CN207133790U - 一种加固指点杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加固指点杆，包括指点杆硅胶按键面板以及指点杆控制板，所述指点杆硅胶按键面板包括硅胶摇杆帽以及硅胶按键，所述指点杆硅胶按键面板装配在指点杆控制板上，所述指点杆控制板包括薄膜式压力传感器、按键电极以及MCU芯片，所述硅胶摇杆帽作为压力信号传递媒介，将外部手指产生的压力信号传递给所述薄膜式压力传感器。该加固指点杆，使用薄膜式压力传感器作为指点杆的信号传输媒介，将手指的按压信号转化为电压信号，微处理芯片通过采集电压信号，经A/D转换后将电压信号转化为计算机可识别的代码，从而控制鼠标光标移动；该指点杆整体方案的设计均为自主研发，可以实现自主可控的目的。

Description

一种加固指点杆

技术领域

本实用新型涉及指点杆技术领域，具体为一种加固指点杆。

背景技术

指点杆是控制计算机鼠标光标移动以及实现鼠标相关功能的一种设备，国外一直以来对此项技术进行技术垄断及封锁状态。

目前市场上所出现的轨迹球以及指点杆都有一个共同特点：通过手指移动轨迹球或按压设备，操控计算机鼠标光标移动以及实现左、中、右按键功能。对于轨迹球，此种方案通过手指移动轨迹球来控制鼠标光标移动，其抗振动能力和防水性能较差，在振动较为剧烈的环境下，轨迹球易发生移动，影响操作使用。

对于目前市场上的指点杆采用传感器作为信号的传输媒介；如霍尔传感器，应变式压力传感器；使用这两种传感器的指点杆均存在鼠标光标移动不灵敏，移动速度均匀度较差，使用寿命较短等多种问题。

关于军用轨迹球的抗振动及防水性能差，市场上指点杆移动不灵敏，使用寿命短、且只支持USB或PS2。

其中一种接口输出等问题，目前市面上的轨迹球及指点杆已从多方面进行了优化改良，但无法从根本上解决问题。因此实现指点杆的自主可控技术，从根本上解决市场上产品的抗振性能差，移动不灵敏以及使用寿命短，接口单一等问题是此种指点杆的关键所在。

实用新型内容

本实用新型的目的在于打破指点杆技术垄断，克服现有指点杆的不足，从指点杆的压力传感器，结构，电磁兼容性等方面进行优化设计，达到提升指点杆的使用寿命及用户体验，实现两种接口输出，以满足相应的产业应用要求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种加固指点杆，包括指点杆硅胶按键面板和指点杆控制板，所述指点杆硅胶按键面板包括硅胶摇杆帽和硅胶按键，所述指点杆硅胶按键面板装配在指点杆控制板上，所述指点杆控制板包括薄膜式压力传感器、按键电极和MCU芯片；所述硅胶摇杆帽与所述薄膜式压力传感器连接，所述薄膜式压力传感器与所述MCU芯片连接，所述硅胶摇杆帽作为压力信号传递媒介，将外部手指在硅胶摇杆帽上产生的压力信号传递给所述薄膜式压力传感器，所述薄膜式压力传感器将压力信号转化为电压信号，输出至所述MCU芯片；

所述硅胶按键与所述按键电极连接，所述按键电极与所述MCU芯片连接，所述硅胶按键作为按键信号传递媒介，通过其底部的按键金属片与所述按键电极接触，实现所述按键电极输出电平信号至所述MCU芯片；所述MCU芯片接收来自薄膜式压力传感器和按键电极的电压信号和电平信号；

所述MCU芯片通过内部AD转换及计算将电压信号及电平信号转换为计算机可识别的代码，实现鼠标光标移动及左、中、右按键功能；

所述MCU芯片与外界的计算机主机连接，所述计算机主机为所述MCU芯片和其它外围电路提供DC5V电源供电。

进一步，所述MCU芯片通过内部AD转换及计算将电压信号及电平信号转换为计算机可识别的代码，实现鼠标光标移动及左、中、右按键功能；同时兼容PS2接口与USB接口与计算机通信，默认情况下为PS2接口通信，当PS2接口未连接时，会导致PS2接口初始化失败，这时会自动切换至使用USB接口与计算通信。

