jī)，例如120度或180度步進(jìn)電機(jī)。
線圈9的數(shù)目最好為偶數(shù)而且被安置成在轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè)，成兩兩互相并聯(lián)，同時線圈對偶9′、9″在包圍轉(zhuǎn)子軸3的360度圓周上成等間隔的隔開。其結(jié)果是可以獲得比在單一情況中更好的定位。
在此具體例子中，線圈的數(shù)目為4個，兩個線圈對偶9′、9″被安置為互成直角，同時轉(zhuǎn)子5具有一對的磁極。
因為組件的小型化，所以線圈9可以TTL(晶體管-晶體管羅輯電路)位準(zhǔn)的信號(例如現(xiàn)代計算機(jī)所發(fā)送的)來加以激勵。
由于具有計算機(jī)控制操作的可能性而開放了許多步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用新領(lǐng)域，例如使用在顯示器。這種顯示器12(圖7和9)由一些軸向?qū)ΨQ，空間隔開的圖像形成元件13來構(gòu)成，圖像形成元件13依照一個柵網(wǎng)來排列，并且可以利用步進(jìn)電機(jī)來控制它，第一個元件13的一側(cè)14為開放的，因而可讓所述步進(jìn)電機(jī)1置于孔洞20中，同時每一個元件13亦設(shè)有一些側(cè)面15，各具有其本身的型樣，而且各元件13的端點16連到步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子5，該端點16位于與開口側(cè)14相對的位置，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸3與元件13旋轉(zhuǎn)對稱軸一致，其安置方式使各圖像形成元件13具有它本身的步進(jìn)電機(jī)1。
以舉例來說明，圖7和圖8是依照上述說明所設(shè)計的顯示器12的部分剖面圖。元件13在顯示器12上互相隔開，其距離具有足夠的余隙17可使該元件自由旋轉(zhuǎn)。為著保證有一個規(guī)則的型樣，在步進(jìn)電機(jī)1間亦形成一定的余隙17(沿轉(zhuǎn)子軸3方向觀看時)。
在上述的顯示器實施例中，元件13呈棱柱形，具有四個側(cè)面15和正方形的頂面與底面14、16，或是成為正立方形。這正立方體被排列成一些列和一些行，依照具有一種正方單位小格的一個柵網(wǎng)來排列。但是在另外一些方式中，該棱柱形體可具有6個側(cè)面，或是成為桿形或具有不同的組態(tài)。
顯示器的第二實施例，以圖9和10來表示，其中的圖像形成件13由四面的棱錐體來組成，該棱錐體的基部為等邊三角形。為著獲得均勻的顯示器前部18具有一個角度，該角度與具有四面的棱錐體的頂點成正比例。
在顯示器的此第二具體例中，較小的余隙17，17′即足夠，因此顯示器的前部18的每單位面積可以使用一較大數(shù)目的元件，從而可進(jìn)一步地加強(qiáng)解像能力。然而，每個元件13的次型樣的數(shù)目只有三個，在立方體組態(tài)的情況則為四個。
假如使用具有正方形基部的四面的棱形體，配合90度步進(jìn)電機(jī)一起使用，則所需的余隙將作某些程度的增加，但是每個元件13可使用的次型樣數(shù)目也會增加。
整個型樣由顯示器12和圖像形成元件13來構(gòu)成，圖像形成元件13由側(cè)面15來構(gòu)成，該整個型樣由一些次型樣來組成，次型樣的數(shù)目與每一圖像形成元件的側(cè)面15的數(shù)目一致。換言之，在一個元件13的一個側(cè)面上的型樣可以是形成一個較大圖像的部分的一個局部段，例如一個圖形表示被分解成一些局部段，或是在一個元件13的一個側(cè)面上的型樣可以是一個彩色(如同在彩色電視機(jī)上的型態(tài))，由元件13可以產(chǎn)生無限數(shù)目的整型樣。然而，有一個需要是每一個個別的步進(jìn)電機(jī)需要可以分開的控制。在被分解的圖形表示中，可產(chǎn)生的顯示器前部18的數(shù)目被限制成每一個圖像形成元件13的側(cè)面的數(shù)目，但是在另外一方面步進(jìn)電機(jī)1的控制比較簡單，因為所有的步進(jìn)電機(jī)1同時或順序地接收相同的命令。
本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)1除了可以用來對輕物體定位外，在另外一方面，經(jīng)由量度在線圈中的感應(yīng)變化亦可表示角度位移。
圖11表示本發(fā)明提出的步進(jìn)電機(jī)的一個接線圖，其中使用四個連接插棒10和兩個線圈9成不可變的串聯(lián)連接。然而，在這種設(shè)置中，需改變線圈9中的電流方向方可改變轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)方向。
