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一种无臂残疾人无线虚拟 鼠标

阅读：417发布：2021-06-09

专利汇可以提供一种无臂残疾人无线虚拟鼠标专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，是具有空中姿态传感器和光电位移传感器的眼镜，通过空中姿态传感器捕捉用户头部运动的轨迹，通过光电位移传感器检测眼睑眨动的频率信息，将头戴式设备上的无线虚拟鼠标所收集的信息通过无线传输技术传输到计算机上，实现虚拟鼠标移动和确认的功能。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种无臂残疾人无线虚拟鼠标专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：包括头戴式设备和无线虚拟鼠标本体，所述无线虚拟鼠标本体包括头部运动检测模块、眼睑眨动检测模块、通信模块和供电模块；
所述头部运动检测模块通过空中姿态传感器采集头部位置的相对变化，并通过通信模块将头部位置变化信号发送给计算机，使计算机的屏幕光标同步变化，实现虚拟鼠标光标移动定位滚轮功能；所述眼睑眨动检测模块通过光电位移传感器采集眼睑移动的距离和时间，并通过通信模块将眼睑移动的距离和时间变化信号发送给计算机，当眼睑移动的距离达到预设的距离，且时间大于预设的时间时，认定为确认键功能有效，实现虚拟鼠标确认键功能；通信模块通过无线收发器将头部运动检测模块采集到的头部位置变化信号和眼睑眨动检测模块采集到的眼睑移动的距离和时间变化信号发送给计算机实现虚拟鼠标的光标移动和确认的功能；供电模块为头部运动检测模块、眼睑眨动检测模块和通信模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述的头戴式设备包括但不限于眼镜、帽子、耳机、发夹、发簪、头带，且所述无线虚拟鼠标本体可拆卸安装在所述头戴式设备上。
3.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述无线虚拟鼠标本体还具有充电接口、指示灯和信号采集口的其中一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述的头戴式设备为眼镜，所述眼镜具有镜框与镜腿，所述无线虚拟鼠标本体的下端具有连接支架，所述连接支架可拆卸的安装在所述镜框和/或镜腿上。
5.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述头部位置变化信号包括头部上、下、左、右和/或倾斜的相对变化信号。
6.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述空中姿态传感器的型号为MPU6000，其8脚片选与所述通信模块的无线收发器连接实现SPI片选，9脚串行数据输出与无线收发器连接实现SPI串行数据输出，23脚串行时钟与无线收发器连接实现SPI串行时钟，24脚串行数据输入与无线收发器连接实现SPI串行数据输入，10脚校准滤波电容连线，13脚电源端，18脚电源地，20脚电荷泵电容连线。
7.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述光电位移传感器的型号为PAW3205，其2脚输出检测端与所述通信模块的无线收发器连接实现SPI串行数据输出，3脚通用I/O串行双向数据接口与无线收发器连接实现SPI串行数据输入，4脚串行时钟端与无线收发器连接实现SPI串行时钟，5脚是激光二极管输入端，6脚电源地，7脚电源端，8脚功率调节器输出。
8.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述无线收发器的型号为nRF20L01，所述光电位移传感器和所述空中姿态传感器通过无线收发器nRF20L01的2-5 脚SPI串口进行通信，其1脚不接使得工作状态为发射状态，9-10脚外接16MHz 晶体振荡器，16脚外部参考电压，19脚数字电源输出，11脚功率电源输出，12-13脚天线端，8、14、
17、20脚电源地，7、15、18脚电源端。
9.根据权利要求1所述的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，其特征在于：所述供电模块包括线性充电管理控制器MCP73831、电压调整器RT9193、共阴极二极管、发光二极管、电源开关、电池接口；线性充电管理控制器MCP73831的1脚与2脚串联再连接电源端和电容一端，电容另一端接地，实现滤波；3脚串联电阻与发光二极管后串联4脚接地，6脚通过电容与串联好的7脚和8脚连接，实现滤波，共阴极二极管，以满足充电与供电同时进行；发光二极管作为充电指示；电源开关实现虚拟鼠标的开关；电池接口用来接入电池，电压调整器RT9193与外围电路构成稳压电路，电压调整器RT9193的1脚与两个并联电容，电阻的一端连接，电阻另一端连接电源端，实现滤波，2脚与两个并联电容连接，实现滤波。

