CN111583562B - 电子握手器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子握手器，包括电磁模块、发射模块、显示控制模块，电磁模块和发射模块分别封闭在一双鞋的鞋后跟后侧和鞋后跟内侧，将显示控制模块佩戴在使用者臂部或腕部。当使用者所穿鞋的鞋后跟后侧和鞋后跟内侧贴近瞬间，电磁模块和发射模块之间发生电磁感应，发射模块输出无线启动信号到显示控制模块，显示控制模块检测佩戴朝向后，显示单色光带手型，表示等待对方握手。当对方伸手接近或碰触到光带区域的感应极，则光带手型显示由单色转变为彩色，表示握手成功。对方的手离开感应极后数秒，光带恢复单色，表示等待下次握手。该装置佩带在使用者左右臂均可。能使手部疾病患者和残疾人士拥有自己参与握手交流的美好感受。

Description

电子握手器
技术领域
本发明涉及一种电子设备，特别涉及一种电子握手器。
背景技术
日常生活中，同事、上下级和亲朋好友之间，往往会握手。双手有疾病或残疾的人，面临不能与他人握手，或无法正常握手的问题。他们在聚会和接见会谈等需要握手的场合，即使周围人能体谅其有疾在身，采用其它方式表示欢迎和融洽的气氛，当事人心中仍不免产生尴尬、无奈、自卑或失落的情绪。
发明内容
本发明是针对特定人群握手的问题，提出了一种电子握手器，是一种电子式的握手指示器，可帮助握手不便的人士，向对方表示友好的握手信息。
本发明的技术方案为：一种电子握手器，包括电磁模块、发射模块和显示控制模块；
电磁模块由安装在磁屏蔽壳内的铁芯线圈和振荡器组成，振荡器向绕在铁芯上的线圈提供脉冲电流i，使铁芯线圈产生脉冲磁场，脉冲磁场通过磁屏蔽壳开口外泄；
发射模块由发射壳内的触发线圈、比较器、单稳态触发器和发射器组成，比较器同相输入端连接触发线圈的输出信号vE，比较器反相输入端连接用于抗电磁干扰的基准电位VR，比较器输出端连接单稳态触发器触发端，触发后单稳态触发器输出矩形脉冲到发射器，矩形脉冲上升沿驱动发射器发出无线信号；
电磁模块和发射模块分别置于两个鞋跟内，电磁模块外泄脉冲磁场在发射模块的触发线圈内引起磁通变化，当触发线圈输出的感应电压达到vE>VR时，比较器即触发发射器发射无线信号；
显示控制模块由CPU、正向手型显示光带、反向手型显示光带、检测器、接收器和感应器组成，显示控制模块佩戴在使用者手臂或手腕上使用，接收器根据接收到的来自发射器的无线信号，向CPU的I1输入端输出脉冲信号；检测器检测显示控制模块佩戴在使用者的右手侧还是左手侧，根据结果向CPU的I3输入端输出低电平或高电平；感应器为复合晶体管放大电路，该复合晶体管的输入极与球面金属片焊接，构成感应极，平时感应极悬空时，复合晶体管截止，向CPU的I2输入端输出高电平，握手时对方伸手贴近或碰触到该感应极，人体感应导致复合晶体管饱和，向CPU的I2输入端输出低电平；CPU根据I1输入端、I2输入端和I3输入端输入信号，通过CPU的O1、O2和O3输出端输出驱动信号，点亮正向手型显示光带，或通过CPU的O4、O5和O6输出端输出驱动信号，点亮反向手型显示光带，正向手型显示光带适用于显示控制模块佩戴在使用者的右手侧，反向手型显示光带适用于显示控制模块佩戴在使用者的左手侧，光带显示单色表示待握手，显示彩色表示握手成功。
