CN109793295A

CN109793295A - 一种智能手套

Info

Publication number: CN109793295A
Application number: CN201910225586.4A
Authority: CN
Inventors: 杨泽宇; 郭仪; 廖方骐; 黄亮; 刘奎生; 杨柏超
Original assignee: Chengdu Roudian Yunke Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Roudian Yunke Science And Technology Co Ltd; Rotex Inc
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-05-24

Abstract

本发明公开了一种智能手套，所述手套包括：手套本体，电路控制模块，至少两柔性导电片，所述柔性导电片附着于手套本体表面，与电路控制模块连接，任意两柔性导电片之间不相连且在导电回路中相互形成断路接口，在手指活动使任意两柔性导电片接触时，则该两柔性导电片导电回路中形成通路；所述电路控制模块实现任意柔性导电片之间导电回路通断的数据采集及传输；其中所述柔性导电片采用导电织物或金属箔实现。通过在手套本体的表面设置成对的检测片来获取当前手部姿势，该结构电路设计简单，功耗低，成本低；并且能够大大提高手指弯曲识别准确率。

Description

一种智能手套

技术领域

本发明属于智能穿戴技术领域，尤其涉及一种智能手套。

背景技术

随着计算机软硬件及互联网技术的发展，可穿戴设备逐渐开始成为人们日常生活的一部分。可穿戴设备通常以人为载体，通过便携式穿戴实现对应的业务功能，可广泛应用于日常消费、工业、医疗、军事、教育、娱乐等领域。目前市场上常见的智能穿戴设备有，眼镜、手表、手环、手套、衣服、耳机等。

利用智能手套可实现目标人物的手势识别，该技术目前已被广泛应用在虚拟现实、智能交互系统等领域。在手势识别技术领域，一般分为动态手势识别和静态手势识别，动态手势具有丰富和直观的表达能力，利用动态手势可构建新型的交互系统，弥补传统的人机交互模式的不足，这也是目前研究最为广泛的技术领域。但动态手势识别需要利用大量的数据计算进行分析，对设备的性能要求较高，难以应用到某些低成本的特定领域。目前的静态手势一般采用视觉图像分析来判断目标人物的手势状态，该方案也难以克服数据计算量大、设备功耗高、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种智能手套，该手套设计简单，识别准确率高，且成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。一种智能手套，包括：手套本体，电路控制模块，至少两柔性导电片，所述柔性导电片附着于手套本体表面，与电路控制模块连接，任意两柔性导电片之间不相连且在导电回路中相互形成断路接口，在手指活动使任意两柔性导电片接触时，则该两柔性导电片导电回路中形成通路；所述电路控制模块实现任意柔性导电片之间导电回路通断的数据采集及传输；其中所述柔性导电片采用导电织物或金属箔实现。

进一步的，所述柔性导电片为导电织物，导电织物采用胶粘或缝纫方式附着于手套本体表面。

进一步的，所述柔性导电片与电路控制模块的连接采用导电织物或金属箔实现。

根据一种实施例，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片50，柔性导电片51，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的指尖至第二指关节之间，所述柔性导电片10、11，柔性导电片20、21，柔性导电片30、31，柔性导电片40、41，柔性导电片50、51相互之间不连接，在导电回路中形成断路接口，当两者之间相互触碰时形成导电通路。

进一步的，所述电路控制模块包括控制电路、电源电路、数据采集电路、通信电路；在数据采集电路中，采用轮询的方案实现对每个手指上附着的柔性导电片相互之间的通断进行采集，该轮询电路包括模拟开关芯片，场效应管FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5，所述FET1、FET2、FET3、FET4、FET5的栅极分别连接控制电路的控制引脚端ON1、ON2、ON3、ON4、ON5，源极分别连接电源端，漏极分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5的一端，所述控制电路的控制引脚端用于选通FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5的另一端分别连接柔性导电片11、21、31、41、51，柔性导电片10、20、30、40、50同时接地，八路模拟开关芯片的选通引脚CHN_1、CHN_2、CHN_3、CHN_4、CHN_5分别连接柔性导电片11、21、31、41、51。

更进一步的，所述模拟开关芯片可采用AD7501、CD4051或74HC4051等芯片实现。

根据另一实施例，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片22，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片32，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片42，柔性导电片50，柔性导电片51，柔性导电片52，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的第一指关节至第二指关节之间，所述柔性导电片22、32、42、52分别设置在食指、中指、无名指、小指的指尖至第一指关节之间。

根据另一实施例，所述柔性导电片包括柔性导电片R1、R2、R3……Rn，其中n为大于3的整数，所述柔性导电片R1、R2、R3……Rn等间距设置在任意手指的指尖与掌指关节之间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

