CN107832707B - 一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，包括外壳，外壳上设有锁扣机构，所述外壳内设有驱动机构，锁扣机构包括第一电机、第一连杆、第二连杆、插杆和插管，驱动机构包括驱动组件、感应组件、两个限位组件和两个滑道，驱动组件包括滑轨、第二电机、驱动齿轮、横板和两个齿条，感应组件包括压力传感器、弹簧、压板和滑杆，该基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置在进行指纹识别时，通过锁扣机构完成了手指位置和姿势的固定，不仅如此，通过驱动机构完成手指在识别窗上的滑动，从而在识别窗上留下指纹，以供设备分析识别，由于操作简单，无需专业的规范动作，使得设备使用方便，提高了体验性，便于市场推广。
Description
技术领域
本发明涉及生物识别设备领域，特别涉及一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置。
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。
现有的主要指纹识别装置主要分为滑动式和按压式两种，其中滑动式识别装置只要将手指从传感器上划过，系统就能获得整个手指的指纹。滑动式的优点是成本低、易集成，可采集大面积的指纹图像，应用传统的特征点算法，但是缺点是需要客户有一连贯的规范动作来采集图像，体验效果比较差，导致现有的滑动式电容指纹识别装置在市场的推广十分有限。
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，提供一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，包括外壳，所述外壳上设有显示屏、语音播报器、USB接口、开口和若干控制按键，所述外壳内设有识别窗，所述外壳上还设有锁扣机构，所述外壳内还设有驱动机构，所述驱动机构与识别窗传动连接；
所述锁扣机构包括第一电机、第一连杆、第二连杆、插杆和插管，所述第一电机位于开口的一侧，所述插管位于开口的另一侧，所述第一电机和插管均固定在外壳上，所述第一电机与第一连杆的一端传动连接，所述第一连杆的另一端通过第二连杆与插杆铰接；
所述驱动机构包括驱动组件、感应组件、两个限位组件和两个滑道，所述驱动组件通过感应组件与识别窗传动连接，两个限位组件分别设置在识别窗的两侧，两个滑道分别位于识别窗的上方和下方，所述滑道的两端分别与外壳的两侧的内壁固定连接；
所述驱动组件包括滑轨、第二电机、驱动齿轮、横板和两个齿条，所述滑轨和横板均固定在外壳的内壁上，所述横板位于滑轨的内侧，所述第二电机设置在滑轨内，所述第二电机与驱动齿轮传动连接，两个齿条分别固定在横板的上方和下方，所述齿条与驱动齿轮啮合；
所述感应组件包括压力传感器、弹簧、压板和滑杆，所述压力传感器固定在识别窗的远离开口的一侧，所述压板通过弹簧与压力传感器连接，所述滑杆的一端固定在压板的远离压力传感器的一侧，所述滑杆的另一端与驱动齿轮连接。
作为优选，为了固定插杆的移动方向，所述锁扣机构还包括固定环，所述固定环固定在外壳上，所述固定环套设在插杆上。
作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述感应组件还包括套环和两个支架，两个支架分别设置在套环的上方和下方，所述套环套设在滑杆上，所述支架的竖向截面的形状为L形，所述套环通过支架与识别窗固定连接。
作为优选，为了进一步固定滑杆的移动方向，使滑杆移动更平稳，所述压板的上方和下方均设有竖杆和滑环，所述滑环通过竖杆与压板固定连接，所述滑环套设在支架上。
作为优选，为了使识别窗的移动更为平稳，所述限位组件包括侧杆、伸缩管和支杆，所述伸缩管和支杆均竖向设置，所述侧杆的一端与压板固定连接，所述侧杆的另一端与伸缩管的中端固定连接，所述伸缩管套设在支杆上，所述支杆的顶端和底端分别与两个滑道连接。
作为优选，为了实现支杆的两端能够在滑道的滑槽内滑动，所述滑道的靠近支杆的一侧设有滑槽，所述滑槽为燕尾槽，所述支杆的顶端和底端均设有滑块，所述滑块与滑槽相匹配。
作为优选，为了减小滑杆在滑槽内移动时的摩擦力，所述滑块的靠近滑槽的底端的一侧设有两个滑动单元，所述滑动单元包括凹口、固定杆和滚轮，所述凹口设置在滑块上，所述固定杆的两端分别与凹口两侧的内壁固定连接，所述滚轮套设在固定杆上。
作为优选，为了便于插杆插入插管，所述插杆的靠近插管的一端的形状为半球形。
作为优选，利用步进电机驱动角度固定，且驱动角度精度高的特点，所述第一电机为步进电机。
作为优选，为了便于数据无线通讯传输，所述外壳内设有蓝牙。