所述检测器包括检测器罩壳、对射式光电开关和不透明挡块，把对射式光电开关和不透明挡块封闭在罩壳内，挡块置于对射式光电开关中间，并上下滑动，当显示控制模块佩戴在使用者左手侧时，挡块依靠自重坠落入对射式光电开关凹槽而遮挡对射光，使光电开关向CPU的I3输入端输出高电平，当显示控制模块佩戴在使用者右手侧时，该挡块向另一侧坠落而脱离光电开关凹槽，使光电开关向CPU的I3输入端输出低电平。
所述电磁模块和发射模块分别封闭在右脚鞋跟内和左脚鞋跟内，电磁模块磁屏蔽壳的开口朝向右脚鞋跟后侧；发射模块中的触发线圈贴近左脚鞋跟的右脚侧，左脚鞋跟右脚侧与右脚鞋跟后侧贴近瞬间，发射模块中触发线圈由电磁感应，产生瞬时感应电位vE；电磁模块和发射模块也可分别安装在左脚鞋跟和右脚鞋跟内的镜像位置，但届时须右脚鞋跟左脚侧与左脚鞋跟后侧贴近，才能产生瞬时感应电位vE。
所述正向手型显示光带和反向手型显示光带分别由一组三色发光二极管构成，光带构成手型，由CPU的O1～O3输出端或O4～O6输出端输出三路驱动信号，分别控制三色发光二极管中不同颜色二极管的亮和灭；显示控制模块的接收器接收到的来自发射器的无线信号后，向CPU的I1输入端输出脉冲信号，届时若I3输入端低电平，则CPU的O1～O3输出端输出驱动信号，使正向手型显示光带显示单色，表示等待与对方握右手，而若I3输入端高电平，则CPU的O4～O6输出端输出驱动信号，使反向手型显示光带显示单色，表示等待与对方握左手；然后，当感应器向CPU的I2输入端输出低电平，CPU再次通过O1～O3输出端或O4～O6输出端输出驱动信号，使光带显示由单色转为彩色，表示握手成功；I2输入端输出恢复高电平，则数秒后光带恢复单色，等待下一次握手；接收器再次接收到的来自发射器的无线信号后，CPU的O1～O6输出端输出低电平，手型熄灭，表示握手结束。
本发明的有益效果在于：本发明电子握手器，能使手部疾病患者和残疾人士拥有自己参与握手交流的美好感受，有助于表达他们对来宾或亲朋好友们的热烈欢迎和喜悦之情，也有助于他们能和正常人一样追求生活质量和社交礼仪，提升自信心，减少社交时的忧虑。触发线圈位于贴近地面的鞋跟内，靠近鞋帮内侧的位置，相距人们携带的手机和平板电脑等存在磁力线的物品足够远，而且通常也不会受到近地面磁场的影响，故触发线圈设置的位置降低了本装置被误触发的可能性。铁芯线圈产生的磁场是脉动、间歇、瞬间消失的，不会出现把铁钉等地面静止铁磁体吸附在鞋上的尴尬情况。
附图说明
图1为本发明电子握手器电路示意图；
图2为本发明电子握手器中鞋跟内安装示意图；
图3为本发明电子握手器中手型显示及控制电路排布示意图；
图4为本发明电子握手器中检测器A-A剖视图。
具体实施方式
如图1所示电子握手器电路示意图，包括电磁模块、发射模块、显示控制模块。电磁模块由安装在磁屏蔽壳内的铁芯线圈和振荡器组成，振荡器向绕在铁芯上的线圈提供脉冲电流i，使得铁芯线圈形成脉动磁场，该磁场的S极一端在磁屏蔽壳内，N极一端与磁屏蔽壳的开口边沿齐平，磁力线从N极向磁屏蔽壳外发出后，绝大部分经磁屏蔽壳回到铁芯线圈的S极而实现磁力线闭合，仅磁屏蔽壳开口一侧附近的壳外空间有较密集的壳外磁力线。
发射模块由发射壳内的触发线圈、比较器、单稳态触发器和发射器组成，比较器的同相输入端连接触发线圈的输出信号vE，反相输入端连接用于抗电磁干扰的基准电位VR，常规情况下触发线圈不切割磁力线，即便该线圈受到一些电磁干扰，也有vE<VR成立，故比较器输出vout1是低电平。当电磁模块与发射模块贴近时，电磁模块外泄的脉动磁力线穿越发射模块的触发线圈，在该触发线圈上产生的瞬时感应电位vE>VR，使比较器输出vout1由低电平翻转至幅值达到比较器正饱和电压的高电平，vout1的上升沿触发单稳态触发器，该单稳态触发器配合R、C元件构成的0.5min定时器开始计时工作，即触发定时器输出脉冲宽度tw＝0.5min的矩形脉冲vout2，vout2的上升沿驱动发射器发出无线信号。该tw脉宽，是利用时间延迟方法保证连续输出脉冲的间隔至少0.5min，预防鞋跟相互靠近过程中，vE在VR附近上下波动而导致vout2电平多次误翻转，避免引起正向手型显示光带或反向手型显示光带的频繁启停。
