在申请本发明专利前，本发明人已经申请了三项专利：1.《多点及平面端部电脑手绘输入笔》申请号 2006101417559；2.《活动双杆部及活动头部光电鼠标笔》申请号200610147140.7；3.《平面端部活动头 部活动双杆部鼠标手绘笔》申请于2006年12月5日，由于与本专利申请的时间太接近所以还未获得申请 号。本专利可以参考前三项专利内容进行理解。
第一部份为电脑手绘输入系统和电脑手写输入系统的背景技术：
电脑手绘输入系统和电脑手写输入系统的硬件部份结构原理大致相同，不同的主要是压感级数和分辨 率，因此这里仅介绍电脑手绘输入系统硬件。电脑手绘输入系统的硬件部份分为手绘板和手绘笔两部份。
目前的电脑手绘输入系统硬件主要为电磁感应式结构，它分为电磁感应手绘板和电磁感应手绘笔两部 分。它的功能原理是：通过在手绘板下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场来感应带有线 圈的手绘笔的笔尖位置进行工作的。电磁感应手绘笔可放出电波，由手绘板感应到后计算出笔的位置形成 电子信息输入给电脑。由于电磁波能隔空传导，所以即使手绘笔不接触到手绘板，手绘板也能感应到。因 此在距离手绘板一定高度之内，手绘板仍能感应到手绘笔的位置。在手绘笔中有压感探测器能探测到手绘 笔对手绘板的压力大小，比如在手绘笔笔尖处有一块压电陶瓷。手绘板中的布线电路和手绘笔中的线圈实 际上组成了手绘笔在手绘板上方的xy轴探测器，线圈和布线电路需要互相配合才能工作。
第二部份为电脑鼠标的背景技术：
目前的光电鼠标结构为：在光电鼠标中有光学感应器芯片(或者称为光学引擎芯片比如安捷伦公司生 产的芯片)和发光二极管组成的xy轴探测器(也可看作是xy轴移动轨迹探测器)。在光电鼠标底部为平 面，或者是有一些凸起，这些凸起减小了摩擦力，凸起的顶部在一个平面上，它们实际上组成了抽象的平 面。光电鼠标底部有一个开口，当人手持光电鼠标在某一物体平面如桌面或鼠标垫上做沿这一物体平面的 运动时，发光二极管发出的光线通过底部的开口照在这一物体平面上，反射回来的光线通过光学感应器芯 片底部的感光孔，由光学感应器芯片接收到，经过计算等处理形成光电鼠标在这一物质平面上的xy轴坐 标信息，或光电鼠标在这一物质平面上移动的轨迹信息。当然发光二极管也可以是其它发光电子元件比如 激光二极管等等。机械鼠标中除开按键和滚轮(这个滚轮指的是鼠标顶部控制屏幕页面翻页的滚轮)外的 部分，如底部的滚动球和滚动球驱动的滚轴和栅栏或齿纹，以及栅栏两侧的发光二极管和感光元件实际上 也组成了xy轴探测器(也可看作是xy轴移动轨迹探测器)。机械鼠标除了xy轴探测器和信息处理电路外 其它部分与光电鼠标大致相同。目前的纵横滚轮鼠标具有移动屏幕光标和纵横滚轮的功能，纵横滚轮能控 制屏幕页面向上下左右四个方向滚动。
当用鼠标作为手绘输入工具进行书写和绘画时，由于人手持鼠标的方式与持笔写字绘画习惯不同，且 做书写绘画动作时尤其是运笔动作时需要按下鼠标左键，因此使用不太方便。
第三部份为电脑游戏摇杆的背景技术：
游戏摇杆的硬件部份通常分为两部分：底座和摇杆。底座的底部为平面，这使它能平稳的放置在桌面 上。底座上方是摇杆，摇杆下端与底座由一个倾斜摇摆接头相连。摇杆能以这一倾斜摇摆接头的中心为中 心，向底座的底部平面的任意方向做倾斜摇摆运动，这一运动的方向和角度能由一个倾斜摇摆探测器探测 出来并形成电子信息，用来控制游戏人物或其它物体的运动。
第四部份为电脑3D软件操作设备的背景技术：
目前的电脑3D软件的操作设备一般是使用轨迹球，它的操作方式功能简单，操作动作单一，轨迹球 由顶部的滚动球、外壳、由滚动球驱动的xy轴探测器、按键组成，滚动球的运动方式实际上只有二维平 面的运动能力，不能方便的在不配合使用快捷键和点击软件界面按钮的情况下操纵3D软件中的3D物体或 者场景进行各种方式的运动。而本发明能够用本发明各个组成部份间的相对运动和自身相对于某物体的运 动，实际上可以具有全3D的运动能力，也就是说xyz轴移动和xyz轴旋转运动能力，可以说是6维的运 动能力，来操纵3D物体或者场景进行xyz轴移动和以某一点为中心的xyz轴旋转运动。
xy轴探测器当然也需要有一些电子线路和集成电路比如运算电路或接口电路的支持才能工作，但是这 里所指的不包括这些电路。xy轴探测器一般都有两部份(不包括信息处理电路)，它的两部份可以看作是 一个是发射某种信号的部份，另一个是接收信号的部份；或者看作一个是发射电磁波的部份，另一个是接 收电磁波的部份；或者是一个是发射声波的部份，另一个是接收声波的部份等等。
从以上的背景技术中我们看到实际上电脑手绘输入系统也具有鼠标功能，同样的鼠标也能作为电脑手 绘输入系统使用，但是目前的电脑手绘输入系统不能探测出手绘笔笔杆的倾斜摇摆的方向和角度，即使手 绘笔笔杆的倾斜摇摆能够对形成的电子信息有一定的影响，使用者也不能自由方便的控制来产生各种功 能。所以我的发明中只要能具有电脑手绘输入系统功能就能具有鼠标功能了，同样可以先使鼠标具有手绘 笔功能，然后再使本发明能够探测出笔杆的倾斜摇摆的方向和角度，这样就可以用笔杆的倾斜摇摆的方向 和角度来产生电脑游戏摇杆功能和鼠标滚轮功能，以及用笔杆的倾斜摇摆来控制电脑图形的点和线条的宽 度或颜色深浅变化，再加上头部4的自旋运动和杆一6相对杆二7的上下运动就可以使本发明的硬件部份 具有全3D操作设备功能。
那么我们就从手绘输入系统进行说明，电磁感应式手绘板和手绘笔实际使用功能的基本实现方式为， 人手持手绘笔在手绘板上模拟传统的笔在纸上的书写或绘画动作或鼠标动作，手绘板的布线电路和手绘笔 中的线圈共同配合探测出手绘笔相对于手绘板的各种运动状态，并把运动状态转化为电子信息输入电脑， 电脑根据这些信息通过软件模拟出书写的字或绘画的图形或鼠标移动的轨迹和鼠标的点击动作。
抽象的说在人的书写和绘画行为的过程中需要用到两大工具：
〔1〕：一是作用体，一般指的是人手持的工具，在书写和绘画时通常处于相对运动状态中。传统的如铅笔； 美工钢笔；木刻刀等。
非传统的如电脑手绘笔；电脑手写笔；鼠标等。以及本发明的实际产品的笔状输入部件。
〔2〕：二是受体，通常受体大多为平面状态，它的空间形态抽象为二维，在书写和绘画时通常处于相对静 止状态中。受体面也可以有一些曲率或弧度，只要不影响使用效果即可，且某些受体本身就是弯曲的比如 在立体物体表面进行雕刻时此物体表面也可看作受体。传统的如纸；木板。
非传统的如电脑手绘板；电脑手写板；鼠标垫等。由于本发明的实际产品可仅有笔状输入部件，所以本发 明的受体可为桌面，鼠标垫等。
在鼠标使用的过程中也有作用体和受体两部份：作用体是鼠标，受体是鼠标垫和桌面等鼠标能够在其 上工作的物体表面。
在3D操作设备使用过程中也有作用体和受体两部份：3D操作设备是作用体，3D操作设备相对运动的 物体是受体，即使是某种可以悬空在空气中使用的3D操作设备，也有受体，此时受体是空间或空气，因 为这时3D操作设备是相对于虚无的空间或空气运动的。在本发明做为3D操作设备的使用过程中受体是本 发明能够在其上工作的物体表面。
在本说明书中作用体一般指人手持的工具，受体指人手持的工具与之相对运动的物体；不管人使用此 工具的用途如何都是如此。本发明硬件部份主要是非传统的作用体的发明。
在人用传统的作用体和受体进行书写和绘画时，人手持作用体在受体上做各种书写和绘画动作，在受 体上留下痕迹形成书写和绘画的字体和图形。
在人用非传统的作用体和受体进行书写和绘画时，人手持作用体在受体上模拟各种书写和绘画动作， 作用体和受体中的电子仪器探测到这些运动，并把这些运动转化为电子信息，在电脑中模拟出书写和绘画 时的痕迹。书写和绘画时的痕迹指的是点，线，面和它们颜色的变化。
要想产生或用电脑模拟书写和绘画的字体和图形。必须具有作用体和受体两大物质实体，书写和绘画 的字体和图形的产生与作用体在受体上所做的运动直接相关。
由于本发明和电磁感应式手绘输入系统是模拟传统作用体在受体上的动作进行工作的，那么这里分析 一下传统作用体的动作，以铅笔为例，铅笔的书写和绘画动作过程可分为四部份：
1：落笔动作过程：铅笔笔尖在纸面上方，向纸面上的某一个想要书写和绘画的笔划或图形的起笔处下落 的动作过程。这一过程中笔尖与纸面的距离不断减小，这一过程中笔尖在最后阶段接触到纸面，只形成一 维点状的痕迹。
2：运笔动作过程：铅笔笔尖与纸面保持接触，笔在纸上的动作过程。这一过程中纸上形成了笔划或图形 的痕迹。
3：提笔动作过程：铅笔笔尖离开纸面，不与纸接触并向上提起一定高度，笔尖与纸面保持一定距离的动 作过程。这一过程中不形成笔划或图形的痕迹。实际上笔尖一离开纸面就不会形成笔划或图形的痕迹了， 之所以铅笔要再向上提起一定距离，是为了在以后的移笔动作中，笔尖不会由于人手的不稳定性不小心接 触到纸面，而形成不需要的痕迹。这一过程中笔尖与纸面的距离不断加大到一定程度停止。
4：移笔动作过程：笔尖与纸面保持一定距离，并向纸面上的某一位置，也就是下一个想要书写和绘画的 笔划或图形的起笔处移动的过程。这一过程中笔尖不接触到纸面不形成笔划或图形的痕迹。
以上的书写和绘画动作过程中笔的具体运动方式有四种：
1：笔在纸面上的xy轴坐标上的运动。在这一运动方式中笔与纸的距离不变。
2：笔在纸面上方的z轴方向上的运动。这一运动中笔尖与纸面的距离大小不断变化。
3：笔或笔杆的倾斜摇摆运动。笔或笔杆与纸面的夹角大小和方向变化。
4：笔以自身长度方向也就是纵方向的轴线为轴的自旋运动。
xy轴方向指的是水平面的方向，z轴方向指的是垂直于水平面的上下方向。
在铅笔的所有四种书写和绘画动作过程中笔都能够做以上的四种具体运动方式，但是它们的主要的运 动方式不同。
在铅笔的运笔动作过程中，人能够自由方便的用笔的这四种具体运动方式控制形成的纸面痕迹的不同 变化，比如用铅笔笔尖在纸面上的xy轴平面上的运动形成痕迹的轨迹变化；用手对笔施加的压力变化使 笔尖对纸面的压力变化，产生痕迹的大小或颜色深浅变化，比如线条的颜色深浅变化，手对笔施加的压力 变化可看作是笔尖保持与纸面接触并在纸面上的z轴方向上的微小范围的运动；用笔或笔杆的倾斜摇摆使 笔尖与纸面的接触面积大小变化产生纸面痕迹的大小变化，比如线条的粗细变化；用笔的自旋来使笔尖在 纸面上旋转以此产生痕迹的某些特征的变化，比如点的形状的变化。
在铅笔的提笔和落笔动作中铅笔与纸面的距离变化，所以可以说铅笔主要做纸面上方的z轴方向上的 运动。当然提笔落笔动作中笔尖的运动轨迹也不一定是垂直于纸面的一维直线运动，运动轨迹也可以是倾 斜的曲线运动，这实际上可以视为铅笔在做提笔落笔动作时同时做了小幅度的运笔或移笔动作。
在铅笔的移笔动作中铅笔主要做纸面上方与纸面有一定距离的xy轴坐标上的运动。
电磁感应式手绘输入系统只能够用手绘笔的xyz轴的运动来控制电脑屏幕中模拟的痕迹的不同变化。 它的控制方式具体为：当手绘笔在手绘板上做xy轴平面移动时，xy轴探测器探测到这一移动并形成电子 信息输入电脑，电脑根据压感探测器的信息，把这一信息转化为书写和绘画痕迹的轨迹或电脑屏幕光标的 移动轨迹，如果手绘笔笔尖与手绘板保持接触则压感探测器产生信息，电脑把手绘笔的xy轴平面移动信 息转化为书写和绘画痕迹的轨迹，如果手绘笔笔尖与手绘板不接触则压感探测器不产生信息，电脑把手绘 笔的xy轴平面移动信息转化为电脑屏幕光标的移动轨迹。手绘笔笔尖与手绘板保持接触时，手的压力大 小由压感探测器探测出来产生信息输入电脑，电脑软件根据压力的大小产生书写和绘画痕迹的大小或颜色 变化。
在用鼠标进行电脑书写绘画时按下鼠标左键相当于电磁感应式手绘输入系统的手绘笔笔尖与手绘板 接触压感探测器产生信息的动作。
本发明能够用以上四种具体运动方式来控制电脑屏幕模拟的痕迹的不同变化，并能用杆部的倾斜摇摆 运动来产生游戏摇杆和鼠标滚轮功能，杆部的倾斜摇摆运动是向平面的所有方向进行的，所以能控制屏幕 页面向屏幕的所有方向滚动，而不是象纵横滚轮鼠标的滚轮能控制的方向只有上下左右四个方向。

