CN106200986A - 设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法 - Google Patents

设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法 Download PDF

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朱华明
陈鑫
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Abstract

本发明提供了一种设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法。其中,该设备控制器可以通过霍尔传感器或者反射式光电传感器检测旋转体的转动情况,并根据旋转体的转动情况实现对设备的控制。通过本发明,解决了相关技术中智能设备控制方式的用户体验差的问题,提升了用户操作智能设备的体验度。

Description

设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法
技术领域
本发明涉及智能穿戴设备领域,具体而言,涉及一种设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法。
背景技术
目前的智能设备,例如智能耳机和智能手表等,都是通过手指触控触控屏来执行各种令。发明人在研究过程中发现,这种操作方式在用户进行操作时,手指会挡住屏幕部分内容。且操作时,眼睛是不能离开屏幕的。以无线智能耳机为例,无线智能耳机的触控屏设在耳机上,用户如果要对耳机进行操作(切歌、调整音量等)则需要摘下耳机来操作;另外,相关技术中,虽然也有采用拨动可变电阻器的滚轮调整音量的方式,但是该方式仅能够调整耳机的音量,也无法实现切歌等更加高级的控制功能。
可见,相关技术中的智能设备控制方式的用户体验差,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种设备控制器、智能设备以及智能设备控制方法,以至少解决相关技术中智能设备控制方式的用户体验差的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种设备控制器,包括:旋转体、永磁体和霍尔传感器,其中,所述永磁体固定在所述旋转体的边缘;所述霍尔传感器设置在所述旋转体的底面,并与设备的主控电路板电连接。
可选地,所述旋转体包括旋转盘或者旋转环。
可选地,在所述旋转体为旋转环的情况下,所述设备控制器还包括:圆形触控屏,所述圆形触控屏设在所述旋转环的内部,并与所述主控电路板电连接。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种设备控制器,包括:旋转体和反射式光电传感器,其中,所述旋转体的底部围绕转轴中心均匀分布有反射记号;所述反射式光电传感器设置在所述旋转体的底面,并且所述反射式光电传感器的光发射口正对所述旋转体上分布的所述反射记号;所述反射式光电传感器与设备的主控电路板电连接。
可选地,所述旋转体包括旋转盘或者旋转环。
可选地,在所述旋转体为旋转盘的情况下,所述旋转盘的边缘向所述旋转盘的底面凸出而形成圆槽结构,所述反射记号在所述圆槽结构的槽壁内侧均匀分布。
可选地,在所述旋转体为旋转环的情况下,所述设备控制器还包括:圆形触控屏,所述圆形触控屏设在所述旋转环的内部,并与所述主控电路板电连接。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种智能设备,包括主控电路板,所述智能设备包括上述的设备控制器。
可选地,在所述智能设备为智能手表的情况下,所述旋转体为旋转环,且所述旋转环设在所述智能手表的表盘周围。
可选地,在所述智能设备为智能耳机的情况下,所述旋转体设在所述智能耳机的左耳机或者右耳机上。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种智能设备控制方法,包括:接收霍尔传感器或者反射式光电传感器发送的电信号,其中,所述电信号是由所述霍尔传感器或者所述反射式光电传感器根据所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成的;解析所述电信号,得到所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度;根据所述旋转速度和/或所述旋转加速度和/或所述旋转角度生成所述智能设备的控制信号。
可选地,在解析所述电信号,得到所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度之后,所述方法还包括:在圆形触控屏上显示所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度。
