林澤奕 楊文珍

摘? 要：為更好地解決盲人這一弱勢(shì)群體在生活中遇到對(duì)信息識(shí)別問題，盲文打印機(jī)是幫助盲人獲取物品信息的重要設(shè)備。隨著弱勢(shì)群體工作與生活需求的多樣化，盲文打印技術(shù)逐步朝著更輕、更快、更普及的方向發(fā)展。該文結(jié)合盲文打印機(jī)發(fā)展特征，對(duì)盲文打印機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了相應(yīng)分析，希望能夠給同行者帶來一定的借鑒意義，促進(jìn)盲文打印機(jī)獲得快速、健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：盲文打印機(jī)? 現(xiàn)狀? 發(fā)展趨勢(shì)? 打印技術(shù)

中圖分類號(hào)：G634? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）11（a）-0225-04

Development Trend of Braille Printer

LIN Zeyi? YANG Wenzhen*

（College of Mechanical Engineering & Automation， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou， Zhejiang Province， 310018? China）

Abstract： In order to solve the problem of product information identification of blind person in daily life， Braille printer is an important device to help blind people to obtain information about objects. With the diversification of the work and life needs of the disadvantaged groups， Braille printing technology is gradually moving towards lighter， faster and more universal direction. This paper combines the development characteristics of Braille Printer， the current research situation and development trend of Braille printer are analyzed， hope to be able to bring certain reference significance to the colleague， promote the rapid and healthy development of Braille printers

Key Words： Braille printer; Present situation; Development trend; Printing technology

伴隨著人類文明的不斷發(fā)展，人權(quán)主義在世界各地被廣泛提及。人生來平等，殘疾人也應(yīng)得到與正常人相同的待遇。1974年，聯(lián)合國率先提出了無障礙設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)的受眾面得到了極大的擴(kuò)大。設(shè)計(jì)的對(duì)象不應(yīng)該僅僅是正常健全的人，在設(shè)計(jì)上殘疾人等弱勢(shì)群體也應(yīng)該得到足夠的重視[1]。

作為正常人來說，看是一件很簡(jiǎn)單的事情，就好比可口可樂和百事可樂的包裝有何不同？對(duì)于大多數(shù)人而言，這是再簡(jiǎn)單不過的問題了?？煽诳蓸肥羌t的，百事可樂是藍(lán)的?？扇绻敲と伺笥延衷撊绾问呛媚兀慨吘惯@兩種可樂的包裝摸上去都是完全一樣的。在日常生活中，盲人朋友同時(shí)也有著學(xué)習(xí)與閱讀的需要，而這些就需要盲文打印機(jī)來幫他們實(shí)現(xiàn)。這些便引起了國內(nèi)外研究者的關(guān)注和重視，形成了較多的研究成果。

1? 國內(nèi)外盲文打印機(jī)的研究現(xiàn)狀

盲文是一種盲人或視障人士使用的觸覺書寫系統(tǒng)，傳統(tǒng)上是用壓紋紙書寫的。盲文系統(tǒng)由法國人路易斯·布萊葉（Louis Braille）于1821年設(shè)計(jì)，是盲人廣泛使用的一種讀寫方法。盲文系統(tǒng)是盲人使用的觸摸閱讀和書寫系統(tǒng)。壓花點(diǎn)均勻地排列在稱為單元的四邊形字母空間中。

盲文資料和盲文印制品，其載體多為紙張、塑料和金屬等基材，而呈現(xiàn)在人們面前的盲文制品可歸為兩大類：一類是空心盲文，另一類是實(shí)心盲文。目前為止，空心盲文的輸出設(shè)備多采用牛皮紙作為承印材料，利用機(jī)械碾壓和沖擊等方法使其表面發(fā)生形變，從而形成凸起或凹陷的盲文點(diǎn)陣。然而在長(zhǎng)期使用的過程中，人們發(fā)現(xiàn)這種輸出方式存在缺陷：（1）成本高，承印材料牛皮紙需要上好的木漿原料來制作;（2）在正反面打印時(shí)，需要特殊的排版工藝;（3）采用機(jī)械壓印形變形成的盲文凸點(diǎn)，這些盲文在積壓存儲(chǔ)或反復(fù)摸讀后易變平，使盲文字符變得難以識(shí)別。