进一步，还包括PS2接口和USB接口，所述PS2接口和USB接口连接MCU芯片，且MCU芯片通过PS2接口或USB接口与计算机主机连接，首先，指点杆发出握手指令，等待回应，指点杆中对应的识别算法检测握手指令并返回码值，如果检测到的返回码值匹配到PS2接口校验值，就表示连接的是PS2接口，就会切换到PS2接口驱动程序，如果检测到的返回码值匹配到USB接口校验值，就表示连接的是USB接口，就会切换至USB接口驱动程序，如果两个接口都不连接，就会间断性发送握手指令，超过等待时间，就表示连接超时，初始化失败，然后再发送握手指令，循环往复，直到断电或连接好相应的接口电缆。

进一步的：所述MCU芯片采用无外部晶振设计。

进一步的：所述计算机主机包括PCB板以及机壳，且PCB板与机壳之间设置有一层屏蔽层。

作为可选的实施方式，所述指点杆控制板上设置有下环状限位台，所述指点杆硅胶按键面板下方设置有与之嵌套配合的上环状限位台，所述上环状限位台下端插入下环状限位台中，两者间隙配合，内部形成一个纵向延伸的腔体，所述腔体中设置有胶囊弹性伸缩柱。

进一步的：所述胶囊弹性伸缩柱包括柔性材质的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体盖合形成一个内部腔体，所述内部腔体中设置有弹簧。

进一步的：所述上壳体和/或下壳体为植物纤维素和工业明胶制得的柔性壳体，所述上壳体和/或下壳体上设置有折叠部。

进一步的：所述下环状限位台的上端内缘设置有倒角，所述倒角上设置有规则花纹，所述上环状限位台对应规则花纹位置设置有配合花纹。

进一步的：所述规则花纹为布置于倒角上的环状浅凸起，所述配合花纹为布置于上环状限位台外缘的环状浅凸起。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的一种加固指点杆，采用薄膜式压力传感器作为指点杆的信号传输媒介，将手指的按压信号转化为电压信号，微处理芯片通过采集电压信号，经A/D转换后将电压信号转化为计算机可识别的代码，从而控制鼠标光标移动；该指点杆整体方案的设计均为自主研发，可以实现自主可控的目的。

2、本实用新型提供的一种加固指点杆，其中薄膜式压力传感器具有精度高，按压寿命长等优点，使用它作为指点杆的信号传递媒介可以从根本上解决指点杆移动不灵敏，抗振动性能差等问题。

3、本实用新型提供的一种加固指点杆，结构上采用工业硅橡胶作为指点杆的按键面板，其按压次数可达千万次；同时，其可以提升指点杆的防水等级及使用寿命。

4、本实用新型提供的一种加固指点杆，通过软件算法优化处理，实现USB及PS2两种接口输出；在电磁兼容性设计方面，指点杆MCU芯片采用无外部晶振设计，可以大幅度降低指点杆的辐射敏感度，在PCB设计中增加一层屏蔽层，与机壳进行良好接触，可以很大程度增强指点杆的防静电及抗干扰能力。

附图说明

图1为本实用新型一种加固指点杆的结构原理示意图；

图2为本实用新型一种加固指点杆的PS2接口和USB接口信号传输流程图。

图中：1指点杆硅胶按键面板、101硅胶摇杆帽、102硅胶按键、2指点杆控制板、201薄膜式压力传感器、202按键电极、203MCU芯片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型一种加固指点杆的结构原理示意图。

本实用新型提供一种技术方案：一种加固指点杆，包括指点杆硅胶按键面板1以及指点杆控制板2，指点杆硅胶按键面板1包括硅胶摇杆帽101以及硅胶按键102，指点杆硅胶按键面板1装配在指点杆控制板2上，指点杆控制板2包括薄膜式压力传感器201、按键电极202以及MCU芯片203。

该加固指点杆，使用薄膜式压力传感器201作为指点杆的信号传输媒介，将手指的按压信号转化为电压信号，MCU芯片(微处理芯片)203通过采集电压信号，经A/D转换后将电压信号转化为计算机可识别的代码，从而控制鼠标光标移动；该指点杆整体方案的设计均为自主研发，可以实现自主可控的目的。

该加固指点杆，其中薄膜式压力传感器201具有精度高，按压寿命长等优点，使用它作为指点杆的信号传递媒介可以从根本上解决指点杆移动不灵敏，抗振动性能差等问题。

硅胶(Silica gel；Silica)别名：硅酸凝胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O；除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶等。