坐标系可以是非欧几里得几何的坐标，但是大多数情况下是欧几里得几何的坐标。xy轴坐标是指沿着 受体表面的坐标，以及在受体表面上方一定距离内的与受体表面平行的坐标，z轴指与受体面距离大小变 化的坐标或者是垂直与受体表面的上下坐标。坐标系可以是非欧几里得几何的坐标原因是由于受体面可能 有曲率。机械构造的独立个体指的是两个以上互相之间能够做某种相对运动的物体。相对或相互运动指的 是两个互相做为运动参照系的物体之间的运动。本发明上的鼠标左右键表示具有鼠标左右键功能的按键。
本发明最重要的内容是本发明的三部份：头部4、杆一6、杆二7之间的相对运动的方式。具体为杆 二7与头部4的相对运动以及杆一6与杆二7的相对运动这两种运动方式是最重要的，杆一6与头部4的 相对运动由以上两种运动合成。这些相对运动可以根据电脑软件的设计用来控制软件产生各种不同功能。
以下对本发明硬件的功能实现原理进行直观的说明：
可以说所有的电脑操作设备都是为了使人能够方便有效地操作电脑来设计的，要达到这一点就要使人 在使用此设备时手部的动作尽量灵活，并且最好手部能够做出的一切动作都能用来操作电脑，在本发明的 硬件中人的手腕的一切动作都能用来操作电脑，这里所说的不包括手指的按键等动作，手腕的动作包括了 空间xyz轴移动和自身的xyz轴旋转运动。
为了达到以上所有功能需要分步骤一步一步达到，首先使本发明硬件具有电脑手绘系统功能。首先使 普通鼠标具有手绘笔功能，这里用光电鼠标进行说明。普通光电鼠标也可以做为电脑绘画使用，但是使用 不方便，这是因为人使用鼠标的方法与使用笔的方法不同，实际上主要是使用鼠标时的手部动作与使用笔 的动作不同；另外人手持鼠标的姿势也与持笔姿势不同；这两大不同使得鼠标做为电脑手绘输入系统使用 不方便不灵活。
使用鼠标时的手部动作与用笔不同表现在鼠标绘画时如果要在电脑屏幕上绘制出线条需要按住鼠标 左键然后移动鼠标才行，如果不按住左键移动鼠标则只是屏幕光标移动而不产生线条；而铅笔绘画以及电 脑手绘笔绘画时是用笔尖的下压与纸面或手绘板等保持接触，并对纸面或手绘笔中的压感探测器施压，然 后移动铅笔或手绘笔绘制出线条的，绘制某一线条后再用提笔动作提起笔尖使笔尖不与纸面或手绘板接 触，然后再移动笔尖或屏幕光标但不绘制出线条；这两种方法很不相同，并且人手使用笔的动作中包括了 笔杆的倾斜摇摆动作，鼠标也做不出这一动作。
为解决以上问题，本发明硬件采用以下结构，本发明硬件包括了三个机械构造上的独立个体：头部4、 杆一6和杆二7；杆一6和杆二7合称为杆部5。头部4可以采用光电鼠标的结构，可以说头部4大致上 就是一个没有按键和滚轮的小光电鼠标；在头部4上连接有杆二7，杆二7有上下两端，杆二7以其下端 与头部4相连，杆二7与头部4的连接部份的机械结构功能上相当于游戏摇杆中摇杆与底座的连接处的结 构，此结构可称为倾斜摇摆接头，杆二7能够与头部4做以倾斜摇摆接头为中心的倾斜摇摆运动，杆二7 的这一运动方式中头部4相当于游戏摇杆的底座，杆二7相当于摇杆，也就是说杆二7与头部4做类似于 摇杆与底座的相对倾斜摇摆运动，此运动方式也类似于笔或笔杆在笔尖与纸面保持接触时以笔尖为中心的 倾斜摇摆运动；然后在杆二7上加一个杆一6结构，杆一6与杆二7的连接方式可以是杆一6底部有一个 导轨空腔60，杆二7的上半部份相当于一个能够在导轨空腔60中上下滑动的物体，杆一6以其底部的导 轨空腔60套在杆二7的上半部份之上与杆二7做在其上下两端之间的上下一维相对运动；杆二7与头部4 以及杆一6与杆二7的相对运动都是无阻力的自由运动；当杆一6向杆二7下方运动时停止于杆二7下方 某处，停止的方式可以是由于杆一6碰到了杆二7上的一块压电陶瓷，或者是杆二7碰到了杆一6上的压 电陶瓷等等方式，重要的是杆一6能够把它向下的压力传递给此压电陶瓷，此压电陶瓷可以称为压感探测 器，此压电陶瓷功能与手绘笔中的压电陶瓷相同；由于杆一6只能与杆二7做上下运动，并且杆二7也只 能与头部4做倾斜摇摆运动，所以杆一6可以带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物体表面滑动，也就是 说人能够手持杆一6带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物体表面移动或滑动，这种滑动与鼠标在鼠标垫 上滑动并控制电脑屏幕光标移动相同。
这样一来人就可以手持杆一6带动杆二7再带动头部4做书写绘画动作了，具体使用方法如下：使用 时按住鼠标左键的动作由杆一6下压对压感探测器施加压力代替，杆一6下压的动作与铅笔或手绘笔的下 压动作相同，绘制线条时杆一6下压保持对压感探测器施加压力并带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物 体表面移动或滑动，这时压感探测器探测到的手部的压力信息输入电脑，在电脑中此信息与头部4的鼠标 结构产生的移动信息共同使屏幕上绘制出线条，线条的粗细由手持杆一6对压感探测器的压力大小决定； 在绘制完某一线条后人再手持杆一6将杆一6提起，由于杆一6能与杆二7做上下一维运动，所以当杆一 6被提起后杆二7和头部4由于重力的作用停留在鼠标垫上，这时杆一6不对压感探测器施加压力，然后 同样的由于杆一6只能与杆二7做上下运动，并且杆二7也只能与头部4做倾斜摇摆运动，所以人可以持 杆一6带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物体表面滑动，头部4的移动使屏幕光标随之移动；在人手持 杆一6带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物体表面移动或滑动时，人还能手持杆一6带动杆二7与头部 4做倾斜摇摆运动，倾斜摇摆运动的方向和角度可以由某个倾斜摇摆探测器探测出来，此探测器的结构可 以使用与游戏摇杆类似的结构，但是这种探测器结构效果不是太好一般不能探测出倾斜摇摆的角度，且探 测的方向通常也只有前后左右四种，所以可以采用本说明书的具体实施方式中介绍的探测器；这样一来人 用本发明来进行书写绘画时其手部动作和手持方式就都与用笔的方法相同了。
并且本发明中的杆一6的下压使压感探测器受压和杆一6带动杆二7的倾斜摇摆，产生的电子信息都 可以用来控制书写绘画时的线条粗细和颜色深浅，而电磁感应式手绘笔只能用笔尖下压对压感探测器施加 压力产生的电子信息控制线条的粗细或者通过软件转换来控制线条颜色深浅，所以本发明能够用杆一6下 压和杆一6带动杆二7倾斜摇摆同时来控制线条的粗细和颜色深浅，这将使本发明做为电脑手绘工具使用 时效果比手绘笔好的多；另外杆一6带动杆二7的倾斜摇摆运动还可以用来产生其它功能，比如游戏摇杆 功能、屏幕页面翻页功能等等。
当然使用中由于普通光电鼠标体积较大，所以在人用本发明来进行书写绘画时头部4的体积将会影响 手部的动作的灵活性，但是普通光电鼠标实际上是可以大大缩小的，原因有以下两点：第一是因为头部4 的功能是探测出头部4在鼠标垫上的移动轨迹或者是头部4在鼠标垫上的坐标信息，以此信息输入电脑转 化为屏幕光标的移动轨迹或书写绘画的线条，所以头部4中只要有光学感应器芯片和发光二极管组成的xy 轴探测器以及其附属电路即可，鼠标左键和右键等按键和滚轮可以减去，右键可以在杆一6上，滚轮可以 用滚轮键代替并且也在杆一6上，左键功能可以由压感探测器代替，这样头部4体积就可以大大缩小了； 第二是因为普通光电鼠标在使用时它的手持方式是用整个手掌覆盖在其上然后移动它的，如果光电鼠标体 积太小则使用反而不方便，所以普通光电鼠标体积制造的比较大，也就是说并不是不能将它制造的很小， 比如某些笔记本电脑使用的便携式光电鼠标体积就极小。因此可以采用一些方法使头部4体积大大缩小： 在普通光电鼠标中通常有光学感应器芯片和发光二极管以及接口集成电路，还有一些附属电路的电阻和电 容等，头部4中可以采用集成有接口电路和光学感应器芯片的一体化芯片，这样头部4中就可以只有一块 集成电路芯片了；并且由于普通光电鼠标中的发光二极管的安装位置和角度的问题，光学感应器芯片和发 光二极管安装的不够紧凑，可以采用调整发光二极管与光学感应器芯片的安装角度和相对位置并改变光路 以及透镜结构的方法使头部4中光学感应器芯片和发光二极管安装的比较紧凑，这样也可以大大减小体积； 还有由于普通光电鼠标中的光学感应器芯片工作的原理和方法问题，光学感应器芯片底部通常有透镜组成 的光路，光学感应器芯片安装于其上的电路板与光电鼠标底部或底板(或者说是光电鼠标底部的外壳)之 间存在一定的空间，在头部4中可以将附属电路的电阻和电容等安装于电路板与底部或底板或外壳之间的 空间中，实际上也可以将发光二极管也安装于此空间中，电路板可以采用双面电路板；通过以上方法头部 4的体积已经可以减小为长宽小于2-3厘米，高度小于1-1.3厘米了，这样小的体积已经完全不会影响到 手部的动作了。如果再把所有头部4中的电子元件包括光学感应器芯片等都以贴片式安装工艺安装，且在 制造光学感应器芯片时尽量减小其体积，并采用比较小的电阻和电容等；还可以将发光二极管或其它发光 元件比如激光二极管安装于杆部5中，并通过光路将光线输入头部4，那么头部4体积还可能更加小。实 际上头部4在实际使用中并不需要太小，长宽3-3.5厘米，高1.5厘米左右实际上就已经可以了；甚至于 头部4长宽超过3.5-4厘米，高度超过2厘米也仍然具有实用性。
通过以上的说明，可以看到本发明在仅仅具有鼠标和手绘系统功能时它的创造性实用性新颖性都已经 是极高的，本发明与已有的某些笔形鼠标相比，与之完全不同，这些笔形鼠标仅仅具有笔的形状，使用时 仅仅是能够以持笔方式使用鼠标，使用时不能够做出笔的所有动作，所做出的动作只有笔在纸面上的xy 轴坐标上的运动一种，使用方法与用笔书写绘画相差很远，而本发明做为手绘笔用时能够做出所有的笔的 动作，并且动作与用笔的动作基本相同，实际使用效果区别极小。这一说法并非夸大其词，本发明并不仅 仅是能够做出这些动作而已，实际上本发明能够做出的所有动作都可以用各种探测器探测出来并转换为电 子信息输入电脑，以手部的各种动作来操作电脑。本发明使用时一般是手持杆一6来操作电脑的，手持杆 一6能够做出的动作包括了背景技术中说明的：书写和绘画动作过程中笔的具体运动方式中的所有四种运 动方式；能够做出这四种运动方式实际上也就是说笔的落笔、运笔、提笔、移笔动作都可以实现；实际上 也就是说手持杆一6能够做出的动作具有全3D的运动能力，也就是说xyz轴移动和xyz轴旋转运动能力， 可以说是6维的运动能力，可以用这些运动来操纵电脑软件中3D物体或者场景进行xyz轴移动和以某一 点为中心的xyz轴旋转运动；这些运动都可以由探测器探测出来形成电子信息并且输入电脑。
手持杆一6所能够做的动作方式具体如下：杆一6可以带动杆二7再带动头部4沿鼠标垫等物体表面 滑动，此运动方式可以说是头部4与鼠标垫等物体的相对二维运动，由于是杆一6带动头部4运动所以实 际上也可以说是杆一6的运动，此运动方式为物体平面上方一定距离内的xy轴平面二维运动，此运动可 以由xy轴探测器探测出来；杆一6可以与杆二7做在杆二7上下两端之间的上下相对运动，此运动方式 为物体平面上方的上下一维z轴运动，此运动可以由距离探测器探测出来；杆一6可以带动杆二7与头部 4做以倾斜摇摆接头为中心的相对倾斜摇摆运动，此运动方式可以说是杆一6或杆二7的围绕x轴或者y 轴的旋转运动，此运动可以由倾斜摇摆探测器探测出来；杆一6可以带动杆二7再带动头部4在鼠标垫等 物体表面上做旋转运动，此运动方式可以说是头部4与鼠标垫等物体的相对旋转运动，此运动可以由旋转 探测器探测出来，此运动方式可以说是头部4或杆一6或杆二7的围绕z轴的旋转运动。这些运动的具体 方式和探测器的具体结构在下面说明。
