CN217767390U - 一种手套型控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手套型控制系统，涉及体感手套技术领域，包括手套本体，所述手套本体包括五个指套，五个所述指套的内部均设置有弯曲度传感器；所述手套本体的背面设置有连接面板，所述连接面板的中部连接有外壳，所述外壳的内部设有PCB核心板，所述PCB核心板包括主控板、无线通讯模块、陀螺仪以及加速度计。该种实用新型，相比传统的鼠标，人手不再需要在桌上保持固定的掌握姿势，可以最大程度上避免“鼠标手”的产生。相比传统的PPT遥控笔，本设计可以通过人手左右挥动切换幻灯片，更为轻松自然。为了保证体感手套的可扩展性，目前整合程度尚不够高，在受控电脑端需要利用辅助控制程序分析行为，并对电脑实施控制。

Description

一种手套型控制系统

技术领域

本实用新型涉及体感手套技术领域，尤其涉及一种手套型控制系统。

背景技术

传统意义上的鼠标虽然控制精度高且能够无线操控，但长时间使用而带来的弊端也是不可忽视的，如：长时间握持鼠标，使得手腕关节酸疼，手指机能大幅度下降，并且很难将电脑的控制权能够完全通过双手手势进行操作，使得控制电脑的效率降低、控制的精准度下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种手套型控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种手套型控制系统，包括手套本体，所述手套本体包括五个指套，五个所述指套的内部均设置有弯曲度传感器；

所述手套本体的背面设置有连接面板，所述连接面板的中部连接有外壳，所述外壳的内部设有PCB核心板，所述PCB核心板包括主控板、无线通讯模块、陀螺仪以及加速度计。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述陀螺仪与加速度计相互电性连接，所述陀螺仪、加速度计均与主控板相互电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，五个所述指套的尺寸不同，且指套内部的弯曲度传感器分别对应手指关节。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主控板还包括数据采集模块、数据解析模块、行为判断模块以及信号转换模块，所述无线通讯模块包括蓝牙组件。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述数据采集模块可将采集的数据进行整合且通过蓝牙组件无线传输至数据解析模块，并通过数据解析模块、行为判断模块、信号转换模块上传至终端系统内。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主控板还包括微控制器与姿态模块，所述微控制器采用ATmega328P-AU作为主控芯片，所述姿态模块采用MPU6050。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

相比传统的鼠标，人手不再需要在桌上保持固定的掌握姿势，可以最大程度上避免“鼠标手”的产生。相比传统的PPT遥控笔，本设计可以通过人手左右挥动切换幻灯片，更为轻松自然。为了保证体感手套的可扩展性，目前整合程度尚不够高，在受控电脑端需要利用辅助控制程序分析行为，并对电脑实施控制。

此外，由于数据获取程序与行为判断算法程序分离，也对时间延迟造成了一定程度上的影响。为了解决这些问题，最佳的方案是在手套端完成行为判断，然后直接通过蓝牙BLE方式向电脑发送鼠标或键盘指令。以上所述的改进方案将在笔者的下一个工作阶段进行。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提出的一种手套型控制系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种手套型控制系统的PCB核心板结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种手套型控制系统的内部结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种手套型控制系统的控制流程图；

图5为本实用新型提出的一种手套型控制系统的原理图。

图中：1、手套本体；101、指套；2、连接面板；3、外壳；4、弯曲度传感器；5、PCB核心板；6、陀螺仪；7、主控板；8、加速度计；9、无线通讯模块。

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；

参照图1-5，一种手套型控制系统，包括手套本体1，手套本体1包括五个指套101，五个指套101的内部均设置有弯曲度传感器4；手套本体1的背面设置有连接面板2，连接面板2的中部连接有外壳3，外壳3的内部设有PCB核心板5，PCB核心板5包括主控板7、无线通讯模块9、陀螺仪6以及加速度计8，为尽可能精确地捕捉到使用者的各种手部姿态，体感手套实时获取人手的每根手指的弯曲度以及手背的三维姿态数据，之后通过蓝牙无线模块发送给电脑。电脑辅助控制客户端通过蓝牙接收到数据后进行分析，从而得出用户所需要执行的动作，并转换成对应的鼠标或键盘指令对电脑系统进行操控。

