CN203376687U

CN203376687U - 智能感应手套系统

Info

Publication number: CN203376687U
Application number: CN201320301357.4U
Authority: CN
Inventors: 张瞳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2023-05-28

Abstract

本实用新型公开了一种智能感应手套系统，包括左手套体和右手套体，左手套体的手指部I的端部设有压力传感器，关节弯曲处设有弯曲度传感器，手指部I的根部设有温度传感器、距离传感器、环境光传感器、震动传感器、三轴陀螺仪和加速度传感器，手掌部I设有柔性手写输入板和液晶触摸显示屏，手腕部I设有ROM/RAM存储模块、NFC近场通信模块和蓝牙通信模块，手背部I安装有中央处理器单元、电池模块和无线充电模块，右手套体安装的各种元件与左手套体基本对称一致，只是手掌部II设置薄膜按键组，在手腕部II加装WIFI无线网络通信模块。有益效果是能够全面捕捉手部的各种细节动作，能够实现无线通信和供电，小巧轻便，灵活易操作。

Description

智能感应手套系统

技术领域

本实用新型涉及一种手套系统，具体是一种智能感应手套系统，属于体感控制装置技术领域。

背景技术

目前，国内外的多个研究机构已经对智能感应手套进行了开发和研究，有些机构已经制作出具有一定功能的智能感应手套，例如在手套的手指弯曲处安装弯曲度传感器，可以对一些简单的手势进行识别和响应，或者是将一些压力传感器或者温度传感器设置在手套上，通过传感器感知操作者发出的信息，并转换为相应的电子信号，通过程序与计算机系统做出判断并产生回应，满足操作者的需求。

但是，截至目前为止仍未有一种能够感知人类手部的各项细节操作的智能感应手套，虽然美国微软公司已有基于多个摄像头构成的“Kenect”设备来识别和判断人体整体的行为动作，但该产品体积较大，不具便携性，同时对可识别的距离有要求，必须在一定距离外才能识别和判断出人类的各种肢体动作，由于仅采用摄像头和距离传感器，所以不能辨识手指的所有细节动作；日本NEC公司、任天堂公司和一些对机器人、机械手操作有需求的企业，虽然有智能感应手套类的产品，但都存在体积巨大，必须依赖有线通信和供电，价格昂贵的问题，所以其应用受到很大的限制，从而难以满足普通消费者的需求，仅能应用在特定行业的生产或者实验室等场所。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种智能感应手套系统，能够全面捕捉手部的各种细节动作，实现无线通信和供电，同时体积较小，方便使用，而且价格适中，能够满足普通消费者的需求。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种智能感应手套系统，包括左手套体和右手套体，左手套体包括手指部I、手掌部I、手背部I和手腕部I，手指部I的指节之间是活动连接的，手掌部I与手背部I是通过拉链连接的，手指部I朝向手掌部I的端部均设有压力传感器，手指部I的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器，手指部I朝向手掌部I的中指和无名指的根部分别设有温度传感器和距离传感器，手掌部I的中心位置设有柔性手写输入板和液晶触摸显示屏，手腕部I朝向手掌部I的表面设置有ROM/RAM存储模块和NFC近场通信模块，手指部I朝向手背部I的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器，手指部I朝向手背部I的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器和震动传感器，手背部I安装有中央处理器单元，中央处理器单元的下方设有电池模块，手腕部I朝向手背部I的表面设置有蓝牙通信模块；

右手套体包括手指部II、手掌部II、手背部II和手腕部II，手指部II的指节之间是活动连接的，手掌部II与手背部II是通过拉链连接的，手指部II朝向手掌部II的端部均设有压力传感器，手指部II的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器，手指部II朝向手掌部II的中指和无名指的根部分别设有温度传感器和距离传感器，手掌部II的中心位置设有薄膜按键组，手腕部II朝向手掌部II的表面设置有ROM/RAM存储模块和NFC近场通信模块，手指部II朝向手背部II的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器，手指部II朝向手背部II的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器和震动传感器，手背部II安装有中央处理器单元，中央处理器单元的下方设有电池模块，手腕部II朝向手背部II的表面设置有蓝牙通信模块和WIFI无线网络通信模块，各个传感器均分别与中央处理器单元之间采用铜箔导线连接，左手套体和右手套体之间通过蓝牙通信模块和NFC近场通信模块进行无线通信和互动。

