光感觸控儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光感觸控儀，包括單片機芯片，開發(fā)板，USB通信協(xié)議芯片，導電滑環(huán)，步進電機驅(qū)動模塊，步進電機，聯(lián)軸器，激光位移傳感器，光電管，支架和外框架。本實用新型通過在激光平面上直接做一些手勢動作，實現(xiàn)代替鼠標操控移動設(shè)備的功能，具有簡單方便的特點。在激光平面上將手勢自由移動，直接在懸空處進行設(shè)備的控制，無需直接與設(shè)備接觸，可以避免手指的摩擦，也間接地起到了屏幕保護的作用。本實用新型可作為教師講課時的好工具，解決用鼠標直接寫字歪歪扭扭毫無美觀感可言的尷尬局面；在演講場合也是與觀眾互動的好助手。又可以將其拓展應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)備，如具有OTG功能的手機，平板，電視等。
【專利說明】光感觸控儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種觸控設(shè)備，特別是一種光感觸控儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上各種觸控設(shè)備層出不窮，但無論是最初僅憑鼠標操控的界面，或者更先進的觸屏設(shè)備，都不可避免的要用手直接與其接觸。由于現(xiàn)在一般的辦公多媒體是不具備觸屏功能的，無法利用白板實現(xiàn)對計算機的良好操控，而僅僅使用鼠標進行控制實現(xiàn)交流又有一定的困難性。這就大大降低了課堂上的講課聽課效率，也使演講者無法與觀眾進行良好的互動。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種光感觸控儀，對人手勢動作變化的感應(yīng)，做出相應(yīng)的處理分析。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種光感觸控儀，包括單片機芯片，開發(fā)板，USB通信協(xié)議芯片，導電滑環(huán)，步進電機驅(qū)動模塊，步進電機，聯(lián)軸器，激光位移傳感器，光電管，支架和外框架；所述單片機芯片和所述USB通信協(xié)議芯片安裝在開發(fā)板上，所述開發(fā)板固定在外框架內(nèi)壁上；所述導電滑環(huán)固定在外框架頂端，導電滑環(huán)的上端通過導線連接開發(fā)板，下端通過導線連接激光位移傳感器，所述激光位移傳感器固定在聯(lián)軸器上，所述聯(lián)軸器和步進電機固定連接，所述步進電機固定在外框架底端，并通過導線與步進電機驅(qū)動模塊連接，所述步進電機驅(qū)動模塊通過導線與開發(fā)板連接；所述光電管固定在支架上，并通過導線與開發(fā)板相連；所述步進電機、激光位移傳感器及導電滑環(huán)同軸布置，所述光電管與激光位移傳感器等高布置，確保步進電機帶動激光位移傳感器轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)一周激光必須照在光電管上一次。
[0006]本實用新型的原理是:
[0007]將激光位移傳感器與步進電機固定連接，單片機芯片控制步進電機驅(qū)動模塊帶動步進電機的轉(zhuǎn)動，同時帶動激光位移傳感器轉(zhuǎn)動，使其發(fā)出的激光覆蓋在整個二維面上。當人手在二維面上做出動作后，激光位移傳感器獲得手與傳感器的距離數(shù)據(jù)信息，通過導電滑環(huán)，轉(zhuǎn)動中的激光位移傳感器的距離數(shù)據(jù)傳遞到單片機芯片上，同時光電管作為記錄步進電機轉(zhuǎn)動步數(shù)的起始點，每轉(zhuǎn)過一圈，單片機芯片會通過光電管獲得一個上升沿跳變數(shù)據(jù)，單片機芯片對步進電機所走步數(shù)的計數(shù)初始化，如果沒有每圈對步進電機步數(shù)的初始化，由于步進電機每走一步的誤差經(jīng)過積累就無法控制誤差。光電管的作用就是起始計數(shù)以及減少單片機獲得的角度數(shù)據(jù)的誤差，然后距離數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機的數(shù)據(jù)處理形成具體的坐標移動數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過導線束，數(shù)據(jù)傳遞到USB通信協(xié)議芯片(CH372)，然后途徑USB數(shù)據(jù)線到USB數(shù)據(jù)線插口，可直接插在要控制的且支持USB通信協(xié)議的設(shè)備。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果:
[0009]本實用新型通過在激光平面上直接做一些手勢動作，實現(xiàn)代替鼠標操控移動設(shè)備的功能，具有簡單方便的特點。在激光平面上將手勢自由移動，直接在懸空處進行設(shè)備的控制，無需直接與設(shè)備接觸，可以避免手指的摩擦，也間接地起到了屏幕保護的作用。本實用新型可作為教師講課時的好工具，解決用鼠標直接寫字歪歪扭扭毫無美觀感可言的尷尬局面；在演講場合也是與觀眾互動的好助手。又可以將其拓展應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)備，如具有OTG功能的手機，平板，電視等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖進一步闡述本實用新型的具體實施例。