實(shí)心盲文當(dāng)初又有固型點(diǎn)盲文、硬點(diǎn)盲文之稱，因其使用PVC、發(fā)泡油墨、UV油墨等印料印刷到紙張、PVC膜片或金屬等材質(zhì)上面，呈小半圓形實(shí)心點(diǎn)，依據(jù)其特點(diǎn)將其統(tǒng)一命名為實(shí)心盲文。實(shí)心盲文可以在普通紙張上打出凸點(diǎn)盲文，同時(shí)將雙面打印變得更加簡(jiǎn)單，紙張利用率增加1倍，并且省去了空心盲文雙面打印的特殊排版工藝，但市面上存在的這類產(chǎn)品，體積過大，打印速度慢，且價(jià)格昂貴，目前還未能夠推廣[2]。

1.1 國際盲文打印機(jī)的研究現(xiàn)狀

對(duì)于空心的打印方法，美國專利公開號(hào)US 5 816404。美國專利第5823691A號(hào)公開了一種壓花裝置，該壓花裝置可以在合適的片材例如硬紙上產(chǎn)生清晰的圖像。除了產(chǎn)生傳統(tǒng)的6點(diǎn)或8點(diǎn)盲文點(diǎn)陣和Dotsplus盲文點(diǎn)陣之外，該設(shè)備還可以產(chǎn)生圖形主題（如地圖、圖紙等）的浮雕圖像。美國專利公開號(hào)US 5816404。美國專利No.5746518A公開了一種盲文印刷設(shè)備，該盲文印刷設(shè)備包括用作凹模的針狀突起。印刷底襯用作壓印模，并且由彈性材料制成。還可以提供具有不同壓下深度的不同突起，以可選地尋址包括不同厚度的不同記錄介質(zhì)。美國專利公開號(hào)US 5816404。美國專利號(hào)4930914A公開了一種用于在紙上產(chǎn)生觸覺印象的設(shè)備。該設(shè)備包括多個(gè)銷，驅(qū)動(dòng)器和印刷輪。驅(qū)動(dòng)器有選擇地將銷釘朝紙張方向延伸、然后，打印輪將紙張和圖釘緊密接觸，最后、銷釘被打印輪壓向紙張，并在紙張上留下觸感。美國專利公開號(hào)US 5816404。美國專利No.5209584A公開了一種用于在可壓印的基板上形成盲文字符的設(shè)備，該設(shè)備包括塊狀主體，該塊狀主體具有由多個(gè)桿和螺線管的組件致動(dòng)的6個(gè)盲文印刷銷的陣列。在總結(jié)上述專利的前提下，發(fā)明人Khushwant Rai（庫什旺·賴）于2019年5月30號(hào)公開了一種用于在紙張襯底上壓印盲文字符的改進(jìn)盲文打印機(jī)和盲文打印機(jī)組件。還公開了使用盲文打印機(jī)和盲文打印機(jī)組件在紙質(zhì)基底上形成盲文字符的制造方法[2]。他提出點(diǎn)矩陣打印機(jī)（DMP）是一類打印機(jī)制。典型地在這些裝置中攜帶多個(gè)沖擊銷的打印頭橫穿紙張，并且以有組織的順序致動(dòng)銷以產(chǎn)生可識(shí)別的打印字符。這對(duì)于將墨水從色帶轉(zhuǎn)移到紙張所需的沖擊力相對(duì)較低的墨水打印很有用。但是，在其他類型的印刷中，特別是凸字的壓花或凸字印刷中，沖擊力要大很多倍。在點(diǎn)矩陣打印機(jī)中，打印頭的銷以較低的沖擊力撞擊色帶，以產(chǎn)生打印效果。但是對(duì)于盲文印刷與DMP相比，要求銷釘以更大的沖擊力穿透紙張才能產(chǎn)生壓紋效果。針對(duì)上述缺點(diǎn)，發(fā)明了一種用于視障者的改進(jìn)的DMP，采用一種新設(shè)計(jì)的打印頭，包括更多的撞針更大的力，配合具有標(biāo)準(zhǔn)盲文點(diǎn)尺寸的孔的金屬套筒進(jìn)行盲文打印，并且可以允許在紙的兩面上打印盲文字符。