通过在手套本体的表面设置成对的检测片来获取当前手部姿势，该结构电路设计简单，功耗低，成本低；并且能够大大提高手指弯曲识别准确率，可针对不同的需求开发不同的应用，提高实用性。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的一种智能手套的结构示意图。

图2是根据本发明一实施例的一种智能手套的剖面示意图。

图3是根据本发明一实施例的一种智能手套的轮询方案电路设计图。

图4是根据本发明另一实施例的一种智能手套的轮询方案电路设计图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本发明实施例的一种智能手套的结构示意图，包括：手套本体，电路控制模块，至少两柔性导电片，所述柔性导电片附着于手套本体表面，与电路控制模块连接，任意两柔性导电片之间不相连且在导电回路中相互形成断路接口，在手指活动使任意两柔性导电片接触时，则该两柔性导电片导电回路中形成通路；所述电路控制模块实现任意柔性导电片之间导电回路通断的数据采集及传输。

如图2所示为本实施例一种智能手套的剖面示意图，其中所述柔性导电片可采用导电织物或金属箔实现，当采用导电织物时，柔性导电片与手套本体的连接可采用胶粘或缝纫的方式，当采用金属箔时，也可采用胶粘的方式。所述柔性导电片的形状可为规则的方形、矩形、圆形，或其他不规则形状，具体不做限制，本实施例采用规则的矩形。

所述柔性导电片与电路控制模块的连接可采用普通的导线实现，但当柔性导电片采用导电织物作为检测导电回路通断元件时，还可利用导电织物的延伸部分作为电信号传输载体，即实现普通导线的功能，将延伸部分制成条状附着于手套本体，在与电路控制模块连接处利用导线实现导电织物与电路控制模块的连接，既能简化传输线路的设置，不影响手指活动，也能提高柔性导电片与电路控制模块之间连接的稳固性。

在一实施例中，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片50，柔性导电片51，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的指尖至第二指关节之间，所述柔性导电片10、11，柔性导电片20、21，柔性导电片30、31，柔性导电片40、41，柔性导电片50、51相互之间不连接，在导电回路中形成断路接口，当两者之间相互触碰时形成导电通路。所述本发明的电路设计中，电路控制模块设计为可检测任意两者之间是否形成导电通路，以及结合当前所有柔性导电片之间相互导通情况，判断当前的静态手势。

当电路控制模块检测到柔性导电片10、11之间导通时，表示当前拇指弯曲，同理，当检测到柔性导电片20、21，柔性导电片30、31，柔性导电片40、41，柔性导电片50、51之间相互导通时，表示当前食指、中指、无名指、小指弯曲；当检测到柔性导电片11分别与柔性导电片21、31、41、51之间导通时，表示当前拇指分别与食指、中指、无名指、小指接触；当检测到柔性导电片21、31之间相互导通时，表示当前食指和中指相互接触；还有更多的情况，在此不一一列举，由上可知，根据柔性导电片之间相互通断情况，可准确获取当前手势，如柔性导电片之间相互都不导通，则表示当前为五指完全张开的状态，或柔性导电片10、11之间，20、21之间，30、31之间，40、41之间，50、51之间，且柔性导电片21、31之间，31、41之间，41、51之间均导通，则表示当前为五指握紧的状态。实际应用中，电路控制模块中可设置通信模块，将采集到的柔性导电片之间的通断情况传输至外部终端，由外部终端对获取的数据进行分析，得到当前的手势；外部终端可根据不同的手势设置不同的控制指令，如应用在游戏娱乐系统时，可提高人机交互的趣味性。

上述实施例中，所述电路控制模块，可包括控制电路、电源电路、数据采集电路、通信电路等；在数据采集电路中，优选采用轮询的方案实现对每个手指上附着的柔性导电片相互之间的通断进行采集，该轮询电路如图3所示，包括一八路模拟开关芯片（图中未示出，本实施例采用74HC4051实现），场效应管FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5，所述FET1、FET2、FET3、FET4、FET5的栅极分别连接控制电路的控制引脚端ON1、ON2、ON3、ON4、ON5，源极分别连接电源端，漏极分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5的一端，所述控制电路的控制引脚端用于选通FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5的另一端分别连接柔性导电片11、21、31、41、51，柔性导电片10、20、30、40、50同时接地，八路模拟开关芯片的选通引脚CHN_1、CHN_2、CHN_3、CHN_4、CHN_5分别连接柔性导电片11、21、31、41、51。在本方案中可根据具体的柔性导电片的数量选取合适的模拟开关芯片电路实现，例如本实施例选取的八路模拟开关芯片，可采用如AD7501，CD4051，74HC4051等芯片实现。

