CN106598287A - 一种残臂人士专用鼠标的设计方法 - Google Patents

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张元良
张敏
关泽明
王金龙
刘全利
勾万强
郭俊飞
王若飞
沈毅鸿
赵清晨
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03543—Mice or pucks
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Abstract

本发明一种残臂人士专用鼠标的设计方法属于残疾人使用电脑辅助器具领域，涉及一种专用鼠标设计方法，尤其涉及一种残臂人士专用鼠标的设计方法，应用于残疾人电脑辅具领域。设计方法中使用的专用鼠标采用双轴摇杆和具有左、右鼠标键的脚踏鼠标相组合的操作方式，并采用加速度无线模块和微控制器板与计算机进行无线通信。加速度无线模块由一个加速度传感器、一个小微控板和发送蓝牙组成，加速度无线模块采用独立的电池供电，利用电源开关实现供电和断电操作。该方法操作简单，专用鼠标使用方便，是残疾人士使用电脑的理想选择。

Description

一种残臂人士专用鼠标的设计方法
技术领域
本发明属于残疾人使用电脑辅助器具领域，涉及一种专用鼠标设计方法，尤其涉及一种残臂人士专用鼠标的设计方法，应用于残疾人电脑辅具领域。
背景技术：
鼠标一种计算机输入设备，也是计算机显示系统横纵坐标定位的指示器。鼠标是1964年由加州大学伯克利分校博士道格拉斯恩格尔巴特发明的，鼠标的使用是为了使计算机的操作更加便捷，来代替那些繁琐的计算机键盘指令。此后，鼠标技术得到快速发展，鼠标变得越来越人性化。但是，传统的鼠标设计需要用手来进行操控，对于没有手的残疾人士或者手不灵便的人士来说，使用传统鼠标来进行计算机操作将会变得非常困难。
发明内容：
本发明主要解决的问题是，发明一种供残臂人士使用的专用鼠标，残疾人士可以利用下巴或肢体移动控制摇杆，实现鼠标箭头在显示器界面上的移动，用脚踏按键实现鼠标的左击和右击，完成电脑操作。
本发明采用的技术方案是一种残臂人士专用鼠标的设计方法，其特征在于，设计方法中使用的专用鼠标采用双轴摇杆5和具有左、右鼠标键8、9的脚踏鼠标7相组合的操作方式，并采用加速度无线模块6和微控制器板10与计算机4进行无线通信；加速度无线模块采用独立的电池供电，利用电源开关实现供电和断电操作；
加速度无线模块6中的加速度传感器12的管脚SD4、SCL分别连接到小微控板13上的A4、A5管脚，发送蓝牙14的TX、RX管脚连接到小微控板13上的pin1、pin2管脚上；方法具体步骤如下：
首先将双轴摇杆5的电源VCC管脚和地GND管脚分别接到微控制器板10上的VCC和GND管脚，双轴摇杆5的S-X、S-Y管脚分别连接到微控制器板10上的两个模拟量输入S-X、S-Y管脚；脚踏鼠标7上的左、右鼠标键8、9分别接微控制器板10的pin8、pin9管脚，接收蓝牙11的Tx、Rx管脚分别跟微控制器板10的串口通信管脚pin10、pin11连接；微控制器板10利用USB数据线2跟计算机4进行通信；通过接收蓝牙11接收到发送蓝牙14发送的两轴加速度数值，通过检测两个坐标轴的加速度正负来控制专用鼠标箭头上下左右移动；
硬件连接完毕后，在集成软件开发平台上编写程序，调试无误后烧写到微控制器板10中，便可以利用专用鼠标进行电脑操作。
使用者将双轴摇杆5摆动到一定的角度θ后，加速度无线模块6跟微控制器板10进行无线通信，加速度传感器用来采集两轴加速度，小微控板读取加速度传感器检测到的两个坐标轴的加速度，并将加速度数值通过发送蓝牙11发送出去，通过微控制器板10的ADC(模数转换)转换成为相应的数字量，以此作为实现鼠标箭头的移动的控制信息，控制鼠标箭头上下左右移动。脚踏鼠标7装有左、右鼠标键8、9，以实现鼠标的左击和右击。微控制板10将控制信息通过USB数据线2传输到计算机，实现鼠标箭头的移动和左击、右击功能。
本发明的有益效果是该方法设计的专用鼠标使用方便，操作简单；
是残疾人士使用电脑的理想选择。
附图说明：
附图1为本发明的系统结构图：1-地面、2-USB数据线、3-桌面、4-计算机、5-双轴摇杆、6-加速度无线模块、7-脚踏鼠标、8-左鼠标键、9-右鼠标键、10-微控制器板，θ为摇杆在X-Y平面内的摆动角度。
附图2为本发明的残疾人鼠标硬件框图：2-USB数据线、4-计算机、5-双轴摇杆、6-加速度无线模块、7-脚踏鼠标、8-左鼠标键、9-右鼠标键、10-微控制器板，11-接收蓝牙，12-加速度传感器，13-小微控板，14-发送蓝牙。
具体实施方式：
下面结合发明技术方案和附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图1为本发明的系统结构图，附图2为本发明的残疾人鼠标硬件框图。本实施例中，使用加速度传感器来采集X、Y两轴加速度，小微控板读取加速度传感器检测到的两个坐标轴的加速度，并将加速度数值通过发送蓝牙发送出去，微控制器板通过接收蓝牙接收到两轴加速度数值，通过检测两个坐标轴的加速度正负来控制鼠标箭头上下左右移动。
加速度无线模块6中有一个加速度传感器12、一个小微控板13和发送蓝牙14。发送蓝牙14和接收蓝牙11型号HC-05，加速度无线模块6采用独立的电池供电，利用电源开关实现供电和断电操作。
加速度传感器12选用6轴MPU6050加速度传感器，微控制器板10选用ArduinoLeonardo，小微控板13选用Arduino Pro Mini。加速度传感器12具有3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，自带数字运动处理器(DMP)，可以对采集到的原始数据进行姿态融合解算。小微控板13读取传感器检测到的X、Y坐标轴的加速度，并将加速度数值通过发送蓝牙14发送出去。加速度传感器12的SDA、SCL管脚分别跟小微控制器板的A4、A5管脚相接，发送蓝牙14的Tx和Rx管脚分别跟小微控板13的Pin 1和Pin 2管脚相接。
微控制器板10的Pin 10管脚和Pin 11管脚分别与接收蓝牙11的Tx管脚和Rx管脚连接；通过接收蓝牙11接收到两轴加速度数值，通过检测两个坐标轴的加速度正负来控制专用鼠标箭头上下左右移动；微控制器板10用USB数据线2与计算机4进行通信。
双轴摇杆5选用的型号为KY-023模块，双轴摇杆5的电源VCC和地GND管脚分别接微控制器板10的VCC和GND连接，双轴摇5的S-X管脚接微控制器板10的S-X管脚，双轴摇杆S-Y管脚接微控制器板10的S-Y管脚。脚踏鼠标7上的左、右鼠标键8、9分别接微控制器板10的Pin 8、Pin 9管脚。
硬件连接完毕后，在集成软件开发平台上编写程序，调试无误后烧写到微控制器板10中，便可以利用专用鼠标进行电脑操作。
使用时，残臂人士将加速度无线模块6穿戴在残臂上或身体的其他部位上，然后利用下巴或者身体其他地方来控制摇杆的移动，当双轴摇杆5摆动到一定的角度θ后，分别输出X、Y两个坐标轴的电压模拟量值，通过微控制器板10的ADC(模数转换)转换成为相应的数字量，以此作为实现鼠标箭头的移动的控制信息，脚踏鼠标7上装有左、右鼠标键8、9，用来实现专用鼠标的左击和右击。微控制板10将控制信息通过USB数据线2传输到计算机实现鼠标箭头的移动和左击、右击功能。
本发明不仅为上肢残障人士操作电脑提供便利，儿童和老人也可以用来休闲娱乐。