显示控制模块由CPU、正向手型显示光带、反向手型显示光带、检测器、接收器和感应器组成，CPU可采用LPC824M201JHI33等型号的芯片，显示控制模块佩戴在使用者手臂或手腕上使用，而检测器通过向CPU的I3输入端输出低电平，表示其检测到显示控制模块佩戴在使用者的右臂或右腕，需要启动正向手型显示光带；或检测器通过向CPU的I3输入端输出高电平，表示其检测到显示控制模块箍在使用者的左臂或左腕，需要启动反向手型显示光带，所述接收器根据接收到的来自发射器的无线信号，向CPU的I1输入端输出脉冲信号；CPU结合I1输入端和I3输入端的电平高低，启动或停止正向手型显示光带或反向手型显示光带。
检测器电路运行过程中，左臂或左腕佩戴显示控制模块，则挡块依靠自重坠落入对射式光电开关凹槽而遮挡对射光，使光电开关向CPU的I3输入端输出高电平；右臂或右腕佩戴显示控制模块，则挡块向另一侧坠落而脱离光电开关凹槽，使光电开关向CPU的I3输入端输出低电平。
正向手型显示光带由三色发光二极管D11～D1n构成，CPU通过O1～O3输出端输出驱动信号到三极管T11～T13，三极管T11～T13饱和或截止控制三色发光二极管D11～D1n工作状态，从而获得单色的右手待握手型，或显示彩色的右手手型，表示握手成功。
反向手型显示光带由三色发光二极管D21～D2n构成，CPU通过O4～O6输出端输出驱动信号到三极管T21～T23的基极，三极管T21～T23饱和或截止控制三色发光二极管D21～D2n工作状态，从而获得单色的左手待握手型，或显示彩色的左手手型，表示握手成功。
感应器是一种复合晶体管放大电路，该复合晶体管的输入端与球面金属片焊接，构成感应极。平时感应极悬空时，复合晶体管截止，向CPU的I2输入端输出高电平；握手时对方伸手贴近或触摸到光带的同时，也贴近或碰触到该感应极，人体感应导致复合晶体管饱和，向CPU的I2输入端输出低电平。
如图2为鞋跟内安装示意图，电磁模块1封闭在右脚鞋跟2内，发射模块4封闭在左脚鞋跟5内。由于电磁模块1存在磁屏蔽壳，使得铁芯线圈产生的磁力线3大部分被磁屏蔽壳短路，仅磁屏蔽壳开口一侧附近的壳外空间有较密集的壳外磁力线3。本图2磁屏蔽壳的开口朝向右脚鞋跟2后侧，即正常行走时，开口朝向右脚鞋跟2后侧；而发射模块4中的触发线圈贴近左脚鞋跟5的右脚侧，正常行走时触发线圈几乎没有电磁感应现象，只有使用者把左脚鞋跟5的右脚侧与右脚鞋跟2后侧贴近瞬间，电磁模块1发出的部分脉动磁力线3穿越发射模块4中触发线圈，产生瞬时感应电位vE。
图3所示手型显示及控制电路排布示意图，显示控制模块的电路板10正面是三色发光二极管D11～D1n构成的正向手型显示光带6，和由三色发光二极管D21～D2n构成的反向手型显示光带14，二条光带附近的空白区域内焊接固定了一个高度不超过光带的球面金属片，该金属片与感应器13中复合晶体管的输入极焊接而构成感应极11，除此以外的接收器7、感应器13、检测器罩壳12、CPU8及其外围电路均安装在该电路板10的反面。
