CN111930239A - 基于屏幕的远距离操控装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于屏幕的远距离操控装置，包括：基座，具有容纳腔和与容纳腔连通的开口，容纳腔用于容纳人体的手掌；至少一个指套装置，与开口连接，指套装置包括指套骨架和设置于指套骨架上的按键模块，指套骨架用于容纳人体的手指；姿态模块，设置于基座上，姿态模块包括用于获取人体手掌的方向信息的陀螺仪和用于获取人体手掌的相对位移信息的加速度计；通信模块，设置于基座上，通信模块用于接收按键模块和姿态模块发送的信息，并将信息传递至外界的接收器，以将其映射为屏幕的光标信息。本申请的远距离操控装置可穿戴于手部，并且通过手部运动即可远距离操控屏幕的光标以实现灵活定制的多种按键功能，结构简单、操控方便。

Description

基于屏幕的远距离操控装置

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，特别是涉及一种基于屏幕的远距离操控装置。

背景技术

近年来，随着大尺寸显示屏产品的普及，远距离操控技术也逐渐走进人们的视野。常见的远距离操控装置有遥控器、激光笔、空中鼠标等，但这些操控装置功能较单一，无法实现定制例如远距离书写等多种功能。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于屏幕的远距离操控装置，该远距离操控装置可穿戴于手部，且可以灵活定制按键功能。

由此，本申请提供了一种基于屏幕的远距离操控装置，包括：基座，具有容纳腔和与容纳腔连通的开口，容纳腔用于容纳人体的手掌；至少一个指套装置，与开口连接，指套装置包括指套骨架和设置于指套骨架上的按键模块，指套骨架用于容纳人体的手指；姿态模块，设置于基座上，姿态模块包括用于获取人体手掌的方向信息的陀螺仪和用于获取人体手掌的相对位移信息的加速度计；通信模块，设置于基座上，通信模块用于接收按键模块和姿态模块发送的信息，并将信息传递至外界的接收器，以将其映射为屏幕的光标信息。

根据本申请的一个方面，指套装置包括对应于拇指设置的第一指套，第一指套的指套骨架包括相互串联的第一骨架和第二骨架，且第一骨架与开口对应设置；第一指套的按键模块包括第一按键单元和第二按键单元，第一按键单元设置于第一骨架上，第二按键单元设置于第二骨架上。

根据本申请的一个方面，第一按键单元包括沿第一骨架的周向间隔分布的用于指示光标方向的四个第一按键；第二按键单元包括沿第二骨架的周向间隔分布的用于触发光标的两个第二按键。

根据本申请的一个方面，第一骨架包括相对设置的第一环形架、第二环形架和可转动地连接于第一环形架和第二环形架之间的四个第一连杆，第一按键设置于第一连杆上。

根据本申请的一个方面，第二骨架包括相对设置的第三环形架、第四环形架和可转动地连接于第三环形架和第四环形架之间的两个第二连杆，第二按键设置于第二连杆上。

根据本申请的一个方面，第一指套还包括连接于开口和第一骨架之间的第一环形座，第一环形座上设置有容纳第一按键单元的第一卡槽。

根据本申请的一个方面，第一指套还包括连接于第二骨架和第一骨架之间的第二环形座，第二环形座上设置有容纳第二按键单元的第二卡槽。

根据本申请的一个方面，指套装置还包括对应于食指、中指、无名指和小指中的至少一者设置的第二指套，第二指套包括第二骨架和设置于第二骨架上的第二按键单元。

根据本申请的一个方面，指套装置还包括连接于开口与第二骨架之间的第三环形座，第三环形座上设置有容纳第二按键单元的第三卡槽。

根据本申请的一个方面，陀螺仪和第一按键单元中的任一者用于确定人体手掌远距离移动时的方向信息，陀螺仪和第一按键单元中的另一者用于确定人体手掌微动时的方向信息。

根据本申请的一个方面，指套装置还包括包覆于指套骨架和按键模块的外周侧的柔性手指。

根据本申请的一个方面，远距离操控装置还包括设置于基座上的充电模块，充电模块用于为指套装置、姿态模块和通信模块供电，基座上设置有USB接口。

本申请提供的一种基于屏幕的远距离操控装置，包括可以容纳人体手掌的基座、容纳人体手指的至少一个指套装置、获取人体手掌的方向信息和相对位移信息的姿态模块以及与外界接收器通信连接的通信模块，其中指套装置上设置有可灵活定制多种功能的按键模块。当手指按下按键模块中的任一按键后，按键信息和姿态模块获取的手掌的方向信息和相对位移信息通过通信模块传递至接收器，以将其映射为屏幕的光标信息，最终在显示屏幕上针对光标执行相应的动作。该远距离操控装置可穿戴于手部，并且通过手部运动即可远距离操控屏幕的光标以实现灵活定制的多种按键功能，结构简单、操控方便。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

