CN206684684U - 无线体感空中鼠标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线体感空中鼠标，包括发射端和接收端；所述发射端包括：姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块；所述接收端包括：无线接收模块、USB接口模块和第二主控模块；本实用新型操作方便、使用灵活、用户体验效果良好。

Description

无线体感空中鼠标

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体为一种无线体感空中鼠标。

背景技术

鼠标是一种使用频繁的输入设备，传统的鼠标按照不同的分类，可以分为机械鼠标和光电鼠标，或者分为有线鼠标和无线鼠标；但传统的鼠标均需要放置在平面上使用，存在使用限制、操作不便、用户体验效果不高的问题，不利于鼠标设备在虚拟现实、体感游戏和运动监测等领域的推广应用。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种操作方便、使用灵活、用户体验效果良好的无线体感空中鼠标。

本实用新型的技术手段如下：

一种无线体感空中鼠标，其特征在于所述空中鼠标包括发射端和接收端；

所述发射端包括：姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块；所述第一主控模块与姿态检测模块和无线发射模块相连接；所述姿态检测模块输出的姿态检测数据由第一主控模块接收；第一主控模块传输过来的数据通过所述无线发射模块发送至接收端；

所述接收端包括：无线接收模块、USB接口模块和第二主控模块；所述第二主控模块与无线接收模块和USB接口模块相连接；发射端发送过来的数据由所述无线接收模块接收；所述第二主控模块传输过来的数据通过USB接口模块传输给终端；

另外，所述发射端还包括与第一主控模块相连接的按键模块；所述按键模块包括的多个按键能够安装到指环上；

另外，所述发射端还包括能够套设在手腕上的手环；所述姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块集成在一线路板上，该线路板固定在设置其下方的支撑座上；所述手环与所述支撑座通过连接部件相连接；

进一步地，

所述姿态检测模块包括型号为MPU6050的陀螺仪U2；

所述无线发射模块包括型号为NRF24L01的无线收发模块P3；

所述第一主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1；

另外，所述发射端还包括用于给所述发射端供电的第一供电端，该第一供电端具备第一正输出端和第一接地端；

进一步地，

所述姿态检测模块还包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C6、电容C7、电容C13和电容C14；陀螺仪U2的引脚SDA通过电阻R1连接所述第一供电端的第一正输出端；陀螺仪U2的引脚SCL通过电阻R2连接所述第一供电端的第一正输出端；电容C6两端分别连接陀螺仪U2的引脚CPOUT和引脚GND；电容C7两端分别连接陀螺仪U2的引脚REGOUT和引脚FSYNC；电阻R3一端连接陀螺仪U2的引脚SDA，另一端连接单片机U1的引脚PB11并经由电容C13连接第一供电端的第一接地端；电阻R4一端连接陀螺仪U2的引脚SCL，另一端连接单片机U1的引脚PB10并经由电容C14连接第一供电端的第一接地端；

所述无线收发模块P3的第3引脚连接所述单片机U1的引脚PA1；无线收发模块P3的第4引脚连接所述单片机U1的引脚PA2；无线收发模块P3的第5引脚连接所述单片机U1的引脚PB13；无线收发模块P3的第6引脚连接所述单片机U1的引脚PB15；无线收发模块P3的第7引脚连接所述单片机U1的引脚PB14；无线收发模块P3的第8引脚连接所述单片机U1的引脚PA3；

所述按键模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和五向键U3；所述五向键U3的引脚UP连接单片机U1的引脚PB4，并通过电阻R9连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Mid连接单片机U1的引脚PB5，并通过电阻R10连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Left连接单片机U1的引脚PB6，并通过电阻R11连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Down连接单片机U1的引脚PB7，并通过电阻R12连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Right连接单片机U1的引脚PB8，并通过电阻R13连接第一供电端的第一正输出端；

进一步地，

所述无线接收模块包括型号为NRF24L01的无线收发芯片U5；

所述第二主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U6；

所述USB接口模块包括USB接口USB1；

另外，所述发射端还包括用于给所述接收端供电的第二供电模块，该第二供电模块具备第二正输出端和第二接地端；

进一步地，

所述无线接收模块还包括电阻R6、晶振Y2、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电感L1、电感L2和天线E1；晶振Y2两端分别连接无线收发芯片U5的引脚XC1和引脚XC2；电阻R8与所述晶振Y2相并连，并且一端通过电容C13连接第二供电模块的第二接地端，另一端通过电容C14连接第二供电模块的第二接地端；无线收发芯片U5的引脚ANT2通过电容C7连接第二供电模块的第二接地端，并通过电感L1连接无线收发芯片U5的引脚ANT1；无线收发芯片U5的引脚VDD_PA通过相互并联的电容C11和电容C12与第二供电模块的第二接地端相连接；无线收发芯片U5的引脚ANT1通过电感L2连接无线收发芯片U5的引脚VDD_PA，并通过电容C8连接天线E1；无线收发芯片U5的引脚IREF通过电阻R6与第二供电模块的第二接地端相连接；