以上的说明是本发明硬件部份的基本原理基本结构的直观的说明，以下再作本发明的具体的说明。实 际上本发明中的头部4中的xy轴探测器并不一定要是光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管组成的 xy轴探测器，也可以是机械鼠标或者电脑手绘输入系统比如电磁感应式手绘系统的xy轴探测器；杆一6 与杆二7以及杆二7与头部4的相对运动的方式等等的本发明的各种运动方式也可以稍有不同；本发明的 几个机械构造上的独立个体间的实际连接结构也可以采用各种机械结构，只要功能大致不变即可；这些较 小的改变对本发明的实际功能不会产生太大的影响。以下将进行详细说明。
本发明的最基本原理是：
以头部4底部也就是端部3的表面形态限定头部4在受体2上的运动方式，使其运动方式只能为沿受 体2表面的相对受体2的移动，和端部3与受体2保持接触的情况下的头部4相对受体2的自旋运动，并 以此限定或改变xy轴探测器获得的信号的特征为受体2表面上的xy轴二维信息；以杆部5或杆二7或杆 一6相对头部4底部也就是端部3表面的倾斜摇摆运动模拟笔或笔杆和游戏摇杆中的摇杆的倾斜摇摆运动， 还有3D物体的xy轴旋转运动；以杆一6相对于杆二7的运动来模拟笔的书写绘画动作中笔在纸面上方的 z轴方向上的运动，或者是笔尖与纸面的距离变大变小的运动，以及鼠标的按住放开左键的动作，还有3D 物体的z轴运动；以头部4在受体2表面上沿受体2表面xy轴坐标的移动来模拟笔的书写绘画动作中的 笔在纸面上的xy轴坐标上的运动，还有3D物体的xy轴坐标上的移动，以及鼠标在鼠标垫等的物体平面 上的移动动作；以头部4的自旋运动模拟笔以自身纵方向的轴线为轴的自旋运动，以及3D物体的z轴旋 转运动。
本发明最基本原理的实现方法是：
本发明主要为作用体的发明。本发明主要由三部份组成：端部3、头部4、杆部5；杆部5分为杆一6 和杆二7两部份。端部3是头部4底部的面或是由头部4底部的小凸起的顶部组成的抽象的面，这一端部 3表面一般是二维平面；但是如果本发明在某受体2上使用时此受体2有一定曲率，则端部3也可以有与 之配合的曲率，只要使两平面能够紧密配合满足使用的效果即可。由于端部3是头部4的底部或由底部小 凸起的顶部组成，所以端部3和头部4是整体的机械构造，它们之间无机械运动部份，所以实际上本发明 的机械构造分为三个独立的个体：头部4(它已经包括端部3)、杆一6、杆二7。本发明的实际产品也可 以不具有杆一6；或者不具有头部4；或者杆二7与头部4以固定的机械结构连接，互相不能做相对运动； 这些实际产品也具有实用性和新颖性创造性；这些实际产品可称为具有部份机械构造独立个体的产品。
头部4、杆一6、杆二7内部都可以有电子元件和机械结构等部件，它们互相之间以某种机械方式连 接，它们互相之间也可以有电子引线连接，或其它电源和电子信息连接。它们互相之间机械和电子电源连 接的具体方式不太重要，只要能够满足实际功能即可。比如它们互相之间的机械连接方式只要能够使它们 做以下运动即可：
杆二7有两端，一端称为上端，另一端称为下端。
头部4与杆二7下端以一个倾斜摇摆接头相连，这一连接方式使杆二7能以它与头部4连接的部位为 中心做倾斜摇摆运动，这一运动的方式类似于笔杆以笔尖为中心的倾斜摇摆运动或者是游戏摇杆中摇杆的 倾斜摇摆运动，杆二7做倾斜摇摆运动时杆二7的上端相对于头部4或端部3划出一道运动轨迹，这一运 动轨迹是弧线或者某种曲线，这一运动轨迹可以是圆弧形，圆弧的圆心是头部4与杆二7的倾斜摇摆接头 的中心，这一运动轨迹也可以不是圆弧形但是大致接近圆弧形，可以是抛物线等等，这是由倾斜摇摆接头 的实际结构不同产生的，运动的轨迹只要能够满足实际使用的需要即可。当然在同一个具体的实际产品中， 杆二7与头部4或端部3做相对倾斜摇摆运动时的上端的运动轨迹是固定的线形，不能够产生人不能控制 的晃动，也就是说运动轨迹的线是无宽度的。杆二7与头部4或端部3只能做这一种相对运动。杆二7也 可以是只能与头部4做左右方向或前后方向倾斜摇摆运动的，运动方向只有前后方向、左右方向中的一种， 这时杆二7整体运动轨迹为扇形。
杆一6不与头部4有直接的机械连接，杆一6与杆二7两端之间的部份相连；或者是杆一6与杆二7 的上部份相连；或者是杆一6的下端与杆二7的上部份或上下两端之间的部份相连等等。杆一6能够相对 于杆二7做一种相对运动，在这一种相对运动中杆一6与杆二7的距离不断变化，变大或者变小。杆一6 相对杆二7运动时杆一6相对于杆二7的运动轨迹一般是一维的直线，但是也可以是有一定曲率的曲线或 弧线，只要不影响实际使用的效果即可，当然在同一个具体的实际产品中，这一运动轨迹的线形是固定的， 不能够产生人不能控制的晃动，也就是说运动轨迹的线是无宽度的。杆一6与杆二7只能做这一种相对运 动。杆一6的上下两端之间的连线以及其延长线可以看作是与杆二7上下两端之间的连线以及其延长线平 行的。(距离也可理解为是质心距离)
杆一6与杆二7的机械连接的部位不易表述，这是由于杆一6在与杆二7做相对运动时它们之间的距 离不断变化，采用某些实际机械连接结构时连接的部位不是固定的，比如以活塞式连接；导轨式连接；滑 杆式连接，这些具体连接方式中当杆一6相对于杆二7做这一种相对运动时它们之间的接触部位变化，或 者是连接部位的长短变化。
杆一6能够在杆二7相对于头部4或端部3做倾斜摇摆运动的同时相对杆二7做相对运动。也就是说 杆一6与头部4或端部3的相对运动由杆二7与头部4或端部3以及杆一6与杆二7的相对运动共同产生， 杆一6与头部4或端部3的相对运动的运动轨迹由杆二7与头部4或端部3的运动轨迹以及杆一6与杆二 7的相对运动的轨迹合成，当然如果杆二7与头部4或端部3不做相对运动时杆一6与头部4或端部3的 运动轨迹相比杆一6与杆二7的运动轨迹是相同的。由于杆一6能够在杆二7相对于头部4或端部3做倾 斜摇摆运动的同时相对杆二7做相对运动，且杆一6与杆二7的相对运动轨迹也不一定是一维直线，所以 此时杆一6与杆二7的相对运动并不一定是垂直于端部3或受体2的上下一维运动，可以是与端部3或受 体2倾斜一定角度和方向的距离变化运动。
本发明的具有本发明全部机械构造独立个体的产品使用时将头部4置于受体2表面上，端部3与受体 2表面紧密接触，人手持杆一6使用本发明，使用时当杆一6随手的动作提起时头部4由于重力的作用停 留在受体2表面上，这时杆一6与杆二7做相对运动，杆一6在受体2表面上的一定高度范围内做沿着受 体2表面上方的xy轴坐标上的运动时杆一6将带动头部4做沿着受体2表面上方的xy轴坐标上的运动。 当杆一6做以自身上下两端之间的连线为轴的自旋运动时头部4随之做自旋运动，头部4在做这一自旋运 动时端部3与受体2表面保持接触，如果受体2表面是二维平面的话，头部4的这一自旋运动大致上是平 行于受体2表面的。头部4的自旋运动应该看作是头部4相对于受体2的自旋运动。(使头部4停留在受 体2上的力也可以加上磁力或弹簧的力量，比如在受体2上有磁铁，而头部4底部是铁质或也有磁体；或 者杆一6和杆二7之间有弹簧连接)
本发明的各部份间的各种相对运动的阻力都要尽量小，比如摩擦力要足够小。
头部4、杆一6、杆二7的体积、形状、大小、长短、粗细等等根据人使用本发明的具体方法进行实 际结构的设计，如果是像用普通的笔一样使用本发明，则头部4应该足够小、高度尽量小；杆部5尤其是 杆一6是笔杆形状，当使用方法不同时也可以杆一6是一个环状或者具有一个环状结构，人的手指套在环 中操作本发明的实际产品。具体方法可以有很多种，无法列举，但是它们之间的相对运动的方式是一样的 或者是相似的。
本发明的头部4、杆一6、杆二7的运动可以由各种探测器探测出来，并转化为电子信息或者说是电 子数值并传入电脑，通过电脑软件的作用来控制电脑软件的各种功能，也就是说人能够用这些运动来操作 或控制电脑软件。这些运动的探测方式为：
一：头部4沿着受体2表面上方的xy轴坐标上的运动由xy轴探测器探测。xy轴探测器一般都有两部 份(不包括信息处理电路)，它的两部份可以看作是一个是发射某种信号的部份，另一个是接收信号的部 份；或者看作一个是发射电磁波的部份，另一个是接收电磁波的部份；或者是一个是发射声波的部份，另 一个是接收声波的部份等等；具体结构就不多说明了。xy轴探测器的两部份所在的位置可以有很多种，比 如两部份都在头部4中；或者一部份在头部4中另一部份在受体2中；或者一部份在头部4中另一部份在 杆一6或杆二7中；或者一部份在作用体中一部份在受体中像是电磁感应式手绘系统；或者两部份都在作 用体中像是鼠标等等。本发明的实际结构中如果采用光电鼠标中的xy轴探测器比如光学感应器芯片和发 光二极管，那么一般情况下光学感应器芯片和发光二极管都在头部4中，这时头部4的结构相当于是一个 没有按键和滚轮的小鼠标；但是发光元件包括发光二极管和激光二极管也不一定要在头部4中，可以在杆 一6或杆二7中，并通过光路把光线传入头部4中，比如通过透镜、光纤、反光镜等等组成的光路传入头 部4中：也有可能光学感应器芯片和发光二极管以及其它发光元件都不在头部4中而是在杆部5中，在头 部4和杆一6或杆二7中安排一些光学仪器比如透镜等将光线导入头部4再将受体2反射出的光线导入杆 部5中并且此光学仪器能够在杆二7倾斜摇摆运动时自动调整光线使光线能够正确的反映出头部4的运动， 而不受杆二7的运动影响，这可以说是头部4的结构限定或改变了xy轴探测器探测到的信息的某些特征， 或者可以说是头部4的结构限定了xy轴探测器的信息是从端部3下方的受体2表面上获取的。
二：杆一6相对杆二7的运动的探测方式有两种：
1：探测出杆一6向杆二7下端运动的力的有无和大小，这一种方式又分为两种，一是只探测运动的 力的有无：比如在靠近杆二7下端或杆一6下端的某处有一个按键，杆一6运动到此处将按动按键，以按 键的是否被按下判断出杆一6的运动；第二种是能够探测出杆一6运动的力的有无和大小：比如在接近杆 二7下端某处有一个压电陶瓷，杆一6运动到此处将接触到压电陶瓷，接触的有无和接触压力的大小反映 出杆一6运动的力的有无和大小。按键和压电陶瓷都可以称为压感探测器，只是一个是无级数压感另一个 是有级数压感。由于压感探测器在受压时可能会出现变形比如长度缩短，这使得杆一6在压感探测器变形 时会有极为微小的相对杆二7的运动，但这一运动与下面所说的杆一6与杆二7的距离大小和距离变化是 不同的。
2：能够探测出杆一6相对杆二7的位置和位置变化，或者说杆一6与杆二7的距离大小和距离变化。 当然也可以能够探测出杆一6运动的加速度。这一运动的探测器称为距离探测器，其结构比如：在杆二7 上有一个狭长的三角形反光面160，反光面周围是深色表面1600，反光面长度方向和杆一6与杆二7的运 动方向相同，杆一6上有两个并排的管状挡板161、162，挡板中分别有一个发光元件163和感光元件164， 管状挡板挡住光线使光线只能从管前方射进射出，发光元件的发光部位和感光元件的感光部位对着反光 面，当杆一6与杆二7做相对运动时，管状挡板与其中的发光元件和感光元件沿着反光面长度方向移动， 发光元件发出的光线只能经过反光面反射后由感光元件接收，由于反光面的两端之间的宽度不断均匀变 化，所以反光面反射出的光线量也就是感光元件接收到的光线量，随发光元件和感光元件与反光面的相对 位置决定，实际上也就是说感光元件接收到的光线量随杆一6与杆二7的距离大小变化，感光元件感光产 生的电量大小反映了杆一6与杆二7的距离。(如图30)(物体的相对距离也可以理解为是质心的距离)
三：杆二7相对头部4或者端部3的倾斜摇摆运动由倾斜摇摆探测器探测。倾斜摇摆探测器也可以分 为两种，一是只探测出杆二7倾斜摇摆的方向，比如在杆二7周围的头部4的几个方向上各有一个按键， 当杆二7向此方向倾斜摇摆时将按动此按键；二是能够探测出杆二7倾斜摇摆的方向和角度，具体结构在 下面的具体实施方式中说明，也可参考以上提过的本发明人的其它专利。
