CN204576421U - 一种头戴式鼠标 - Google Patents

Abstract

一种头戴式鼠标，设置有头盔、容置于头盔内的六轴陀螺仪、控制系统和用于安装到电脑的信号接收单元；所述控制系统设置有电源模块、电池充电管理模块、陀螺仪接口模块、主控模块和无线通讯模块；所述信号接收单元设置有外壳和装配于壳体内的USB接口模块；所述电池管理模块与所述电源模块电连接，所述陀螺仪与所述陀螺仪接口模块电连接，所述陀螺仪接口模块、无线通讯模块分别与所述主控模块电连接，所述无线通讯模块与所述USB接口模块无线通讯。该头戴式鼠标，可以佩戴于头部，通过头部的运动实现鼠标操控，具有结构简单、成本低、精度高、使用方便的特点。

Description

一种头戴式鼠标

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种头戴式鼠标。

背景技术

随着电脑技术逐渐进入人们工作、生活的各个方面，鼠标也成为现代社会不可缺少的电子产品之一。现有技术中，手动操作的鼠标比比皆是，但是对于一些无法通过手臂操作的使用者，则需要采用其它形式的替代品。头戴式鼠标就是其中的替代品之一。

现有技术中，头戴式鼠标主要采用传统机械方法得出相应的应力变化，然后利用单片机处理传送数据，实现传统桌面形式的鼠标应用效果。如中国专利ZL201010154335.0公开了一种头戴式鼠标，包括头盔、头戴装置、固定装置以及处理单元；头盔内侧设置有支撑部、左按键以及右按键；固定装置固定连接于该头盔，用于固定头盔；头戴装置包括固持部和设置于该固持部外侧的滑动部。该头戴式鼠标即是采用机械方法将应力变化转换为鼠标的移动，这种方式存在装置复杂、精度低的缺陷。

中国专利ZL201110299730.2公开了一种空中鼠标、空中鼠标控制系统及实现控制的方法，然而该技术虽然提高了鼠标的精度，但是电路复杂、成本高，难以普及应用。

故，针对现有技术不足，提供一种结构简单、成本低、精度高、使用方便的头戴式鼠标以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供头戴式鼠标，该头戴式鼠标可以戴于头部使用，具有结构简单、成本低、精度高、使用方便的特点。

本发明的目的通过以下技术措施实现。

一种头戴式鼠标，设置有头盔、容置于头盔内的六轴陀螺仪、控制系统和用于安装到电脑的信号接收单元；

所述控制系统设置有电源模块、电池充电管理模块、陀螺仪接口模块、主控模块和无线通讯模块；

所述信号接收单元设置有外壳和装配于壳体内的USB接口模块；

所述电池管理模块与所述电源模块电连接，所述陀螺仪与所述陀螺仪接口模块电连接，所述陀螺仪接口模块、无线通讯模块分别与所述主控模块电连接，所述无线通讯模块与所述USB接口模块无线通讯。

上述头盔上还设置有LED指示灯。

上述主控模块设置有型号为STM32C8T6的芯片U1、电容C1、电容C3、晶振X1、电容C4、电容C5、晶振X2、开关S2、电阻Res1、轻触开关S3、电容C11、电阻Res2和电阻Res6；

电容C1一端、电容C3一端、电容C4一端、电容C5一端均接地，电容C1另一端、晶振X1一端与芯片U1的引脚5连接，电容C3另一端、晶振X1另一端与芯片U1的引脚6连接，电容C4另一端、晶振X2一端与芯片U1的引脚27连接，电容C5另一端、晶振X2另一端与芯片U1的引脚28连接，开关S2的2脚与芯片U1的引脚44连接，开关S2的3脚接地，开关S2的1脚与电阻Res1一端连接，芯片U1的引脚1、引脚24、引脚36、引脚48、引脚9均与电阻Res1另一端连接，电阻Res6一端与芯片U1的引脚1连接，电阻Res6另一端、轻触开关S3一端与电容C11一端连接，轻触开关S3另一端与电阻Res2一端连接，电阻Res2另一端、电容C11另一端均接地，芯片U1的引脚23、引脚35、引脚47和引脚8均接地。