本图3显示控制模块由环带9箍在使用者右臂或右腕15，检测器罩壳12位于显示控制模块的下侧，正向手型显示光带6发光而显示右手型，图3中用实线表示其轮廓，而反向手型显示光带14熄灭，图3中用虚线表示。若显示控制模块箍在使用者左臂或左腕，则本图3装置顺时针旋转180°后箍在使用者左臂或左腕，从而保证手型显示光带的手指方向指向人体前方，届时检测器罩壳12将位于显示控制模块的上侧，正向手型显示光带6熄灭，而反向手型显示光带14发光，显示左手型轮廓。
图4所示检测器A-A剖视示意图，检测器在电路板10上垂直安装，检测器罩壳12把对射式光电开关17和不透明挡块16封闭在检测器罩壳内，检测器罩壳12内壁和挡块16表面都是镜面光滑。本图是显示控制模块由环带箍在使用者的右臂或右腕15时，挡块16因自重坠落于检测器罩壳12底部而脱离光电开关17，若显示控制模块由环带箍在使用者的左臂或左腕，挡块16将坠落于光电开关17凹槽而遮挡对射光。
使用电子握手器时，当使用者穿上鞋跟分别封闭了电磁模块1和发射模块4的鞋，并用环带9将显示控制模块箍在使用者基本自然下垂的右臂或右腕15，挡块16由自重坠于检测器罩壳12内，脱离光电开关17，CPU8把I3输入端接收到光电开关17输出的低电平信号保存在CPU8的RAM；当使用者把左脚鞋跟5的右脚侧与右脚鞋跟2后侧瞬间贴近一次，比较器输出脉冲vout1上升沿，使得单稳态电路输出脉冲宽度tw＝0.5min的高电平脉冲，发射器输出启动手型的无线信号；接收器7收到该无线信号后，向CPU8的I1输入端输出一个脉冲，CPU8结合I1输入端脉冲和RAM中的低电平，通过O1～O3输出端输出驱动信号到三极管T11～T13，使得正向手型显示光带6显示单色，表示等待与对方右手握手，比如CPU8的O1输出端输出高电平，而O2和O3输出端输出低电平，三极管T11饱和导通显示绿色手型；对方与正向手型显示光带6绿色手型握手时，右手贴近或触摸到感应极11，感应器13向CPU8的I2输入端输出的低电平，导致CPU8的O1～O3输出端输出高电平到三极管T11～T13，三极管T11～T13饱和导通，使得正向手型显示光带6显示三色混合的彩色，表示握手成功。当对方右手离开感应极11数秒后，CPU8再次通过O1～O3输出端输出驱动信号，使得正向手型显示光带6恢复绿色，等待下一次握手。直至使用者再次把相应鞋跟内侧与鞋跟后侧瞬间相靠一次，接收器同样向CPU8的I1输入端输出一个脉冲，CPU8即指令各输出端输出低电平，熄灭光带。若使用者需要和左撇子握手，也可用环带将显示控制模块箍在使用者基本自然下垂的左臂或左腕，届时与上述使用方法的区别在于，挡块由自重坠于光电开关17凹槽中遮挡对射光，CPU8把I3输入端来自光电开关17输出的高电平信号保存在CPU8的RAM中，当CPU8的I1输入端也收到一个脉冲时，通过O4～O6输出端输出驱动信号，使得反向手型显示光带14显示单色，若对方与这绿色手型握手时，左手贴近或触摸到感应极11，则CPU8再次通过O4～O6输出端输出驱动信号，使得反向手型显示光带14显示三色混合的彩色，表示握手成功。

Claims (4)

1.一种电子握手器，其特征在于，包括电磁模块、发射模块和显示控制模块；电磁模块由安装在磁屏蔽壳内的铁芯线圈和振荡器组成，振荡器向绕在铁芯上的线圈提供脉冲电流i，使铁芯线圈产生脉冲磁场，脉冲磁场通过磁屏蔽壳开口外泄；
发射模块由发射壳内的触发线圈、比较器、单稳态触发器和发射器组成，比较器同相输入端连接触发线圈的输出信号vE，比较器反相输入端连接用于抗电磁干扰的基准电位VR，比较器输出端连接单稳态触发器触发端，触发后单稳态触发器输出矩形脉冲到发射器，矩形脉冲上升沿驱动发射器发出无线信号；