四：头部4的自旋运动的探测方式：可以是在头部4中有两个以上的xy轴探测器，或者在头部4中 的结构或电子仪器或xy轴探测器能够把xy轴运动信息分为两部份处理，当头部4自旋时两个xy轴探测 器探测出自旋时导致的自身围绕某中心的小幅度xy轴运动，并且它们的xy轴运动的距离是有所不同的， 可以根据这一不同计算出头部4的自旋的角度和自旋的中心。能够探测出头部4的自旋运动对得出准确的 头部4的xy轴二维运动信息极有帮助，这时因为头部4能够同时做这两种运动且两种运动方式会互相影 响对方的运动信息的准确性。这一运动的探测器称为自旋探测器。(在以下将会详细说明)
根据本发明的实际产品的不同实现方式，各种探测器可以在头部4、杆一6、杆二7任意一或几个中， 且所在位置也可不同，为了产品与电脑的信息连接方便或者减少连接引线的数量所以必须用某种方式把它 们的信息联接起来并且处理后再一同输入电脑，连接方式可以是引线方式或无线方式，信息连接后一般要 经过排序合成以及转换为某种电脑接口标准再传入电脑，这些信息的处理由信息处理集成电路完成，此集 成电路在本说明中编号为集成电路13。头部4、杆一6、杆二7之间的电子电源连接也可以不是引线或无 线方式而是以滑动接触式连接，比如类似于电动机的电刷式连接，或者类似滑动变阻器的滑动连接，接触 的摩擦力要尽量小以使它们相对的运动自由不受阻碍。杆一6相对杆二7的距离探测器也可以采用滑动变 阻器方式，但是摩擦力要尽量小。本发明结构上一般还要有一到多个电脑功能按键，比如鼠标左右键；手 绘笔上的滚轮键；游戏摇杆上的按键；或其它本发明根据自身功能特点设计的按键等。
本发明最基本原理实现方法的所有规律性变换的可能方式：
本发明实现方法可以通过以下各种规律性变换形成某种具体实现方法，也可多种变换共同进行：
一：杆二7与头部4、杆一6与杆二7之间的相对运动方式稍作改变，比如它们之间相对运动的轨迹 线形状稍作改变，只要能够符合实际使用效果即可。杆二7也可是只与头部4做左右或前后倾斜摇摆的。 杆一6与杆二7以及杆二7与头部4的具体连接的机械结构可以有各种方式，无法一一列举，比如：杆一 6与杆二7可以由一个稍有弯曲的导轨连接，这时杆一6的运动轨迹就可以有一定弧度了。杆二7与头部 4可以由另一种结构相连：杆二7分为上下两段，下段与头部4由前后方向旋转的轴承连接，上段与下段 之间由左右方向旋转的轴承连接。
二：可以有某些实际产品只具有头部4和杆二7也就是说杆部5只有杆二7一个部份，杆二7与头部 4只做倾斜摇摆运动，没有杆一6，人手持杆二7使用本发明的此种实际产品，主要按键如鼠标右键在杆 二7上，xy轴探测器可以在头部4中，比如光电鼠标的xy轴探测器在其中，此时头部4相当于一个没有 按键和滚轮的小鼠标；(如图16)
可以有某些实际产品只具有杆一6和杆二7或者虽然也具有头部4但是杆二7与头部4固定连接杆二 7不能与头部4做任何相对运动，主要按键如鼠标右键在杆一6上，xy轴探测器可以在头部4中，比如光 电鼠标的xy轴探测器在其中，此时头部4相当于一个没有按键和滚轮的小鼠标。(如图17)
三：各种探测器可以采用各种不同的类型，采用不同原理的结构。比如xy轴探测器可以是光电鼠标、 机械鼠标、手绘系统、以及其它各种结构的xy轴探测器；压感探测器可以是压电陶瓷、压电晶体等。
四：各种探测器在受体2以及在本发明机械构造上的独立个体的各部份中的位置不同进行变换。
五：端部3、头部4、杆一6、杆二7的体积、形状、结构形态的不同变换，根据人手使用的方式进行 变换，但是它们之间的运动方式基本相似或相同。
六：电子信息、电源的连接方式不同的变换，以及信息合成处理计算的方法不同，以及信息标准接口 的不同变换，以及信息处理电路的不同，以及引线连接位置的不同。
七：杆二7与头部4、杆一6与杆二7之间的实际机械连接的连接结构不同，但是它们之间的运动方 式基本相同。比如杆一6与杆二7以活塞式、导轨式、滑竿式、机械连杆式等等方式连接。
八：各种探测器的性能不同，比如压感探测器可以为有级数和无级数压感。
九：不同款式的实际产品并不一定要具有所有探测器，也就是说不一定要具有所有功能。但是xy轴 探测器是必须有的。
十：根据本发明的硬件部份的结构功能设计不同的软件就能用本发明做为电脑的其它操作设备使用， 实现不同的功能，但是硬件部份的结构仍然是本发明的专利保护内容。
很显然用以上某种或多种规律性变换原理制造的实际产品也在本发明权利保护的范围内，除去本发明 人或得到本发明人授权外其他人用规律性变换制造的产品显然不具有自主创造性及新颖性。
本发明的杆二7与头部4的连接方式可以说是：杆二7与头部4由倾斜摇摆接头连接，此倾斜摇摆接 头的功能是使杆二7与头部4做倾斜摇摆运动或者说是固定轨迹的倾斜摇摆运动；杆一6与杆二7的连接 方式可以说是杆一6与杆二7由距离变化接头连接，此接头使杆一6与杆二7做相对运动时距离大小变化， 运动的轨迹为固定曲线的轨迹。
本发明的某种具体实现方法的较详细说明：
其它实现方法可以参考此实现方法，此实现方法中端部3是二维平面，杆二7与头部4做倾斜摇摆运 动的运动轨迹是圆弧形，杆一6与杆二7做一维直线的相对运动。此实现方法实际上与本说明书最先的直 观说明中的方法大致相同。
由于本发明中的xy轴探测器可以是电磁感应式手绘输入系统中的xy轴探测器比如电磁感应式手绘笔 中的线圈，也可以是鼠标中的xy轴探测器，所以这里结合这两种结构进行说明。
电磁感应式手绘输入系统中的手绘笔由笔尖、笔头、笔杆组成；笔尖相当于本发明的端部3它一般可 以看作是一维的点状，使用中它与手绘板接触；笔头相当于头部4其中有xy轴探测器的线圈；笔杆相当 于杆部5是人手持的部份。实际上笔尖并不一定要是一维点状，也可以是一个面，比如二维平面而不影响 使用，比如本发明的端部3。
从以上的背景技术中我们看到，电磁感应式手绘输入系统存在四个问题：
问题一：在手绘笔作提笔和落笔动作中，手绘笔与手绘板有一定距离，这导致线圈和布线电路之间有 一定距离，xy轴探测器需要在它的两部分也就是线圈和布线电路之间距离较远时工作，这使得xy轴探测 器的工作比较困难，结构比较复杂。
问题二：手绘笔在书写和绘画过程中，在手绘板上做各种方式的具体运动时，手绘笔中的线圈也随之 做各种运动，不止是xy轴坐标上的平面的二维运动，这些运动都会对xy轴探测器的工作有影响，而xy 轴探测器需要从这些复杂运动中，把手绘笔在xy轴平面上的二维运动的信息分辨出来，产生手绘笔在手 绘板上的位置信息，这就有一定困难，结构比较复杂。
问题三：电磁感应式手绘输入系统不能把手绘笔笔杆的倾斜方向和角度探测出来，用笔杆的倾斜摇摆 来控制电脑软件产生各种功能。
问题四：电磁感应式手绘输入系统需要手绘笔和手绘板配合工作，它有手绘笔和手绘板两大部件，且 手绘板体积大，耗电高。
而鼠标在作为电脑手写和绘画的工具来使用时，同样也存在两个问题：
问题一：人手持鼠标的方法和姿势与书写绘画的持笔方法不同，这使得使用鼠标进行手写和绘画不方 便，不灵活，也不符合人的习惯。
问题二：人在用鼠标进行电脑书写和绘画时，需要按下鼠标左键，然后移动鼠标，才能在电脑屏幕上 产生书写和绘画时的痕迹，这与铅笔做落笔动作使笔尖与纸面接触然后运笔，在纸面上产生痕迹的动作不 同。相比于铅笔它的动作不灵活，不方便，也不符合人的习惯。
本发明的创造性、新颖性、实用性就在于能解决以上所有问题，并且具有多种功能。本发明的硬件部 分主要为作用体的发明。为解决以上问题本发明的作用体大致为一个笔状部件，它的结构分为三大部分： 端部3，头部4，杆部5；杆部5分为杆一6和杆二7两部分。头部4是一个中空的物体，xy轴探测器比 如光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管在头部4中；或者电磁感应式手绘笔中的线圈在头部4中。 端部3是头部4的底面，它是一个二维的平面，在本发明的使用过程中，端部3也就是头部4的底面始终 与受体2保持紧密接触，并与之平行，头部4不随杆部5的提笔动作提起。头部4在受体2平面上随杆部 5的移动，做沿着受体2平面xy轴坐标的二维滑动或移动，同时xy轴探测器开始工作探测出头部4在受 体2上的位置或坐标或移动轨迹信息。头部4的底部为了减小与受体2的摩擦力可以有几个小凸起，这些 小凸起的顶部在一个平面上，这一个由小凸起组成的抽象平面也可称为端部3。(如图2)
如果头部4中有电磁感应式手绘笔中的线圈，那么本发明可以在电磁感应式手绘板上使用，由于头部 4的底部也就是端部3是平面，且在使用中端部3始终与受体2保持接触并成平行状态，可以说是端部3 的平面形态限定了头部4的运动方式，头部4中的线圈只随头部4做以下两种运动：在受体2上沿着受体 2平面的二维移动，和与受体2平行的自旋运动。头部4不随杆部5的提笔动作提起。线圈与布线电路的 距离小，且线圈的运动方式少，这就解决了电磁感应式手绘输入系统的第一和第二个问题。(如图7、图8)
然后接着解决电磁感应式手绘输入系统的第三个问题。解决方法为：本发明的杆部5有两部分，杆一 6和杆二7。杆二7的下端750与头部4由一个倾斜摇摆接头相连，此接头使得杆部5在即使头部4不动 时，也能做与铅笔的笔杆相同的倾斜摇摆运动，这种运动也类似于游戏摇杆中的摇杆在底座上的倾斜摇摆 运动。杆部5的倾斜摇摆运动的方向和角度可以由倾斜摇摆探测器探测出来，并形成电子信息输入电脑。 这样人就可以用杆部5的倾斜摇摆来控制电脑软件的各种功能了。在把本发明做为游戏摇杆用时，头部4 实际上相当于底座，杆部5相当于摇杆。这就解决了电磁感应式手绘输入系统的第三个问题。(如图3)
电磁感应式手绘输入系统的xy轴探测器必须有线圈和布线电路两部分，所以如果本发明的xy轴探测 器采用电磁感应式结构的话，是无法不与手绘板配合使用的。从以上的本发明的结构中可以看到，头部4 的形态结构实际上相当于是一个没有按键和滚轮的小鼠标，头部4中的xy轴探测器可以采用鼠标中的xy 轴探测器，比如光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管。这样本发明就可以无需与手绘板配合使用了， 它可以在任何鼠标可以工作的物体平面上使用，如鼠标垫和桌面等。并且鼠标的耗电小、体积小、成本低， 且分辨率和刷新率都高。
当头部4中的xy轴探测器是光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管时，头部4相当于是一个没 有按键和滚轮的小鼠标，光学感应器芯片可以是集成有其它所需电路比如接口电路等的一体化芯片，这样 头部4中就可以只有一块集成电路芯片了，头部4的体积可以很小，长宽大致可以为2到3.5厘米左右， 高度大致可以为1到2厘米左右，甚至更小也有可能。人手持杆部5或杆一6或杆二7做书写绘画动作， 因此这也就解决了人手持鼠标进行电脑书写绘画时的，手持鼠标与持笔习惯不同的问题，也就是鼠标在作 为电脑手写和绘画的工具来使用时的问题一。(如图1)