上述陀螺仪接口模块设置有型号为6050的芯片U3，芯片U3的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U3的引脚2接地，芯片U3的引脚3与芯片U1的引脚42连接，芯片U3的引脚4与芯片U1的引脚43连接。

上述电源模块设置有电池接口H1、开关S1、电阻R1、电阻R2、电容C51、电容C2、电容C30、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和芯片U11；

芯片U11的型号为RT9133，电池接口H1的1脚接地，电池接口H1的2脚与开关S1的2脚连接，开关S1的1脚、电阻R1的一端、电容C51一端与芯片U11的引脚1连接，电阻R1另一端、电阻R2一端与芯片U11的引脚3连接，电容C51另一端、芯片U11的引脚2均接地，电阻R2另一端、电容C30一端接地，电容C30另一端与芯片U11的引脚4连接，芯片U11的引脚5、电容C2一端、电容C6一端、电容C7一端、电容C8一端、电容C9一端、电容C10一端与芯片U1的引脚1连接，电容C2另一端、电容C6另一端、电容C7另一端、电容C8另一端、电容C9另一端、电容C10另一端均接地。

上述电池充电管理模块设置有芯片U5、电容C16、二极管D7、二极管D8、电阻R20、电阻R21、电阻R19和电容C17；

芯片U5的型号为TP4056，芯片U5的引脚5与电容C17的一端连接，芯片U5的引脚2与电阻R19的一端连接，芯片U5的引脚1、芯片U5的引脚3、电阻R19另一端、电容C17另一端均接地，芯片U5的引脚4、芯片U5的引脚8、二极管D8正极、二极管D7正极与电容C16的一端连接，电容C17另一端接地，D二极管D7负极与电阻R20一端连接，电阻R20另一端与芯片U5的引脚6连接，二极管D8负极与电阻R21一端连接，电阻R21另一端与芯片U5的引脚7连接。

上述无线通讯模块设置有芯片U6，芯片U6的型号为NRF24101，芯片U6的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U6的引脚2与芯片U1的引脚14连接，芯片U6的引脚3与芯片U1的引脚17连接，芯片U6的引脚4与芯片U1的引脚19连接，芯片U6的引脚5接地，芯片U6的引脚6与芯片U1的引脚22连接，芯片U6的引脚7与芯片U1的引脚15连接，芯片U6的引脚8与芯片U1的引脚16连接。

上述USB接口模块设置有二极管D4、电阻R25和USB接口USB1，二极管D1的正极与接口USB1的引脚1连接，二极管D1的负极作为USB电源输出端，接口USB1的引脚2与芯片U1的引脚32连接，接口USB1的引脚3、二极管R25一端与芯片U1的引脚33连接，二极管R25另一端接地，接口USB1的引脚4接地。

上述控制系统还设置有LED指示控制单元，所述LED指示控制单元设置有二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻Res3、电阻Res4和电阻Res5；

电阻Res3一端、电阻Res4一端、电阻Res5一端均与芯片U1的引脚1连接，电阻Res5另一端与二极管D3正极连接，二极管D3负极与芯片U1的引脚11连接，电阻Res4另一端与二极管D2正极连接，二极管D2负极与芯片U1的引脚10连接，电阻Res3另一端与二极管D1正极连接，二极管D1负极接地。

本发明提供的头戴式鼠标，设置有头盔、容置于头盔内的六轴陀螺仪、控制系统和用于安装到电脑的信号接收单元；所述控制系统设置有电源模块、电池充电管理模块、陀螺仪接口模块、主控模块和无线通讯模块；所述信号接收单元设置有外壳和装配于壳体内的USB接口模块；所述电池管理模块与所述电源模块电连接，所述陀螺仪与所述陀螺仪接口模块电连接，所述陀螺仪接口模块、无线通讯模块分别与所述主控模块电连接，所述无线通讯模块与所述USB接口模块无线通讯。该头戴式鼠标，可以佩戴于头部，通过头部的运动实现鼠标操控，具有结构简单、成本低、精度高、使用方便的特点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明一种头戴式鼠标的结构示意图。