图1是本申请实施例提供的一种基于屏幕的远距离操控装置的结构示意图；

图2是图1所示的远距离操控装置中的第一指套的结构示意图；

图3是图2所示的第一指套中的第一骨架的结构示意图；

图4是图3所示的第一骨架处于操作状态的示意图；

图5是图2所示的第一指套中的第二骨架的结构示意图；

图6是图5所示的第二骨架处于操作状态的示意图；

图7是图2所示的第一指套中的第一环形座的结构示意图；

图8是图2所示的第一指套中的第二环形座的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的另一种基于屏幕的远距离操控装置的结构示意图；

图10是图9所示的远距离操控装置中的第二指套的结构示意图。

附图标记说明：

1-基座；11-开口；12-USB接口；F1-第一指套；F2-第二指套；

2-指套装置；21-指套骨架；211-第一环形座；211a-第一卡槽；212-第一骨架；2121-第一环形架；2122-第二环形架；2123-第一连杆；213-第二环形座；213a-第二卡槽；214-第二骨架；2141-第三环形架；2142-第四环形架；2143-第二连杆；C-防呆标记；

22-按键模块；221-第一按键单元；A-第一按键；A1-第一接口端子；222-第二按键单元；B-第二按键；B1-第二接口端子；215-第三环形座；B2-第三接口端子；

3-姿态模块；31-陀螺仪；32-加速度计；4-通信模块；5-充电模块。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图10对本申请实施例提供的一种基于屏幕的远距离操控装置进行详细描述。

图1是本申请实施例提供的一种基于屏幕的远距离操控装置的结构示意图。参阅图1，本申请实施例提供了一种基于屏幕的远距离操控装置，包括：基座1、至少一个指套装置2、姿态模块3和通信模块4。

基座1具有容纳腔和与容纳腔连通的多个开口11，容纳腔用于容纳人体的手掌。

至少一个指套装置2与开口11连接，指套装置2包括指套骨架21和设置于指套骨架21上的按键模块22，指套骨架21用于容纳人体的手指。根据人体工程学中每个手指的运动习惯，可以自行定制按键模块22的功能，这些功能例如可以包括翻页、全屏显示、突出显示、局部放大、标注等加强效果。

姿态模块3设置于基座1上，姿态模块3包括用于获取人体手掌的方向信息的陀螺仪31和用于获取人体手掌的相对位移信息的加速度计32。姿态模块3通过陀螺仪31和加速度计32可以对远距离操控装置自身做移动轨迹的预测，并将远距离操控装置的移动轨迹转换为位移信息发送给通信模块4。

通信模块4设置于基座1上，通信模块4用于接收按键模块22和姿态模块3发送的信息，并将信息传递至外界的接收器，以将其映射为屏幕的光标信息。通信模块4可以为无线通信模块，例如蓝牙传输模块，减少线缆连接，满足远距离(例如距离屏幕10m以内)的信号传输要求。

外界的接收器一般可以通过USB接口连接在显示终端上，显示终端的上位机运行在Windows、Android、Mac OS、Linux、IOS等操作系统中，且上位机通过应用软件接收按键模块22的按键信息和姿态模块3的位移信息。上位机根据配置将按键信息映射成对应的按键功能，或者快捷键、脚本等，可以根据需求灵活定制。

由此，当人体的手部带动远距离操控装置移动时，远距离操控装置的移动轨迹通过接收器的专用HID通道传递给显示终端上的应用软件。同时，当按下按键模块22中的任一按键后，按键信息通过通信模块4传递至接收器，接收器接收到按键信息后，根据接收器和显示终端的约定协议，将按键信息通过专用HID通道传递给显示终端的应用软件，应用软件接收到相应的指令后，在显示屏幕上操控光标执行相应的动作。

可选地，接收器和应用软件的通信接口使用标准HID协议，只要在相应的操作系统上编写应用软件都可以实现上述的显示效果。

本申请实施例提供的一种基于屏幕的远距离操控装置，包括可以容纳人体手掌的基座1、容纳人体手指的至少一个指套装置2、获取人体手掌的方向信息和相对位移信息的姿态模块3和与外界接收器通信连接的通信模块4，其中指套装置2上设置有可灵活定制多种功能的按键模块22。当手指按下按键模块22中的任一按键后，按键信息和姿态模块3获取的手掌的方向信息和相对位移信息通过通信模块4传递至接收器，以将其映射为屏幕的光标信息，最终在显示屏幕上针对光标执行相应的动作。该远距离操控装置可穿戴于手部，并且通过手部运动即可远距离操控屏幕的光标以实现灵活定制的多种按键功能，结构简单、操控方便。