通过本发明,设备控制器可以通过霍尔传感器或者反射式光电传感器检测旋转体的转动情况,并根据旋转体的转动情况实现对设备的控制,解决了相关技术中智能设备控制方式的用户体验差的问题,提升了用户操作智能设备的体验度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的设备控制器的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的设备控制器的主视图和侧视图;
图3是根据本发明实施例的设备控制器的可选结构示意图;
图4是根据本发明实施例的设备控制器的另一种结构的主视图和截面图;
图5是根据本发明实施例的设备控制器的另一种结构的可选截面图;
图6是根据本发明实施例的智能手表的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的智能耳机的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的智能设备控制方法的流程图;
图9是根据本发明优选实施例的电磁法测量转速的示意图;
图10是根据本发明优选实施例的图像摄取技术测量转速的示意图;
图11是根据本发明优选实施例的机械法测量转速的示意图;
图12是根据本发明优选实施例的使用霍尔传感器的耳机的结构示意图;
图13是根据本发明优选实施例的使用光电传感器的耳机的结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中提供了一种设备控制器,如图1和图2所示,该设备控制器包括:旋转体1、永磁体2和霍尔传感器3,其中,永磁体2固定在旋转体1的边缘;霍尔传感器3设置在旋转体1的底面,并与设备的主控电路板电连接。
通过上述的结构,用户在操控设备时,可以以一定的速度和加速度转动旋转体,由于旋转体的转动,带动固定在旋转体的边缘的永磁体产生位移,从而使得永磁体与霍尔传感器的相对位置发生变化;由于永磁体与霍尔传感器相对位置变化导致的磁场变化,霍尔传感器产生对应的电信号,从而可以根据该电信号产生设备的控制信号,实现对设备的操控。可见,通过上述结构,用户以一定的方式转动旋转体即可产生控制信号,解决了相关技术中控制智能设备的用户体验差的问题,提升了用户操作智能设备的体验度。
本发明实施例中的旋转体可以是旋转盘或者旋转环。并且,并不局限于上述的两种旋转体结构,例如,旋转体还可以是旋转杆,旋转杆可以沿一端转动,另一端上则可以固定永磁体。
在旋转体为旋转环的情况下,若设备还设有触控屏,则可以将触控屏设计为圆形,该触控屏的半径略小于旋转环的内径,这样,可以将圆形触控屏设在旋转环的中间,并与主控电路板电连接。如图3所示,可选地,在旋转体为旋转环的情况下,设备控制器还可以包括:圆形触控屏4,圆形触控屏4设在旋转环1的内部,并与主控电路板电连接。通过该设计,不仅美观、节约了空间,还实现了旋转环操作与触控屏操作的相互补充。
在本实施例中还提供了一种设备控制器,如图4所示,该设备控制器包括:旋转体1和反射式光电传感器5,其中,旋转体1的底部围绕转轴中心均匀分布有反射记号6;反射式光电传感器5设置在旋转体1的底面,并且反射式光电传感器5的光发射口正对旋转体1上分布的反射记号6;反射式光电传感器5与设备的主控电路板电连接。
通过上述的结构,用户在操控设备时,可以以一定的速度和加速度转动旋转体,由于旋转体的转动,带动固定在旋转体上均匀分布的反射记号产生位移,反射式光电传感器的光发射口正对反射记号发射光线,反射光线经反射记号反射回反射式光电传感器从而产生对应的电信号,并根据该电信号产生设备的控制信号,实现对设备的操控。可见,通过上述结构,用户以一定的方式转动旋转体即可产生控制信号,解决了相关技术中控制智能设备的用户体验差的问题,提升了用户操作智能设备的体验度。
可选地,旋转体包括旋转盘或者旋转环。
如图5所示,可选地,在旋转体为旋转盘的情况下,旋转盘的边缘向旋转盘的底面凸出而形成圆槽结构,反射记号在圆槽结构的槽壁内侧均匀分布。
参照图4,可选地,在本实施例中,在旋转体为旋转环的情况下,设备控制器还可以包括:圆形触控屏4,圆形触控屏4设在旋转环的内部,并与主控电路板电连接。
在本实施例中还提供了一种智能设备,包括主控电路板,其中,智能设备还包括上述的设备控制器。如图6所示,可选地,在智能设备为智能手表的情况下,旋转体为旋转环,且旋转环设在智能手表的表盘周围。
如图7所示,可选地,在智能设备为智能耳机的情况下,旋转体设在智能耳机的左耳机或者右耳机上。
通过上述的结构,用户在操控耳机时,可以以一定的速度和加速度转动旋转体,由于旋转体的转动,带动固定在旋转体的边缘的永磁体产生位移,从而使得永磁体与设置在左耳机内部的霍尔传感器的相对位置发生变化;由于永磁体与霍尔传感器相对位置变化导致的磁场变化,霍尔传感器产生对应的电信号,从而可以根据该电信号产生耳机的控制信号,实现对耳机的操控。可见,通过上述结构,用户以一定的方式转动旋转体即可产生控制信号,而无需从头上摘下耳机来操作触控屏,解决了相关技术中控制耳机的用户体验差的问题,提升了用户操作耳机的体验度。
本实施例还提供了一种智能设备控制方法,如图8所示,该流程包括如下步骤:
步骤S701,接收霍尔传感器或者反射式光电传感器发送的电信号,其中,电信号是由霍尔传感器或者反射式光电传感器根据旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成的;
步骤S702,解析电信号,得到旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度;
步骤S703,根据旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成智能设备的控制信号。
通过上述步骤,用户以一定的方式转动旋转体100即可产生控制信号,而无需从头上摘下耳机来操作触控屏,解决了相关技术中控制耳机的用户体验差的问题,提升了用户操作耳机的体验度。
可选地,在解析电信号,得到旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度之后,还可以在圆形触控屏上显示旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度。显示的方式不局限于文字形式,还可以通过不同颜色的变换来表示不同的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本发明的实施例还提供了一种软件,该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
本发明的实施例还提供了一种存储介质。在本实施例中,上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码:
步骤S701,接收霍尔传感器或者反射式光电传感器发送的电信号,其中,电信号是由霍尔传感器或者反射式光电传感器根据旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成的;
步骤S702,解析电信号,得到旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度;
步骤S703,根据旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成智能设备的控制信号。
可选地,在本实施例中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地,本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
为了使本发明实施例的描述更加清楚,下面结合优选实施例进行描述和说明。
本发明优选实施例提供了一种可通过机械旋转环实现的智能可穿戴设备交互体验方案。在该方案中,在智能设备上放置一块圆形屏幕,可操控的机械旋转环(相当于上述的旋转体或旋转环)紧贴着圆形屏幕(相当于上述的圆形触控屏)。用户只需要转动转环,顺时针或者逆时针,快速或者慢速,就可以控制操作界面以及实现各种功能。
以耳机为例,通过转动转环,用户可以实现下列功能:
1、调节音量。例如,逆时针旋转(手指向上拨动)转环时,增大音量;顺时针旋转(手指向下拨动)转环时,减小音量。
2、切换歌曲。可通过顺时针或者逆时针旋转,切换歌曲。
3、切换操作屏幕。
4、解锁。即实现A~Z26个字母的体现。转环转过不同的角度,代表不同的字母,可用来设置密码、解锁等。
以手表为例,通过转动转环,用户可以实现下列功能:切换操作屏幕,导航菜单,查找APP,锁屏,调节屏幕亮度等。
需要说明的是,本发明实施例仅以智能手表和智能耳机为例对设备控制器的应用场景进行说明,在实际应用中,本发明实施例提供的设备控制器并不局限于在上述两种智能设备上的应用。
本发明实施例中提供的转环操作可以使用户更简单的实现操作,并且手指不会遮挡屏幕,让屏幕中的所有信息都可以呈现出来,获得更好的客户体验。
在本发明优选实施例中,转环控制的主要技术是测转速技术。通过测量感知转环的转速、角度等,将模拟信号转化为数字信号,智能耳机判断并执行各种不同的指令。
本发明优选实施例中所考虑到的测转速方式主要有三种方法:电磁法、光电法以及机械方法。
如图9所示,电磁法的原理是霍尔效应。霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。用电磁法测转速时,需要用到霍尔传感器。传感器利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电势,即把位移信号转换成电势变化信号的传感器。霍尔传感器是一种小型封闭式传感器,具有性能稳定、功耗小、抗干扰能力强、使用温度范围宽等优点。其原理是当磁力线穿过传感器上感应元件时产生霍尔电势经过霍尔芯片的放大整形后,成为电信号供二次仪表使用。使用时,只要在旋转物体上粘一块小磁钢,或者带有磁介质的涂层,或者整合了磁性材料本身做成的旋转物体,传感器固定在离磁钢一定距离内,对准磁钢S极即可进行测量。