图2是本发明一种头戴式鼠标控制系统的主控模块电路图。

图3是本发明一种头戴式鼠标控制系统的电源模块电路图。

图4是本发明一种头戴式鼠标控制系统的电池充电管理模块电路图。

图5是本发明一种头戴式鼠标的陀螺仪接口模块、无线通讯模块和USB接口模块部分的电路图。

在图1至图5中，包括：

头盔10、开关11、LED指示灯12、

主控模块100、电源模块200、电池充电管理模块300、

陀螺仪接口模块400、无线通讯模块500、USB接口模块600。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步说明。

  实施例1。

本实施例提供一种头戴式鼠标，如图1至图5所示，设置有头盔10、容置于头盔10内的六轴陀螺仪、控制系统和用于安装到电脑的信号接收单元。

头盔10上设置有开关11、LED指示灯12，六轴陀螺仪和控制系统安装于头盔10，信号接收单元安装于电脑端，头盔10的运动通过六轴陀螺仪探测后输入至控制系统，控制系统将相关信号无线传输至信号接收单元，由信号接收单元控制电脑桌面对应的鼠标位置移动。

控制系统设置有电源模块200、电池充电管理模块300、陀螺仪接口模块400、主控模块100和无线通讯模块500。信号接收单元设置有外壳和装配于壳体内的USB接口模块600。

电池管理模块与电源模块200电连接，陀螺仪与陀螺仪接口模块400电连接，陀螺仪接口模块400、无线通讯模块500分别与所述主控模块100电连接，无线通讯模块500与USB接口模块600无线通讯。

如图2至图5所示，主控模块100设置有型号为STM32C8T6的芯片U1、电容C1、电容C3、晶振X1、电容C4、电容C5、晶振X2、开关S2、电阻Res1、轻触开关S3、电容C11、电阻Res2和电阻Res6。

电容C1一端、电容C3一端、电容C4一端、电容C5一端均接地，电容C1另一端、晶振X1一端与芯片U1的引脚5连接，电容C3另一端、晶振X1另一端与芯片U1的引脚6连接，电容C4另一端、晶振X2一端与芯片U1的引脚27连接，电容C5另一端、晶振X2另一端与芯片U1的引脚28连接，开关S2的2脚与芯片U1的引脚44连接，开关S2的3脚接地，开关S2的1脚与电阻Res1一端连接，芯片U1的引脚1、引脚24、引脚36、引脚48、引脚9均与电阻Res1另一端连接，电阻Res6一端与芯片U1的引脚1连接，电阻Res6另一端、轻触开关S3一端与电容C11一端连接，轻触开关S3另一端与电阻Res2一端连接，电阻Res2另一端、电容C11另一端均接地，芯片U1的引脚23、引脚35、引脚47和引脚8均接地。

陀螺仪接口模块400设置有型号为6050的芯片U3，芯片U3的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U3的引脚2接地，芯片U3的引脚3与芯片U1的引脚42连接，芯片U3的引脚4与芯片U1的引脚43连接。

电源模块200设置有电池接口H1、开关S1、电阻R1、电阻R2、电容C51、电容C2、电容C30、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和芯片U11。

芯片U11的型号为RT9133，电池接口H1的1脚接地，电池接口H1的2脚与开关S1的2脚连接，开关S1的1脚、电阻R1的一端、电容C51一端与芯片U11的引脚1连接，电阻R1另一端、电阻R2一端与芯片U11的引脚3连接，电容C51另一端、芯片U11的引脚2均接地，电阻R2另一端、电容C30一端接地，电容C30另一端与芯片U11的引脚4连接，芯片U11的引脚5、电容C2一端、电容C6一端、电容C7一端、电容C8一端、电容C9一端、电容C10一端与芯片U1的引脚1连接，电容C2另一端、电容C6另一端、电容C7另一端、电容C8另一端、电容C9另一端、电容C10另一端均接地。

电池充电管理模块300设置有芯片U5、电容C16、二极管D7、二极管D8、电阻R20、电阻R21、电阻R19和电容C17。

芯片U5的型号为TP4056，芯片U5的引脚5与电容C17的一端连接，芯片U5的引脚2与电阻R19的一端连接，芯片U5的引脚1、芯片U5的引脚3、电阻R19另一端、电容C17另一端均接地，芯片U5的引脚4、芯片U5的引脚8、二极管D8正极、二极管D7正极与电容C16的一端连接，电容C17另一端接地，D二极管D7负极与电阻R20一端连接，电阻R20另一端与芯片U5的引脚6连接，二极管D8负极与电阻R21一端连接，电阻R21另一端与芯片U5的引脚7连接。

