CN208724253U - 柔性印刷电路板及具有其的数据手套 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于数据手套的柔性印刷电路板，其包括若干手指部，每个所述手指部上安装至少一个运动传感器；基部，其一体连接于每个所述手指部的指根处；手背部，在所述手背部上安装有姿态传感器；以及延伸部，其一体连接于所述手背部及所述基部之间，所述延伸部的宽度小于每个所述手指部的宽度的0.5倍且不大于每个所述手指部的宽度2倍；在每个所述手指部中设置至少有一根导电轨迹，所述导电轨迹电连接所述运动传感器，且依次通过所述基部及所述延伸部电连接到所述手背部。根据本实用新型的柔性电路板和数据手套，提供了一种更完善的传感器布置方式，能够更完整地获取使用者整只手的动作状态。

Description

柔性印刷电路板及具有其的数据手套

技术领域

本申请涉及数据手套领域，其具体涉及到用于数据手套的柔性印刷电路板。

背景技术

智能虚拟设备的开发正在如火如荼的进行。数据手套作为其中一类装置，能够在日常生活或不同工业领域中起到重大的作用。其主要用于手势识别，例如为聋哑人提供手语识别、识别特定职业人士(例如交通警察等)的手势；或实现对于其它电子设备的操作，例如操作虚拟现实设备、游戏机、操作工业机器人和机械手、进行各类设计活动等。

现有的数据手套主要包括手套本体、柔性电路板(FPCB)和处理单元。柔性电路板安装在手套本体中，柔性电路板上设有传感器，传感器通常设置在与手指关节或特定手指位置对应的位置处。传感器能感知外界环境变化或者感知配戴者自身的手势，例如能够测量所对应的位置的方位角、加速度等，测得的数据被发送至用于数据处理的处理单元，以便计算出各相邻的手指关节之间的弯曲角等数据，从而识别出配戴者的手势。为实现识别手势的目的，通常还会设置作为基准的传感器，作为基准的该传感器要求在数据手套的使用过程中保持与手套本体的相对固定，然而现有的数据手套中并未有成熟的固定作为基准的传感器的技术方案。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种生产成本更低的柔性印刷电路板。本申请的目的还在于提供具有该种柔性印刷电路板的智能手套。

为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种用于数据手套的柔性印刷电路板，包括：所述柔性印刷电路板包括：

若干手指部，每个所述手指部上安装至少一个运动传感器；

基部，其一体连接于每个所述手指部的指根处；

手背部，在所述手背部上安装有姿态传感器；以及

延伸部，其一体连接于所述手背部及所述基部之间，所述延伸部的宽度小于每个所述手指部的宽度的0.5倍且不大于每个所述手指部的宽度2倍；

在每个所述手指部中设置至少有一根导电轨迹，所述导电轨迹电连接所述运动传感器，且依次通过所述基部及所述延伸部电连接到所述手背部。

可选地，所述基部的宽度不大于所述手指部的宽度2倍，所述基部包括若干弯折区段，每个所述弯折区段设置在相邻所述手指部之间。

可选地，每个所述手指部分别具有连接至所述基部的指根和从所述基部向外延伸的指尖；若干所述手指部均包括依次从所述指根向所述指尖延伸的第一指骨区段以及第二指骨区段；其中在所述第一指骨区段上设置运动传感器，以及在第二指骨区段上设置运动传感器。

可选地，若干所述手指部还包括从所述第二指骨区段向所述指尖延伸的第三指骨区段；其中在所述第一指骨区段、第二指骨区段及第三指骨区段中的至少两个区段上分别设置运动传感器。

可选地，若干所述手指部包括依次相互间隔的食指部、中指部、环指部以及尾指部；所述延伸部与所述手指部反向地从所述基部在所述食指部和所述中指部之间的部分引出。

可选地，设置在所述手背部上的所述姿态传感器位于所述中指部的延长线与所述尾指部的延长线之间。

可选地，所述延伸部连接在所述食指部与所述中指部之间的所述基部上。

可选地，设置在所述手背部上的所述姿态运动传感器位于所述中指部的延长线上。

根据本申请的另外一个方面，提供了一种数据手套，其包括：手套本体、根据前述的柔性印刷电路板和控制盒；其中，所述柔性印刷电路板安装于所述手套本体；所述手背部连接至所述控制盒中的信号接收及控制单元。

可选地，所述柔性印刷电路板还包括拇指部，所述拇指部通过线缆连接至所述手背部，所述拇指部上设置至少一个运动传感器。

从以上可以看出，根据本申请的柔性电路板和数据手套，提供了一种更完善的传感器布置方式，能够更完整地获取使用者整只手的动作状态。

附图说明

本申请的特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得显而易见。

图1示出了本申请的用于智能手套的柔性印刷电路板的一个实施例的示意图。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。每个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及每个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。