[0012]如圖1所示，一種光感觸控儀，包括單片機芯片1，開發(fā)板2，USB通信協(xié)議芯片3，導電滑環(huán)4，步進電機驅(qū)動模塊5，步進電機6，聯(lián)軸器7，激光位移傳感器8，光電管9，支架10和外框架11 ;所述單片機芯片I和所述USB通信協(xié)議芯片3安裝在開發(fā)板2上，所述開發(fā)板2固定在外框架11內(nèi)壁上；所述導電滑環(huán)4固定在外框架11頂端，導電滑環(huán)4的上端通過導線連接開發(fā)板2，下端通過導線連接激光位移傳感器8，所述激光位移傳感器8固定在聯(lián)軸器7上，所述聯(lián)軸器7和步進電機6固定連接，所述步進電機6固定在外框架11底端，并通過導線與步進電機驅(qū)動模塊5連接，所述步進電機驅(qū)動模塊5通過導線與開發(fā)板2連接；所述光電管9固定在支架10上，并通過導線與開發(fā)板2相連；所述步進電機6、激光位移傳感器8及導電滑環(huán)4同軸布置，所述光電管9與激光位移傳感器8等高布置，確保步進電機6帶動激光位移傳感器8轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)一周激光必須照在光電管9上一次。
[0013]本實施例中，單片機芯片I為C51芯片，USB通信協(xié)議芯片3采用CH372，所述導電滑環(huán)4是有大圓柱和小圓柱兩部分構(gòu)成,大圓柱和小圓柱是同軸的,大圓柱固定在外框架11頂端并有三根導線引出，小圓柱是嵌套在大圓柱上并可與大圓柱同軸相對轉(zhuǎn)動，小圓柱也有三根導線引出，兩部分的導線是一一對應(yīng)導通的，小圓柱的導線分別連接在激光位移傳感器8上的5V管腳、地線管腳、位移數(shù)據(jù)管腳上；步進電機驅(qū)動模塊5通過三根導線與開發(fā)板2上三個I/O管腳連接，步進電機驅(qū)動模塊5還需與12V電源相連。光電管9通過三根導線分別接在開發(fā)2上的+5V管腳，地線管腳，I/O管腳上，導線滑環(huán)4的大圓柱所引出的三根導線分別接在開發(fā)板2上+5V管腳，地線管腳，I/O管腳上(與前面所提到的I/O管腳不能使同一個)，USB通信協(xié)議芯片3及模塊通過杜邦線與單片機芯片I各個相關(guān)管腳相連，USB通信協(xié)議芯片3及模塊含有USB數(shù)據(jù)線插口，通過USB數(shù)據(jù)線，USB通信協(xié)議芯片3及模塊可與所要控制的設(shè)備相連(例如電腦)。
[0014]單片機芯片I控制步進電機6的轉(zhuǎn)速，通過步進電機6每步所走角度可以得出各個時間間隔步進電機6所轉(zhuǎn)的角度，間接地可以獲得激光位移傳感器8轉(zhuǎn)動的角度，激光位移傳感器8所掃描的平面內(nèi)如果被手指擋到，手指的位置信息就可以被單片機芯片I記錄，步進電機6每轉(zhuǎn)一圈，激光都會照在光電管9上一次，這個時間點是記錄轉(zhuǎn)動角度的起始點，這種方式還有另一優(yōu)點:減小角度誤差，因為步進電機6每走一步都會有很小的誤差，經(jīng)過積累后誤差就會影響到角度準確性。所以每轉(zhuǎn)一周初始化一次可以減小誤差。激光位移傳感器8通過導電滑環(huán)4把距離數(shù)據(jù)傳遞到單片機芯片I上，單片機芯片I處理后就可 完成相應(yīng)功能。
【權(quán)利要求】
1.一種光感觸控儀，其特征在于，包括單片機芯片(1)，開發(fā)板(2)，USB通信協(xié)議芯片(3)，導電滑環(huán)(4)，步進電機驅(qū)動模塊(5)，步進電機(6)，聯(lián)軸器(7)，激光位移傳感器(8)，光電管(9)，支架(10)和外框架(11);所述單片機芯片(I)和所述USB通信協(xié)議芯片(3)安裝在開發(fā)板(2)上，所述開發(fā)板(2)固定在外框架(11)內(nèi)壁上；所述導電滑環(huán)(4)固定在外框架(11)頂端，導電滑環(huán)(4 )的上端通過導線連接開發(fā)板(2 )，下端通過導線連接激光位移傳感器(8)，所述激光位移傳感器(8)固定在聯(lián)軸器(7)上，所述聯(lián)軸器(7)和步進電機(6)固定連接，所述步進電機(6)固定在外框架(11)底端，并通過導線與步進電機驅(qū)動模塊(5)連接，所述步進電機驅(qū)動模塊(5)通過導線與開發(fā)板(2)連接；所述光電管(9)固定在支架(10)上，并通過導線與開發(fā)板(2)相連；所述步進電機(6)、激光位移傳感器(8)及導電滑環(huán)(4)同軸布置，所述光電管(9)與激光位移傳感器(8)等高布置，確保步進電機(6)帶動激光位移傳感器(8)轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)一周激光必須照在光電管(9)上一次。
【文檔編號】G06F3/042GK203773513SQ201420130145
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】劉現(xiàn)款, 阮玉平, 趙明星, 劉秀梅, 姜健生 申請人:上海大學