一種陣列式閥門的製作方法
2023-07-31 16:28:21 1
專利名稱：一種陣列式閥門的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種陣列式閥門，特別的涉及基於電流變液的陣列式閥門。
背景技術：
隨著計算機和網絡技術的普及，資訊時代已經來臨，然而對於視障人群而言，目前主要通過聽的方式使用電子信息，難以享受到閱讀的快樂。為了建立「信息無障礙」的和諧社會，滿足視障人群的閱讀需求，需要將電子存儲的數據轉換為盲文字符顯示，即盲用電子書。盲文字符的每一個字符由1 6個突起的點位安排在一個有6個點位的長方形裡，要顯示盲文字符需要解決如何控制點位的凸起、盲用電子書尺寸以及散熱等問題。為了智能控制點位的凸起，引入了電流變液閥。電流變液是一種在電場作用下可以產生液態、固態或準固態相變的液體，即在電場的作用下可以從液態快速轉變為固態或準固態。電流變液閥可以在電流變液為液態時，處於開通狀態，傳遞力；電流變液為固態時， 處於關斷狀態，不傳遞力。由於每個點位需要一個對應的電流變液閥，每個電流變液閥通過一個開關管控制；隨著顯示數量的增多，開關管的數量急劇增加，以單頁可以顯示25行、40列的電子書為例，開發可以顯示相同字數的盲用電子書所需要的開關管數量為25*40*6 = 6000個(盲文字符的行點位數和列點位數的乘積)。目前，由於無法在有限的盲用電子書尺寸下解決散熱的問題，因此限制了僅可以製作單行輸出的電子書，而且售價高達5萬元，難以普及。與盲用電子書的開發瓶頸相似，為了在有限的尺寸下，對若干點進行獨立控制，需要為每一個點配置對應的電流變液閥以及相應的開關管，都會涉及到製造成本、散熱等問題。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種陣列式閥門，該陣列式閥門在極大降低開關管的數量的基礎上，實現每個閥門的獨立控制，成本低、能耗小。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供了一種陣列式閥門，包括若干閥門組和控制模塊；其中每個所述閥門組用於控制相應的控制點；每個所述閥門組包括N個以上串聯的電流變液單體閥門；其中，N不小於2;所述控制模塊，包括若干控制線以及用於控制每一條控制線的開關管，所述每個閥門組分別被N條控制線穿過，所述每個閥門組中的每個電流變液單體閥門對應其中一條控制線；所述控制模塊用於通過所述開關管經由所述控制線控制對應的閥門組的通斷。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，所述電流變液單體閥門包括極性相反的兩個電極，所述兩個電極之間設置電流變液通道，電流變液通過所述電流變液通道進行力的傳遞。
根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，所述極性相反的兩個電極包括上下兩層電極板，所述電流變液單體閥門還包括所述兩層電極板之間的絕緣層，所述上下兩層電極板交錯縱向貫穿形成通道，所述絕緣層縱向貫穿形成通道，所述上下兩側電極板中的通道與所述絕緣層中的通道連通形成電流變液通道。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，當所述閥門組中的相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板極性相反時，所述相鄰的電流變液單體閥門之間還設置絕緣層。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，當所述閥門組中的相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板極性相同時，所述相鄰的電流變液單體閥門之間相鄰的電極板一體成型。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，所述極性相反的兩個電極包括第一柱狀電極和置於所述第一柱狀電極內的軸向貫穿通孔內的第二柱狀電極，所述通孔為所述電流變液通道。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，所述閥門組中電流變液單體閥門串聯是指其中的電流變液通道相連通。根據本發明的一個實施形式，在上述的方案中，所述N為2。採用本發明的技術方案，將現有技術中每個電流變液單體閥門需要採用一個開關管的控制方式，通過電流變液單體閥門串聯的方式，轉換為每一條控制線需要一個開關管的控制方式，該陣列式閥門在極大降低開關管的數量的基礎上，實現每個閥門的獨立控制， 一方面降低了系統成本，另一方面大大降低開關管的熱量，一舉解決了散熱的問題。
