CN102141835B

CN102141835B - 多模式输入装置

Info

Publication number: CN102141835B
Application number: CN2010101050724A
Authority: CN
Inventors: 王�华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2030-02-03
Also published as: CN102141835A

Abstract

本发明名称为：多模式输入装置。它克服了已知技术易产生虚假信号、可靠性和适应性不够、器件成本偏高等不足。它由按键传感器模块和掌上鼠标模块构成；每个手套指上安装一个按键传感器模块；转动调位螺母104即可调节遮光条105固定端的纵向位置，使同一手套可适应不同尺寸的手；遮光条105自由端一方面可在按键探头座101内移动，改变光电二极管光路的通断状态。掌上鼠标模块217中，X位移探头模块214、Y位移探头模块215的转轴彼此垂直，X位移探头模块214的转轴平行于右手上臂；手掌根贴压在桌面移动时，位移探头模块的滚轮触压桌面并随手掌的移动而滚动，并带动齿轮转动以产生位移信号。本发明可靠、价廉、寿命长，利于普及。

Description

多模式输入装置

技术领域

本发明涉及计算机输入外设。

背景技术

专利申请200910221795.8中，一方面要求反射式光电二极管与位于手套背面指根后的反射面保持相当高的垂直度，并要求反射面保持足够高的清洁度。另一方面，要求手套掌面的图案保持较高的清洁度，要求用作位移传感器的位于大拇指指端的光电二极管具有较高的分辨率，且相应的软件算法较复杂。

发明内容

要求反射式光电二极管与位于手套背面指根后的反射面保持相当高的垂直度，普通手套很难达到这一要求，极易产生虚假信号；若采用特制手套，则成本太高。要求手套掌面的图案保持较高的清洁度，要求用作位移传感器的光电二极管具有较高的分辨率，导致其可靠性和适应性不够，器件成本偏高。

本发明的技术方案：

本发明的原理为：采用对射式光电二极管作按键信号传感器，根据其光路是否被活动的遮挡物切断来产生击键操作信号，避免了专利申请200910221795.8中反射式光电二极管对垂直度和清洁度的高要求。通过在手掌面固定一个双滚轮机械式位移传感器来替代专利申请200910221795.8中用作位移传感器的位于大拇指指端的光电二极管。

预备说明：

1.图中每个表示图形编号的标注，若其形式为a₂a₁a₀，则a₂、a₁、a₀包含分别代表一个十进制数字，其中，a₂代表该标注首次出现的图号，例如，a₂＝1，表示该标注首次出现在图1中。

2.图中每个表示图形编号的标注，若其形式为a₂a₁a₀-b，则a₂a₁a₀代表一个实体，a₂a₁a₀-b代表实体a₂a₁a₀的一个部分。

3.把一个封闭虚线框内的多个实体看作一个整体，称为一个实体组。

4.图中的大箭头代表组装流程的一个环节。

本发明包含按键传感器模块和掌上鼠标模块。

1按键传感器模块由按键探头座、布导管、遮光条、调位螺母、调位座构成。

1.1按键探头座101：按键探头座101是一个塑料对称结构体，对射式光电传感器的收发二极管可分别插在彼此对称的两个T形槽101-1、101-2中。位于突出薄片的通孔101-4用于把按键探头座101紧贴地缝固在手套指的背面。导孔101-3是一个半盲孔，遮光条的自由端松配合地在导孔101-3内作往复纵向移动。扣槽101-5开口朝上，位于导孔101-3的开口段。实体107、108是按键探头座101的三维剖面图，108的部位108-1对应地称为扣槽101-5的槽坎。

1.2布导管102：布导管102是一个布料制作的通管，沿纵向缝固在手套指背面。它把遮光条的大部宽松地容纳在管内，一方面保证了遮光条屈伸时的伸缩量合理，另一方面避免了遮光条因异常变形而受损，利于延长遮光条的使用寿命。

1.3遮光条105：遮光条105是一个整体呈细条状的尼龙零件，具有一定柔性和良好的弹性，可分解为5个部分：挡光段105-1、扣钩105-2、回弹段105-3、调位螺纹段105-4、方形止转头105-5。

1.3.1挡光段105-1：位于遮光条105自由端的挡光段105-1，在手指弯曲时，挡光段105-1向着手腕后缩，使收发二极管间的光路处于畅通状态；在手指伸直时，挡光段105-1向着手手指端前伸，使收发二极管间的光路处于阻断状态；在手指伸直时，挡光段105-1向着手手指端前伸，使收发二极管间的光路处于阻断状态。收发二极管间的光路由阻断状态到畅通状态一次跳变，对应于一次击键操作。

1.3.2扣钩105-2：扣钩105-2位于遮光条105自由端，其钩头朝向方形止转头105-5，可从外向内卡入按键探头座101的导孔101-3，并配合地扣入扣槽101-5的槽坎内，使遮光条的自由端在无外力作用时不会从导孔101-3中脱出。