陀螺仪6与加速度计8相互电性连接，陀螺仪6、加速度计8均与主控板7相互电性连接。五个指套101的尺寸不同，且指套101内部的弯曲度传感器4分别对应手指关节，经实验测量后得出，用于大拇指和小拇指的短弯曲度传感器在处于平直状态与最大弯曲状态的模拟量读取数值分别为480和320，用于食指、中指和无名指的长弯曲度传感器在处于平直状态与最大弯曲状态的模拟量读取数值分别为730和580。

主控板7还包括数据采集模块、数据解析模块、行为判断模块以及信号转换模块，无线通讯模块9包括蓝牙组件。

数据采集模块可将采集的数据进行整合且通过蓝牙组件无线传输至数据解析模块，并通过数据解析模块、行为判断模块、信号转换模块上传至终端系统内。主控板7还包括微控制器与姿态模块，微控制器采用ATmega328P-AU作为主控芯片，其具有体积小、性能高、功耗低的特点，闪存容量32KB，支持I2C/SPI通信协议，具有6个PWM通道、8个ADC通道，能够满足本设计的使用需求；

姿态模块采用MPU6050，其为整合性6轴运动处理组件，包括了3轴陀螺仪6与3轴加速度计8，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪6与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。支持上限至400KHz的l2C通信或最高达20MHz的SPI通信。

终端控制流程：

首先通过蓝牙，循环接收数据，并验证json有效性。完成有效性校验后进行数据解析，将string类型数据转换为Python中的Dictionary字典类型变量。由于在进行用户行为判断前要确定当前需要鼠标模式还是幻灯片切换模式，需要提取关键变量，即下图中的VALUE1(大拇指弯曲程度)。当VALUE1小于6时，为鼠标模式，当VALUE1大于等于6时，为PPT切换模式。针对鼠标模式，需要提取变量VALUE6与VALUE7数据来计算鼠标将要移动的方位，提取变量VALUE2与VALUE3数据来判断是否需要实施鼠标左键或右键点击事件。针对PPT翻页模式，需要提取变量VALUE6与VALUE7数据来判断前后翻页动作。

完成数据采集后，将所有数据整合为json格式，格式如下：

每个循环的结束，通过串口通信将数据传送至HC-02蓝牙模块。

Claims (6)

1.一种手套型控制系统，包括手套本体(1)，其特征在于，所述手套本体(1)包括五个指套(101)，五个所述指套(101)的内部均设置有弯曲度传感器(4)；

所述手套本体(1)的背面设置有连接面板(2)，所述连接面板(2)的中部连接有外壳(3)，所述外壳(3)的内部设有PCB核心板(5)，所述PCB核心板(5)包括主控板(7)、无线通讯模块(9)、陀螺仪(6)以及加速度计(8)。

2.根据权利要求1所述的一种手套型控制系统，其特征在于，所述陀螺仪(6)与加速度计(8)相互电性连接，所述陀螺仪(6)、加速度计(8)均与主控板(7)相互电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种手套型控制系统，其特征在于，五个所述指套(101)的尺寸不同，且指套(101)内部的弯曲度传感器(4)分别对应手指关节。

4.根据权利要求1所述的一种手套型控制系统，其特征在于，所述主控板(7)还包括数据采集模块、数据解析模块、行为判断模块以及信号转换模块，所述无线通讯模块(9)包括蓝牙组件。

5.根据权利要求4所述的一种手套型控制系统，其特征在于，所述数据采集模块可将采集的数据进行整合且通过蓝牙组件无线传输至数据解析模块，并通过数据解析模块、行为判断模块、信号转换模块上传至终端系统内。

6.根据权利要求1所述的一种手套型控制系统，其特征在于，所述主控板(7)还包括微控制器与姿态模块，所述微控制器采用ATmega328P-AU作为主控芯片，所述姿态模块采用MPU6050。

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