下面，结合附图详细描述本申请的实施例。

参见图1，其示出了本申请的用于数据手套的柔性印刷电路板的一个实施例的示意图。其中，柔性印刷电路板100包括延伸部130、手背部140、四个手指部110a、110b、110c、110d以及连接手指部110a、 110b、110c、110d的基部120。若干手指部110a、110b、110c、110d分别位于佩戴者的食指、中指、环指以及尾指处。基部120位于佩戴者的食指、中指、环指以及尾指的指根处。其中，每个手指部110a、 110b、110c、110d分别具有连接至基部120的指根部分以及从基部120 向外延伸的指尖部分。并且，四个手指部110a、110b、110c、110d相互之间大致地平行设置。这种布置方式会大大降低本申请的柔性印刷电路板100的生产成本。具体而言，当采用相互大致平行的四个手指部的布置方式，可在柔性印刷电路板的原材料上将两个本实施例的柔性印刷电路板100相对交错布置，使得两者之一的手指部交错且平行地插入另一者的手指部的指缝中，这将更有效地利用柔性印刷电路板的原材料，使得在单位面积的柔性印刷电路板原材料上生产出尽可能多的本实施例的柔性印刷电路板100。

此外，基部120还包括三个弯折区段150a、150b、150c，其分别设置在相邻的手指部110a、110b、110c、110d之间。弯折区段150a、 150b、150c能够为佩戴着的手指关节提供让位空间。使得将本实施例的柔性印刷电路板100安装入手套后在佩戴着使用时，这些弯折区段所提供的让位空间刚好能够与佩戴着手指根部与手掌之间的突出关节相容。这一方面提高了佩戴着的舒适性，有效防止在使用过程中手指根部区域的柔性印刷电路板由于应力集中而开裂；另一方面也减小了起连接作用的基部的面积，节省了材料，同时也相应地提高了模拟准确性。更具体地，可将这些弯折区段150a、150b、150c设计成具有不同的弯折轮廓，使其能够更为符合常规使用者的手型，提升佩戴着的使用体验。

可选地，还可分别将四个手指部110a、110b、110c、110d从指尖至指根设置为等宽。这将提高本实施例中的柔性印刷电路板100的手指部110a、110b、110c、110d的强度，避免其受到冲击或撕扯而发生断裂。此外，本领域技术人员应当知道的是，在确保电路板强度、线路通讯信号及方便传感器布置的前提下，手指部的宽度应当尽可能地窄，从而极大程度地降低佩戴着在使用过程中手背部分的异物感，提高穿戴舒适度。

在本实施例中，延伸部130的宽度小于每个手指部110a、110b、 110c、110d的宽度的0.5倍且不大于每个所述手指部110a、110b、110c、 110d的宽度2倍。

此外，为更加匹配常规佩戴着的手型，还可做出多种进一步的改善。例如，可将四个手指部中的食指部110a、中指部110b、环指部110c 以及尾指部110d设计成使得食指部110a与中指部110b的间距大于中指部110b与环指部110c的间距和/或环指部110c与尾指部110d的间距。再如，将四个手指部设计成使得中指部110b、环指部110c、食指部110a以及尾指部110d具有依次减小的长度。

将本实施例的柔性印刷电路板100安装入手套后在佩戴着使用时，为了提高佩戴着穿戴舒适度和使用自由度，应当使与每个手指部 110a、110b、110c、110d连接的基部120面积尽量小，同时也可以节省制造材料和成本。如图1所示，基部120和手背部140是分开设置的独立的部件，手背部140通过从基部120伸出的延伸部130与基部 120连接。将本实施例的柔性印刷电路板100安装入手套后，手背部 140位于佩戴着的手背处。在本实施例中，手背部140上设置有姿态传感器，该姿态传感器包括例如：三轴陀螺仪、三轴加速度计,三轴电子罗盘等运动传感器，用来检测佩戴着手背的动作和姿态。通常要求姿态传感器贴合在佩戴着的手背以提高检测的精度，为了防止佩戴着在使用过程中姿态传感器发生位移比如拇指的运动产生对手背部140 的拉扯，因此要求手背部140的面积尽量小。同时，将该姿态传感器设置在中指部110b的延长线与尾指部110d的延长线之间的部分。更具体地，考虑到佩戴着在使用过程中手背经常会弯曲，将姿态传感器设置在中指部110b的延长线上，从而保持姿态传感器和佩戴着手背之间保持最小的位移。

此外，作为一种可选的实施方式，延伸部130从基部120在食指部110a和中指部110b之间的部分伸出。这种设计更便于延伸部130 与附图中未描述的拇指部分的柔性印刷电路板的连接。

另外，为实现检测手指动作的功能，还在本实施例的柔性印刷电路板100中的多处设置有例如：陀螺仪、加速度计，电子罗盘等的运动传感器。具体而言，佩戴着的除拇指外的任一手指由三截指骨组成，而柔性印刷电路板100中对应的手指部110a、110b、110c、110d的也相应地具有从指根向指尖延伸的第一指骨区段、第二指骨区段以及第三指骨区段。为准确捕捉佩戴着手指的动作，应尽可能地在任一指骨区段均布置运动传感器。然而，基于成本及效果的综合考虑，也可在手指的任意两个部分指骨区段布置运动传感器。例如在本实施例中，可在靠近指根的第一指骨区段处分别设置第一指骨区段运动传感器 160a、160b、160c、160d；而在靠近指尖的第二指骨区段处分别设置第二指骨区段运动传感器170a、170b、170c、170d。这种设置也能实现对使用者手指各处动作的较精确的检测。如图1所示，为追求进一步的检测准确性，本实施例的手指部110e还包括从第一指骨区段向指尖延伸的第二指骨区段，并在该第二指骨区段区段处设置第三指骨区段运动传感器180。在此种布置下，手指的任意一截指骨的动作都能被准确捕捉，将带来更好的模拟效果。