无线收发芯片U5的引脚CE连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚CSN连接单片机U6的引脚PB10；无线收发芯片U5的引脚SCK连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚MOSI连接单片机U6的引脚PB15；无线收发芯片U5的引脚MISO连接单片机U6的引脚PB14；

所述USB接口模块还包括电阻R1、电阻R3和电阻R4；所述USB接口USB1的第2引脚经由电阻R3连接单片机U6的引脚PA11；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R4连接单片机U6的引脚PA12；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R1连接单片机U6的引脚PA8。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的无线体感空中鼠标，操作方便、使用灵活、用户体验效果良好，可以应用到了3D虚拟现实、体感游戏、运动监测和健康医疗照护等技术领域，具有一定的经济和市场前景。

附图说明

图1是本实用新型所述空中鼠标的结构框图；

图2是本实用新型所述空中鼠标的结构示意图；

图3是本实用新型所述发射端的电路原理图；

图4是本实用新型所述接收端的电路原理图。

图中：1、指环，2、手环，3、线路板，4、支撑座，5、连接部件。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示的一种无线体感空中鼠标，其特征在于所述空中鼠标包括发射端和接收端；所述发射端包括：姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块；所述第一主控模块与姿态检测模块和无线发射模块相连接；所述姿态检测模块输出的姿态检测数据由第一主控模块接收；第一主控模块传输过来的数据通过所述无线发射模块发送至接收端；所述接收端包括：无线接收模块、USB接口模块和第二主控模块；所述第二主控模块与无线接收模块和USB接口模块相连接；发射端发送过来的数据由所述无线接收模块接收；所述第二主控模块传输过来的数据通过USB接口模块传输给终端；另外，所述发射端还包括与第一主控模块相连接的按键模块；所述按键模块包括的多个按键能够安装到指环1上；另外，所述发射端还包括能够套设在手腕上的手环2；所述姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块集成在一线路板3上，该线路板3固定在设置其下方的支撑座4上；所述手环2与所述支撑座4通过连接部件5相连接；进一步地，所述姿态检测模块包括型号为MPU6050的陀螺仪U2；所述无线发射模块包括型号为NRF24L01的无线收发模块P3；所述第一主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1；另外，所述发射端还包括用于给所述发射端供电的第一供电端，该第一供电端具备第一正输出端和第一接地端；进一步地，所述姿态检测模块还包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C6、电容C7、电容C13和电容C14；陀螺仪U2的引脚SDA通过电阻R1连接所述第一供电端的第一正输出端；陀螺仪U2的引脚SCL通过电阻R2连接所述第一供电端的第一正输出端；电容C6两端分别连接陀螺仪U2的引脚CPOUT和引脚GND；电容C7两端分别连接陀螺仪U2的引脚REGOUT和引脚FSYNC；电阻R3一端连接陀螺仪U2的引脚SDA，另一端连接单片机U1的引脚PB11并经由电容C13连接第一供电端的第一接地端；电阻R4一端连接陀螺仪U2的引脚SCL，另一端连接单片机U1的引脚PB10并经由电容C14连接第一供电端的第一接地端；所述无线收发模块P3的第3引脚连接所述单片机U1的引脚PA1；无线收发模块P3的第4引脚连接所述单片机U1的引脚PA2；无线收发模块P3的第5引脚连接所述单片机U1的引脚PB13；无线收发模块P3的第6引脚连接所述单片机U1的引脚PB15；无线收发模块P3的第7引脚连接所述单片机U1的引脚PB14；无线收发模块P3的第8引脚连接所述单片机U1的引脚PA3；所述按键模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和五向键U3；所述五向键U3的引脚UP连接单片机U1的引脚PB4，并通过电阻R9连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Mid连接单片机U1的引脚PB5，并通过电阻R10连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Left连接单片机U1的引脚PB6，并通过电阻R11连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Down连接单片机U1的引脚PB7，并通过电阻R12连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Right连接单片机U1的引脚PB8，并通过电阻R13连接第一供电端的第一正输出端；进一步地，所述无线接收模块包括型号为NRF24L01的无线收发芯片U5；所述第二主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U6；所述USB接口模块包括USB接口USB1；另外，所述发射端还包括用于给所述接收端供电的第二供电模块，该第二供电模块具备第二正输出端和第二接地端；进一步地，所述无线接收模块还包括电阻R6、晶振Y2、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电感L1、电感L2和天线E1；晶振Y2两端分别连接无线收发芯片U5的引脚XC1和引脚XC2；电阻R8与所述晶振Y2相并连，并且一端通过电容C13连接第二供电模块的第二接地端，另一端通过电容C14连接第二供电模块的第二接地端；无线收发芯片U5的引脚ANT2通过电容C7连接第二供电模块的第二接地端，并通过电感L1连接无线收发芯片U5的引脚ANT1；无线收发芯片U5的引脚VDD_PA通过相互并联的电容C11和电容C12与第二供电模块的第二接地端相连接；无线收发芯片U5的引脚ANT1通过电感L2连接无线收发芯片U5的引脚VDD_PA，并通过电容C8连接天线E1；无线收发芯片U5的引脚IREF通过电阻R6与第二供电模块的第二接地端相连接；无线收发芯片U5的引脚CE连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚CSN连接单片机U6的引脚PB10；无线收发芯片U5的引脚SCK连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚MOSI连接单片机U6的引脚PB15；无线收发芯片U5的引脚MISO连接单片机U6的引脚PB14；所述USB接口模块还包括电阻R1、电阻R3和电阻R4；所述USB接口USB1的第2引脚经由电阻R3连接单片机U6的引脚PA11；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R4连接单片机U6的引脚PA12；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R1连接单片机U6的引脚PA8。