电磁模块和发射模块分别置于两个鞋跟内，电磁模块外泄脉冲磁场在发射模块的触发线圈内引起磁通变化，当触发线圈输出的感应电压达到vE>VR时，比较器即触发发射器发射无线信号；
显示控制模块由CPU、正向手型显示光带、反向手型显示光带、检测器、接收器和感应器组成，显示控制模块佩戴在使用者手臂或手腕上使用，接收器根据接收到的来自发射器的无线信号，向CPU的I1输入端输出脉冲信号；检测器检测显示控制模块佩戴在使用者的右手侧还是左手侧，根据结果向CPU的I3输入端输出低电平或高电平；感应器为复合晶体管放大电路，该复合晶体管的输入极与球面金属片焊接，构成感应极，平时感应极悬空时，复合晶体管截止，向CPU的I2输入端输出高电平，握手时对方伸手贴近或碰触到该感应极，人体感应导致复合晶体管饱和，向CPU的I2输入端输出低电平；CPU根据I1输入端、I2输入端和I3输入端输入信号，通过CPU的O1、O2和O3输出端输出驱动信号，点亮正向手型显示光带，或通过CPU的O4、O5和O6输出端输出驱动信号，点亮反向手型显示光带，正向手型显示光带适用于显示控制模块佩戴在使用者的右手侧，反向手型显示光带适用于显示控制模块佩戴在使用者的左手侧，光带显示单色表示待握手，显示彩色表示握手成功。
2.根据权利要求1所述电子握手器，其特征在于，所述检测器包括检测器罩壳、对射式光电开关和不透明挡块，把对射式光电开关和不透明挡块封闭在罩壳内，挡块置于对射式光电开关中间，并上下滑动，当显示控制模块佩戴在使用者左手侧时，挡块依靠自重坠落入对射式光电开关凹槽而遮挡对射光，使光电开关向CPU的I3输入端输出高电平，当显示控制模块佩戴在使用者右手侧时，该挡块向另一侧坠落而脱离光电开关凹槽，使光电开关向CPU的I3输入端输出低电平。
3.根据权利要求1所述电子握手器，其特征在于，所述电磁模块和发射模块分别封闭在右脚鞋跟内和左脚鞋跟内，电磁模块磁屏蔽壳的开口朝向右脚鞋跟后侧；发射模块中的触发线圈贴近左脚鞋跟的右脚侧，左脚鞋跟右脚侧与右脚鞋跟后侧贴近瞬间，发射模块中触发线圈由电磁感应，产生瞬时感应电位vE；电磁模块和发射模块也可分别安装在左脚鞋跟和右脚鞋跟内的镜像位置，但届时须右脚鞋跟左脚侧与左脚鞋跟后侧贴近，才能产生瞬时感应电位vE。
4.根据权利要求2所述电子握手器，其特征在于，所述正向手型显示光带和反向手型显示光带分别由一组三色发光二极管构成，光带构成手型，由CPU的O1～O3输出端或O4～O6输出端输出三路驱动信号，分别控制三色发光二极管中不同颜色二极管的亮和灭；显示控制模块的接收器接收到来自发射器的无线信号后，向CPU的I1输入端输出脉冲信号，届时若I3输入端为 低电平，则CPU的O1～O3输出端输出驱动信号，使正向手型显示光带显示单色，表示等待与对方握右手，而若I3输入端为 高电平，则CPU的O4～O6输出端输出驱动信号，使反向手型显示光带显示单色，表示等待与对方握左手；然后，当感应器向CPU的I2输入端输出低电平，CPU再次通过O1～O3输出端或O4～O6输出端输出驱动信号，使光带显示由单色转为彩色，表示握手成功；I2输入端输出恢复高电平，则数秒后光带恢复单色，等待下一次握手；接收器再次接收到来自发射器的无线信号后，CPU的O1～O6输出端输出低电平，手型熄灭，表示握手结束。
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