CN107832706B - 一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，包括外壳，外壳上设有干燥机构，所述外壳内设有检测机构，干燥机构包括内管、外管、吸水棉和至少两个安装组件，检测机构包括感应组件、挤压块、识别窗和两个紧固组件，紧固组件包括固定板、驱动单元和伸缩单元，伸缩单元包括固定块、移动块、伸缩架、铰接块、滑环、滑轨和移动板，该具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备通过干燥机构中的吸水棉吸收用户手指上的水分，使手指恢复干燥，便于设备进行精准的识别，不仅如此，通过检测机构自动识别用户的手指指纹，在识别过程中用户仅需插入手指，从而使指纹识别操作简单，便于执行，提高了设备的实用性。

Description

一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备

技术领域

本发明涉及生物识别设备领域，特别涉及一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备。

背景技术

随着移动互联、物联网等新兴技术浪潮的到来，传统的一些对人的认证识别方式已经无法满足社会发展需求。通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特征(如指纹、脸象、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定，成为大势所趋。目前，主要的生物识别方式有：指纹识别、掌纹识别、面部识别、DNA识别、行为识别等。目前，在各个应用领域中用的较为普遍的是指纹识别，其中以电容式指纹识别应用较为广泛。

电容式指纹识别技术是采用交替命令的并排列和传感器电板，交替板的形式是两个电容板，以及指纹的山谷和山脊成为板之间的电介质。两者之间的恒量电介质的传感器检测变化来生成指纹图像。由于电容式指纹识别器采用电容进行指纹识别，而水具有导电性能，因此，识别器的识别能力容易受手指湿度的影响，造成识别困难，不仅如此，在识别过程中，需要手指按照规范的动作按在识别窗上，影响了用户的体验效果，造成现有的电容式指纹识别设备实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，包括外壳，所述外壳上设有显示屏、语音播报器和若干控制按键，所述外壳上设有干燥机构，所述外壳内设有检测机构；

所述干燥机构包括内管、外管、吸水棉和至少两个安装组件，所述内管固定在外壳上，所述内管与外壳连通，所述内管设置在外管内，所述内管和外管同轴设置，所述吸水棉设置在内管和外管之间，所述内管上至少设有两个通孔，所述通孔周向均匀分布在内管上，所述安装组件周向均匀分布在外管的外周，所述外管通过安装组件与外壳连接；

所述检测机构包括感应组件、挤压块、识别窗和两个紧固组件，所述感应组件设置在外壳的远离内管的一侧，两个紧固组件分别设置在感应组件的上方和下方，所述识别窗位于感应组件的下方，所述挤压块位于感应组件的下方，两个紧固组件中，其中一个紧固组件与识别窗传动连接，另一个紧固组件与挤压块传动连接；

所述紧固组件包括固定板、驱动单元和伸缩单元，所述固定板的两端分别固定在外壳的两侧的内壁上，所述驱动单元和伸缩单元均设置在固定板的靠近感应组件的一侧，所述伸缩单元包括固定块、移动块、伸缩架、铰接块、滑环、滑轨和移动板，所述固定块固定在固定板上，所述驱动单元与移动块传动连接，所述滑轨的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向感应组件，所述滑轨的两端和铰接块均固定在移动板的远离感应组件的一侧，所述伸缩架的一端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述伸缩架的另一端的两侧分别与铰接块和滑环铰接，两个伸缩单元的移动板中，所述识别窗固定在其中一个移动板的靠近感应组件的一侧，所述挤压块固定在另一个移动板的靠近感应组件的一侧。

作为优选，为了驱动移动块移动，使伸缩架形态变化，所述驱动单元包括气泵、气缸和活塞，所述气泵和气缸均固定在固定板上，所述气泵与气缸连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与移动块固定连接。

作为优选，为了便于外管的固定安装和拆卸工作，所述安装组件包括固定轴、套管、套环和侧杆，所述固定轴的一端固定在外壳上，所述固定轴的另一端设置在套管内，所述固定轴的外周设有外螺纹，所述套管内设有内螺纹，所述套管内的内螺纹与固定轴上的外螺纹相匹配，所述套环位于外壳和套管之间，所述套环套设在固定轴上，所述套环通过侧杆与外管固定连接。

作为优选，为了便于套管的转动，防止套管转动时打滑，所述套管的远离外壳的一端的外周至少设有两个凸板，所述凸板周向均匀分布在套管的外周。

作为优选，为了保证套环、侧杆和外管连接的稳固性，所述套环、侧杆和外管为一体成型结构。

作为优选，为了便于检测内管内是否有手指通过，所述感应组件包括压力传感器、弹簧、压板、支杆和接触块，所述压力传感器固定在外壳的远离内管的一侧的内壁上，所述压板的一侧通过弹簧与压力传感器连接，所述压板的另一侧通过支杆与接触块固定连接，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，利用硅胶材质柔软的特点，为了提高用户手指接触时的舒适感，所述接触块的材质为硅胶。