本实用新型所述第一供电端用于提供3.3V直流电，图3中的网络标号VCC3.3表示第一供电端的第一正输出端；所述第二供电模块用于提供3.3V直流电，图4中的网络标号3.3表示第二供电模块的第二正输出端；所述第二供电模块包括型号为LM1117的电压调节器UV1。当发射端按键模块中有按键按下时，将涉及按键动作的数据经由无线发射模块和无线接收模块发送至接收端，当发射端按键模块中不存在按键按下时，采集姿态检测模块的输出数据，并经由无线发射模块和无线接收模块发送至接收端；接收端的第二主控模块对收到的数据进行处理后，通过USB协议发送至终端，进而实现鼠标光标移动、按键点击及滚轮等功能；本实用新型所述USB接口模块可以与电脑、手机等终端相连接；姿态检测模块与第一主控模块之间采用I2C通信方式进行数据传输，第一主控模块与无线发射模块之间采用SPI通信方式进行数据传输；无线接收模块与第二主控模块之间采用SPI通信方式进行数据传输，USB接口模块与终端之间采用USB通信方式进行数据传输。

为了实现体感概念中的人体功能学要求，本实用新型简化了发射端的电路原理图设计，同时，元器件封装也选择小型表贴式以实现小巧轻便的效果，具体地，单片机U1的封装采用QFP方型扁平式封装；陀螺仪U2的封装采用QFN封装，尺寸为4×4×0.9mm，使得发射端的体积大大减小；另外，选用工业级的小型无线收发模块P3，其型号为NRF24L01，尺寸为19×12mm，能够插入电路板表面，并且功耗低，等待模式电流仅为22μA，有效传输距离可达10m；现有技术中的体感鼠标主要采用蓝牙技术，使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波，通讯距离大约在8～30m之间，通常是10m左右，这种方式低功耗设计还有待优化；由于选择的各芯片或模块的功耗低，因此，第一供电端与胶装至线路板3背面的小型锂电池相连接，可以反复充电使用；经过PCB布局和布线后，发射端的线路板3尺寸仅为35mm×35mm。

本实用新型所述空中鼠标相对于现有鼠标，操作方便、使用灵活、用户体验效果良好，可以应用到了3D虚拟现实、体感游戏、运动监测和健康医疗照护等技术领域，具有一定的经济和市场前景。本实用新型可以使用户直接通过肢体动作，身临其境地与智能终端、环境互动，彻底摆脱鼠标必须在桌面上才能使用的操作模式，为生活工作带来新的体验和方便，具有传统鼠标不具备的优势。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线体感空中鼠标，其特征在于所述空中鼠标包括发射端和接收端；

所述发射端包括：姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块；所述第一主控模块与姿态检测模块和无线发射模块相连接；所述姿态检测模块输出的姿态检测数据由第一主控模块接收；第一主控模块传输过来的数据通过所述无线发射模块发送至接收端；

所述接收端包括：无线接收模块、USB接口模块和第二主控模块；所述第二主控模块与无线接收模块和USB接口模块相连接；发射端发送过来的数据由所述无线接收模块接收；所述第二主控模块传输过来的数据通过USB接口模块传输给终端。