接着解决鼠标在作为电脑手写和绘画的工具来使用时的问题二。鼠标手写和绘画中需要按下鼠标左 键，然后移动鼠标，才可以在电脑中产生书写和绘画的痕迹比如笔划和线条等，放开左键后移动鼠标，则 使屏幕光标移动；而电磁感应式手绘输入系统中，手绘笔是通过落笔和提笔动作，使手绘笔笔尖碰到或离 开手绘板，压感探测器产生或不产生电子信息来控制电脑软件，产生手写和绘画的痕迹或产生光标移动的 轨迹。这里提笔动作相当于鼠标使用中放开左键的动作，落笔动作相当于按下左键的动作。为解决这一问 题，所以杆部5要分为两部分：杆一6和杆二7。头部4只是与杆二7的下端750由一个倾斜摇摆接头相 连，头部4与杆一6无机械连接，杆一6的下端与杆二7的上端700以一种机械方式相连，比如以导轨式 结构相连，杆二7的上部份相当于导轨中滑动的物体，而杆一6的底部有一个类似于管状结构的导轨60。 杆一6以导轨60套在杆二7的上部份，并能沿着杆二7的长度方向，也就是杆二7的上端700和下端750 之间的方向做上下的一维的运动，这种运动就类似于铅笔绘画中铅笔的落笔提笔动作中铅笔在纸面上方的 z轴运动了。人在使用本发明时，手持杆一6做书写和绘画动作，在杆一6做提笔动作时头部4不随之提 起，而是由于重力作用停留在受体2平面上，杆一6只是与杆二7做向上的一维的z轴运动。在杆一6做 落笔动作时它与杆二7做向下的一维的z轴运动，运动到接近杆二7下部份时，可以使一个压感探测器受 到压力，比如在杆一6导轨60上方安置一个压电陶瓷，当杆一6运动到下方时杆二7的上端700碰到压 电陶瓷，这个压电陶瓷相当于压感探测器，它产生出杆一6向下运动的压力信息，这一信息也就相当于电 磁感应式手绘输入系统中，手绘笔做落笔动作使笔尖与手绘板接触后压感探测器产生的信息。而当人手持 杆一6做运笔和移笔动作时，由于杆一6只能沿着杆二7做上下的z轴运动，且杆二7也只能与头部4做 倾斜摇摆运动，所以在运笔和移笔动作的xy轴平面运动中，杆一6将带动杆二7接着通过杆二7带动头 部4，沿着受体2平面移动或滑动。在头部4的移动过程中头部4中的xy轴探测器将探测出头部4在受体 2上移动的信息或头部4的位置信息，而这一信息是由电脑软件产生书写绘画的痕迹还是光标移动的轨迹 和光标的坐标，将由杆一6在头部4运动时是否停留在杆二7下方并且保持使压感探测器受到压力决定。 杆一6在头部4运动时停留在杆二7下方并且保持使压感探测器受到压力相当于按住鼠标左键后移动鼠标 的动作，杆一6在头部4运动时不停留在杆二7下方并且不使压感探测器受到压力相当于放开鼠标左键后 移动鼠标的动作。这就解决了鼠标在作为电脑手写和绘画的工具来使用时的问题二。(如图4)
杆一6在头部4运动时停留在杆二7下方并且保持使压感探测器受到压力，这类似于铅笔书写绘画中 笔尖保持与纸面接触，这时杆一6带动杆二7再带动头部4的移动就相当于运笔动作中的笔在纸面上的xy 轴坐标上的运动了，它产生书写和绘画的痕迹，反之则相当于移笔动作。而由于杆一6只能沿着杆二7的 长度方向，与杆二7做z轴方向上的上下一维运动，所以杆一6还能带动杆二7以倾斜摇摆接头为中心做 倾斜摇摆运动，这一运动的方向和角度由倾斜摇摆探测器探测出来，这就相当于是铅笔笔杆的倾斜摇摆运 动，和游戏摇杆中摇杆的倾斜摇摆运动。杆一6对压感探测器的压力大小，相当于铅笔笔尖对纸面的压力 大小。(如图5)
本发明以上所说的这一种具体实现方法的某些方面更加详细的说明，比如运动方式的更加详细说明：
本发明中头部4、杆一6和杆二7都各自具有自己的结构，比如机械结构，电子元件等，但是它们在 相互之间的机械运动上都各自成为单独的个体，相互之间以某种机械结构相连，头部4与杆二7的下端750 以一个倾斜摇摆接头相连，杆一6不与头部4有直接的机械连接，而是以其底部60与杆二7的上部份70 相连并通过杆二7与头部4相连。同时头部4、杆一6和杆二7也以某种方式做电子线路和电子仪器等的 电源和电子信息连接(电子信息指的是比如数字信号等)。头部4、杆一6和杆二7具体的连接方法和结构 包括机械连接和电子连接的方法和结构不是很重要，只要能够达到所需的功能即可。比如头部4、杆一6 和杆二7之间的机械连接方法只要使得它们相互间能够做以下将说明的相互运动即可。(如图1) 头部4的底部为二维平面，这一平面可以称为端部3平面，如图2a中的300平面；如果为了减小摩擦力 头部4的底部可以有几个小凸起，这些小凸起的顶部在一个平面上，小凸起的顶部构成的平面也可以看作 是实际上的头部4的底部(因为它在头部4的最下方)这一虚拟的平面也可以看作抽象的端部3平面， 如图2b中由31、32、33组成的30平面。(如图2)
杆二7能以它与头部4的连接部位的中心84为中心向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴平面做 一种倾斜摇摆运动，或者说杆二7能以它与头部4的连接部位的中心84为中心杆二7的上端700向头部4 的底部也就是端部3平面的xy轴平面做一种倾斜摇摆运动，这种倾斜摇摆运动的方向可以是xy轴平面坐 标的任意方向，可以说是平行于端部3平面的xy轴平面的360度方向，当然在这一运动中杆二7的上端 700划出一道与端部3平面的延伸线相切的圆弧，圆弧的切线方向是不断改变的，但总的来说圆弧的延伸 线将与端部3平面的延伸线相交于两点，两点间的连线指向某一方向，这一方向可以是平行子端部3平面 的xy轴平面的360度方向，杆二7只能与头部4或者说端部3做这一种运动。(如图3)
在本发明的使用过程中人一般手持杆一6进行工作。在另一种无杆一6的结构中手持杆二7工作。
杆一6能与杆二7做一种相对运动，这种运动通常是一维的相对运动，这种运动具体为杆一6沿着杆 二7的长度方向或者说是杆二7的上端700与下端750之间的轴线方向，做一维的上下运动，在这种运动 过程中杆一6与头部4的距离变大或变小，或者在这种运动过程中杆一6与头部4的底部也就是端部3平 面的距离变大或变小，或者在这种运动过程中杆一6与头部4和杆二7的倾斜摇摆接头的中心84的距离 变大或变小，当杆一6做一维的上下运动时在接近杆二7的某两个上下位置时都能够停止下来，向上运动 停止于上端位置706，向下运动停止于下端位置707。杆一6只能与杆二7做这一种运动。(如图4)
杆一6在与杆二7做这一种一维上下运动时与头部4、端部3、倾斜摇摆接头的中心84的距离变大或 变小，也可以说就是杆一6在与杆二7做这一种一维上下运动的同时，与头部4、端部3、倾斜摇摆接头 的中心84做一维的相对运动。(如图4)
由于杆二7只能与头部4或者说端部3做倾斜摇摆运动且杆一6只能与杆二7做一维的上下运动，所 以杆二7在与头部4或者说端部3做倾斜摇摆运动的同时，必将伴随着杆一6与头部4做相同的倾斜摇摆 运动，这种运动的中心同样是杆二7与头部4的倾斜摇摆接头的中心84，也就是说杆一6将以倾斜摇摆接 头的中心84为中心向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴平面做倾斜摇摆运动，或者说杆一6将以倾 斜摇摆接头的中心84为中心杆一6的上端65向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴平面做倾斜摇摆 运动，实际上也就是说杆部5的两部分杆一6和杆二7同时做同样的倾斜摇摆运动，那么也就是说杆部5 整体做以倾斜摇摆接头的中心84为中心的倾斜摇摆运动，或者说杆部5将以倾斜摇摆接头的中心84为中 心杆部5的上端向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴平面做倾斜摇摆运动。(如图3)
倾斜摇摆接头的中心指的是做倾斜摇摆运动时杆部5、杆一6、杆二7的上端划出的圆弧的圆心。
当杆一6、杆部5、杆二7在做倾斜摇摆运动时，杆一6也能同时与杆二7和头部4、端部3、倾斜摇 摆接头的中心84，做沿着杆二7的长度方向或者说是杆二7的上端700与下端750之间的轴线方向，做一 维的上下运动。(如图5)
本发明的使用过程中头部4的底部也就是端部3始终与受体2平面紧密接触并与之平行。由于杆二7 只能与头部4做倾斜摇摆运动且杆一6只能与杆二7做一维上下运动，所以当头部4在受体2平面上不做 与受体2平行的自旋运动时，杆部5不能做以其长度方向或其上下端之间的轴线为轴的自旋运动，或者说 杆部5与头部4不能做相反方向的自旋运动。(如图6)
头部4随杆部5、杆二7、杆一6所做的运动只有以下两种：当杆部5、杆二7、杆一6做沿着受体2 平面的xy轴坐标上的二维运动时，头部4随之做沿着受体2平面的xy轴坐标上的二维运动；当杆部5、 杆二7、杆一6做以自身上下端之间的轴线为轴的自旋运动时，头部4随之做平行于受体2平面的自旋运 动。(如图7、图8)
头部4随杆部5做的沿着受体2平面的xy轴坐标上的二维运动，相当于模拟了铅笔的书写和绘画动 作过程中笔的具体运动方式中的：1：笔在纸面上的xy轴坐标上的运动。
杆一6沿着杆二7的长度方向或者说是杆二7的上端700与下端750之间的轴线方向，做一维的上下 运动，相当于模拟了铅笔的书写和绘画动作过程中笔的具体运动方式中的：2：笔在纸面上方的z轴方向 上的运动。
杆部5或杆二7和杆一6以倾斜摇摆接头的中心84为中心向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴 平面做倾斜摇摆运动，相当于是模拟了铅笔的书写和绘画动作过程中笔的具体运动方式中的：3：笔或笔 杆的倾斜摇摆运动。
当杆部5、杆二7、杆一6做以自身上下端之间的轴线为轴的自旋运动时，头部4随之做平行于受体2 平面的自旋运动，相当于是模拟了铅笔的书写和绘画动作过程中笔的具体运动方式中的：4：笔以自身长 度方向也就是纵方向的轴线为轴的自旋运动。
头部4随杆部5做的沿着受体2平面的xy轴坐标上的二维运动，能够由头部4中的xy轴探测器探测 出来。
杆一6沿着杆二7的长度方向或者说是杆二7的上端700与下端750之间的轴线方向，做一维的上下 运动时，在向下运动停止或接近停止于下端位置707时，能够使一个压感探测器受到向下的压力，也就是 说这一运动能够由压感探测器探测出来。
杆部5或杆二7和杆一6以倾斜摇摆接头的中心84为中心向头部4的底部也就是端部3平面的xy轴 平面做倾斜摇摆运动，能够由倾斜摇摆探测器探测出来。倾斜摇摆探测器可以分为：前后方向倾斜摇摆探 测器和左右方向倾斜摇摆探测器两种，除了前后左右四个方向外其它方向的倾斜摇摆运动由它们探测到的 数值经过计算后产生的数值共同表示。
当杆部5、杆二7、杆一6做以自身上下端之间的轴线为轴的自旋运动时，头部4随之做平行于受体2 平面的自旋运动，这一运动的探测方式可以是：在头部4中装置有两个xy轴探测器11和110，它们与杆 部5、杆二7、杆一6的中心轴线的延长线在xy轴平面方向上有一定距离，且它们的距离大小不同，一个 距离近另一个距离远，当头部4自旋时两个xy轴探测器随之在受体2平面上划出两个圆弧111和112，由 于它们与杆部5、杆二7、杆一6的中心轴线的延长线在xy轴平面方向上有一定距离，且它们的距离大小 不同，所以它们划出的圆弧的长短也不同，根据圆弧111和112的长度及其长度比例、圆弧划向的方向， 电子仪器比如电子计算电路或软件能够根据这一不同计算出头部4自旋的角度、以及自旋的方向、和自旋 的圆心的位置；再与杆二7和杆一6的长度方向的中心轴线的延长线与受体2平面的交点113的位置或者 倾斜摇摆接头的中心84的位置进行计算，得出交点113和中心84运动的方向和距离；并且在头部4同时 做沿着受体2平面的xy轴坐标上的二维运动和头部4的自旋运动时，能够分别计算出头部4自旋和xy轴 坐标上的二维运动的精确数值。两个xy轴探测器可以是两个电磁感应式手绘笔中的线圈，或两个光电鼠 标中的光学感应器芯片；或者也可是单一的光电鼠标中的光学感应器芯片，但是它有两个感光孔，或者是 有两个感光部位CMOS传感器，或者是把感光部位的CMOS传感器接收到的光线信号分为两部分进行处理。 (如图9)(图中的点113是杆部5或杆二7或杆一6的中心轴线的延长线与受体2平面的交点)
本发明只要能够探测到这些运动的信息并且把这些信息输入电脑，就可以用这些运动来控制电脑软件 产生各种功能了。
由于倾斜摇摆接头的中心84在做倾斜摇摆运动时在手感上相当于是笔尖，所以倾斜摇摆接头以及倾 斜摇摆接头的中心应该尽量靠近头部4的底部也就是端部3平面。且头部4中的xy轴探测器通常不在杆 部5或杆一6的中心轴线的延长线的位置上，所以当杆部5或杆一6带动头部4做自旋运动时，xy轴探测 器将绕着杆部5或杆一6的中心轴线的延长线旋转，如果我们无需探测出头部4的自旋运动，头部4中只 有一个xy轴探测器时，xy轴探测器绕着杆部5或杆一6的中心轴线的延长线旋转的运动将影响它探测头 部4在受体2平面上的xy轴平面运动，对探测到的xy轴平面信息的精度将产生不利影响，所以xy轴探 测器应该尽量靠近杆部5或杆一6的中心轴线的延长线；尤其是xy轴探测器中的光学感应器芯片的感光 部位，如感光孔应该尽量靠近杆部5或杆一6的中心轴线的延长线；或者说是在本发明使用时xy轴探测 器的感光部位如感光孔所对的受体2平面，也就是感光孔接收到的光线从其上反射出的受体2平面，应该 尽量靠近杆部5或杆一6或杆二7的中心轴线的延长线，或者说是中心轴线靠近感光孔或此受体2平面。