作为优选，为了固定压板的移动方向，所述压板的上方和下方均设有限位组件，所述限位组件包括横杆和限位环，所述限位环套设在横杆上，所述限位环与压板固定连接，所述横杆固定在外壳的远离内管的一侧的内壁上。

作为优选，为了限制压板的移动范围，所述横杆的靠近接触块的一侧设有限位块。

作为优选，为了便于数据传输，所述外壳上还设有USB接口。

本发明的有益效果是，该具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备通过干燥机构中的吸水棉吸收用户手指上的水分，使手指恢复干燥，便于设备进行精准的识别，与传统的干燥机构中，该干燥机构通过安装组件方便外管的安装拆卸，从而便于进行吸水棉的更换，不仅如此，通过检测机构自动识别用户的手指指纹，在识别过程中用户仅需插入手指，从而使指纹识别操作简单，便于执行，与传统的检测机构相比，该检测机构能够自动感应到用户的手指，并对手指进行固定，便于进行指纹识别，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备的结构示意图；

图2是本发明的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备的干燥机构的结构示意图；

图3是本发明的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备的安装组件的结构示意图；

图4是本发明的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备的检测机构的结构示意图；

图5是本发明的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备的紧固组件的结构示意图；

图中：1.外壳，2.显示屏，3.语音播报器，4.控制按键，5.内管，6.外管，7.吸水棉，8.通孔，9.挤压块，10.识别窗，11.固定板，12.固定块，13.移动块，14.伸缩架，15.铰接块，16.滑环，17.滑轨，18.移动板，19.气泵，20.气缸，21.活塞，22.固定轴，23.套管，24.套环，25.侧杆，26.凸板，27.压力传感器，28.弹簧，29.压板，30.支杆，31.接触块，32.横杆，33.限位环，34.限位块，35.USB接口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，包括外壳1，所述外壳1上设有显示屏2、语音播报器3和若干控制按键4，其特征在于，所述外壳1上设有干燥机构，所述外壳1内设有检测机构；

用户通过控制按键4可对该指纹识别器进行相关设置，而在检测时，利用干燥机构吸收用户的手指外周上的水分，使手指恢复干燥，提高设备的识别精度，而在外壳1内部，通过检测机构对用户的手指进行识别，并通过显示屏2显示检测结果，由语音播报器3发声提示用户识别结果。

如图2所示，所述干燥机构包括内管5、外管6、吸水棉7和至少两个安装组件，所述内管5固定在外壳1上，所述内管5与外壳1连通，所述内管5设置在外管6内，所述内管5和外管6同轴设置，所述吸水棉7设置在内管5和外管6之间，所述内管5上至少设有两个通孔8，所述通孔8周向均匀分布在内管5上，所述安装组件周向均匀分布在外管6的外周，所述外管6通过安装组件与外壳1连接；

用户在进行指纹识别时，将待识别的手指通过内管5插入外壳1内部，在插入过程中，由内管5和外管6之间的吸水棉7吸收用户手指上的水分，使手指恢复干燥。在多次干燥后，可通过安装组件实现外管6的拆卸，便于用户取下吸水棉7进行更换。

如图4所示，所述检测机构包括感应组件、挤压块9、识别窗10和两个紧固组件，所述感应组件设置在外壳1的远离内管5的一侧，两个紧固组件分别设置在感应组件的上方和下方，所述识别窗10位于感应组件的下方，所述挤压块9位于感应组件的下方，两个紧固组件中，其中一个紧固组件与识别窗10传动连接，另一个紧固组件与挤压块9传动连接；

在检测过程中，由感应组件判断用户的手指是否通过内管5进入外壳1内部，而后两个紧固机构同时运行，使上方的挤压块9和下方的识别窗10靠近用户手指，对手指指纹进行识别。

如图5所示，所述紧固组件包括固定板11、驱动单元和伸缩单元，所述固定板11的两端分别固定在外壳1的两侧的内壁上，所述驱动单元和伸缩单元均设置在固定板11的靠近感应组件的一侧，所述伸缩单元包括固定块12、移动块13、移动块14、铰接块15、滑环16、滑轨17和移动板18，所述固定块12固定在固定板11上，所述驱动单元与移动块13传动连接，所述滑轨17的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向感应组件，所述滑轨17的两端和铰接块15均固定在移动板18的远离感应组件的一侧，所述移动块14的一端的两侧分别与移动块13和固定块12铰接，所述移动块14的另一端的两侧分别与铰接块15和滑环16铰接，两个伸缩单元的移动板18中，所述识别窗10固定在其中一个移动板18的靠近感应组件的一侧，所述挤压块9固定在另一个移动板18的靠近感应组件的一侧。