本发明的有益效果是，该基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置在进行指纹识别时，通过锁扣机构完成了手指位置和姿势的固定，与传统的锁扣机构相比，该锁扣机构结构简单，功能可靠，仅需少量部件即可完成对手指的固定，从而降低了设备的成本，不仅如此，通过驱动机构完成手指在识别窗上的滑动，从而在识别窗上留下指纹，以供设备分析识别，由于操作简单，无需专业的规范动作，使得设备使用方便，提高了体验性，便于市场推广。与传统的驱动机构相比，该驱动机构功能强大，不仅实现了识别窗的平稳移动，而且还具有感应功能，能够准确自动判断用户的手指是否按压在识别窗上，进而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是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的锁扣机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的驱动机构的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的驱动组件的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的感应组件的结构示意图；
图6是本发明的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置的支杆和滑动的连接结构示意图；
图中：1.外壳，2.显示屏，3.语音播报器，4.USB接口，5.开口，6.控制按键，7.识别窗，8.第一电机，9.第一连杆，10.第二连杆，11.插杆，12.插管，13.滑道，14.滑轨，15.第二电机，16.驱动齿轮，17.齿条，18.横板，19.压力传感器，20.弹簧，21.压板，22.滑杆，23.固定环，24.套环，25.支架，26.竖杆，27.滑环，28.侧杆，29.伸缩管，30.支杆，31.滑槽，32.滑块，33.凹口，34.固定杆，35.滚轮。
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，一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，包括外壳1，所述外壳1上设有显示屏2、语音播报器3、USB接口4、开口5和若干控制按键6，所述外壳1内设有识别窗7，所述外壳1上还设有锁扣机构，所述外壳1内还设有驱动机构，所述驱动机构与识别窗7传动连接；
使用该指纹识别装置时，用户将手指通过外壳1上的开口5按在识别窗7上后，由锁扣机构将用户的手指锁在外壳1上，而后利用驱动机构带动识别窗7移动，而用户的手指保持不变，从而实现手指与识别窗7的相对滑动，对用户的指纹进行识别分析。分析过后，由外壳1上的显示屏2显示分析结果，并利用语音播报器3播报识别信息。
如图2所示，所述锁扣机构包括第一电机8、第一连杆9、第二连杆10、插杆11和插管12，所述第一电机8位于开口5的一侧，所述插管12位于开口5的另一侧，所述第一电机8和插管12均固定在外壳1上，所述第一电机8与第一连杆9的一端传动连接，所述第一连杆9的另一端通过第二连杆10与插杆11铰接；
第一电机8运行，带动第一连杆9转动，通过第二连杆10使插杆11来回移动，当插杆11插入插管12时，能够将用户的手指锁在外壳1上，实现用户手指的固定，当插杆11从插管12内抽出后，用户可移开手指。
如图3所示，所述驱动机构包括驱动组件、感应组件、两个限位组件和两个滑道13，所述驱动组件通过感应组件与识别窗7传动连接，两个限位组件分别设置在识别窗7的两侧，两个滑道13分别位于识别窗7的上方和下方，所述滑道13的两端分别与外壳1的两侧的内壁固定连接；
在驱动机构内部，由感应组件确定用户的手指是否按压在识别窗7上，当确认用户手指按压在识别窗7上时，利用驱动组件实现识别窗7移动，而用户的手指位置保持不变，从而实现用户手指和识别窗7的相对移动，便于在识别窗7留下手指的指纹进行分析和识别。
如图4所示，所述驱动组件包括滑轨14、第二电机15、驱动齿轮16、横板18和两个齿条17，所述滑轨14和横板18均固定在外壳1的内壁上，所述横板18位于滑轨14的内侧，所述第二电机15设置在滑轨14内，所述第二电机15与驱动齿轮16传动连接，两个齿条17分别固定在横板18的上方和下方，所述齿条17与驱动齿轮16啮合；
第二电机15带动驱动齿轮16转动，由于齿条17的位置固定在横板18上，所以使得第二电机15在滑轨14内部移动，从而带动驱动齿轮16边转动边移动，通过感应组件的连接使得识别窗7也发生移动，从而使用户的手指在识别窗7上留下指纹，便于识别分析。