进一步的，所述的右手套体的手背部II还设有LED发光管和微型摄像头，LED发光管可用于手机拍摄辅助闪光灯或作为手电筒，微型摄像头可实现水下拍摄。

进一步的，所述的左手套体的手指部I朝向手掌部I的大拇指和小拇指的根部分别设有听筒和话筒，使用者带上左手手套体后，将左手的食指、中指和无名指弯曲，位于大拇指和小拇指根部的听筒和话筒即可实现电话的功能，使用方便。

进一步的，所述的手指部I的指节之间、手指部II的指节之间均通过微型磁性吸力触点连接，方便将手指部I和手指部II的端部取下，使用更为灵活。

进一步的，所述的电池模块的下方设有无线充电模块，无线充电模块与电池模块通过铜箔导线连接，在左手套体和右手套体均处于亏电状态时，通过无线充电模块进行充电。

优选的，所述的电池模块为锂聚合物电池，该电池因内部不含液态电解液，无电池漏液问题，而且放电量大，具有可弯折性，质量较轻，可制成薄型电池。

优选的，所述的中央处理器单元采用单片机或基于ARM架构的CPU及可与之搭配的存储系统。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，通过在左手套体和右手套体上设置压力传感器、弯曲度传感器、温度传感器、距离传感器、三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器、环境光传感器和震动传感器，并将这些传感器与中央处理器单元连接，能够全面捕捉手部的各种细节动作，从而满足操作者的需求；同时，通过在左手套体的手腕部I和右手套体的手腕部II分别设置蓝牙通信模块，可以实现无线通信，避免左右手套体由于有线连接而增加体积，使用起来也更加方便；电池模块通过铜箔导线与无线充电模块连接，在左右手套体均处于亏电状态时，可以通过无线充电模块进行充电；本手套系统的价格适中，能够满足普通消费者的需求。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是左手套体的朝向手掌部I的结构示意图；

图4是右手套体的朝向手掌部II的结构示意图；

图5是左手套体的朝向手背部I的结构示意图；

图6是右手套体的朝向手背部II的结构示意图。

图中：1、左手套体，2、手指部I，3、微型磁性吸力触点，4、三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器，5、中央处理器单元，6、电池模块，7、无线充电模块，8、手手腕部I，9、蓝牙通信模块，10、手掌部I，11、手背部I，12、弯曲度传感器，13、压力传感器，14、右手套体，15、手指部II，16、手腕部II，17、WIFI无线网络通信模块，18、手掌部II，19、手背部II，20、ROM/RAM存储模块，21、拉链，22、听筒，23、温度传感器，24、距离传感器，25、话筒，26、柔性手写输入板，27、液晶触摸显示屏，28、NFC近场通信模块，29、薄膜按键组，30、震动传感器，31、环境光传感器，32、微型摄像头，33、LED发光管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，智能感应手套系统，包括左手套体1和右手套体14，左手套体1包括手指部I2、手掌部I10、手背部I11和手腕部I8，手指部I2的指节之间是活动连接的，手掌部I10与手背部I11是通过拉链21连接的，手腕部I8与手掌部I10和手背部I11均是一体成型的，手指部I2朝向手掌部I10的端部均设有压力传感器13，手指部I2的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器12；如图3和图5所示，手指部I2朝向手掌部I10的中指和无名指的根部分别设有温度传感器23和距离传感器24，手掌部I10的中心位置设有柔性手写输入板26和液晶触摸显示屏27，手腕部I8朝向手掌部I10的表面设置有ROM/RAM存储模块20和NFC近场通信模块28，手指部I2朝向手背部I11的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器4，手指部I2朝向手背部I11的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器31和震动传感器30，手背部I2安装有中央处理器单元5，中央处理器单元5的下方设有电池模块6，手腕部I8朝向手背部I2的表面设置有蓝牙通信模块9；