头部4、杆一6、杆二7互相之间除了机械连接外还必须有电子线路和电子仪器间的引线(引线包括 电源线和数据线等)的连接，或者以无线方式连接。鼠标的右键和滚轮键等按键通常安装在杆一6上，xy 轴探测器和自旋探测器在头部4中，压感探测器可以在杆一6或头部4或杆二7中，而倾斜摇摆探测器也 可在杆一6或头部4或杆二7中，为了减少本发明与电脑之间的引线数量，在杆一6或杆二7上通常要有 一块信息处理集成电路13，按键的信号引线和探测器的信号引线也就是数据线连接到这一块集成电路上， 在集成电路中这些信号经过计算等处理合成到一起，把这些信号按照不同的数据引线标准进行处理，比如 按照不同顺序排列后就可以从较少的引线输入电脑了，数据引线标准可以是usb或ps2等。如果头部4中 有自旋探测器和或倾斜摇摆探测器和或压感探测器等，那么头部4中还应该有这些探测器探测到的模拟信 号的模数转换电路，并且为减少头部4与杆一6和杆二7之间的引线数量，头部4中的电路还应该能够把 这些探测器数据和xy轴探测器的数据按照某些方法合成到少量的数据引线中输出。
如果头部4中的xy轴探测器是光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管(或激光二极管)，那么这 些电路最好都能够集成在光学感应器芯片中，这可以减小头部4的体积。即使头部4中的xy轴探测器采 用其它结构比如机械鼠标和电磁感应式手绘笔的线圈，头部4中也要有这些电路，它们最好也要和其它电 路集成到一块芯片中。也可以把发光二极管集成到光学感应器芯片中。杆一6中的探测器的模拟信号也要 有模数转换电路进行转换。
所有的探测器的模拟信号都要经过转换为数字信号或者说是0和1的二进制数值，然后互相合成并与 按键的信号数值合成，把这些数值按照顺序排列，中间加上标志数值，然后输入电脑。探测器和按键的数 值排列时要根据它们的信号刷新率进行合成，比如如果xy轴探测器的刷新率是800，而其它探测器的刷新 率是400，而按键的刷新率是200，那么每排列两次xy轴探测器数值后才排列一次其它探测器的数值，每 排列四次xy轴探测器数值和两次其它探测器的数值后才加上一次按键的数值。所有探测器的刷新率可以 相同，但是按键的刷新率通常较少，所以可以在多次循环排列探测器的数值后才加上按键的数值。在探测 器或按键产生数值时可以加上它们自己的标志数值，在信息处理集成电路13中合成所有的数值时，可以 根据标志数值分辨出其后的数值是属于哪一个探测器或按键的，然后再把它们按照顺序排列合成。或者可 以根据连接引线的不同来分辨出数值是属于哪一个探测器或按键的。在头部4中不同探测器产生的探测器 数值通常需要加上自身的标志数值。
当头部4中的xy轴探测器是鼠标中的xy轴探测器结构(包括光电鼠标和机械鼠标)时，头部4的结 构相当于是一个没有按键和滚轮的小鼠标，它的其它结构与鼠标大致相同，比如光学感应器芯片和发光二 极管的安装方法和底部的光线通道开口等的结构相同，这里不做太多介绍。
头部4中的功能电路集成到一块光学感应器芯片中，并且可以将这一芯片用贴片工艺装到电路板上， 并改变发光二极管的安装角度和位置，这可以大大减小头部4的体积。
本发明使用时一般是以杆一6对压感探测器的加压和不加压动作来代替鼠标左键的点击动作的，杆一 6上通常只有右键和滚轮键，但是在本发明做为鼠标用时，杆一6相对杆二7的上下运动可能使有的人觉 得不方便，那么可以增加一个锁定机构，在本发明做为鼠标用时将杆一6相对杆二7的上下运动锁定住， 或者使其运动的相对距离比较小，然后在杆一6上增加鼠标左键，还是象鼠标一样使用左键点击。
当头部4中的xy轴探测器是电磁感应式手绘笔中的线圈时，本发明的新颖性和创造性和实用性在于： 可以在电磁感应式手绘板上使用，由于头部4中的线圈的运动方式简单并且它与手绘板中的布线电路的距 离近，因此可以简化结构包括其它配套电路比如运算电路的复杂性，这使手绘板的结构简单成本低，并且 还具有探测杆部5倾斜摇摆运动的功能。
当头部4中的xy轴探测器是鼠标中的xy轴探测器结构(包括光电鼠标和机械鼠标)时，本发明的新 颖性和创造性和实用性在于：手持杆一6做书写绘画动作，使用方法符合人手的书写和绘画习惯，使用方 便灵活，同时也能做为鼠标使用，手持笔的方式不易产生手腕酸痛问题也就是鼠标手即腕管综合症问题， 并且还具有探测杆部5或杆二7和杆一6的倾斜摇摆运动的功能；只有笔状单一部件，无需手绘板；功能 多，体积小，重量轻，耗电少，分辨率刷新率比电磁感应式手绘笔高，便携。由于头部4中无按键和滚轮， 再通过各种方法减小头部4体积，头部4体积可以很小，且头部4底部或端部3平面的摩擦力很小，不会 影响手的书写绘画动作的灵活性，头部4的机械结构材料等可以是重金属的以增加重量，使用时较稳定。
至于本发明的实际产品的头部4、杆部5和杆一6、杆二7的形状和体积由以下方法决定：由于头部4 中有xy轴探测器所以它有一定的体积大小，但是应该尽量按照说明书中的办法减小其体积，以使头部4 在手持杆一6进行书写绘画动作时不影响动作的灵活，由于头部4中的电子元件一般是平面布置于电路板 上的，所以头部4的高度通常会小于长度和宽度的二份之一到三份之一，杆部5的一部分杆一6是人手持 的部份所以它的形状大小应该适合人手的掌握和使用，人手对本发明的掌握和使用方式不同杆部5和杆一 6、杆二7的形状大小可以根据实际情况决定。如果人手对本发明的使用方法与笔相同，那么杆部5的总 体体积和形状参考笔杆决定，一般是手持杆一6使用本发明的，所以杆一6的体积形状可参考笔杆，但是 由于杆一6中有电子元件，所以它可以比笔杆稍粗。头部4的底部也就是端部3是平面或抽象平面。
倾斜摇摆接头的运动精度和杆一6与杆二7之间上下运动的精度一般达到100微米左右即可，运动的 精度将决定本发明使用时由机械结构方面决定的分辨率的高低。
本发明在做为鼠标、手绘笔手写笔、游戏摇杆、3D软件操作设备使用时都具有与现有技术相比的极大 的新颖性创造性和实用性，这从以下的软件设计中可以看到。与本发明的硬件部份相配合使用的电脑软件 的设计方法包括了：屏幕页面如浏览器页面等页面滚动或翻页的设计；电脑绘图绘画软件如flash、 photoshop等软件的设计；电玩游戏如网络游戏等的设计；以及3D软件控制方法的设计。
这里介绍一套本发明硬件的按键和探测器的功能以及配合这些功能的电脑软件的设计方法：
杆一6上有鼠标右键和滚轮键，此右键功能和鼠标右键相同，滚轮键的使用方法以下将详细介绍。当 用本发明控制页面滚动或移动时方法如下：方法共有三种
一：按住滚轮键后把杆一6下压使压感探测器受压，此时屏幕光标可以变为抓手形状，在保持压力的 情况下移动杆一6并带动头部4沿受体2表面向某方向移动一定距离，电脑光标同样向此方向移动一定距 离，页面跟随光标移动，页面移动的速度与光标移动速度相同，就像抓手形状的光标抓住页面拖动一样； 如果杆一6提起不保持压力的情况下只是按住滚轮键此时光标为手形，此时移动头部4则只是光标移动页 面不动。并且也可以在以上方法的基础上增加功能如下：按住滚轮键后把杆一6下压后向某方向移动光标 一定距离，页面随之向此方向移动一定距离后如果杆一6不提起不撤销对压感探测器的压力的话，页面连 续向此方向不断滚动，滚动速度由软件设计决定，这就像将页面抓住后向某方向抛掷一样，如果杆一6提 起则页面滚动停止；当杆一6提起后再次下压并在保持压力的情况下向其它方向移动光标一定距离，则页 面的移动与以上方法相同只是方向改为现在光标移动的方向；如果杆一6提起后没有移动头部4并且当杆 一6再次下压时仍然没有移动头部4则页面依然向此方向滚动，滚动速度不变。
二：可以双击滚轮键而不是按住滚轮键然后按照与以上第一种方法相同的方法操作，此时页面移动的 速度与以上方法不同，页面随光标移动的速度可以是与鼠标按住左键拖动滚动条的速度相同，当然页面旁 的滚动条移动的速度与光标相同，在此移动速度中页面移动的速度和拖动滚动条一样是随页面的长宽不同 而不同的。另外也可以是不按照拖动滚动条的速度而是固定为一个比第一种方法快的某种速度，此速度是 固定的不随页面长宽变化。
三：除以上方法外还有一种方法是：当按住滚轮键后不下压杆一6，只是向某方向移动头部4使光标 随之向此方向移动一定距离，然后下压杆一6点击一下压感探测器后快速提起，此时页面向此方向滚动一 格，滚动的距离由软件设计决定，如果在杆一6不下压的情况下将头部4向其它方向移动一定距离后，杆 一6做与以上相同的点击动作时页面向此方向滚动一格，滚动的距离与以上相同只是方向不同；杆一6点 击后在不移动头部4的情况下继续点击则每点击一次页面向同一方向滚动相同的距离；杆一6点击后不提 起则页面可以连续滚动也可以不滚动。按住滚轮键后光标可以变为某种样式比如按钮状，杆一6点击时光 标也可以显示为按钮按动的动作。
这三种方法可以根据某种方式由用户选择使用，比如软件设置的方法或者按键的方法。在三种方法中 都可以用杆一6下压的压力使压感探测器产生的压力大小不同来控制页面滚动的快慢。
这里介绍一套配合本发明硬件的3D软件操作的设计方法：
可以用头部4沿受体2表面的移动产生的xy轴探测器信息来控制3D软件中3D物体或场景的xy轴移 动，用杆一6与杆二7的相对运动的距离变化由距离探测器探测的信息来控制3D软件中3D物体或场景的 z轴移动；用杆二7与头部4或端部3的相对倾斜摇摆运动使倾斜摇摆探测器产生的信息来控制3D软件中 3D物体或场景的xy轴旋转运动，用头部4在受体2表面上的自旋运动使自旋探测器产生的信息来控制3D 软件中3D物体或场景的z轴旋转运动。当然控制的也可以是视角的方向和角度。当然以上的操作方法可 以与按键或快捷键以及屏幕窗口按钮配合进行以使功能更多。
本发明的其它软件设计方法参考以上提过的本发明人申请的其它三项专利。
附图说明
图1：是本发明硬件的某种实现方法的基本结构。在图1中杆二7与头部4连接的底端，绘制为笔尖状是 为了观察和绘制方便，尖端可以表示倾斜摇摆运动的中心，在这些图中绘制的头部4和杆一6和杆二7的 比例、形状、以及它们的结构位置等不是太准确，只是表示出大致的原理。杆二7在杆一6导轨腔60中 的部份以虚线绘制出轮廓，导轨腔60也以虚线绘制出轮廓。
图2：是本发明硬件的头部4的底视图，也就是端部3的底视图。
图3：是本发明硬件的杆部5以及杆一6和杆二7的倾斜摇摆运动的方式。
图4：是杆一6与杆二7的相对运动的方式。
图5：是说明当杆部5即杆一6和杆二7在做倾斜摇摆运动时，杆一6还能与杆二7做相对运动。
图6：是说明杆一6能带动杆二7再带动头部4做旋转运动。
图7：说明头部4在受体2上的二维运动。
图8：说明头部4在受体2上的旋转运动。
图9：说明头部4在受体2上的旋转运动的自旋探测器的原理。
图10：说明本发明硬件的无杆一6的一种实现方法的基本结构。
图11：说明本发明硬件的头部4与杆二7固定连接的一种实现方法的基本结构。
图12：本发明硬件的杆一6带有防止下滑的凸起的结构。
图13：发光二极管的一种安装方法。
图14：发光二极管的另一种安装方法。
图15：发光二极管安装于电路板下的一种安装方法。
图16：头部4的较具体的机构。
图17：本发明的第二种具体实施方式中杆二7的较具体的结构。
图18：本发明的第二种具体实施方式中杆一6的大致结构。
图19：十字形四叉轴杆8的大致结构。轴杆没有绘制出轴环，且轴杆的相贯线是示意的简化绘制。
图20：十字形四叉轴杆8与头部4连接后的结构。
图21：杆二7与头部4由十字形四叉轴杆8连接后的大致结构。扇形狭长缝板90在其中。
图22：本发明的第二种具体实施方式中的引线连接的方法，以及杆二7与杆一6连接的方法，未按照机械 制图的标准绘制，内部结构不以虚线绘制，位置、比例等等并不太准确，也可大致视为剖视图。引线的长 度余量部份用不规则细线绘出，其它部份用直的细线绘出。未绘制出发光二极管和它的引线。未绘制出头 部4。