说明书全文

一种无臂残疾人无线虚拟鼠标

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种无臂残疾人无线虚拟鼠标

背景技术

[0002] 据中国残联最新统计的数据显示，目前，中国各类残疾人总数已达8500万，已占全国总人数的6％，他们是我国社会最需要关心的特殊群体之一，无臂残疾人全面发展越来越受到社会的重视。目前适用于无臂残疾人的计算机输入设备比较缺乏。虽然有语音辅助输入功能，只能解决一般文字输入的功能，但光标定位及确认无法解决且存在会受环境噪声影响、语音泄露用户隐私等局限性。而通过双脚控制的计算机输入设备虽然可以实现光标移动及确认功能，但是设备具有体积大、不便携、操作效率低、用户体能消耗较大等诸多局限性。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种无臂残疾人无线虚拟鼠标。

[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0005] 一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，包括头戴式设备和无线虚拟鼠标本体，所述无线虚拟鼠标本体包括头部运动检测模块、眼睑眨动检测模块、通信模块和供电模块；所述头部运动检测模块通过空中姿态传感器采集头部位置的相对变化，并通过通信模块将头部位置变化信号发送给计算机，使计算机的屏幕光标同步变化，以完成虚拟鼠标光标移动定位功能；所述眼睑眨动检测模块通过光电位移传感器采集眼睑移动的距离和时间，并通过通信模块将眼睑距离和时间变化信号发送给计算机，当移动的距离达到闭眼的距离，且时间大于眨眼的时间时，认定为确认键功能有效，完成鼠标确认键功能；通信模块通过无线收发器将头部运动检测模块采集到的头部位置变化信号和眼睑眨动检测模块采集到的眼睑距离和时间变化信号发送给计算机实现虚拟鼠标的光标移动和确认的功能；供电模块为头部运动检测模块、眼睑眨动检测模块和通信模块供电。

[0006] 本实用新型的头戴式设备包括但不限于眼镜、帽子、耳机、发夹、发簪、头带，且所述无线虚拟鼠标本体可拆卸安装在所述头戴式设备上。

[0007] 本实用新型的无线虚拟鼠标本体还具有充电接口、指示灯和信号采集口的其中一种或多种。

[0008] 本实用新型的眼镜具有镜框与镜腿，所述无线虚拟鼠标的下端具有连接支架，所述连接支架可拆卸的安装在所述镜框和/或镜腿上；

[0009] 本实用新型的头部位置变化信号包括包括头部上、下、左、右和/或倾斜的相对变化信号。

[0010] 本实用新型的头部运动检测模块包括空中姿态传感器的型号为MPU6000，其8脚片选与所述通信模块的无线收发器连接实现SPI片选，9脚串行数据输出与无线收发器连接实现SPI串行数据输出，23脚串行时钟与无线收发器连接实现SPI串行时钟，24脚串行数据输入与无线收发器连接实现SPI串行数据输入，10脚校准滤波电容连线，13脚电源端，18脚电源地，20脚电荷泵电容连线。

[0011] 本实用新型的眼睑眨动检测模块包括光电位移传感器的型号为PAW3205，其2脚输出检测端与无线收发器连接实现SPI串行数据输出，3脚通用I/O串行双向数据接口与无线收发器连接实现SPI串行数据输入，4脚串行时钟端与无线收发器连接实现SPI串行时钟，5脚是激光二极管输入端，6脚电源地，7脚电源端，8脚功率调节器输出。

[0012] 本实用新型的通信模块包括无线收发器的型号为nRF20L01，所述光电位移传感器和空中姿态传感器通过无线收发器nRF20L01的2-5脚SPI串口与无线收发器进行通信其1脚不接使得工作状态为发射状态，9-10脚外接16MHz 晶体振荡器，16脚外部参考电压，19脚数字电源输出，11脚功率电源输出，12-13脚天线端，8、14、17、20脚电源地，7、15、18脚电源端。