圖12表示本發(fā)明提出的步進(jìn)電機(jī)的另外一個接線圖，其中有四個線圈9連接到接有插棒10′的一個共同中央點。經(jīng)由將電流脈沖波供給到一個或兩個連接插棒可以使轉(zhuǎn)子5具有每一個所希望的旋轉(zhuǎn)，而不需改變?nèi)魏我粋€線圈中的電流方向。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)有步進(jìn)電機(jī)的顯示器，其構(gòu)成是由一些軸向?qū)ΨQ、空間隔開的圖象形成元件依照一個柵網(wǎng)來排列并利用步進(jìn)電機(jī)來加以控制；其特征是每一個元件的一側(cè)為開放的，一步進(jìn)電機(jī)置于該開放的孔洞中，同時每個元件亦設(shè)有一些側(cè)面，該側(cè)面各具有其本身的型樣，而且各元件的端點連接到步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該端點位于與開口側(cè)相對的位置，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸與元件的旋轉(zhuǎn)對稱軸一致，其安置方式為各圖像形成元件具有它本身的步進(jìn)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征是該等元件在顯示器上互相隔開，各元件間具有可以使該等元件自由旋轉(zhuǎn)的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征是該等元件為棱形體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器，其特征是該元件為棱柱體，具有四個側(cè)面和正方形的頂面和底面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，其特征是該等元件為立方體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其特征是該等立方體被排列成一些列和一些行，依照具有一種正方單位小格的一個柵網(wǎng)來排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征是在一個元件的一側(cè)面上的型樣形成一個較大表示型樣的一個局部段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征是在一個元件的一個側(cè)面上的型樣具有一種的彩色。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8中的任何一項所述的顯示器，其特征是，其中每一元件包含一步進(jìn)電機(jī)，此種步進(jìn)電機(jī)，設(shè)有永久磁化的轉(zhuǎn)子碟，該轉(zhuǎn)子碟被裝在一個軸上，和設(shè)有至少為一個的線圈來激勵磁場;每一個線圈被卷繞在一個平面上，其中每一個線圈的正交方向垂直于轉(zhuǎn)子軸，和其中該轉(zhuǎn)子碟與每一個線圈繞組平面產(chǎn)生交叉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)的線圈為空氣心線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和線圈被一個圓形軟鐵鑄件來加以包圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)的每一個線圈卷繞在一個圓柱形籠式構(gòu)件上被安置成包圍轉(zhuǎn)子，并且與該轉(zhuǎn)子同圓心。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)線圈的數(shù)目成偶數(shù)而且被安置成在轉(zhuǎn)子軸的兩側(cè)，成兩兩互相并聯(lián)，同時該等線圈對偶在包圍轉(zhuǎn)子軸的360度圓周上成等間隔的隔開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)線圈的數(shù)目為4個，兩個線圈對偶被安置為互成直角，同時轉(zhuǎn)子具有一對磁極。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示器，其特征是所述步進(jìn)電機(jī)的線圈可以用非常小的電流脈沖波來加以激勵。
全文摘要
一種裝有步進(jìn)電機(jī)的顯示器，該顯示器由軸向?qū)ΨQ、空間隔開的圖象形成元件依照一個柵網(wǎng)來排列并利用步進(jìn)電機(jī)來加以控制。該步進(jìn)電機(jī)設(shè)有永久磁化的轉(zhuǎn)子碟，該轉(zhuǎn)子碟被裝在一個軸上和設(shè)有至少為一個的線圈用來激勵磁場，每一個線圈被卷繞在一個平面，其中每一個線圈的正交方向垂直于轉(zhuǎn)軸，和其中該轉(zhuǎn)子碟與每一個線圈繞組平面產(chǎn)生交叉。這種顯示器圖象效果好，消耗功率低。
文檔編號G09F11/22GK1072790SQ9111116
公開日1993年6月2日 申請日期1991年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月30日
發(fā)明者唐濟(jì)群 申請人:螢寶科技股份有限公司