图23：前后方向倾斜摇摆探测器的扇形狭长缝板90的大致结构。
图24：前后方向倾斜摇摆探测器的感光元件92和感光元件拨杆93的结构。
图25：前后方向倾斜摇摆探测器的扇形狭长缝板90安装于十字形四叉轴杆8上的方法。
图26：左右方向倾斜摇摆探测器的四份之一圆狭长缝板100的结构。
图27：十字形四叉轴杆8前轴杆拨杆103的结构。
图28：左右方向倾斜摇摆探测器安装于头部4中的方式。
图29：左右方向倾斜摇摆探测器的感光元件的齿轮驱动方法。
图30：杆一6与杆二7相对运动的距离探测器的结构原理。
附图标记：
头部4：前面42、前面的内表面46、感光元件102导轨460、滑杆导轨461、头部槽49、槽前壁492、 槽后壁493、槽左壁494、槽底开口491、槽前壁轴孔496、槽后壁轴孔497、槽后壁引线孔498、 头部4引线1100
杆部5：
杆二7：杆二7上端700、下端750、杆二7四棱柱体70、四棱柱体顶面700、四棱柱体前面凸起71、 四棱柱体后面凸起72、四棱柱体空腔73、空腔导轨74、导轨顶部开口740、导轨后壁743、导轨右壁745、 四棱锥台75、四棱锥台顶面750、四棱锥台槽76、槽底部761、槽左壁轴孔77、槽右壁轴孔78、 拨杆通道79、拨杆通道上开口790、拨杆通道下开口791、拨杆槽792、头部引线通道799、 引线通道799下端开口7990、上端开口7991
杆一6：导轨腔60、导轨腔前壁槽606、导轨腔后壁槽607、容线腔61、容线腔顶部隔板610、 容线腔隔板引线孔612、电子元件腔62、十字形四叉轴杆8、前轴杆80、后轴杆81、左轴杆82、 右轴杆83、中心轴线交点84
杆一6向上运动停止于上端位置706、杆一6向下运动停止于下端位置707、防滑凸起600 前后向倾斜摇摆探测器：扇形狭长缝板90、圆弧边904、圆心901、前半径边902、后半径边903、 狭长缝900、缝前端905、缝后端906、缝上边907、缝下边908、发光二极管91、感光元件92、 感光元件拨杆93、拨杆顶端930、顶端小圆柱体931、拨杆通道79、拨杆通道上开口790、拨杆槽792 左右向倾斜摇摆探测器：四份之一圆狭长缝板100、圆弧边1004、圆心1001、垂直边1002、平行边1003、 狭长缝1000、缝左端1005、缺口1009、感光元件102、发光二极管101、 十字形四叉轴杆8前轴杆拨杆103、拨杆小圆柱体1031、感光元件102导轨460、滑杆导轨461、滑杆104、 感光元件102连杆105、导轨460的后面4600、狭长开口4601、前轴杆80齿轮106、齿轮107、齿条108 压感探测器12、xy轴探测器11、杆一6的集成电路13、右键14、滚轮键15
距离探测器16：狭长的三角形反光面160、反光面周围是深色表面1600、并排的管状挡板161和162、 发光元件163和感光元件164
发光二极管114、凸透镜115、感光孔116、发光二极管114的引线脚119、电路板1、透镜组1112 (注意：光学感应器芯片的标记也可以是11)
说明书附图中绘制的机械结构图中的所有空腔壁只由一条粗线绘制；机械结构绘制的比例并不太准 确，主要绘制出机械结构功能的原理图；电子引线由细线绘制，正负线不分开绘制而由一条细线表示；在 所有附图中当结构大致表示出后，细节部份尤其是需要虚线绘制的部份不绘制出；某些在说明书中提到的 结构表面等，由于附图的页面拥挤不绘制出，比如物体的某一表面，可以根据方向判断；附图中所有零件 的方向按照图1中的方向决定，图1为前面视图方向；受体2平面由细线绘出：xyz轴坐标线由细线加箭 头表示；杆一6和杆二7的指示线汇到一起表示出杆部5，这表示杆部5由杆一6和杆二7组成；头部4 中的xy轴探测器由虚线绘制。在图7、图8、和图10到图15中的俯视图中只绘制出头部4。 在图17的主视图和顶视图中引线通道799的不可见部份没有用虚线绘制出。
在图3、图5、图7中的圆圈和其中的箭头表示运动的方向，每一根箭头都是圆圈的半径，这表示圆圈的 每一条半径都可以是运动的方向，运动的方向可以是圆的360度各种方向。圆圈外指向圆圈的箭头表示哪 一结构可以做这一运动。
在图16、图20、图21中头部4中是空腔，实际上只有空腔壁上和其中的一段有轴孔，所以轴孔不会这么 长，为了观察方便附图中是示意的绘制。
在图26、图28中所指的后视图意思是指头部4前面的内表面46是从头部4前面42的后方方向观看的， 内表面46是头部4空腔的壁。

本发明按照以上所说的这一种具体实现方法进行设计的两种具体实施方式：
第一种具体实施方式：杆一6是杆二7的外套管，此结构连接方式类似于活塞式连接，杆二7的与杆 一6套在一起的部份横截面不是圆形，同样杆一6的中空部份横截面与杆二7此横截面形状相同且不是圆 形，但是稍微大几十微米或一百几十微米左右，这使得杆一6与杆二7的相对运动极为自由摩擦力小但是 又不产生大的晃动。杆二7的某一表面上有一个长条形凹槽，凹槽的长度方向与杆一6相对杆二7运动的 方向相同，凹槽的长度与运动的距离相同，压感探测器在槽底部，杆一6的空腔内表面上有一个凸起，此 凸起刚好在杆二7的凹槽中，当杆一6向下运动时此凸起将会压到压感探测器，此结构原理与第二种具体 实施方式中的杆一6的凹槽和杆二7的凸起相似，只是所在位置相反。这种结构的好处是杆二7体积较大， 大多数电子元件都在杆二7中，比如压感探测器、信息处理集成电路13等等，当本发明与电脑间以无线 方式连接时，信息发射器和做为本发明工作所需的电源的电池也在杆二7上，杆一6上可以只有按键，这 样杆一6重量可以较小。
第二种具体实施方式：杆二7体积较小，杆一6底部有一个导轨空腔60，此导轨空腔60套在杆二7 上，杆二7的上部份能在导轨60中做一维滑动，导轨空腔60的空腔横截面与杆二7的上部份横截面形状 相同且不是圆形，电子元件大多在杆一6中。详细说明如下：
本发明的第二种具体实施方式的结构中xy轴探测器是光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管或 激光二极管。说明分为三部份：机械结构说明；电子元件的功能说明；电子元件间的引线连接方法说明。
本发明的机械结构说明：(说明中的前后左右方向由本说明的观察方向决定，以图1为前方向视图。) 机械结构分为四部份：端部3、头部4、杆一6、杆二7，杆一6和杆二7合起来成为杆部5。
端部3是头部4的底部，在它的四角有四个凸起，凸起的顶部在一个平面上，这可以减小摩擦力。
头部4是一个中空物体，光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管在头部4的空腔中，头部4底部 也就是端部3有一个开口，当xy轴探测器工作时发光二极管发出的光线通过这一开口照在受体2平面上， 当然头部4中还有光学感应器芯片和发光二极管工作所需的透镜，头部4的结构和原理相当于一个没有鼠 标左右键和滚轮的小光电鼠标(它的具体结构可参考光电鼠标，这里不多说了)。为了使用时头部4体积 不影响手的书写绘画动作，头部4的高度通常小于长和宽的二份之一到三份之一。头部4的高度可以小于 1.5厘米，长宽可以小于3到3.5厘米。头部4的右侧有一个槽49与杆二7相连，槽49的前后侧壁上接 近端部3各有一个轴孔：前轴孔496、后轴孔497。(如图16)
杆二7的上半部份为一个四棱柱体70，下半部份为一个倒置的四棱锥台75，四棱柱体70和四棱锥台 75的高度(也就是长度)都为1.5到2厘米左右。杆二7下方的四棱锥台75的顶部750也有一个槽76， 槽76的左右壁上各有一个轴孔：左轴孔77、右轴孔78。(如图17)
四棱锥台75槽76的轴孔与头部4槽49的轴孔由一个四叉轴杆8相连。(如图19、图20、图21)
杆一6底部也就是接近头部4和杆二7上端700的位置有一个导轨空腔60，导轨60底部开口，杆一 6能够以这一导轨空腔60套在杆二7的四棱柱体70上，并沿着杆二7的长度方向做上下的一维运动，也 只能做这一种运动。杆一6运动到四棱柱体70上端706和下端707位置附近都能停止下来。导轨60形状 与四棱柱体70相同，体积稍大几十微米左右，这使它们能自由滑动但是又能紧密配合。(如图18、图22)
头部4的具体结构为：头部4为一个右侧有槽的中空体。当头部4不开槽时为一个中空的四棱柱体或 者说六面体，头部顶面40和头部底面41为大小差不多的长方形或正方形，它们的长宽为3到3.5厘米； 头部4的四个侧面：头部前面、头部后面、头部左面、头部右面都为长方形，高度是长的二份之一到三份 之一，大体为1.3厘米左右。(如图16)
头部底面41的四个角附近各有一个小凸起，以减小头部4在受体2上移动时的摩擦力。小凸起的顶 部在一个平面上，它们的顶部组成的抽象平面可以称为抽象平面端部3。(如图16)
头部4的右侧有一个开槽49，槽49由：前壁492、后壁493、左壁494、顶开口、底开口491、右开 口组成，顶开口大于底开口491。槽49的开口在头部4的顶面、底面和右侧面上，槽49的前壁492、后 壁493、左壁494都是斜面，它们的顶边都与头部4的顶面相交，如果槽49的前壁492、后壁493的倾斜 角度较大或头部4高度较小的话它们的顶边将与头部4的前面和后面相交。槽49的底部开口491的大小 比杆二7的底部也就是四棱锥台75的顶面750稍大。槽49的前壁492、后壁493的倾斜角度应该使杆二 7在做前后方向的倾斜摇摆运动时的角度大于45度左右，角度是由杆二7从垂直状态开始倾斜的角度来计 算，以下所提到的杆二7或杆一6和杆部5的倾斜都与此相同。槽49的左壁494的倾斜角度可以较小， 但也应该使杆二7在做左方向的倾斜摇摆运动时的角度大于30度左右。槽49的前壁492、后壁493的底 边与头部4的底面41相交，它们的交线就是底开口491的其中两条边；槽49的前壁492、后壁493的顶 边和底边与头部4的前面、后面平行；槽49的左壁494的顶边和底边与头部4的左面平行：槽49的前壁 492、后壁493的右边与头部4的右面相交，它们的交线就是右开口的其中两条边。槽49的前壁492、后 壁493、左壁494和头部4的六个面组成了封闭的空腔，当然头部4的底部有光学感应器芯片和发光二极 管工作所需的开口。头部4槽49的前壁492和后壁493上各有一个轴孔：前壁轴孔496、后壁轴孔497， 轴孔的直径为2毫米左右，两轴孔的连线与头部底面41和右面平行且距离极为接近，大致为1到2毫米。 槽49的壁的倾斜角度限定了杆二7倾斜摇摆的角度大小，所以壁的倾斜角度应该设计的尽量大(如图16)
杆二7大致为一个底部带槽的组合体，组合体上方为一个中空并顶部开口的四棱柱体70，下方为一个 倒置的四棱锥台75，四棱锥台75的顶面750也就是杆二7的底部有一个梯形槽76。四棱柱体70有六个 面：顶面、底面、前面、后面、左面、右面，顶面和底面为正方形，四个侧面为长方形，四棱柱体70的 高度或者说长度也就是四个侧面的长度比杆一6相对杆二7上下运动的距离稍大，这里为2厘米左右，顶 面和底面的宽度也就是四棱柱体70的宽度，这里为6毫米左右。前面、后面的上方上各有一个小凸起： 前面凸起71和后面凸起72，凸起高度2毫米左右，凸起的形状可以是四棱柱体。(如图17)
杆二7四棱柱体70的中间有一个空腔73，空腔73的形状为四棱柱体，空腔73由：顶部开口、底部、 前壁、后壁、左壁、右壁组成，空腔73的四壁与四棱柱体70的四个侧面平行，空腔73壁厚1毫米左右， 也就是说空腔73宽4毫米左右，空腔73长度与四棱柱体70相同。空腔73的左壁上有一个沿着空腔73 长度方向也就是上下方向的导轨74，导轨74内部空腔为四棱柱体形状，导轨74的后壁743与空腔73的 后壁平行并距其1毫米左右，导轨74的后壁743与空腔73的左壁垂直相交，导轨74的左壁就是空腔73 的左壁的一部份，导轨74的右壁745与空腔73的右壁平行并距其1毫米左右，导轨74的前壁就是空腔 73的前壁的一部份。导轨74的右壁745上有一个沿其长度方向的狭长开口746。导轨74的作用在倾斜摇 摆探测器中说明。(如图17)