如图5所示，所述感应组件包括压力传感器19、弹簧20、压板21和滑杆22，所述压力传感器19固定在识别窗7的远离开口5的一侧，所述压板21通过弹簧20与压力传感器19连接，所述滑杆22的一端固定在压板21的远离压力传感器19的一侧，所述滑杆22的另一端与驱动齿轮16连接。
当用户的手指按压在识别窗7上时，弹簧20受压缩，从而使压力传感器19产生压力数据，感应组件判断用户手指按压在识别窗7上，而当用户手指离开识别窗7时，压力传感器19的压力数据减小，设备判断用户手指离开识别窗7。
作为优选，为了固定插杆11的移动方向，所述锁扣机构还包括固定环23，所述固定环23固定在外壳1上，所述固定环23套设在插杆11上。
如图5所示，为了固定滑杆22的移动方向，所述感应组件还包括套环24和两个支架25，两个支架25分别设置在套环24的上方和下方，所述套环24套设在滑杆22上，所述支架25的竖向截面的形状为L形，所述套环24通过支架25与识别窗7固定连接。
滑杆22在位置固定的套环24上滑动，从而使的滑杆22的滑动方向固定，使压力传感器19接收到的压力数据更准确，进而提高了感应组件的感应能力。
如图5所示，为了进一步固定滑杆22的移动方向，使滑杆22移动更平稳，所述压板21的上方和下方均设有竖杆26和滑环27，所述滑环27通过竖杆26与压板21固定连接，所述滑环27套设在支架25上。
通过在压板21的上方和下方都增设竖杆26和滑环27，使得滑杆22滑动时上下两侧的作用力相等，从而保证了滑杆22的滑动更加平稳。
如图3所示，为了使识别窗7的移动更为平稳，所述限位组件包括侧杆28、伸缩管29和支杆30，所述伸缩管29和支杆30均竖向设置，所述侧杆28的一端与压板21固定连接，所述侧杆28的另一端与伸缩管29的中端固定连接，所述伸缩管29套设在支杆30上，所述支杆30的顶端和底端分别与两个滑道13连接。
伸缩管29可沿着支杆30上下滑动，而伸缩管29的两端可在滑动内滑动，从而使识别窗7移动更为平稳。
如图6所示，为了实现支杆30的两端能够在滑道13的滑槽31内滑动，所述滑道13的靠近支杆30的一侧设有滑槽31，所述滑槽31为燕尾槽，所述支杆30的顶端和底端均设有滑块32，所述滑块32与滑槽31相匹配。在滑槽31内部，滑块32沿着特定的方向和轨迹移动，从而实现了支杆30两端在滑道13的两侧滑动。
如图6所示，为了减小滑杆22在滑槽31内移动时的摩擦力，所述滑块32的靠近滑槽31的底端的一侧设有两个滑动单元，所述滑动单元包括凹口33、固定杆34和滚轮35，所述凹口33设置在滑块32上，所述固定杆34的两端分别与凹口33两侧的内壁固定连接，所述滚轮35套设在固定杆34上。
滚轮35在滑槽31的底部滑动，可减少滑块32与滑槽31之间的摩擦，使得支杆30的两端在两个滑动内移动时所受的摩擦力减小。
作为优选，为了便于插杆11插入插管12，所述插杆11的靠近插管12的一端的形状为半球形。
作为优选，利用步进电机驱动角度固定，且驱动角度精度高的特点，所述第一电机8为步进电机。
作为优选，为了便于数据无线通讯传输，所述外壳1内设有蓝牙。由于蓝牙具有无线通讯的特点，因此用户可通过手机、电脑、遥控器等设备与该指纹识别装置建立连接，便于遥控通讯和数据传输。
该滑动式电容指纹识别装置在使用过程中，利用锁扣机构将用户的手指固定在外壳1的开口5位置处，使用户的手指位置保持不变，并通过感应组件判断用户的手指按压在识别窗7上后，利用驱动组件带动识别窗7移动，从而使用户的手指与识别窗7实现相对移动，使识别窗7上留下用户手指的指纹，从而进行分析识别。由于在使用过程中，用户仅需保持按压的固定动作，并由设备内部的驱动组件完成识别窗7的移动，从而使该设备在使用时操作方便，提高了体验性，便于市场推广。
与现有技术相比，该基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置在进行指纹识别时，通过锁扣机构完成了手指位置和姿势的固定，与传统的锁扣机构相比，该锁扣机构结构简单，功能可靠，仅需少量部件即可完成对手指的固定，从而降低了设备的成本，不仅如此，通过驱动机构完成手指在识别窗7上的滑动，从而在识别窗7上留下指纹，以供设备分析识别，由于操作简单，无需专业的规范动作，使得设备使用方便，提高了体验性，便于市场推广。与传统的驱动机构相比，该驱动机构功能强大，不仅实现了识别窗7的平稳移动，而且还具有感应功能，能够准确自动判断用户的手指是否按压在识别窗7上，进而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)
1.一种基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，包括外壳(1)，所述外壳(1)上设有显示屏(2)、语音播报器(3)、USB接口(4)、开口(5)和若干控制按键(6)，所述外壳(1)内设有识别窗(7)，其特征在于，所述外壳(1)上还设有锁扣机构，所述外壳(1)内还设有驱动机构，所述驱动机构与识别窗(7)传动连接；