[0013] 本实用新型的供电模块包括线性充电管理控制器MCP73831、电压调整器RT9193、共阴极二极管、发光二极管、电源开关、电池接口；线性充电管理控制器MCP73831的1脚与2脚串联再连接电源端和电容一端，电容另一端接地，实现滤波；3脚串联电阻与发光二极管后串联4脚接地，6脚通过电容与串联好的7脚和8脚连接，实现滤波，共阴极二极管，以满足充电与供电同时进行；发光二极管作为充电指示；电源开关实现虚拟鼠标的开关；电池接口用来接入电池，电压调整器RT9193与外围电路构成稳压电路，电压调整器RT9193的1脚与两个并联电容，电阻的一端连接，电阻另一端连接电源端，实现滤波，2脚与两个并联电容连接，实现滤波。

[0014] 本实用新型的有益效果是：帮助无臂残疾人实现虚拟鼠标输入从而控制计算机。以头戴式设备为辅助工具方便携带，可在不同的头戴式设备之间拆卸和安装，适用的头戴式设备范围广，适用的生活场景多；相比双腿运动和膝盖运动实现虚拟鼠标输入，本实用新型采用的头部运动和眨眼方案的体能消耗小操作效率高；本实用新型的无线虚拟鼠标可以直接对计算机虚拟键盘进行键入操作，无需采集用户语音，所以不会受嘈杂环境的影响同时不会泄露用户隐私的语音信息。本实用新型采用无线通信实现虚拟鼠标输入控制计算机，用户免受传统有线鼠标连接线的限制，具有较高的自由度；本实用新型不仅特别的适用于无臂残疾人的计算机操作，正常人的使用也非常合适，可适当缓解现代人的“计算机病”，例如鼠标手、键盘手或脊椎类疾病。

[0015] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的[0016] 一种一种无臂残疾人无线虚拟鼠标不局限于实施例。

附图说明

[0017] 图1是本实用新型的工作原理图；

[0018] 图2是本实用新型的一较佳实施例的无线虚拟鼠标电路原理图；

[0019] 图3是本实用新型的一较佳实施例的供电模块电路原理图；

[0020] 图4是本实用新型的一较佳实施例的眼镜外观图之一；

[0021] 图5是本实用新型的一较佳实施例的眼镜外观图之二。

具体实施方式

[0022] 实施例，参见图1所示，本实用新型的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标的工作原理是通过将头部位置的相对变化和眼睑移动的距离和时间分别转化为电信号，再通过无线模式将电信号发送至计算机完成计算机鼠标的光标移动和确以。

[0023] 参见图4、图5所示，本实用新型的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，包括头戴式设备和无线虚拟鼠标本体，本实施例是以眼镜1为头戴式设备，所述眼镜1包括镜框11和镜腿12；所述无线虚拟鼠标本体2通过支架5可拆卸地连接在所述镜框11和所述镜腿12的上端；所述无线虚拟鼠标装置2包括充电接口221、电源开关222、眼睑眨动检测采集口211、头部运动检测采集口233，该方案适用不同规格尺寸、不同用途、不同场景下佩戴的各种眼镜。

[0024] 所述无线虚拟鼠标本体2包括头部运动检测模块3、眼睑眨动检测模块4、通信模块5和供电模块6；所述头部运动检测模块3通过空中姿态传感器采集头部位置的相对变化，该相对变化包括头部上、下、左、右和/或倾斜的相对变化信号，并通过通信模块5将头部位置变化信号发送给计算机，使计算机的屏幕光标同步变化，实现虚拟鼠标光标移动定位滚轮功能；所述眼睑眨动检测模块4通过光电位移传感器采集眼睑移动的距离和时间，并通过通信模块5将眼睑移动的距离和时间变化信号发送给计算机，当移动的距离达到闭眼的距离，且时间大于眨眼的时间时，认定为确认键功能有效，实现虚拟鼠标确认键功能；通信模块5通过无线收发器将头部运动检测模块3采集到的头部位置变化信号和眼睑眨动检测模块4采集到的眼睑移动的距离和时间变化信号发送给计算机实现虚拟鼠标的光标移动和确认的功能；供电模块6为头部运动检测模块3、眼睑眨动检测模块4和通信模块5供电。

[0025] 本实施例中，所述无线虚拟鼠标的电路原理图参见图2，包括光电位移传感器PAW3205，空中姿态传感器MPU6000，无线收发电路nRF20L01三个集成电路。