此外，可采用将运动传感器贴装至设在手指部上的传感器垫的方式来实现两者的连接。

此外，在每个手指部110a、110b、110c、110d中设置至少有一根导电轨迹，该导电轨迹电连接运动传感器160a、160b、160c、160d、 170a、170b、170c、170d，且依次通过基部120及延伸部130电连接到手背部140。

设置在手背部140的姿态传感器还作为基准的传感器，根据该姿态传感器以及置在手指部110a、110b、110c、110d上的运动传感器采集的数据，计算出佩戴着操作时的手势。

根据本申请的另一个方面，还提供一种应用了上述实施例的柔性印刷电路板的数据手套。除去上述柔性印刷电路板100外，该数据手套还包括手套本体和控制盒。其中，该柔性印刷电路板100的手背部 140用于连接至控制盒中的信号接收及控制单元，以实现信号传递的作用。进一步地，还包括若干传感器，这些传感器可分别布置在控制盒上，由于控制盒通常会布置在数据手套的手背或者手腕部分。因此，此种设计还将提供对佩戴着手背动作或者手腕处动作的进一步检测。

在组装数据手套时，可在数据手套的手套本体的背部部分开口，并将本实施例的柔性印刷电路板100嵌入手套本体中，具体而言，对应地嵌入手套的手指部分与手掌部分，并在完成嵌装后，实现手背部 140与控制盒等部件的电连接，进而完成整个手套的组装。在其他可选的实施方式中，根据需要也可以想到将这些部件布置在手套的外部或内部以实现期望的技术效果。

本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种用于数据手套的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，所述柔性印刷电路板(100)包括：

若干手指部(110a、110b、110c、110d)，每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)上安装至少一个运动传感器(160a、170a、160b、170b、160c、170c、160d、170d)；

基部(120)，其一体连接于每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)的指根处；

手背部(140)，在所述手背部(140)上安装有姿态传感器；以及

延伸部(130)，其一体连接于所述手背部(140)及所述基部(120)之间，所述延伸部(130)的宽度小于每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)的宽度的0.5倍且不大于每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)的宽度2倍；

在每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)中设置至少有一根导电轨迹，所述导电轨迹电连接所述运动传感器，且依次通过所述基部及所述延伸部电连接到所述手背部。

2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，所述基部的宽度不大于所述手指部的宽度2倍，所述基部(120)包括若干弯折区段(150a、150b、150c)，每个所述弯折区段(150a、150b、150c)设置在相邻所述手指部(110a、110b、110c、110d)之间。

3.根据权利要求1或2所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，每个所述手指部(110a、110b、110c、110d)分别具有连接至所述基部(120)的指根和从所述基部(120)向外延伸的指尖；若干所述手指部(110a、110b、110c、110d)均包括依次从所述指根向所述指尖延伸的第一指骨区段以及第二指骨区段；其中在所述第一指骨区段上设置运动传感器(160a、160b、160c、160d)，以及在第二指骨区段上设置运动传感器(170a、170b、170c、170d)。

4.根据权利要求3所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，若干所述手指部(110a、110b、110c、110d)还包括从所述第二指骨区段向所述指尖延伸的第三指骨区段；其中在所述第一指骨区段、第二指骨区段及第三指骨区段中的至少两个区段上分别设置运动传感器。

5.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，若干所述手指部(110a、110b、110c、110d)包括依次相互间隔的食指部(110a)、中指部(110b)、环指部(110c)以及尾指部(110d)；所述延伸部(130)与所述手指部(110a、110b、110c、110d)反向地从所述基部(120)在所述食指部(110a)和所述中指部(110b)之间的部分引出。

6.根据权利要求5所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，设置在所述手背部(140)上的所述姿态传感器位于所述中指部(110b)的延长线与所述尾指部(110d)的延长线之间。

7.根据权利要求5所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，所述延伸部(130)连接在所述食指部(110a)与所述中指部(110b)之间的所述基部(120)上。

8.根据权利要求6所述的柔性印刷电路板(100)，其特征在于，设置在所述手背部(140)上的所述姿态传感器位于所述中指部(110b)的延长线上。

9.一种数据手套，其特征在于，包括手套本体、根据权利要求1至7中任意一项所述的柔性印刷电路板(100)和控制盒；其中，所述柔性印刷电路板(100)安装于所述手套本体；所述手背部(140)连接至所述控制盒中的信号接收及控制单元。

10.根据权利要求9所述的数据手套，其特征在于，所述柔性印刷电路板(100)还包括拇指部(110e)，所述拇指部(110e)通过线缆连接至所述手背部(140)，所述拇指部(110e)上设置至少一个运动传感器(180)。