而對(duì)于實(shí)心打印的方法，國際上現(xiàn)主要采用固化墨水進(jìn)行打印。韓國人金賢正于2018年11月7號(hào)公開了專利一種使用特殊生產(chǎn)的墨水的盲文打印機(jī)，該盲文打印機(jī)可以以較低的價(jià)格購買，并且由于不受使用特殊生產(chǎn)的墨水在紙上打印的限制，因此可以容易地在各個(gè)地方打印出盲文?？梢越鉀Q現(xiàn)有輸出材料中材料有限且價(jià)格昂貴的問題。因此，該發(fā)明使用特殊制造的墨的盲文打印機(jī)包括以下內(nèi)容：打印機(jī)主體形成為矩形盒狀以便放于桌子上;輸出托盤形成為扁平的矩形形狀以支撐輸出紙張。墨軌形成為長(zhǎng)桿狀，以便墨可以通過傳感器移動(dòng);墨推活塞形成為圓柱桿狀，以便可以按盲文標(biāo)準(zhǔn)噴射墨;形成為圓柱盒狀的墨水容器，以便可以存儲(chǔ)和噴射經(jīng)過特殊處理的墨水;墨出口形成為盲文厚度的圓柱體，以便可以按盲文標(biāo)準(zhǔn)噴射墨。輸出材料干燥熱板形成為扁平的矩形形狀，以使噴射的墨水固化并定影[3]。

日本發(fā)明人Kanai Yuta（長(zhǎng)野）公開了通過噴墨方法形成盲文主體的技術(shù)。通過噴墨方法噴射墨水（熱固性墨水等）和使墨水固化多次，以層疊多個(gè)層，從而形成具有多層的盲文主體[4]。由此方法不僅可以打印盲文字符，同時(shí)也可以形成具有層次的圖像。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國于2006年啟動(dòng)項(xiàng)目，2007年5月原理樣機(jī)研制成功，經(jīng)三代樣機(jī)研究，第三代樣機(jī)于2010年參加上海世博展，現(xiàn)場(chǎng)打印新型盲文材料。該打印機(jī)采用實(shí)心打印，可支持普通紙張的盲文輸出，支持普通文字與盲文混排，即明盲文混排。研究了以紫外固化膠水為印刷介質(zhì)，普通紙張為承印材料，分別采用蘸膠和噴膠方式實(shí)現(xiàn)微量UV（紫外線固化）膠水到普通紙張轉(zhuǎn)移，并采用紫外LED固化等對(duì)膠點(diǎn)固化形成盲文凸點(diǎn)[5]。

目前，我國長(zhǎng)春理工大學(xué)的流云清等人也公開了一款無線型便攜式實(shí)心盲文打印系統(tǒng)專利，包括便攜提手、盲文打印機(jī)頭、Z軸電機(jī)、紙張托盤支桿、X軸電機(jī)、紙張傳送皮帶、電路板、Y軸電機(jī)、龍門支架，各步進(jìn)電機(jī)與機(jī)械連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成系統(tǒng)的機(jī)械裝置，電路板包括控制電路、無線信號(hào)傳輸接口和電源電路等，其特征在于，機(jī)械結(jié)構(gòu)控制接口和無線信號(hào)傳輸接口分別與控制電路連接，控制電路通過無線信號(hào)傳輸接口與盲文轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)心盲文字符及圖形在普通紙張的雙面打印，在保證相對(duì)較快的打印速度與質(zhì)量的同時(shí)，大大減小了打印機(jī)的體積。該打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)采用經(jīng)典的龍門結(jié)構(gòu)，主要包括鋁合金龍門支架、X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)以及盲文打印機(jī)頭等。其中，盲文打印機(jī)頭包括耗材運(yùn)輸管、耗材擠出電機(jī)、加熱電阻絲、溫度傳感器和加熱擠出電機(jī)等。X軸和Y軸電機(jī)用于盲文字符打印位置的確定，Z軸電機(jī)用于盲文打印機(jī)頭Z軸方向的移動(dòng)，盲文打印機(jī)頭采用經(jīng)典3D打印機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)，用于實(shí)心盲文的打印，其中，耗材運(yùn)輸管通過步進(jìn)電機(jī)運(yùn)輸打印實(shí)心盲文的耗材，耗材通過加熱電阻絲加熱，結(jié)合溫度傳感器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，加熱后通過步進(jìn)電機(jī)擠出，進(jìn)而在相應(yīng)的紙張位置打印出盲文字符[6]。