紧固组件运行时，由驱动单元带动移动块13移动，当移动块13向固定块12移动时，移动块14的形态变化，通过移动板18使识别窗10和紧固块向感应组件位置移动。

如图5所示，作为优选，为了驱动移动块13移动，使移动块14形态变化，所述驱动单元包括气泵19、气缸20和活塞21，所述气泵19和气缸20均固定在固定板11上，所述气泵19与气缸20连通，所述活塞21的一端设置在气缸20内，所述活塞21的另一端与移动块13固定连接。

气泵19改变气缸20中的气压，根据气压的强弱活塞21发生相应的位移，使得移动块13和固定块12之间的距离发生变化，从而调节了移动块14的状态，使移动板18上下移动。

如图3所示，为了便于外管6的固定安装和拆卸工作，所述安装组件包括固定轴22、套管23、套环24和侧杆25，所述固定轴22的一端固定在外壳1上，所述固定轴22的另一端设置在套管23内，所述固定轴22的外周设有外螺纹，所述套管23内设有内螺纹，所述套管23内的内螺纹与固定轴22上的外螺纹相匹配，所述套环24位于外壳1和套管23之间，所述套环24套设在固定轴22上，所述套环24通过侧杆25与外管6固定连接。

通过在固定轴22上转动套管23，根据套管23的转向，使得套管23沿着固定周的中心轴线方向移动，当套管23向远离外壳1的方向移动后，套环24可脱离固定轴22，从而将外管6拆卸，更换吸水棉7。而当套环24向靠近外壳1的方向移动，套管23将套环24压在外壳1上，从而实现了外管6的位置固定。

作为优选，为了便于套管23的转动，防止套管23转动时打滑，所述套管23的远离外壳1的一端的外周至少设有两个凸板26，所述凸板26周向均匀分布在套管23的外周，通过转动凸板26，可实现套管23的转动，且避免了套管23转动过程中打滑。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了保证套环24、侧杆25和外管6连接的稳固性，所述套环24、侧杆25和外管6为一体成型结构。

如图4所示，为了便于检测内管5内是否有手指通过，所述感应组件包括压力传感器27、弹簧28、压板29、支杆30和接触块31，所述压力传感器27固定在外壳1的远离内管5的一侧的内壁上，所述压板29的一侧通过弹簧28与压力传感器27连接，所述压板29的另一侧通过支杆30与接触块31固定连接，所述弹簧28处于压缩状态。

当用户手指通过内管5插入外壳1后，用户手指触碰到接触块31，通过支杆30和压板29挤压弹簧28，使弹簧28的压缩程度增大，从而使压力传感器27接收到的压力数据增大，根据压力数据的变化可确定用户的手指是否插入外壳1内。

作为优选，利用硅胶材质柔软的特点，为了提高用户手指接触接触时的舒适感，所述接触块31的材质为硅胶。

如图4所示，为了固定压板29的移动方向，所述压板29的上方和下方均设有限位组件，所述限位组件包括横杆32和限位环33，所述限位环33套设在横杆32上，所述限位环33与压板29固定连接，所述横杆32固定在外壳1的远离内管5的一侧的内壁上。限位环33仅能在横杆32上滑动，从而固定了限位环33的滑动范围，进而固定了压板29的移动范围。

作为优选，为了限制压板29的移动范围，所述横杆32的靠近接触块31的一侧设有限位块34。限位环33在触碰到限位块34后停止滑动，从而限制了压板29和限位环33的移动范围。

作为优选，为了便于数据传输，方便将识别设备的数据存储到其他设备中，所述外壳1上还设有USB接口35。

该电容式指纹识别设备在进行识别过程中，首先由用户将手指插入内管5中，通过吸水棉7吸收用户手指上的水分，使手指保持干燥，使设备能够精确识别手指指纹，而后手指继续插入外壳1内，感应组件检测到用户的手指后，由上下两方的紧固组件带动识别窗10向上移动和紧固块向上移动，固定用户的手指，并由识别窗10识别用户的手指指纹，从而完成了识别操作，由于识别过程中，用户仅需插入手指，从而使指纹识别操作简单，便于执行。

与现有技术相比，该具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备通过干燥机构中的吸水棉7吸收用户手指上的水分，使手指恢复干燥，便于设备进行精准的识别，与传统的干燥机构中，该干燥机构通过安装组件方便外6管的安装拆卸，从而便于进行吸水棉7的更换，不仅如此，通过检测机构自动识别用户的手指指纹，在识别过程中用户仅需插入手指，从而使指纹识别操作简单，便于执行，与传统的检测机构相比，该检测机构能够自动感应到用户的手指，并对手指进行固定，便于进行指纹识别，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，包括外壳(1)，所述外壳(1)上设有显示屏(2)、语音播报器(3)和若干控制按键(4)，其特征在于，所述外壳(1)上设有干燥机构，所述外壳(1)内设有检测机构；