1.3.3回弹段105-3：回弹段105-3，具有足够的弹性和很强的抗疲劳特性，能同步地随手指的屈伸而屈伸，包裹在布导管102内。

1.3.4调位螺纹段105-4：调位螺纹段105-4的半径大于回弹段105-3。

1.3.5方形止转头105-5：方形止转头105-5是一个长方体，位于遮光条105的固定端。

1.4调位螺母104：整体呈圆形，可从遮光条105自由端套入遮光条105并配合地套在遮光条105的调位螺纹段105-4。

1.5调位座103：调位座103是一个塑料对称结构体，含有彼此正对的两个方形通孔，遮光条105的方形止转头105-5配合地穿过这两个方形通孔内，调位座103的部位103-2称为座膛，调位座103的部位103-1称为卡环；调位座103的隔槽介于调位座103彼此正对的两个方形通孔之间；调位螺母可松配合地卡在座膛103-2和卡环103-1间的隔槽内；调位座103可通过其对称突出薄片103-3和103-4上的圆孔缝固在手套背面上，调位螺母转动时，遮光条105的方形止转头105-5配合在座膛103-2的方形通孔内而不能转动，而只能纵向移动。

1.6按键传感器模块106：按键传感器模块106中，位于遮光条105自由端的挡光段105-1，穿过调位座103的两个方形通孔及松配合地卡在调位座103的隔槽内的调位螺母104，再穿过布导管102进入按键探头座101的导孔101-3，直至扣钩105-2由外向内卡入按键探头座101的导孔101-3并配合地扣入扣槽101-5的槽坎内。

1.7安装在手套的按键传感器模块：每个手套指上安装一个按键传感器模块；按键探头座101、布导管102缝固在对应露指手套的手指指端背面，调位座103缝固在露指手套缝固在位于手指指根的指关节后。

1.8按键传感器模块106的使用方法：调位螺母104松配合在调位座103的隔槽内并配合在遮光条105的调位螺纹段105-4，遮光条105的方形止转头105-5配合在座膛103-2的方形通孔内，转动调位螺母104即可调节遮光条105固定端的纵向位置，使同一手套可适应不同尺寸的手。位于遮光条105自由端的扣钩105-2卡入在按键探头座101扣槽101-5的槽坎内侧，使遮光条105自由端一方面可在按键探头座101内移动，改变光电二极管光路的通断状态，另一方面又不能脱出按键探头座101。

2掌上鼠标模块：由X位移探头模块、Y位移探头模块、一个套框构成，其基本原理与传统机械鼠标相同。

2.1位移探头模块205：图2(a)的实体组205就是一个位移探头模块。位移探头模块205中，滚轮201松配合在滑动架204上下端都开口的滚轮槽204-2内，其轮缘向下露在滚轮槽204-2外；齿轮202松配合在滑动架204上端开口、下端封闭的齿轮槽204-3内，其作用与传统机械鼠标完全相同；转轴203松配合在滑动架204的转轴孔204-8，并紧配合在滚轮201和齿轮202的中心孔内；与参照技术不同，滚轮201和齿轮202间不存在变速环节，利于减小位移探头模块205的体积，使其适宜在手套上安装。一对收发二极管分别紧配合在滑动架204的二极管插槽204-6、204-7内，形成一个对射收发二极管对；8根长度小于滑动架204高度的挡条，分别对称地均匀分布在滑动架204四个侧面，挡条与滑动架204上端面共面；滑动架204的下端面也称为滑动架外端面，对应的部位称为滑动架外端。盲孔204-5用于安装一根弹簧，称为弹簧安装孔。

2.2套框211：套框211内含两个相同的方形空腔，方形空腔上端口直通、下端口内含扣坎框211-1的方形空腔；各均匀分布着5个圆通孔的两根薄长条对称地分布在套框211上端外侧，这些圆通孔称为套框穿线孔。扣坎框211-1是一个方形框。滑动架204带挡条的部位松配合在套框211内，其8根挡条被套框211的框形扣坎阻拦而始终被约束在套框211扣坎框211-1内侧；滑动架204的下端可松配合地伸出套框211的扣坎框211-1。

2.3缓冲板216：由同尺寸的一层方形软皮和一层方形塑料板粘合而成；配合在掌上鼠标模块内时，其软皮的一面朝向手掌，以减少操作中的不适感。

2.4掌上鼠标模块217：图2(b)中，位移探头模块214是X位移探头模块，位移探头模块215是Y位移探头模块，它们都是位移探头模块205的拷贝。掌上鼠标模块217中，X位移探头模块214、Y位移探头模块215分别松配合在套框211的方形空腔211-2和211-3中，其滑动架的外端可松配合地伸出套框的扣坎框。