Claims (1)

1.一种残臂人士专用鼠标的设计方法，其特征在于，设计方法中使用的专用鼠标采用双轴摇杆(5)和具有左、右鼠标键(8、9)的脚踏鼠标(7)相组合的操作方式，并采用加速度无线模块(6)和微控制器板(10)与计算机(4)进行无线通信；加速度无线模块(6)由一个加速度传感器(12)、一个小微控板(13)和发送蓝牙(14)组成；加速度无线模块(6)采用独立的电池供电，利用电源开关实现供电和断电操作；方法具体步骤如下：
先将加速度无线模块(6)中的加速度传感器(12)的管脚SD4、SCL分别连接到小微控板(13)上的A4、A5管脚，发送蓝牙(14)的TX、RX管脚连接到小微控板(13)上的pin1、pin2管脚上；
再将双轴摇杆(5)的电源VCC管脚和地GND管脚分别接到微控制器板(10)上的VCC和GND管脚，双轴摇杆(5)的S-X、S-Y管脚分别连接到微控制器板(10)上的两个模拟量输入S-X、S-Y管脚；脚踏鼠标(7)上的左、右鼠标键(8、9)分别接微控制器板(10)的pin8、pin9管脚，接收蓝牙(11)的Tx、Rx管脚分别跟微控制器板(10)的串口通信管脚pin10、pin11连接；微控制器板(10)利用USB数据线(2)跟计算机(4)进行通信；通过接收蓝牙(11)接收到发送蓝牙(14)发送的两轴加速度数值，通过检测两个坐标轴的加速度正负来控制专用鼠标箭头上下左右移动；
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