该加固指点杆，结构上采用工业硅橡胶作为指点杆的按键面板，其按压次数可达千万次；同时，其可以提升指点杆的防水等级及使用寿命。

硅胶摇杆帽101作为压力信号传递媒介，将外部手指产生的压力信号传递给薄膜式压力传感器201，薄膜式压力传感器201将压力信号转化为电压信号，输出至MCU芯片203；硅胶按键102作为按键信号传递媒介，通过其底部的按键金属片与按键电极202接触，实现按键电极输出电平信号至MCU芯片203；MCU芯片203接收来自薄膜式压力传感器201及按键电极202的电压信号和电平信号；MCU芯片203通过内部AD转换及计算将电压信号及电平信号转换为计算机可识别的代码，实现鼠标光标移动及左、中、右按键功能；并通过软件特殊算法处理，可输出USB和PS2接口信号至计算机主机，计算机主机为MCU芯片203及其它外围电路提供DC5V电源供电。

该加固指点杆，同时兼容PS2与USB接口与计算机通信，默认情况下为PS2通信，当PS2接口未连接时，会导致PS2接口初始化失败，这时会自动切换至使用USB接口与计算通信。

MCU芯片(微控制单元)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU芯片的身影。

本实用新型中：MCU芯片203采用无外部晶振设计，可以大幅度降低指点杆的辐射敏感度。

本实用新型中：计算机主机包括PCB板以及机壳，且PCB板与机壳之间设置有一层屏蔽层，可以很大程度增强指点杆的防静电及抗干扰能力。

请参阅图2，图2为本实用新型一种加固指点杆的PS2接口和USB接口信号传输流程图。

本实用新型提供的一种加固指点杆还包括PS2接口和USB接口，所述PS2接口和USB接口设置在MCU芯片上，且MCU芯片通过PS2接口和USB接口同时与计算机主机连接，所述PS2接口和USB接口相互兼容，首先，指点杆发出握手指令，等待回应，指点杆中对应的识别算法检测握手指令并返回码值，如果检测到的返回码值匹配到PS2接口校验值，就表示连接的是PS2接口，就会切换到PS2接口驱动程序，反之则切换至USB接口驱动，如果两个接口都不连接，则无法接收到返回码值，就会间断性发送握手指令，超过等待时间，就表示连接超时，初始化失败，然后再发送握手指令，循环往复，直到断电或连接好相应的接口电缆为止。

作为优选的实施方式，所述指点杆控制板2上设置有下环状限位台，所述指点杆硅胶按键面板1下方设置有与之嵌套配合的上环状限位台，所述上环状限位台下端插入下环状限位台中，两者间隙配合，内部形成一个纵向延伸的腔体，所述腔体中设置有胶囊弹性伸缩柱。通过嵌套设置的两个限位台，保证指点杆控制板2沿预设轨道弹性伸缩，具有限位、限角度及回弹的作用，采用胶囊弹性伸缩柱，有利于将工序分解进行加工、装配，降低装配难度。

所述胶囊弹性伸缩柱包括柔性材质的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体盖合形成一个内部腔体，所述内部腔体中设置有弹簧，优选的上壳体和下壳体在初始状态下具有连接点，该连接点可以为胶水点，或者设置在上壳体和下壳体上的一次性卡扣结构，在该连接点的连接下，弹簧处于半压缩状态，在加固指点杆第一次使用后，用户需要略用力按下指点杆，将该连接点破坏，此时，胶囊弹性伸缩柱内的弹簧恢复弹性状态，该设置有利于保证加固指点杆是用户第一次使用，保证用户产品的使用寿命，维护消费者权益，相当于产品封条。优选的，所述上壳体和/或下壳体为植物纤维素和工业明胶制得的柔性壳体，所述上壳体和/或下壳体上设置有折叠部，上壳体和下壳体本身具有一定伸缩性，加上设置的折叠部，使得上壳体和下壳体具有更大的伸缩空间，提高使用寿命。

优选的，所述下环状限位台的上端内缘设置有倒角，该倒角使得下环状限位台的上端内侧呈倒锥状斜坡，所述倒角的斜坡上设置有规则花纹，所述上环状限位台对应规则花纹位置设置有配合花纹，所述规则花纹为布置于倒角上的环状浅凸起，所述配合花纹为布置于上环状限位台外缘的环状浅凸起。当用户用力方向不对时，规则花纹和配合花纹摩擦，通过手感可以传递至用户指尖，从而提示用户改变用力方向，同时不会影响正常的按键，提高了指点杆的使用寿命，更加科学、人性化。