圖1示出本發明一種實施例中電流變液單體閥門的結構示意圖；圖2示出本發明一種實施例中閥門組的結構示意圖；圖3a示出本發明一種實施例中閥門組和控制線的連接方式的拓撲示意圖的主視圖；以及圖北示出本發明一種實施例中閥門組和控制線的連接方式的拓撲示意圖的俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。一種陣列式閥門，包括若干閥門組和控制模塊；其中每個所述閥門組用於控制相應的控制點；每個所述閥門組包括N個以上串聯的電流變液單體閥門。控制點可以包括但不限於盲用電子書上的點位或者其他可以通過閥門組通斷控制狀態的物體，其中N不小於2。所述控制模塊，包括若干控制線以及用於控制每一條控制線的開關管，所述每個閥門組分別被N條控制線穿過，所述每個閥門組中的每個電流變液單體閥門對應其中一條控制線；所述控制模塊用於通過所述開關管經由所述控制線控制對應的閥門組的通斷。所述開關管優選為功率開關管。
在上述方案中，電流變液單體閥門包括極性相反的兩個電極，兩個電極之間設置電流變液通道，電流變液通過電流變液通道進行力的傳遞。兩個電極之間的排列方式包括但不限於左右排列、上下排列或者內外排列，可以對齊排列也可以交錯排列。下面以內外排列和上下排列兩種方式為例進行說明，左右排列的方式與內外排列方式的原理相類似。內外排列的方式極性相反的兩個電極包括第一柱狀電極和置於第一柱狀電極內的軸向貫穿通孔內的第二柱狀電極，通孔為電流變液通道。上下排列的方式請參見圖1，所述電流變液單體閥門包括上下兩層電極板11、12 和兩層電極板之間的絕緣層13，所述上下兩層電極板的極性相反，所述上下兩層電極板交錯縱向貫穿形成通道，所述絕緣層縱向貫穿形成通道，所述上下兩側電極板中的通道與所述絕緣層中的通道連通形成電流變液通道14。優選的，上下兩層電極板為平板電極，可以獲得均勻一致的電場分布，從而降低外加電場的電壓，進而降低電子書的能耗和成本。電極板可以採用任何導電的材料製成。為了便於大規模進行投產，可選的採用印製電路板的工藝製作電極板。電極板和絕緣層中的通道可以採用多種加工工藝製成，包括但不限於雷射模切工藝或者定製刀具模切工藝等。絕緣層的材料有多種，只要滿足上下兩層電極板電壓的耐壓需求即可，在本實施例中，採用絕緣強度為3kV/mm的雙面膠帶，在滿足絕緣性能的同時，還有密封作用。進一步的，為了提高陣列式閥門加工的一致性，閥門組可以採用複製的方式加工得到多個。在上述方案中，所述閥門組中N個電流變液單體閥門串聯是指N個電流變液單體閥門的電流變液通道相連通。實現N個電流變液單體閥門串聯有多種方式，例如，包括但不限於將N個電流變液單體閥門的電流變液通道通過管道連通；或者，將N個電流變液單體閥門上下排列在一起，並將N個電流變液單體閥門的電流變液通道直接連通。採用將N個電流變液單體閥門上下排列在一起的方式時，如果相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板的極性相異，則在相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板之間還設置絕緣層。如果相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板的極性相同，則在相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板之間無需設置絕緣層，進一步的，還可以將相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板一體成型，即共用同一電極板。參見圖2，以閥門組包括三個串聯的電流變液單體閥門為例，相鄰的電流變液單體閥門共用同一電極板，其中第一電流變液單體閥門21和第二電流變液單體閥門22共用電極板23，第二電流變液單體閥門22和第三電流變液單體閥門M共用電極板25，且第一電流變液單體閥門的電流變液通道211、第二電流變液單體閥門的電流變液通道221和第三電流變液單體閥門的電流變液通道241直接連
