CN204740561U - 一种数据手套 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数据手套，其属于智能手套技术领域，主要解决了手势姿态检测的问题。本实用新型采用电磁感应原理，能过在手掌中设置导电圈来产生磁场，在手指端设置三轴磁场传感器，或者磁传感器，手指弯曲时，传感器受磁场影响输出信号，从而实现了手势的识别。同时，手掌姿态传感器还可实现对整个手掌姿态的识别，经微处理器计算后，通过无线通信模块发送出信号。该数据手套实现了将手势识转化为信号的功能，可用于各种手势识别相关的设备的二次开发。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能手套领域，具体的说，是涉及一种能够识别手势及手指姿态的数据手套。
背景技术
现有方案如申请号为2013100978128的《基于微惯性传感器网络技术的数据手套》，它包含多个安装于手套内部的微惯性传感器及设置在手套外部的数据采集及控制模块，利用航姿解算原理计算出手势姿态，其缺陷在于：微惯性传感器网络中的三轴地磁传感器依赖于地磁强度，而在地磁强度受电磁干扰的情况下，容易失灵，同时，还存在成本高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种数据手套，它通过在手套中设置励磁线圈，从而产生交变磁场，应用在手指上的传感器与通电线圈的距离和角度而感应到的磁场强度变化幅度不同的原理来进行识别指活动情况。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型由以下几部分构成：手套（1）、手指姿态传感器（2）、励磁线圈（3）、微处理器（4）、无线通信模块（5）组成，还可以包含、手指端励磁线圈（6）、手掌姿态传感器（7）、电源模块（8）。以上部件除手套外，其他部件均固定于手套上。
本手套原理框图如图1所示。各部分具体如下：
手套，如图2所示，其同普通的分指手套一样，有五个指头，可全指，也可露指。手套可采用多种材质制作而成，手套优选有内外两层，内外两层之间形成一个夹层。手套还可以为非柔性手套结构。手套其作为一个载体，将手指姿态传感器、励磁线圈、微处理器、手指端励磁线圈、无线通信模块、手掌姿态传感器、电源模块等元器件固定于手套夹层内。
手指姿态传感器，固定于手套上,与微处理器在电路上连接导通，手指姿态传感器包含三轴陀螺仪、六轴惯性传感器、霍尔传感器、磁场传感器、接近度传感器，手套上的手指姿态传感器有多个。手指姿态传感器在接近励磁线圈时，会感应到磁场的变化，进而给处理器发出信号，从而达到识别手指是否弯曲以及弯曲的幅度，若是配合中指励磁线圈磁场变化，这可以检测手指之间张开或是并拢的程度
励磁线圈，固定于手套上，优选固定于掌心位置,其组成为一个接通电源的线圈，其原理为流经导线的电流在线圈周围产生磁场。特殊的，励磁线圈由交变电流驱动励磁线圈产生交变磁场。
微处理器，固定于手套上,它与手指姿态传感器、无线通信模块、手掌姿态传感器、电源模块在电路上连接导通，它主要对传感器发来的信号进行处理，并将计算结果通过无线通信进行发送。
通信模块包含有线通信模块和无线通信模块，固定于手套上,与微处理器在电路上连接导通，它既能实现数据的发送，还能实现数据的接收，无线通信模块包含无线射频模块、Zigbee无线模块、蓝牙模块、WIFI模块、GSM\GPRS模块、北斗通信模块中的一种。
手指端励磁线圈，固定于手套的手指上,与微处理器在电路上连接导通，它同励磁线圈的原理一样，手指姿态传感器也可以通过感应它的磁场，进而判断各手指的之间的距离。即手指端励磁线圈实现了对各个手指之间合拢程度的判断，相当于又多了一个自由度的识别。为了区别于励磁线圈的磁场，手指端励磁线圈的磁场在强度和交变频率上与励磁线圈的磁场不同。
手掌姿态传感器，固定于手套上,与微处理器在电路上连接导通，它包含三轴陀螺仪、六轴惯性传感器、霍尔传感器、陀螺仪，它主要用于识别手掌的姿态。
电源模块，固定于手套上,与微处理器在电路上连接导通，给微处理器和传感器供电，同时，它还包含变压模块及逆变模块，它经过变换后给励磁线圈和手指端励磁线圈供电，
该手套将手势识别后，通过无线通信模块将数据发送给接收端，从而便于开发各种具体的应用。
本实用新型有如下有益效果：
（1）可以实现对各种手势的判别。因为对每个手指和整个手都设置了传感器，所以对于每一个时刻的每一个手势都对应了一组传感器信号，进而实现 了对所有手势的判别。
（2）不受大地磁场的变化和外界干扰，适合于各种环境使用。
（3）利用无线信号传送手语指令，不受白天黑夜影响，传播距离远，能穿过遮挡物的遮挡，大大提高通讯的范围。
附图说明
图1为本实用新型原理框图。
图2为本实用新型实施例的手套夹层视图。
其中，附图标记所对应的名称：1-手套，2-手指姿态传感器、3-励磁线圈、4-微处理器、5-无线通信模块、6-手指端励磁线圈、7-手掌姿态传感器、8-电源模块。
具体实施方式
下面对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
本例提供了一种数据手套，该数据手套由手套、手指姿态传感器、励磁线圈、微处理器、无线通信模块、手指端励磁线圈、手掌姿态传感器、电源模块组成。其中，微处理器、无线通信模块、手掌姿态传感器、电源模块固定于电路板，相互之间电导通，电路板、手指姿态传感器、励磁线圈、手指端励磁线圈固定于手套的夹层中，手指姿态传感器共5个，分别位于每个手指的指尖部位，手指端励磁线圈加定于中指上。手套为全指手套，内层采用棉布材质，外层采用皮材质。
手指姿态传感器选用三轴磁场传感器，手掌姿态传感器选用陀螺仪和速度传感器组成，微处理器采用单片机ARM作为微处理器，电源部分采用电池供电，无线通信模块选用无线射频IC芯片NRF24LE1。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种数据手套，其特征在于，由手套（1）、手指姿态传感器（2）、励磁线圈（3）、微处理器（4）、通信模块（5）组成；手指姿态传感器、励磁线圈、微处理器、通信模块、手掌姿态传感器均固定于手套上, 手指姿态传感器、与微处理器在电路上连接导通；手指姿态传感器包含霍尔传感器、三轴磁场传感器、磁场传感器、接近度传感器，手套上的手指姿态传感器有多个；通信模块包含有线通信模块和无线通信模块两种，通信模块与微处理器相连接，它既能实现数据的发送，还能实现数据的接收，无线通信模块包含以下种类中的一种：无线射频模块、Zigbee无线模块、蓝牙模块、WIFI模块、GSM\GPRS模块、北斗通信模块。
2.根据权利要求1所述的数据手套，其特征在于，还包含手指端励磁线圈（6），手指端线圈固定于手套上，具体的可固定于手指上。
3.根据权利要求1或2所述的数据手套，其特征在于，还包含手掌姿态传感器（7），所述手掌姿态传感器固定在手套上，与微处理器相连，它包含三轴陀螺仪、六轴惯性传感器，它主要用于识别手掌的姿态。
4.根据权利要求1或2所述的数据手套，其特征在于，还包含电源模块（8），它固定于手套上，与微处理器及相连，它给微处理器及励磁线圈供电。
5.根据权利要求1或2所述的数据手套，其特征在于，所述励磁线圈是指由交变电流驱动励磁线圈产生交变电磁场。
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