所述锁扣机构包括第一电机(8)、第一连杆(9)、第二连杆(10)、插杆(11)和插管(12)，所述第一电机(8)位于开口(5)的一侧，所述插管(12)位于开口(5)的另一侧，所述第一电机(8)和插管(12)均固定在外壳(1)上，所述第一电机(8)与第一连杆(9)的一端传动连接，所述第一连杆(9)的另一端通过第二连杆(10)与插杆(11)铰接；
所述驱动机构包括驱动组件、感应组件、两个限位组件和两个滑道(13)，所述驱动组件通过感应组件与识别窗(7)传动连接，两个限位组件分别设置在识别窗(7)的两侧，两个滑道(13)分别位于识别窗(7)的上方和下方，所述滑道(13)的两端分别与外壳(1)的两侧的内壁固定连接；
所述驱动组件包括滑轨(14)、第二电机(15)、驱动齿轮(16)、横板(18)和两个齿条(17)，所述滑轨(14)和横板(18)均固定在外壳(1)的内壁上，所述横板(18)位于滑轨(14)的内侧，所述第二电机(15)设置在滑轨(14)内，所述第二电机(15)与驱动齿轮(16)传动连接，两个齿条(17)分别固定在横板(18)的上方和下方，所述齿条(17)与驱动齿轮(16)啮合；
所述感应组件包括压力传感器(19)、弹簧(20)、压板(21)和滑杆(22)，所述压力传感器(19)固定在识别窗(7)的远离开口(5)的一侧，所述压板(21)通过弹簧(20)与压力传感器(19)连接，所述滑杆(22)的一端固定在压板(21)的远离压力传感器(19)的一侧，所述滑杆(22)的另一端与驱动齿轮(16)连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述锁扣机构还包括固定环(23)，所述固定环(23)固定在外壳(1)上，所述固定环(23)套设在插杆(11)上。
3.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述感应组件还包括套环(24)和两个支架(25)，两个支架(25)分别设置在套环(24)的上方和下方，所述套环(24)套设在滑杆(22)上，所述支架(25)的竖向截面的形状为L形，所述套环(24)通过支架(25)与识别窗(7)固定连接。
4.如权利要求3所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述压板(21)的上方和下方均设有竖杆(26)和滑环(27)，所述滑环(27)通过竖杆(26)与压板(21)固定连接，所述滑环(27)套设在支架(25)上。
5.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述限位组件包括侧杆(28)、伸缩管(29)和支杆(30)，所述伸缩管(29)和支杆(30)均竖向设置，所述侧杆(28)的一端与压板(21)固定连接，所述侧杆(28)的另一端与伸缩管(29)的中端固定连接，所述伸缩管(29)套设在支杆(30)上，所述支杆(30)的顶端和底端分别与两个滑道(13)连接。
6.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述滑道(13)的靠近支杆(30)的一侧设有滑槽(31)，所述滑槽(31)为燕尾槽，所述支杆(30)的顶端和底端均设有滑块(32)，所述滑块(32)与滑槽(31)相匹配。
7.如权利要求6所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述滑块(32)的靠近滑槽(31)的底端的一侧设有两个滑动单元，所述滑动单元包括凹口(33)、固定杆(34)和滚轮(35)，所述凹口(33)设置在滑块(32)上，所述固定杆(34)的两端分别与凹口(33)两侧的内壁固定连接，所述滚轮(35)套设在固定杆(34)上。
8.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述插杆(11)的靠近插管(12)的一端的形状为半球形。
9.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述第一电机(8)为步进电机。
10.如权利要求1所述的基于物联网的智能型滑动式电容指纹识别装置，其特征在于，所述外壳(1)内设有蓝牙。
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| CN107832707A (zh) | 2018-03-23 |
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