ο採用本發明的技術方案，將現有技術中每個電流變液單體閥門需要採用一個開關管的控制方式，通過電流變液單體閥門串聯的方式，轉換為每一條控制線需要一個開關管的控制方式，可以極大的降低開關管的數量，同時實現每個閥門的獨立控制。例如，以每個閥門組由兩個電流變液單體閥門串聯而成，對應於陣列式閥門的控制點為78行*56列，總共需要78*56 = 4368個控制閥門，卻僅需要78+56 = 134個開關管。一方面可以降低系統成本，另一方面通過降低開關管的熱量，一舉解決了散熱的問題。下面以一個具體實施方式
說明本發明陣列式閥門的工作原理；參見圖3a、3b，以閥門組包括四個串聯的電流變液單體閥門為例。每個閥門組的電流變液單體閥門301、302、303、304的通斷由四條控制線311、312、313、314來控制。具體的，控制模塊控制每一條控制線對應的開關管，開關管控制對應的控制線施加開通電壓後， 該控制線連接的所有電流變液單體閥門都開通，反之則關斷。若且唯若一個閥門組對應的所有控制線都施加開通電壓時，該閥門組才開通。 儘管以上參照具體實施方式
詳細描述了本發明，但是對於本領域技術人員而言， 在本文的教示下可以對本發明作出各種修改和變形，而不脫離本發明的實質和範圍。
權利要求
1.一種陣列式閥門，其特徵在於，包括若干閥門組和控制模塊；其中每個所述閥門組用於控制相應的控制點；每個所述閥門組包括N個以上串聯的電流變液單體閥門；其中，N不小於2 ；所述控制模塊，包括若干控制線以及用於控制每一條控制線的開關管，所述每個閥門組分別被N條控制線穿過，所述每個閥門組中的每個電流變液單體閥門對應其中一條控制線；所述控制模塊用於通過所述開關管經由所述控制線控制對應的閥門組的通斷。
2.根據權利要求1所述的陣列式閥門，其特徵在於，所述電流變液單體閥門包括極性相反的兩個電極，所述兩個電極之間設置電流變液通道，電流變液通過所述電流變液通道進行力的傳遞。
3.根據權利要求2所述的陣列式閥門，其特徵在於，所述極性相反的兩個電極包括上下兩層電極板，所述電流變液單體閥門還包括所述兩層電極板之間的絕緣層，所述上下兩層電極板交錯縱向貫穿形成通道，所述絕緣層縱向貫穿形成通道，所述上下兩側電極板中的通道與所述絕緣層中的通道連通形成電流變液通道。
4.根據權利要求3所述的陣列式閥門，其特徵在於，當所述閥門組中的相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板極性相反時，所述相鄰的電流變液單體閥門之間還設置絕緣層。
5.根據權利要求3所述的陣列式閥門，其特徵在於，當所述閥門組中的相鄰的電流變液單體閥門之間的相鄰的電極板極性相同時，所述相鄰的電流變液單體閥門之間相鄰的電極板一體成型。
6.根據權利要求2所述的陣列式閥門，其特徵在於，所述極性相反的兩個電極包括第一柱狀電極和置於所述第一柱狀電極內的軸向貫穿通孔內的第二柱狀電極，所述通孔為所述電流變液通道。
7.根據權利要求2所述的陣列式閥門，其特徵在於，所述閥門組中電流變液單體閥門串聯是指其中的電流變液通道相連通。
8.根據權利要求1所述的陣列式閥門，其特徵在於，所述N為2。
全文摘要
本發明提供一種陣列式閥門，包括若干閥門組和控制模塊；其中每個所述閥門組用於控制相應的控制點；每個所述閥門組包括N個以上串聯的電流變液單體閥門；其中，N不小於2；所述控制模塊，包括若干控制線以及用於控制每一條控制線的開關管，所述每個閥門組分別被N條控制線穿過，所述每個閥門組中的每個電流變液單體閥門對應其中一條控制線；所述控制模塊用於通過所述開關管經由所述控制線控制對應的閥門組的通斷。通過電流變液單體閥門串聯的方式，轉換為每一條控制線需要一個開關管的控制方式，該陣列式閥門在極大降低開關管的數量的基礎上，實現每個閥門的獨立控制，一方面降低了系統成本，另一方面大大降低開關管的熱量，一舉解決了散熱的問題。
文檔編號F16K13/10GK102230550SQ20111012538
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者劉俊標, 徐魯寧, 郭少朋, 韓立 申請人:中國科學院電工研究所