如图4和图6所示，右手套体14包括手指部II15、手掌部II18、手背部II19和手腕部II16，手指部II15的指节之间是活动连接的，手掌部II18与手背部II19是通过拉链21连接的，手腕部II16与手掌部II18和手背部II19均是一体成型的，手指部II15朝向手掌部II18的端部均设有压力传感器13，手指部II15的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器12，手指部II15朝向手掌部II18的中指和无名指的根部分别设有温度传感器23和距离传感器24，手掌部II18的中心位置设有薄膜按键组29，手腕部II16朝向手掌部II18的表面设置有ROM/RAM存储模块20和NFC近场通信模块28，手指部II15朝向手背部II19的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器4，手指部II15朝向手背部II19的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器35和震动传感器34，手背部II19安装有中央处理器单元5，中央处理器单元5的下方设有电池模块6，手腕部II16朝向手背部II19的表面设置有蓝牙通信模块9和WIFI无线网络通信模块17，各个传感器均分别与中央处理器单元5之间采用铜箔导线连接，左手套体1和右手套体14之间通过蓝牙通信模块9和NFC近场通信模块28进行无线通信和互动。

进一步的，右手套体14的手背部II19还设有LED发光管33和微型摄像头32，LED发光管33可用于手机拍摄辅助闪光灯或作为手电筒，微型摄像头32可实现水下拍摄。

进一步的，左手套体1的手指部I2朝向手掌部I10的大拇指和小拇指的根部分别设有听筒22和话筒25，使用者带上左手套体1后，将左手的食指、中指和无名指弯曲，位于大拇指和小拇指根部的听筒22和话筒25即可实现电话的功能，使用方便。

进一步的，手指部I2的指节之间、手指部II15的指节之间均通过微型磁性吸力触点3连接，方便将手指部I2和手指部II15的端部取下，使用更为灵活。

进一步的，所述的电池模块6的下方设有无线充电模块7，无线充电模块7与电池模块6通过铜箔导线连接，在左手套体1和右手套体14均处于亏电状态时，通过无线充电模块7进行充电。

优选的，电池模块6为锂聚合物电池，该电池因内部不含液态电解液，无电池漏液问题，而且放电量大，具有可弯折性，质量较轻，可制成薄型电池。

优选的，中央处理器单元5采用单片机或基于ARM架构的CPU及可与之搭配的存储系统。

如图1所示，通过将传统的薄型弹力手套作为载体，在手部的各个部位安装所需的各类传感器，传感器与中央处理器单元5之间均采用铜箔导线连接，并充分采用串行通信，减少导线数量，保障左手套体1和右手套体14的灵活性和便携性，左手套体1的手腕部I8和右手套体14的手腕部II16均设有蓝牙通信模块9和NFC近场通信模块28，所以左手套体1和右手套体14之间可以实现无线通信和互动，在右手套体14的手掌部II18设有薄膜按键组29，可以用来实现快捷键定义的功能，用于以快捷键的形式激活指定的常用功能或调出设置菜单，方便用户操作；右手套体14加装WIFI无线网络通信模块17，可以将获取到的信号反馈至电脑中或从电脑中返回相应指令。

通过本实用新型可以实现的功能包括：

（1）手语识别功能

该功能是通过位于左手套体1的手指部I2和右手套体14的手指部II15的压力传感器13、弯曲度传感器12和震动传感器30，捕捉到使用者发出的各种不同信息，然后转换为相应的电子信号传至中央处理器单元5，经中央处理器单元5进行分析和处理后，便可以将手语转换成文字显示在左手套体1的液晶触摸显示屏27，或者转换为语音通过话筒25发出，同时话筒25将正常人返回的语音信息通过中央处理器单元5进行转换，然后通过液晶触摸显示屏27显示出相应的文字，供聋哑人阅读，降低聋哑人与正常人沟通的难度，方便聋哑人进行交流，为他们的生活提供便利。

（2）生活常用的测量功能

测量功能主要包括长度测量和粗略外观测量。长度测量是通过距离传感器24实现的，将左手套体1或者右手套体14的无名指划过一定的距离，或者将两手的无名指从靠拢到相对分开一段距离，便可以测量出该距离的长度，使用方便，可以有效代替尺子。粗略外观测量是通过压力传感器13和三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器4来实现的，双手或单手完整抚摸某物品，通过位于手指端部的压力传感器13读取到接触面开始测试，配合位于大拇指、食指和中指的根部的三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器4，可将该物体的基本外形捕获并通过中央处理器单元5进行计算转换为三维模型，可实现3D打印该物体或三维动画制作。