2.根据权利要求1所述的无线体感空中鼠标，其特征在于所述发射端还包括与第一主控模块相连接的按键模块；所述按键模块包括的多个按键能够安装到指环上。

3.根据权利要求1所述的无线体感空中鼠标，其特征在于所述发射端还包括能够套设在手腕上的手环；所述姿态检测模块、无线发射模块和第一主控模块集成在一线路板上，该线路板固定在设置其下方的支撑座上；所述手环与所述支撑座通过连接部件相连接。

4.根据权利要求2所述的无线体感空中鼠标，其特征在于，

所述姿态检测模块包括型号为MPU6050的陀螺仪U2；

所述无线发射模块包括型号为NRF24L01的无线收发模块P3；

所述第一主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1。

5.根据权利要求4所述的无线体感空中鼠标，其特征在于所述发射端还包括用于给所述发射端供电的第一供电端，该第一供电端具备第一正输出端和第一接地端。

6.根据权利要求5所述的无线体感空中鼠标，其特征在于，

所述姿态检测模块还包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C6、电容C7、电容C13和电容C14；陀螺仪U2的引脚SDA通过电阻R1连接所述第一供电端的第一正输出端；陀螺仪U2的引脚SCL通过电阻R2连接所述第一供电端的第一正输出端；电容C6两端分别连接陀螺仪U2的引脚CPOUT和引脚GND；电容C7两端分别连接陀螺仪U2的引脚REGOUT和引脚FSYNC；电阻R3一端连接陀螺仪U2的引脚SDA，另一端连接单片机U1的引脚PB11并经由电容C13连接第一供电端的第一接地端；电阻R4一端连接陀螺仪U2的引脚SCL，另一端连接单片机U1的引脚PB10并经由电容C14连接第一供电端的第一接地端；

所述无线收发模块P3的第3引脚连接所述单片机U1的引脚PA1；无线收发模块P3的第4引脚连接所述单片机U1的引脚PA2；无线收发模块P3的第5引脚连接所述单片机U1的引脚PB13；无线收发模块P3的第6引脚连接所述单片机U1的引脚PB15；无线收发模块P3的第7引脚连接所述单片机U1的引脚PB14；无线收发模块P3的第8引脚连接所述单片机U1的引脚PA3；

所述按键模块包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和五向键U3；所述五向键U3的引脚UP连接单片机U1的引脚PB4，并通过电阻R9连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Mid连接单片机U1的引脚PB5，并通过电阻R10连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Left连接单片机U1的引脚PB6，并通过电阻R11连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Down连接单片机U1的引脚PB7，并通过电阻R12连接第一供电端的第一正输出端；所述五向键U3的引脚Right连接单片机U1的引脚PB8，并通过电阻R13连接第一供电端的第一正输出端。

7.根据权利要求1所述的无线体感空中鼠标，其特征在于，

所述无线接收模块包括型号为NRF24L01的无线收发芯片U5；

所述第二主控模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U6；

所述USB接口模块包括USB接口USB1。

8.根据权利要求7所述的无线体感空中鼠标，其特征在于所述发射端还包括用于给所述接收端供电的第二供电模块，该第二供电模块具备第二正输出端和第二接地端。

9.根据权利要求8所述的无线体感空中鼠标，其特征在于，

所述无线接收模块还包括电阻R6、晶振Y2、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C13、电容C14、电感L1、电感L2和天线E1；晶振Y2两端分别连接无线收发芯片U5的引脚XC1和引脚XC2；电阻R8与所述晶振Y2相并连，并且一端通过电容C13连接第二供电模块的第二接地端，另一端通过电容C14连接第二供电模块的第二接地端；无线收发芯片U5的引脚ANT2通过电容C7连接第二供电模块的第二接地端，并通过电感L1连接无线收发芯片U5的引脚ANT1；无线收发芯片U5的引脚VDD_PA通过相互并联的电容C11和电容C12与第二供电模块的第二接地端相连接；无线收发芯片U5的引脚ANT1通过电感L2连接无线收发芯片U5的引脚VDD_PA，并通过电容C8连接天线E1；无线收发芯片U5的引脚IREF通过电阻R6与第二供电模块的第二接地端相连接；

无线收发芯片U5的引脚CE连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚CSN连接单片机U6的引脚PB10；无线收发芯片U5的引脚SCK连接单片机U6的引脚PB11；无线收发芯片U5的引脚MOSI连接单片机U6的引脚PB15；无线收发芯片U5的引脚MISO连接单片机U6的引脚PB14；

所述USB接口模块还包括电阻R1、电阻R3和电阻R4；所述USB接口USB1的第2引脚经由电阻R3连接单片机U6的引脚PA11；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R4连接单片机U6的引脚PA12；所述USB接口USB1的第3引脚经由电阻R1连接单片机U6的引脚PA8。