在另一实施例中，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片22，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片32，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片42，柔性导电片50，柔性导电片51，柔性导电片52，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的第一指关节至第二指关节之间，所述柔性导电片22、32、42、52分别设置在食指、中指、无名指、小指的指尖至第一指关节之间；根据前述实施例原理，当柔性导电片之间相互导通时，可判断当时手势。在该实施例中的电路设计可参考前述描述，在此不一一列举。

在另一实施例中，所述柔性导电片包括柔性导电片R1、R2、R3……Rn，其中n为大于3的整数，所述柔性导电片R1、R2、R3……Rn等间距设置在任意手指的指尖与掌指关节之间；采用阵列式柔性导电片的设置方式，可通过任意两者之间的通断情况，判断柔性导电片覆盖的手指的弯曲程度，当n取值越大，检测的灵敏度越高。当然柔性导电片之间的距离可根据覆盖的手指长度及柔性导电片的个数进行相应的调整，本方案不作限制。实施例以n为5为例，柔性导电片R1、R2、R3、R4、R5等间距设置在食指的指尖与掌指关节之间，采用轮询电路判断柔性导电片之间的通断情况进而得到当前食指的弯曲程度，如当R1R5形成通路当前食指弯曲程度最大，R1R2之间形成通路当前食指弯曲程度最小；具体轮询检测电路可采用如图4方案，包括2个八路模拟开关芯片（采用74HC4051）U1和U2，U1和U2的选通引脚Y0、Y1、Y2、Y3、Y4分别连接柔性导电片R1、R2、R3、R4、R5的一端，柔性导电片R1、R2、R3、R4、R5的另一端接地；74HC4051芯片其余引脚连接根据现有技术进行连接，本实施例不在赘述。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能手套，其特征在于，所述手套包括：手套本体，电路控制模块，至少两柔性导电片，所述柔性导电片附着于手套本体表面，与电路控制模块连接，任意两柔性导电片之间不相连且在导电回路中相互形成断路接口，在手指活动使任意两柔性导电片接触时，则该两柔性导电片导电回路中形成通路；所述电路控制模块实现任意柔性导电片之间导电回路通断的数据采集及传输；其中所述柔性导电片采用导电织物或金属箔实现。

2.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述柔性导电片为导电织物，导电织物采用胶粘或缝纫方式附着于手套本体表面。

3.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述柔性导电片与电路控制模块的连接采用导电织物或金属箔实现。

4.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片50，柔性导电片51，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的指尖至第二指关节之间，所述柔性导电片10、11，柔性导电片20、21，柔性导电片30、31，柔性导电片40、41，柔性导电片50、51相互之间不连接，在导电回路中形成断路接口，当两者之间相互触碰时形成导电通路。

5.根据权利要求4所述的智能手套，其特征在于，所述电路控制模块包括控制电路、电源电路、数据采集电路、通信电路；在数据采集电路中，采用轮询的方案实现对每个手指上附着的柔性导电片相互之间的通断进行采集，该轮询电路包括模拟开关芯片，场效应管FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5，所述FET1、FET2、FET3、FET4、FET5的栅极分别连接控制电路的控制引脚端ON1、ON2、ON3、ON4、ON5，源极分别连接电源端，漏极分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5的一端，所述控制电路的控制引脚端用于选通FET1、FET2、FET3、FET4、FET5，电阻R1、R2、R3、R4、R5的另一端分别连接柔性导电片11、21、31、41、51，柔性导电片10、20、30、40、50同时接地，八路模拟开关芯片的选通引脚CHN_1、CHN_2、CHN_3、CHN_4、CHN_5分别连接柔性导电片11、21、31、41、51。

6.根据权利要求5所述的智能手套，其特征在于，所述模拟开关芯片采用AD7501、CD4051或74HC4051芯片实现。

7.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述柔性导电片包括柔性导电片10，柔性导电片11，柔性导电片20，柔性导电片21，柔性导电片22，柔性导电片30，柔性导电片31，柔性导电片32，柔性导电片40，柔性导电片41，柔性导电片42，柔性导电片50，柔性导电片51，柔性导电片52，所述柔性导电10、20、30、40、50分别设置在手套本体拇指的掌指关节与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的掌指关节与第二指关节之间，所述柔性导电片11、21、31、41、51分别设置在拇指的指尖与第一指关节之间，和食指、中指、无名指、小指的第一指关节至第二指关节之间，所述柔性导电片22、32、42、52分别设置在食指、中指、无名指、小指的指尖至第一指关节之间。

8.根据权利要求1所述的智能手套，其特征在于，所述柔性导电片包括柔性导电片R1、R2、R3……Rn，其中n为大于3的整数，所述柔性导电片R1、R2、R3……Rn等间距设置在任意手指的指尖与掌指关节之间。