[0026] 光电位移传感器PAW3205是一种高性能低功耗的CMOS工艺的光学传感器，光电位移传感器PAW3205及外围元件构成眼睑眨动检测模块，用以实现无线虚拟鼠标确认键功能；光电位移传感器PAW3205的1脚不接，2脚是移动检测输出端与U5的5脚连接实现SPI串行数据输出，3脚是串行I/O接口与无线收发电路nRF20L0的4脚连接实现SPI串行数据输入，4脚是串行时钟端与无线收发电路nRF20L0的3脚连接实现SPI串行时钟，5脚是激光二极管输入端，6脚电源地，7脚电源端，8脚功率调节器输出；该电路图设计使得光电位移传感器PAW3205通过SPI串口与无线收发电路nRF20L0进行通信，当用户上眼睑眨动时，光电位移传感器PAW3205采集眼睑移动的距离和时间；当移动的距离达到闭眼的距离，且时间大于500毫秒时，认定为确认键功能有效，完成无线虚拟鼠标确认键功能。

[0027] 空中姿态传感器MPU6000集成了3轴陀螺仪，3轴加速度计，陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量，空中姿态传感器MPU6000与外围元件构成头部运动检测模块，用以实现无线虚拟鼠标光标移动定位功能；空中姿态传感器MPU6000的1脚可选的外部时钟输入，6脚I2C主串行数据未使用，7脚I2C主串行时钟未使用，8脚与无线收发电路nRF20L0的2脚连接实现SPI片选，9脚与空无线收发电路nRF20L0的5脚连接实现SPI串行数据输出，10脚校准滤波电容连线，11脚帧同步数字输入未使用，12脚中断数字输出未使用，13脚电源端，18脚电源地，19、21-22脚预留未使用，20脚电荷泵电容连线，23脚与无线收发电路nRF20L0的3脚连接实现SPI串行时钟，24脚与无线收发电路nRF20L0的4脚连接实现SPI串行数据输入，2-5、14-17脚不接；该电路图设计使得空中姿态传感器MPU6000通过SPI串口与无线收发电路nRF20L0进行通信，移动头部时，空中姿态传感器MPU6000采集头部上、下、左、右和/或倾斜的相对变化，并将变化信号发送给计算机，使屏幕光标同步变化，实现虚拟鼠标光标移动定位滚轮功能。

[0028] 无线收发器nRF20L01及外围元件构成通信模块，用以实现无线通信功能；无线收发电路nRF20L0的1脚工作状态选择不接是发射状态，2-5脚SPI串口端，6脚数据接收未使用，9-10脚外接16MHz晶体振荡器，16脚外部参考电压，19脚数字电源输出，11脚功率电源输出，12-13脚天线端，8、14、17、20脚电源地，7、15、18脚电源端。

[0029] 空中姿态传感器MPU6000和光电位移传感器PAW3205通过SPI串口与无线收发电路nRF20L0进行通信连接，空中姿态传感器MPU6000发出光标移动定位信号，光电位移传感器PAW3205发出功能确认信号，无线发射电路将信号发送给计算机，完成无线虚拟鼠标的输入操作。

[0030] 本实施例中所述无线虚拟鼠标的供电模块6的电路原理图参见图3，线性充电管理控制器MCP73831与外围电路构成锂电池充电管理电路，将线性充电管理控制器MCP73831的1脚与2脚串联再连接电源端和电容C101，实现输入端滤波；3脚串联电阻R101与发光二极管D101后串联4脚接地，5脚不接，6脚通过电容C102与串联好的7脚和8脚连接，实现输出端滤波；D102是共阴极二极管，可满足充电与供电同时进行，D101是发光二极管作为充电指示，SW1是电源开关实现虚拟鼠标的开关，BAT是电池接口用来接入电池；电压调整器RT9193与外围电路构成稳压电路，将RT9193的1脚是输出端与电容C105、电容C106、电阻R102的一端连接，电容C105与电容C106的另一端与地端连接，电阻的另一端与电源端连接，实现输出端滤波；2脚是输入端连接已经并联好的电容C102与C103，实现输入端滤波；该供电模块6为头部运动检测模块3、眼睑眨动检测模块4、通信模块5供电。

[0031] 上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种无臂残疾人无线虚拟鼠标，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

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一种无臂残疾人无线虚拟鼠标

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技术领域

背景技术

附图说明

具体实施方式

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