對(duì)于空心印刷技術(shù)，張環(huán)宇等人也提出了專利——一種盲文打印機(jī)，該打印機(jī)在普通的針式打印機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了可用來打印盲文的盲文打印輥和盲文打印機(jī)針頭。將這些組件更換掉普通打印機(jī)的相應(yīng)組件，就成為了一臺(tái)盲文打印機(jī)，可打印盲文資料[7]。所設(shè)計(jì)的打印輥上開設(shè)有盲文點(diǎn)字生成槽，與打印輥相配合的打印機(jī)針頭上設(shè)置有兩根打印針，且打印針的直徑與盲文點(diǎn)字生成槽的直徑相等。該實(shí)用新型的打印輥上開設(shè)有盲文點(diǎn)字生成槽，當(dāng)盲文打印針擊在紙上的時(shí)候，紙張的相應(yīng)處就會(huì)隨著打印針進(jìn)入點(diǎn)字生成槽，當(dāng)打印針收回時(shí)在紙的該處就留下了盲文點(diǎn)字。張銳等人[8]針對(duì)盲人的實(shí)際生理特點(diǎn)和心理需求進(jìn)行調(diào)研和設(shè)計(jì)分析，結(jié)合現(xiàn)有紙張打印處理技術(shù)，確定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸，設(shè)計(jì)出盲文標(biāo)識(shí)打印機(jī)的造型，以幫助盲人對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別。

2? 盲文打印機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

目前，對(duì)于視力有缺陷的人來說，生活中完全的包容性卻一直難以實(shí)現(xiàn)?？紤]到眼睛是人體最主要的感覺器官，它的缺席會(huì)極大程度地限制我們對(duì)信息、數(shù)據(jù)和內(nèi)容的消費(fèi)方式，而針對(duì)視障人士的設(shè)計(jì)則往往是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，甚至盲文至今還沒有完全普及。主要是因?yàn)槊の拇蛴C(jī)是非常專業(yè)，并且費(fèi)用非常昂貴的機(jī)器。因而盲文打印機(jī)正在努力朝著更輕、更快、更普及的方向發(fā)展。

傳統(tǒng)機(jī)械式壓制打印或?qū)⒂捎诒４鏁r(shí)間及紙張成本等問題漸漸被淡忘，實(shí)心盲文的打印方式將會(huì)得到迅速及極大的發(fā)展。且隨著科技的發(fā)展，新技術(shù)、新工藝和新材料的應(yīng)用，盲文打印機(jī)在整機(jī)成本上會(huì)有比較大的下降。在市場(chǎng)上，通常將盲文打印機(jī)和普通打印機(jī)作為不同用途的打印機(jī)出售，相比于普通打印機(jī)，盲文打印機(jī)面向市場(chǎng)的出貨臺(tái)數(shù)較少。因此，與普通打印機(jī)相比，每臺(tái)的制造成本和研發(fā)費(fèi)用增加。所以未來將必然出現(xiàn)一種普通打印機(jī)與盲文打印機(jī)相結(jié)合的趨勢(shì)，即普通打印機(jī)也將可以實(shí)現(xiàn)盲文打印。

3? 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)于生活水平的提高。盲文打印機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展已不足以滿足社會(huì)的要求，目前所使用的主流盲文打印機(jī)都為國外的產(chǎn)品，并無我國所研發(fā)的。因此，設(shè)計(jì)出一臺(tái)方便快捷、成本低使用性好的盲文打印機(jī)將具有重大的意義。

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