图2是图1所示的远距离操控装置中的第一指套的结构示意图。

参阅图2，如前所述的指套装置2包括对应于拇指设置的第一指套F1，第一指套F1的指套骨架21包括相互串联的第一骨架212和第二骨架214，且第一骨架212与开口11对应设置。

第一指套F1的按键模块22包括第一按键单元221和第二按键单元222，第一按键单元221设置于第一骨架212上，第二按键单元222设置于第二骨架214上。

进一步地，第一按键单元221包括沿第一骨架212的周向间隔分布的用于指示光标方向的四个第一按键A；第二按键单元222包括沿第二骨架214的周向间隔分布的用于触发光标的两个第二按键B。可选地，四个第一按键A沿第一骨架212的周向均匀分布。可选地，两个第二按键B沿第二骨架214的周向呈180°分布。

第一骨架212和第一按键单元221靠近拇指根部设置，可以通过拇指根部的前、后、左、右动作分别控制四个第一按键A，四个第一按键A可以分别映射为光标的上、下、左、右方向的移动，起到方向舵的作用。或者，四个第一按键A可以分别映射为翻页、全屏显示、突出显示、局部放大功能。

第二骨架214和第二按键单元222靠近拇指指尖设置，可以通过拇指指尖的左、右动作或者上、下动作分别激发两个第二按键B，两个第二按键B可以分别映射为类似于鼠标的左键和右键。另外，第一按键A和第二按键B的映射信息可以在配置文件中进行设置或者变更。

姿态模块3的陀螺仪31映射为光标的方向变化，加速度计32根据计算出的位置信息变化映射为光标的移动。

可选地，姿态模块可以通过深度学习对远距离操控装置自身做移动轨迹的预测，并使用融合算法将远距离操控装置的移动轨迹转换为位移信息发送给通信模块4。按键模块22的动作信息也发送给通信模块4，从而可以在屏幕上操控光标的实际位置，在显示终端的屏幕上演示例如翻页、全屏显示、突出显示、局部放大等操作，甚至可以实现书写、画画等功能。

图3是图2所示的第一指套中的第一骨架的结构示意图，图4是图3所示的第一骨架处于操作状态的示意图。

请一并参阅图3和图4，第一骨架212包括相对设置的第一环形架2121、第二环形架2122和可转动地连接于第一环形架2121和第二环形架2122之间的四个第一连杆2123，第一按键A设置于第一连杆2123上。

第一骨架212的材质可以为金属件，例如但不限于铜。第一连杆2123可以为杆状结构件，也可以为弧形片状结构件。第一连杆2123的轴向两端分别通过铰链与第一环形架2121和第二环形架2122可转动连接，如图4中的箭头方向所示，以便于随手指的动作而运动。

进一步地，第一按键A包括滑动电阻，且滑动电阻的阻值大小随第一连杆2123的转动角度的变化而变化。当第一连杆2123转动时，联动改变滑动电阻的阻值，根据滑动电阻的阻值可以判断第一连杆2123的转动角度。可选地，第一按键A具有回弹功能，按键松开后可以随手指回到初始位置。

图5是图2所示的第一指套中的第二骨架的结构示意图，图6是图5所示的第二骨架处于操作状态的示意图。

请一并参阅图5和图6，第二骨架214包括相对设置的第三环形架2141、第四环形架2142和可转动地连接于第三环形架2141和第四环形架2142之间的两个第二连杆2143，第二按键B设置于第二连杆2143上。

第二骨架214的材质可以为金属件，例如但不限于铜。第二连杆2143可以为杆状结构件，也可以为弧形片状结构件。第二连杆2143的轴向两端分别通过铰链与第三环形架2141和第四环形架2142可转动连接，如图6中的箭头方向所示，以便于随手指的动作而运动。

当第二连杆2143转动至预定角度时会触发对应的第二按键B，例如触发左侧的第二按键B相当于操作鼠标的左键，触发右侧的第二按键B相当于操作鼠标的右键。第二按键B具有回弹功能，按键松开后可以随手指回到初始位置。