反射式光电转速传感器(即反射式光电传感器)通过在被测量转盘上设定反射记号,而后获得光线反射信号来完成物体转速测量的。光信号会随着转盘表面粗糙程度的不同,发生不同的反射信号。光敏元件可以接收到这个信号。再通过光电传感器将光信号转化为电信号交给单片机去处理,从而得到转速、位移等数据。
此外,也可以通过图像摄取技术来测量转速,如图10所示,发光二极管(LED)或者激光器(Laser)发出的光通过透镜,照射在工作表面(比如转环表面)上,部分反射光通过透镜进入成像传感器成像,并提供给图像分析芯片(数字微处理器DSP),或者微处理器MCU进行分析;当转环旋转时,传感器就会截获一组高速拍摄的连贯图像,经DSP芯片或者微处理器MCU分析处理后,得出转环的移动方向和移动量。
如图11所示,机械式测量方法主要是通过离心式转速表实现。离心式转速表主要由机心、变速器和指示器三部分组成。重锤利用连杆与活动套环及固定套环连接,固定套环装在离心器轴上,离心器通过变速器从输入轴获得转速。另外还有传动扇形齿轮、游丝、指针等装置。当离心器旋转时,重锤随着旋转所产生的离心力通过连杆使活动套环向上移动并压缩弹簧。当转速一定时,活动套环向上的作用力与弹簧的反作用力相平衡,套环将停在相应位置。同时,活动套环的移动通过传动机构的扇形齿轮传递给指针,在表盘上指示出被测转速的大小。
在本优选实施例中,测量转速优先采用霍尔(HALL)元件和反射式光电传感器来测量,其中,霍尔原件体积小,测量准,适合在智能设备中应用。
利用霍尔元件电磁方法测得的转速,霍尔元件在产生霍尔电势后,会将其转换为交变电信号,最后传感器的内置电路会将信号调整和放大,输出矩形脉冲信号。光电传感器的原理也是如此。也是将光信号转化为电信号,送到中央处理器(CPU)中进行算法处理,从而完成各项指令。
图12和图13分别为使用本发明实施例提供的设备控制器的耳机的结构示意图。
综上所述,通过本发明的上述实施例和优选实施例,可以实现在智能设备上通过旋转环实现的新型交互体验;首创的旋转环交互技术。操作简单方便,且直观。圆形屏幕设计,旋转环紧贴屏幕,外观美观时尚。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种设备控制器,其特征在于包括:旋转体、永磁体和霍尔传感器,其中,
所述永磁体固定在所述旋转体的边缘;
所述霍尔传感器设置在所述旋转体的底面,并与设备的主控电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的设备控制器,其特征在于,所述旋转体包括旋转盘或者旋转环。
3.根据权利要求2所述的设备控制器,其特征在于,在所述旋转体为旋转环的情况下,所述设备控制器还包括:圆形触控屏,所述圆形触控屏设在所述旋转环的内部,并与所述主控电路板电连接。
4.一种设备控制器,其特征在于包括:旋转体和反射式光电传感器,其中,
所述旋转体的底部围绕转轴中心均匀分布有反射记号;
所述反射式光电传感器设置在所述旋转体的底面,并且所述反射式光电传感器的光发射口正对所述旋转体上分布的所述反射记号;所述反射式光电传感器与设备的主控电路板电连接。
5.根据权利要求4所述的设备控制器,其特征在于,所述旋转体包括旋转盘或者旋转环。
6.根据权利要求5所述的设备控制器,其特征在于,在所述旋转体为旋转盘的情况下,所述旋转盘的边缘向所述旋转盘的底面凸出而形成圆槽结构,所述反射记号在所述圆槽结构的槽壁内侧均匀分布。
7.根据权利要求5所述的设备控制器,其特征在于,在所述旋转体为旋转环的情况下,所述设备控制器还包括:圆形触控屏,所述圆形触控屏设在所述旋转环的内部,并与所述主控电路板电连接。
8.一种智能设备,包括主控电路板,其特征在于,所述智能设备包括如权利要求1至7中任一项所述的设备控制器。
9.根据权利要求8所述的智能设备,其特征在于,在所述智能设备为智能手表的情况下,所述旋转体为旋转环,且所述旋转环设在所述智能手表的表盘周围。
10.根据权利要求8所述的智能设备,其特征在于,在所述智能设备为智能耳机的情况下,所述旋转体设在所述智能耳机的左耳机或者右耳机上。
11.一种如权利要求8至10中任一项所述的智能设备控制方法,其特征在于包括:
接收霍尔传感器或者反射式光电传感器发送的电信号,其中,所述电信号是由所述霍尔传感器或者所述反射式光电传感器根据所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度生成的;
解析所述电信号,得到所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度;
根据所述旋转速度和/或所述旋转加速度和/或所述旋转角度生成所述智能设备的控制信号。
12.根据权利要求11所述的智能设备控制方法,其特征在于,在解析所述电信号,得到所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度之后,所述方法还包括:
在圆形触控屏上显示所述旋转体的旋转速度和/或旋转加速度和/或旋转角度。
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