（3）模拟触摸屏功能

通过设置于手指部I2端部和手指部II15端部的压力传感器13，可识别手指是否按下屏幕；位于手掌部I10和手掌部II18的距离传感器24，可以判断手指与屏幕的距离；同时结合三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器4判断手指的移动轨迹，这样基本可以实现现有触摸屏全部功能，可以使家里现有的显示屏无需改造就能升级成触摸屏，便于操作微软Windows 8等针对触摸控制优化的操作系统，还可以触摸各种智能电视/智能机顶盒电视，取代遥控器功能，增加与智能电视的互动性和易操作性。

本实用新型在左手套体1和右手套体14上分别设置不尽相同的技术特征，只是为描述方便，同时考虑大多数人的使用习惯。可以看出，把安装在左手套体1和右手套体14上的部件换成安装在右手套体14和左手套体1上，完全能够实现本实用新型的实用新型目的并达到想要达到的有益效果。因此，把安装在左手套体1和右手套体上12的部件换成安装在右手套体14和左手套体1上，应当认为属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种智能感应手套系统，其特征在于，包括左手套体（1）和右手套体（14），左手套体（1）包括手指部I（2）、手掌部I（10）、手背部I（11）和手腕部I（8），手指部I（2）的指节之间是活动连接的，手掌部I（10）与手背部I（11）是通过拉链（21）连接的，手指部I（2）朝向手掌部I（10）的端部均设有压力传感器(13)，手指部I（2）的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器（12），手指部I（2）朝向手掌部I（10）的中指和无名指的根部分别设有温度传感器（23）和距离传感器（24），手掌部I（10）的中心位置设有柔性手写输入板（26）和液晶触摸显示屏（27），手腕部I（8）朝向手掌部I（10）的表面设置有ROM/RAM存储模块（20）和NFC近场通信模块（28），手指部I（2）朝向手背部I（11）的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器（4），手指部I（2）朝向手背部I（11）的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器（31）和震动传感器（30），手背部I（2）安装有中央处理器单元（5），中央处理器单元（5）的下方设有电池模块（6），手腕部I（8）朝向手背部I（2）的表面设置有蓝牙通信模块（9）；

右手套体（14）包括手指部II（15）、手掌部II（18）、手背部II（19）和手腕部II（16），手指部II（15）的指节之间是活动连接的，手掌部II（18）与手背部II（19）是通过拉链（21）连接的，手指部II（15）朝向手掌部II（18）的端部均设有压力传感器（13），手指部II（15）的每个手指的关节弯曲处均对应设有弯曲度传感器（12），手指部II（15）朝向手掌部II（18）的中指和无名指的根部分别设有温度传感器（23）和距离传感器（24），手掌部II（18）的中心位置设有薄膜按键组（29），手腕部II（16）朝向手掌部II（18）的表面设置有ROM/RAM存储模块（20）和NFC近场通信模块（28），手指部II（15）朝向手背部II（19）的大拇指、食指和中指的根部均分别设有三轴陀螺仪和加速度传感器的复合传感器（4），手指部II（15）朝向手背部II（19）的无名指和小拇指的根部分别设有环境光传感器（31）和震动传感器（30），手背部II（19）安装有中央处理器单元（5），中央处理器单元（5）的下方设有电池模块（6），手腕部II（16）朝向手背部II（19）的表面设置有蓝牙通信模块（9）和WIFI无线网络通信模块（17），各个传感器均分别与中央处理器单元（5）之间采用铜箔导线连接，左手套体（1）和右手套体（14）之间通过蓝牙通信模块（9）和NFC近场通信模块（28）进行无线通信和互动。

2.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的右手套体（14）的手背部II（18）还设有LED发光管（33）和微型摄像头（32）。

3.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的左手套体（1）的手指部I（2）朝向手掌部I（10）的大拇指和小拇指的根部分别设有听筒（22）和话筒（25）。

4.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的手指部I（2）的指节之间、手指部II（15）的指节之间均通过微型磁性吸力触点（3）连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的电池模块（6）的下方设有无线充电模块（7），无线充电模块（7）与电池模块（6）通过铜箔导线连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的电池模块（6）为锂聚合物电池。

7.根据权利要求1所述的一种智能感应手套系统，其特征在于，所述的中央处理器单元（5）采用单片机或基于ARM架构的CPU及可与之搭配的存储系统。