无线通讯模块500设置有芯片U6，芯片U6的型号为NRF24101，芯片U6的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U6的引脚2与芯片U1的引脚14连接，芯片U6的引脚3与芯片U1的引脚17连接，芯片U6的引脚4与芯片U1的引脚19连接，芯片U6的引脚5接地，芯片U6的引脚6与芯片U1的引脚22连接，芯片U6的引脚7与芯片U1的引脚15连接，芯片U6的引脚8与芯片U1的引脚16连接。

USB接口模块600设置有二极管D4、电阻R25和USB接口USB1，二极管D1的正极与接口USB1的引脚1连接，二极管D1的负极作为USB电源输出端，接口USB1的引脚2与芯片U1的引脚32连接，接口USB1的引脚3、二极管R25一端与芯片U1的引脚33连接，二极管R25另一端接地，接口USB1的引脚4接地。

头盔10上还设置有LED指示灯12以进行状态指示，控制系统还设置有LED指示控制单元， LED指示控制单元设置有二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻Res3、电阻Res4和电阻Res5。

电阻Res3一端、电阻Res4一端、电阻Res5一端均与芯片U1的引脚1连接，电阻Res5另一端与二极管D3正极连接，二极管D3负极与芯片U1的引脚11连接，电阻Res4另一端与二极管D2正极连接，二极管D2负极与芯片U1的引脚10连接，电阻Res3另一端与二极管D1正极连接，二极管D1负极接地。

该头戴式鼠标采用六轴陀螺仪，利用型号为6050的芯片得到当前头盔10的加速度值与转动角度输送至芯片U1，利用无线通讯模块500发送至接收机中，再经usb鼠标协议发送到电脑，从而实现电脑的无线控制。

该头戴式鼠标的使用方法为：将帽式鼠标戴于头上，开关11朝前，将信号接收单元的接于电脑上，打开开关11，电源灯亮，脑袋前倾为鼠标上移，脑袋后倾为鼠标下移，脑袋左倾为鼠标左移，脑袋右倾为鼠标右移，工作过程中指示灯闪烁。

该头戴式式鼠标基本满足日常应用，各种操作均能快速反应。本头戴式鼠标的面向群众可以是身心健全者用于体感游戏，更可以面向无臂残疾人，使无臂者亦可做到简单上网，配合虚拟键盘，完全可以做到正常上网。

理论上本鼠标中微控制器对加速度的最大采样速率完全可以达到15000次/秒以上,本实用新型只需采用1000次/秒时,取鼠标1 s移动的位移为10 cm,则鼠标的分辨力便达到了1 000×2. 54 /10=254DPI,已经达到了常见鼠标的分辨力,并且,高的分辨力可以通过提高加速度的采样速率来实现,理论上,最大值可以达到15 000 /1 000×254=3 810DPI,远远高于一般光学鼠标的分辨力。

此外，该头戴式鼠标还具有结构简单、成本低、精度高、使用方便的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种头戴式鼠标，其特征在于：设置有头盔、容置于头盔内的六轴陀螺仪、控制系统和用于安装到电脑的信号接收单元；

所述控制系统设置有电源模块、电池充电管理模块、陀螺仪接口模块、主控模块和无线通讯模块；

所述信号接收单元设置有外壳和装配于壳体内的USB接口模块；

所述电池管理模块与所述电源模块电连接，所述陀螺仪与所述陀螺仪接口模块电连接，所述陀螺仪接口模块、无线通讯模块分别与所述主控模块电连接，所述无线通讯模块与所述USB接口模块无线通讯。

2.根据权利要求1所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述头盔上还设置有LED指示灯。

3.根据权利要求2所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述主控模块设置有型号为STM32C8T6的芯片U1、电容C1、电容C3、晶振X1、电容C4、电容C5、晶振X2、开关S2、电阻Res1、轻触开关S3、电容C11、电阻Res2和电阻Res6；