图7是图2所示的第一指套中的第一环形座的结构示意图。

请一并参阅图2和图7，第一指套F1还包括连接于开口11和第一骨架212之间的第一环形座211，第一环形座211上设置有容纳第一按键单元221的第一卡槽211a。

第一环形座211上还设置有与第一按键单元221、第二按键单元222和通信模块4分别电连接的第一接口端子A1，第一环形座211上设置有防呆标记C。

第一按键单元221以预定方向设置于第一卡槽211a内，四个第一按键A、两个第二按键B和通信模块4分别通过接线端子或者导线连接至第一接口端子A1中。接线端子或者导线包括信号线、电源线等。防呆标记C可以在将第一按键单元221安装至第一卡槽211a时起到提示作用，例如，第一按键A上的某个位置需要与防呆标记C对齐设置，从而可以保证第一按键单元221按照预定方向安装，防止操控光标时方向指示错误。

图8是图2所示的第一指套中的第二环形座的结构示意图。

请一并参阅图2和图8，第一指套F1还包括连接于第二骨架214和第一骨架212之间的第二环形座213，第二环形座213上设置有容纳第二按键单元222的第二卡槽213a。

第二环形座213上还设置有与第二按键单元222电连接的第二接口端子B1，第二环形座213上还设置有防呆标记C。

第二按键单元222以预定方向设置于第二卡槽213a内，两个第二按键B通过接线端子或者导线连接至第二接口端子B1中。接线端子或者导线包括信号线、电源线等。由于第二接口端子B1仅与两个第二按键B电连接，端口数量相对于第一接口端子A1的端口数量较少。

防呆标记C可以在将第二按键单元222安装至第二卡槽213a时起到提示作用，例如，第二按键B上的某个位置需要与防呆标记C对齐设置，从而可以保证第二按键单元222按照预定方向安装，防止操控光标时方向指示错误。

另外，如前所述的陀螺仪31和第一按键单元221中的任一者用于确定人体手掌远距离移动时的方向信息，陀螺仪31和第一按键单元221中的另一者用于确定人体手掌微动时的方向信息。

由于陀螺仪31和第一按键单元221均可以映射为光标的移动方向，需要进行仲裁。例如，第一按键单元221停止或者微小移动时才引入陀螺仪31的测量参数，这样第一按键单元221用于确定人体手掌远距离移动时的方向信息，陀螺仪31用于确定人体手掌微动时的方向信息。或者，相反地，陀螺仪31用于确定人体手掌远距离移动时的方向信息，第一按键单元221用于确定人体手掌微动时的方向信息。在配置文件中提前设置陀螺仪31和第一按键单元221的映射功能即可，并且该配置文件可以随时更新。

另外，指套装置2还包括包覆于指套骨架21和按键模块22的外周侧的柔性手指。柔性手指由具有一定弹性的防水布料或者其他材料制成，类似于手套的手指。

进一步地，远距离操控装置还包括设置于基座1上的充电模块5，充电模块5用于为指套装置2、姿态模块3和通信模块4供电，基座1上设置有USB接口12，如图1所示。USB接口12可以同时具有充电和数据传输的功能，当上位机没有设置蓝牙接收模块时，也可以通过USB数据线插入该USB接口12连接至上位机。

图9是本申请实施例提供的另一种基于屏幕的远距离操控装置的结构示意图，图10是图9所示的远距离操控装置中的第二指套的结构示意图。

请一并参阅图9和图10，本申请实施例还提供了的另一种基于屏幕的远距离操控装置，其与图1所示的远距离操控装置结构类似，不同之处在于，指套装置2还包括对应于食指、中指、无名指和小指中的至少一者设置的第二指套F2。

第二指套F2包括如前所述的第二骨架214和设置于第二骨架214上的第二按键单元222。根据人体工程学和人体手指的操作习惯，食指、中指、无名指和小指一般可以进行左、右动作或者上、下动作，故可以在食指、中指、无名指和小指中的至少一者配置两个第二按键B。第二按键B的功能可以自行定制，例如突出显示选中的字体等。

进一步地，指套装置2还包括连接于开口11与第二骨架214之间的第三环形座215，第三环形座215上设置有容纳第二按键单元222的第三卡槽(图中未示出)。

第三环形座215上还设置有与第二按键单元222和通信模块4分别电连接的第三接口端子B2，第三环形座215上设置有防呆标记(图中未示出)。第三环形座215与前述第一环形座211的结构类似，不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例提供的远距离操控装置，通过按键模块22设定的特定按键功能不受限于某种单一的演示软件(例如PowerPoint)，在任何演示软件(PowerPoint、WPS、Prezi等)上都可以实现统一的操作功能，解决现有操控装置与显示终端不便于进行信息交互的问题，便于普及和推广。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种基于屏幕的远距离操控装置，其特征在于，包括：