所述干燥机构包括内管(5)、外管(6)、吸水棉(7)和至少两个安装组件，所述内管(5)固定在外壳(1)上，所述内管(5)与外壳(1)连通，所述内管(5)设置在外管(6)内，所述内管(5)和外管(6)同轴设置，所述吸水棉(7)设置在内管(5)和外管(6)之间，所述内管(5)上至少设有两个通孔(8)，所述通孔(8)周向均匀分布在内管(5)上，所述安装组件周向均匀分布在外管(6)的外周，所述外管(6)通过安装组件与外壳(1)连接；

所述检测机构包括感应组件、挤压块(9)、识别窗(10)和两个紧固组件，所述感应组件设置在外壳(1)的远离内管(5)的一侧，两个紧固组件分别设置在感应组件的上方和下方，所述识别窗(10)位于感应组件的下方，所述挤压块(9)位于感应组件的下方，两个紧固组件中，其中一个紧固组件与识别窗(10)传动连接，另一个紧固组件与挤压块(9)传动连接；

所述紧固组件包括固定板(11)、驱动单元和伸缩单元，所述固定板(11)的两端分别固定在外壳(1)的两侧的内壁上，所述驱动单元和伸缩单元均设置在固定板(11)的靠近感应组件的一侧，所述伸缩单元包括固定块(12)、移动块(13)、移动块(14)、铰接块(15)、滑环(16)、滑轨(17)和移动板(18)，所述固定块(12)固定在固定板(11)上，所述驱动单元与移动块(13)传动连接，所述滑轨(17)的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向感应组件，所述滑轨(17)的两端和铰接块(15)均固定在移动板(18)的远离感应组件的一侧，所述移动块(14)的一端的两侧分别与移动块(13)和固定块(12)铰接，所述移动块(14)的另一端的两侧分别与铰接块(15)和滑环(16)铰接，两个伸缩单元的移动板(18)中，所述识别窗(10)固定在其中一个移动板(18)的靠近感应组件的一侧，所述挤压块(9)固定在另一个移动板(18)的靠近感应组件的一侧。

2.如权利要求1所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述驱动单元包括气泵(19)、气缸(20)和活塞(21)，所述气泵(19)和气缸(20)均固定在固定板(11)上，所述气泵(19)与气缸(20)连通，所述活塞(21)的一端设置在气缸(20)内，所述活塞(21)的另一端与移动块(13)固定连接。

3.如权利要求1所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述安装组件包括固定轴(22)、套管(23)、套环(24)和侧杆(25)，所述固定轴(22)的一端固定在外壳(1)上，所述固定轴(22)的另一端设置在套管(23)内，所述固定轴(22)的外周设有外螺纹，所述套管(23)内设有内螺纹，所述套管(23)内的内螺纹与固定轴(22)上的外螺纹相匹配，所述套环(24)位于外壳(1)和套管(23)之间，所述套环(24)套设在固定轴(22)上，所述套环(24)通过侧杆(25)与外管(6)固定连接。

4.如权利要求3所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述套管(23)的远离外壳(1)的一端的外周至少设有两个凸板(26)，所述凸板(26)周向均匀分布在套管(23)的外周。

5.如权利要求3所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述套环(24)、侧杆(25)和外管(6)为一体成型结构。

6.如权利要求1所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述感应组件包括压力传感器(27)、弹簧(28)、压板(29)、支杆(30)和接触块(31)，所述压力传感器(27)固定在外壳(1)的远离内管(5)的一侧的内壁上，所述压板(29)的一侧通过弹簧(28)与压力传感器(27)连接，所述压板(29)的另一侧通过支杆(30)与接触块(31)固定连接，所述弹簧(28)处于压缩状态。

7.如权利要求6所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述接触块(31)的材质为硅胶。

8.如权利要求6所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述压板(29)的上方和下方均设有限位组件，所述限位组件包括横杆(32)和限位环(33)，所述限位环(33)套设在横杆(32)上，所述限位环(33)与压板(29)固定连接，所述横杆(32)固定在外壳(1)的远离内管(5)的一侧的内壁上。

9.如权利要求8所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述横杆(32)的靠近接触块(31)的一侧设有限位块(34)。

10.如权利要求1所述的具有干燥功能的识别精准的电容式指纹识别设备，其特征在于，所述外壳(1)上还设有USB接口(35)。

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