3本发明的装配图：掌上鼠标模块和按键传感器模块都是固定在露指手套上用的。每个手套指上安装一个按键传感器模块；按键传感器模块通过缝固在露指手套的手指指端背面的按键探头座、布导管和缝固在位于手指指根的指关节后的调位座而固定在露指手套上。图3中，作为食指、中指、无名指、小指上按键传感器模块的安装示意图，按键传感器模块通过缝固在露指手套351的手指指端背面的按键探头座301、布导管302和缝固在露指手套351背面指关节333后的调位座303而固定在露指手套背面，转动调位螺母304即可调节遮光条305固定端的纵向位置。作为大拇指上按键传感器模块的安装示意图，按键传感器模块通过缝固在露指手套351的手指指端背面的按键探头座311、布导管312和缝固在大拇指指关节342后的调位座313而固定在露指手套，转动调位螺母314即可调节遮光条315固定端的纵向位置。掌上鼠标模块217通过对称地分布在套框211上端外侧两根薄长条上的套框穿线孔，缝固在手掌根部；松配合在套框211内的X位移探头模块214、Y位移探头模块215，二者的转轴彼此垂直，且X位移探头模块214的转轴平行于右手上臂；松配合在位移探头模块弹簧安装孔内的弹簧，其一端推抵松配合在套框211内并紧贴手套掌面的缓冲板216，另一端外推位移探头模块，使其滑动架内的轮缘向下露在滚轮槽外的滚轮伸出套框的扣坎框；当手掌根贴压在桌面移动时，X位移探头模块214、Y位移探头模块215的滚轮触压桌面并随手掌的移动而滚动，并通过紧配合在滚轮和齿轮中心孔内的转轴带动齿轮转动，以产生位移信号。

本发明的有益效果：本发明彻底避免大大提高了击键信号和位移信号的可靠性，降低了器件成本，具有很高的适应性，利于普及。

附图说明

图1(a)是三维XYZ坐标图，图1(b)是按键传感器模块及其装配图的三维立体图。

图2(a)是位移传感器模块的三维立体图；图2(b)是套框211及掌上鼠标模块的三维立体图；实体212和213是套框211的三维立体剖面图，实体部位212-1和部位213-1对应于套框211一个方形空腔中的扣坎框。

图3是本发明的整体示意图。301、302、303、304、305分别代表食指、中指、无名指、小指上的一个按键探头座、布导管、调位座、调位螺母、遮光条；311、312、313、314、315分别代表大拇指上的按键探头座、布导管、调位座、调位螺母、遮光条；331、332、333分别对应于露指手套351食指或中指或无名指或小指的由指端到手腕的三个指关节；341、342分别对应于露指手套351大拇指的由指端到手腕的二个指关节。

Claims

1.多模式输入外设，其为一种能把手及手指运动转化为电脑输入信号的装置,其特征在于, 每个手套指上安装一个按键传感器模块；按键传感器模块通过缝固在露指手套的手指指端背面的按键探头座、布导管和缝固在位于手指指根的指关节后的调位座而固定在露指手套上；按键传感器模块（106）中，位于遮光条（105）自由端的挡光段（105－1），穿过调位座（103）的两个方形通孔及松配合地卡在调位座（103）的隔槽内的调位螺母（104），再穿过布导管（102）进入按键探头座（101）的导孔（101－3），直至扣钩（105－2）由外向内卡入按键探头座（101）的导孔（101－3）并配合地扣入扣槽（101－5）的槽坎内，遮光条（105）的方形止转头（105－5）配合在座膛（103－2）的方形通孔内；掌上鼠标模块（216）通过对称地分布在套框（211）上端外侧两根薄长条上的套框穿线孔，缝固在手掌根部；松配合在套框（211）内的X位移探头模块（214）、Y位移探头模块（215），二者的转轴彼此垂直，X位移探头模块（214）的转轴平行于右手上臂；松配合在位移探头模块弹簧安装孔内的两根弹簧，其一端推抵松配合在套框（211）内并紧贴手套掌面的缓冲板(217)；另一端外推位移探头模块，使其滑动架内轮缘向下露在滚轮槽外的滚轮伸出套框的扣坎框；位移探头模块（205）中，滚轮（201）松配合在滑动架（204）上下端都开口的滚轮槽（204－2）内并向下伸出滚轮槽（204－2）；齿轮（202）松配合在滑动架（204）上端开口、下端封闭的齿轮槽（204－3）内，转轴（203）松配合在滑动架（204）的转轴孔（204－8），并紧配合在滚轮（201）和齿轮（202）的中心孔内；滑动架（204）带挡条的部位松配合在套框（211）内，其8根挡条被套框（211）的框形扣坎阻拦而始终被约束在套框（211）扣坎框（211－1）内侧；滑动架（204）的下端可松配合地伸出套框（211）的扣坎框（211－1）。