基座(1)，具有容纳腔和与所述容纳腔连通的多个开口(11)，所述容纳腔用于容纳人体的手掌；

至少一个指套装置(2)，与所述开口(11)连接，所述指套装置(2)包括指套骨架(21)和设置于所述指套骨架(21)上的按键模块(22)，所述指套骨架(21)用于容纳人体的手指；

姿态模块(3)，设置于所述基座(1)上，所述姿态模块(3)包括用于获取人体手掌的方向信息的陀螺仪(31)和用于获取人体手掌的相对位移信息的加速度计(32)；

通信模块(4)，设置于所述基座(1)上，所述通信模块(4)用于接收所述按键模块(22)和所述姿态模块(3)发送的信息，并将所述信息传递至外界的接收器，以将其映射为所述屏幕的光标信息。

2.根据权利要求1所述的远距离操控装置，其特征在于，所述指套装置(2)包括对应于拇指设置的第一指套(F1)，所述第一指套(F1)的所述指套骨架(21)包括相互串联的第一骨架(212)和第二骨架(214)，且所述第一骨架(212)与所述开口(11)对应设置；

所述第一指套(F1)的所述按键模块(22)包括第一按键单元(221)和第二按键单元(222)，所述第一按键单元(221)设置于所述第一骨架(212)上，所述第二按键单元(222)设置于所述第二骨架(214)上。

3.根据权利要求2所述的远距离操控装置，其特征在于，所述第一按键单元(221)包括沿所述第一骨架(212)的周向间隔分布的用于指示光标方向的四个第一按键(A)；所述第二按键单元(222)包括沿所述第二骨架(214)的周向间隔分布的用于触发光标的两个第二按键(B)。

4.根据权利要求3所述的远距离操控装置，其特征在于，所述第一骨架(212)包括相对设置的第一环形架(2121)、第二环形架(2122)和可转动地连接于所述第一环形架(2121)和所述第二环形架(2122)之间的四个第一连杆(2123)，所述第一按键(A)设置于所述第一连杆(2123)上。

5.根据权利要求3所述的远距离操控装置，其特征在于，所述第二骨架(214)包括相对设置的第三环形架(2141)、第四环形架(2142)和可转动地连接于所述第三环形架(2141)和所述第四环形架(2142)之间的两个第二连杆(2143)，所述第二按键(B)设置于所述第二连杆(2143)上。

6.根据权利要求2所述的远距离操控装置，其特征在于，所述第一指套(F1)还包括连接于所述开口(11)和所述第一骨架(212)之间的第一环形座(211)，所述第一环形座(211)上设置有容纳所述第一按键单元(221)的第一卡槽(211a)。

7.根据权利要求2所述的远距离操控装置，其特征在于，所述第一指套(F1)还包括连接于所述第二骨架(214)和所述第一骨架(212)之间的第二环形座(213)，所述第二环形座(213)上设置有容纳所述第二按键单元(222)的第二卡槽(213a)。

8.根据权利要求2至6任一项所述的远距离操控装置，其特征在于，所述指套装置(2)还包括对应于食指、中指、无名指和小指中的至少一者设置的第二指套(F2)，所述第二指套(F2)包括所述第二骨架(214)和设置于所述第二骨架(214)上的所述第二按键单元(222)。

9.根据权利要求8所述的远距离操控装置，其特征在于，所述指套装置(2)还包括连接于所述开口(11)与所述第二骨架(214)之间的第三环形座(215)，所述第三环形座(215)上设置有容纳所述第二按键单元(222)的第三卡槽。

10.根据权利要求2所述的远距离操控装置，其特征在于，所述陀螺仪(31)和所述第一按键单元(221)中的任一者用于确定人体手掌远距离移动时的方向信息，所述陀螺仪(31)和所述第一按键单元(221)中的另一者用于确定人体手掌微动时的方向信息。

11.根据权利要求1所述的远距离操控装置，其特征在于，所述指套装置(2)还包括包覆于所述指套骨架(21)和所述按键模块(22)的外周侧的柔性手指。

12.根据权利要求1所述的远距离操控装置，其特征在于，所述远距离操控装置还包括设置于所述基座(1)上的充电模块(5)，所述充电模块(5)用于为所述指套装置(2)、所述姿态模块(3)和所述通信模块(4)供电，所述基座(1)上设置有USB接口(12)。

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