综上所述：该实用新型具有以下四点有益效果：

1、本实用新型提供的一种加固指点杆，采用薄膜式压力传感器作为指点杆的信号传输媒介，将手指的按压信号转化为电压信号，微处理芯片通过采集电压信号，经A/D转换后将电压信号转化为计算机可识别的代码，从而控制鼠标光标移动；该指点杆整体方案的设计均为自主研发，可以实现自主可控的目的。

2、本实用新型提供的一种加固指点杆，其中薄膜式压力传感器具有精度高，按压寿命长等优点，使用它作为指点杆的信号传递媒介可以从根本上解决指点杆移动不灵敏，抗振动性能差等问题。

3、本实用新型提供的一种加固指点杆，结构上采用工业硅橡胶作为指点杆的按键面板，其按压次数可达千万次；同时，其可以提升指点杆的防水等级及使用寿命。

4、本实用新型提供的一种加固指点杆，通过软件算法优化处理，实现USB及PS2两种接口输出；在电磁兼容性设计方面，指点杆MCU芯片采用无外部晶振设计，可以大幅度降低指点杆的辐射敏感度，在PCB设计中增加一层屏蔽层，与机壳进行良好接触，可以很大程度增强指点杆的防静电及抗干扰能力。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种加固指点杆，包括指点杆硅胶按键面板(1)和指点杆控制板(2)，其特征在于：所述指点杆硅胶按键面板(1)包括硅胶摇杆帽(101)和硅胶按键(102)，所述指点杆硅胶按键面板(1)装配在指点杆控制板(2)上，所述指点杆控制板(2)包括薄膜式压力传感器(201)、按键电极(202)和MCU芯片(203)；所述硅胶摇杆帽(101)与所述薄膜式压力传感器(201)连接，所述薄膜式压力传感器(201)与所述MCU芯片(203)连接，所述硅胶摇杆帽(101)作为压力信号传递媒介，将外部手指在硅胶摇杆帽(101)上产生的压力信号传递给所述薄膜式压力传感器(201)，所述薄膜式压力传感器(201)将压力信号转化为电压信号，输出至所述MCU芯片(203)；

所述硅胶按键(102)与所述按键电极(202)连接，所述按键电极(202)与所述MCU芯片(203)连接，所述硅胶按键(102)作为按键信号传递媒介，通过其底部的按键金属片与所述按键电极(202)接触，实现所述按键电极(202)输出电平信号至所述MCU芯片(203)；所述MCU芯片(203)接收来自薄膜式压力传感器(201)和按键电极(202)的电压信号和电平信号；

所述MCU芯片(203)通过内部AD转换及计算将电压信号及电平信号转换为计算机可识别的代码，实现鼠标光标移动及左、中、右按键功能；

所述MCU芯片(203)与外界的计算机主机连接，所述计算机主机为所述MCU芯片(203)和其它外围电路提供电源供电。

2.根据权利要求1所述的一种加固指点杆，其特征在于：还包括PS2接口和USB接口，所述PS2接口和USB接口连接MCU芯片(203)，且MCU芯片(203)通过PS2接口或USB接口与计算机主机连接。

3.根据权利要求1所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述MCU芯片(203)采用无外部晶振设计。

4.根据权利要求1所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述计算机主机包括PCB板以及机壳，且PCB板与机壳之间设置有一层屏蔽层。

5.根据权利要求1所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述指点杆控制板(2)上设置有下环状限位台，所述指点杆硅胶按键面板(1)下方设置有与之嵌套配合的上环状限位台，所述上环状限位台下端插入下环状限位台中，两者间隙配合，内部形成一个纵向延伸的腔体，所述腔体中设置有胶囊弹性伸缩柱。

6.根据权利要求5所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述胶囊弹性伸缩柱包括柔性材质的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体盖合形成一个内部腔体，所述内部腔体中设置有弹簧。

7.根据权利要求6所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述上壳体和/或下壳体为植物纤维素和工业明胶制得的柔性壳体，所述上壳体和/或下壳体上设置有折叠部。

8.根据权利要求5所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述下环状限位台的上端内缘设置有倒角，所述倒角上设置有规则花纹，所述上环状限位台对应规则花纹位置设置有配合花纹。

9.根据权利要求8所述的一种加固指点杆，其特征在于：所述规则花纹为布置于倒角上的环状浅凸起，所述配合花纹为布置于上环状限位台外缘的环状浅凸起。