电容C1一端、电容C3一端、电容C4一端、电容C5一端均接地，电容C1另一端、晶振X1一端与芯片U1的引脚5连接，电容C3另一端、晶振X1另一端与芯片U1的引脚6连接，电容C4另一端、晶振X2一端与芯片U1的引脚27连接，电容C5另一端、晶振X2另一端与芯片U1的引脚28连接，开关S2的2脚与芯片U1的引脚44连接，开关S2的3脚接地，开关S2的1脚与电阻Res1一端连接，芯片U1的引脚1、引脚24、引脚36、引脚48、引脚9均与电阻Res1另一端连接，电阻Res6一端与芯片U1的引脚1连接，电阻Res6另一端、轻触开关S3一端与电容C11一端连接，轻触开关S3另一端与电阻Res2一端连接，电阻Res2另一端、电容C11另一端均接地，芯片U1的引脚23、引脚35、引脚47和引脚8均接地。

4.根据权利要求3所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述陀螺仪接口模块设置有型号为6050的芯片U3，芯片U3的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U3的引脚2接地，芯片U3的引脚3与芯片U1的引脚42连接，芯片U3的引脚4与芯片U1的引脚43连接。

5.根据权利要求4所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述电源模块设置有电池接口H1、开关S1、电阻R1、电阻R2、电容C51、电容C2、电容C30、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10和芯片U11；

芯片U11的型号为RT9133，电池接口H1的1脚接地，电池接口H1的2脚与开关S1的2脚连接，开关S1的1脚、电阻R1的一端、电容C51一端与芯片U11的引脚1连接，电阻R1另一端、电阻R2一端与芯片U11的引脚3连接，电容C51另一端、芯片U11的引脚2均接地，电阻R2另一端、电容C30一端接地，电容C30另一端与芯片U11的引脚4连接，芯片U11的引脚5、电容C2一端、电容C6一端、电容C7一端、电容C8一端、电容C9一端、电容C10一端与芯片U1的引脚1连接，电容C2另一端、电容C6另一端、电容C7另一端、电容C8另一端、电容C9另一端、电容C10另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述电池充电管理模块设置有芯片U5、电容C16、二极管D7、二极管D8、电阻R20、电阻R21、电阻R19和电容C17；

芯片U5的型号为TP4056，芯片U5的引脚5与电容C17的一端连接，芯片U5的引脚2与电阻R19的一端连接，芯片U5的引脚1、芯片U5的引脚3、电阻R19另一端、电容C17另一端均接地，芯片U5的引脚4、芯片U5的引脚8、二极管D8正极、二极管D7正极与电容C16的一端连接，电容C17另一端接地，D二极管D7负极与电阻R20一端连接，电阻R20另一端与芯片U5的引脚6连接，二极管D8负极与电阻R21一端连接，电阻R21另一端与芯片U5的引脚7连接。

7.根据权利要求6所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述无线通讯模块设置有芯片U6，芯片U6的型号为NRF24101，芯片U6的引脚1与芯片U1的引脚1连接，芯片U6的引脚2与芯片U1的引脚14连接，芯片U6的引脚3与芯片U1的引脚17连接，芯片U6的引脚4与芯片U1的引脚19连接，芯片U6的引脚5接地，芯片U6的引脚6与芯片U1的引脚22连接，芯片U6的引脚7与芯片U1的引脚15连接，芯片U6的引脚8与芯片U1的引脚16连接。

8.根据权利要求7所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述USB接口模块设置有二极管D4、电阻R25和USB接口USB1，二极管D1的正极与接口USB1的引脚1连接，二极管D1的负极作为USB电源输出端，接口USB1的引脚2与芯片U1的引脚32连接，接口USB1的引脚3、二极管R25一端与芯片U1的引脚33连接，二极管R25另一端接地，接口USB1的引脚4接地。

9.根据权利要求8所述的头戴式鼠标，其特征在于：所述控制系统还设置有LED指示控制单元，所述LED指示控制单元设置有二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻Res3、电阻Res4和电阻Res5；

电阻Res3一端、电阻Res4一端、电阻Res5一端均与芯片U1的引脚1连接，电阻Res5另一端与二极管D3正极连接，二极管D3负极与芯片U1的引脚11连接，电阻Res4另一端与二极管D2正极连接，二极管D2负极与芯片U1的引脚10连接，电阻Res3另一端与二极管D1正极连接，二极管D1负极接地。