杆二7组合体的另一部份四棱锥台75有六个面：顶面、底面、前面、后面、左面、右面。底面与四 棱柱体70的底面的形状大小相同并与之相接，它们实际上是一个面。四棱锥台75的顶面750为正方形且 长宽都为4毫米左右。四棱锥台75的前后左右四个侧面都为斜面且倾斜角度相等。四棱锥台75的顶面750 也就是杆二7的底部上有一个梯形槽76，槽76由：顶部开口、底部761、前面开口、后面开口、左壁、 右壁组成。槽76的三个方向开口：顶部开口、前面开口、后面开口在四棱锥台75的顶面750、前面、后 面上，槽的底部761与四棱锥台75的底面平行。槽76的深度为8到9毫米。槽76的左壁、右壁上相对 方向各有一个轴孔：槽左壁轴孔77和槽右壁轴孔78，轴孔在四棱锥台75的前面和后面的正中间位置并距 离顶面750为1毫米。(如图17)。杆二7还有一些机械结构在以后的倾斜摇摆探测器的结构中说明。
杆一6是人手持的部份，因此大致为圆柱体，中空，内部有电子元件。杆一6左侧靠近头部4有两到 三个按键，做为鼠标左右键和滚轮键使用。杆一6长度为13厘米左右，粗为1.6厘米左右。(如图18)
杆一6内部有三个空腔，第一个空腔导轨腔60在杆一6的底部中间，导轨腔60形状与杆二7四棱柱 体70相同，体积稍大几十微米左右，导轨腔60底部开口在杆一6的底部，这使得杆一6能以导轨腔60 套在杆二7的四棱柱体70上做上下的自由的运动，运动精度达到几十微米左右。导轨腔60的前后侧壁上 沿长度方向也就是上下方向各有一个狭长的槽：前壁槽606和后壁槽607，槽的长度比导轨腔60长度稍短， 槽的下端也就是接近导轨腔60底部位置不开口，后壁槽607的上端也就是接近导轨腔60上方位置有一个 压感探测器12，当导轨腔60套在杆二7四棱柱体70中上下运动时，四棱柱体70的前面凸起71和后面凸 起72在槽中滑动，当杆一6向上运动到上端位置706时，凸起71、72刚好被槽的下端封口挡住停止运动， 当杆一6向下运动到下端位置707时凸起72碰到压感探测器12的压力感受部位，杆一6向下的运动停止 (当然杆一6对压感探测器12的加减压动作相当于杆一6做微小的上下运动)，并把杆一6向下运动的力 传递给压感探测器12。(如图18、图22)
导轨腔60的顶部也开口，开口使导轨腔60与杆一6的第二个空腔容线腔61相连，容线腔61是用来 容纳引线的长度余量的，具体功能以后说明。容线腔61可以与导轨腔60一样是四棱柱体形状，宽度与导 轨腔60一样，长度可以为5到7厘米。容线腔61顶部由一个隔板610封闭，但是隔板610有一到几个引 线通过的小孔。(如图18)
容线腔顶部隔板610、导轨腔60以及容线腔61的侧壁板与杆一6的外壳共同组成了第三个空腔：电 子元件腔62。电子元件腔62是用来容纳杆一6中的电子元件和按键的，比如信息处理集成电路13、压感 探测器12、电路板、鼠标左右键和滚轮键(这里只有鼠标右键和滚轮键)、电子引线、以及其它电子元件 等等，其中压感探测器12的压力感受部位凸出在导轨腔60的后壁槽607上端。(如图18)
杆二7与头部4的机械连接方式为：杆二7底部的槽76的左右侧壁上的轴孔：槽左壁轴孔77和槽右 壁轴孔78与头部4右侧的槽49的前后壁轴孔：前壁轴孔496和后壁轴孔497通过一个十字形四叉轴杆8 相连。十字形四叉轴杆8有前后左右四个十字形交叉的轴杆：前轴杆80、后轴杆81、左轴杆82、右轴杆 83，前后轴杆的中心轴线在一条线上，左右轴杆的中心轴线在一条线上，前后轴杆的中心轴线与左右轴杆 的中心轴线垂直相交于交点84。前后轴杆较长，左右轴杆短，它们的直径相同且比轴孔稍小几十微米左右。 (十字形四叉轴杆8的前轴杆80上还有一个拨杆结构，这将在以后的倾斜摇摆探测器中说明，这里的附 图不绘制出，前后轴杆有轴环但不绘制出)。(如图19)
头部4的槽49的前轴孔496、后轴孔497与四叉轴杆8的前轴杆80、后轴杆81相连，前轴杆80比 较长它通过前轴孔496进入头部4空腔中直达头部4的前壁；四棱锥台75的槽76的左轴孔77、右轴孔 78与四叉轴杆8的左轴杆82、右轴杆83相连。安装后轴杆在轴孔中能够自由旋转但是不进行轴向滑动， 轴杆中心轴线交点84在头部4槽49底部的前后方向正中，中心轴线交点84也在四棱锥台75的槽76的 两壁间。头部4的槽49和四棱锥台75的槽76以及十字形四叉轴杆8还有它们的轴孔和轴杆共同组成了 杆二7和头部4之间的倾斜摇摆接头，它所能做的倾斜摇摆运动是平行于头部4底部平面的360度方向的 倾斜摇摆运动。以上说过的倾斜摇摆接头的中心84在这里就是十字形四叉轴杆8轴线交点84。轴孔接近 端部3以使杆二7倾斜摇摆运动的中心接近端部3。(如图19、图20、图21)
本发明整体安装后，杆一6或杆二7的长度方向的中心轴线的延长线通过十字形四叉轴杆8的轴杆中 心轴线交点84。(参考图21)
杆一6和杆二7的连接方式实际以上已经说明过了：杆一6底部的导轨腔60套在杆二7的四棱柱体 70上，并能上下滑动。杆一6与导轨腔60的上下方向的中心轴线在一条线上。(如图22)
杆二7的倾斜摇摆的动作的方向和角度可以由两个倾斜摇摆探测器共同配合探测出来，它们是：前后 方向倾斜摇摆探测器和左右方向倾斜摇摆探测器，它们共同探测出的杆二7的倾斜摇摆运动的前后左右方 向和角度，经过计算能够得出杆二7做倾斜摇摆运动的360度方向和角度。也就是说杆二7做前后左右四 个方向之间的倾斜摇摆运动时它运动的方向和角度由前后方向倾斜摇摆探测器和左右方向倾斜摇摆探测 器共同探测的信息经过计算产生出来。
前后方向倾斜摇摆探测器的结构(不包括运算部份)主要有：扇形狭长缝板90、发光二极管91、感 光元件92、感光元件拨杆93、感光元件92导轨74、感光元件拨杆93通道79等。(如图23、24、17)
扇形狭长缝板90的外形为扇形的板状，板90半径为8毫米，其上有一个狭长的缝900，缝900的前 端905距离板90的圆弧边904极近，这里为1毫米，缝900的后端906距离板90的圆弧边904较远，这 里为4毫米，缝900的两端之间跨越了板90的弧度为90度。缝900的上下两边907和908之间的距离始 终不变，距离为1毫米，缝900的两端之间的狭长缝隙与圆弧边904的距离根据两端跨越的板90的弧度 均匀加大，也就是说缝900的上下两边907和908与圆弧边904的距离根据两端跨越的板90的弧度均匀 加大。缝900的两端与板90的两条半径边：前半径边902和后半径边903的距离相等。(如图23)
感光元件92的底部有一个垂直于其底部的拨杆93，拨杆93为细长的圆柱体，直径为1毫米，在它的 底端有一个与其垂直的短圆柱体931，直径稍小于1毫米，长1到2毫米，感光元件92的引线在其一侧而 不在底部。(如图24)
扇形狭长缝板90安装于十字形四叉轴杆8的前轴杆80和后轴杆81上方，板90的圆心901与四叉轴 杆8的左右轴杆和前后轴杆的中心轴线交点84重合。板90的前半径边902和后半径边903与圆弧边904 的交点之间的连线与前轴杆80和后轴杆81平行，板90的前半径边902和后半径边903之间的中心轴线 与四叉轴杆8的左轴杆82和右轴杆83的中心轴线垂直。板90和十字形四叉轴杆8机械固定不能移动。 本发明整体安装后板90位于杆二7四棱锥台75的槽76的左右壁之间。(如图25、图21)
感光元件92安装于杆二7的四棱柱体空腔73的导轨74中，感光元件92的引线通过导轨74的右壁 745上的狭长开口746引出，感光元件92的形状与导轨74相同但是长度只有5毫米左右，宽度和厚度比 导轨74小10微米左右，感光元件92能够在导轨74中自由的上下滑动，导轨74底部有一个拨杆通道79， 而杆二7的槽76的左壁764上方有一个拨杆槽792，拨杆通道79与拨杆槽792相通并且它们都在杆二7 的四棱锥台75的前面752和后面753的正中间，感光元件92底部的拨杆93通过拨杆通道79和拨杆槽792， 并且拨杆93的底端短圆柱体931刚好在扇形狭长缝板90的缝900的上边907和缝下边908之间，拨杆通 道79和拨杆槽792的横截面形状大小使拨杆93能在其中自由的一维上下滑动，随着杆二7的前后摇摆， 短圆柱体931在缝900中滑动，由于缝900与圆弧边904的距离在缝900两端之间变化，所以当短圆柱体 931在缝900中滑动时缝上边907和缝下边908将推动它上下运动，短圆柱体931带动感光元件拨杆93然 后带动感光元件92在导轨74中做上下的一维运动，当杆二7倾斜摇摆到缝900距离圆弧边904远的后端 906时感光元件92刚好运动到导轨74底部，感光元件92上方与其相对着固定安装有发光二极管91，当 杆二7倾斜摇摆到缝900距离圆弧边904近的前端905时感光元件92刚好运动到与发光二极管91最近的 位置。发光二极管91的发光部位与感光元件92的感光部位相对着，当感光元件92在导轨74中上下运动 时它与发光二极管91的距离不断变化，由于发光二极管91发出的光线是发散开的，所以当感光元件92 与发光二极管91的距离不同时它接收到的光线量不同，感光元件92感光产生的电压或电流大小不同，我 们就可以把电压或电流大小的模拟量通过模数转换电路转换为数字信息，表示出杆二7前后方向倾斜摇摆 运动的方向和角度。由于缝900跨越了扇形狭长缝板90的90度弧度，所以杆二7的前后方向倾斜摇摆运 动就可以有90度。(如图17、图21)
左右方向倾斜摇摆探测器的原理与前后方向倾斜摇摆探测器相同，但是机械结构稍有不同。它的结构 主要有：四份之一圆狭长缝板100、发光二极管101、感光元件102、十字形四叉轴杆8前轴杆拨杆103、 滑杆104、感光元件连杆105、感光元件102导轨460、滑杆导轨461。(如图26、图27、图28)
四份之一圆狭长缝板100为四份之一圆形的板状，它的结构原理与扇形狭长缝板90相同，它的半径 为8毫米，其上有一个狭长缝，狭长缝的上边1007和下边1008之间的距离始终不变，这里为1毫米，缝 的右端距离板100的圆弧边1004极近，这里为1毫米，缝的左端1005距离板100的圆弧边1004较远， 这里为4毫米，缝的两端距离板100的两条半径边：垂直边1002和平行边1003为0.5毫米左右，缝的两 端跨越了板100的弧度为接近90度，为了安装方便板100的圆心1001处有一个同心圆形小缺口。板100 的圆弧边1004的两端附近各固定有一个细长的连杆：连杆105和滑杆104，它们都与板100的平行边1003 的延长线平行。连杆105的另一端与感光元件102底部相连并与其底部垂直。(如图26)
十字形四叉轴杆8的前轴杆80的端点处固定有一个与其垂直的拨杆103，拨杆103为圆柱体，直径1 毫米，拨杆103顶端有一个与其垂直的短圆柱体1031。(如图27)
左右方向倾斜摇摆探测器安装于头部4的空腔中，在十字形四叉轴杆8的前轴杆80旁。头部4的前 面42的内表面46也就是头部4空腔的前壁上有感光元件102的导轨460和滑杆的导轨461。当四份之一 圆狭长缝板100和感光元件102安装于内表面46上时，感光元件102和滑杆104能在导轨460和导轨461 中做自由的一维左右滑动，滑动的精度为10微米左右。感光元件102的导轨460左侧与感光元件102相 对安装有一个发光二极管101。安装后四叉轴杆8的前轴杆80上的拨杆103顶端的短圆柱体1031在板100 的狭长缝1000之中，前轴杆80的轴心延长线通过板100的圆心1001。四份之一圆狭长缝板100的平行边 1003与头部4底面和前面42以及前面的内表面46平行，并且距离底面极近，距离小于1毫米；垂直边 1002与前面42以及前面的内表面46平行并与底面垂直，距离头部4右面极近，距离小于1毫米。当杆二 7做左右方向倾斜摇摆运动时，前轴杆80带动拨杆103再带动短圆柱体1031使其在狭长缝的两端之间滑 动，由于狭长缝1000的两端之间的上边1007和下边1008与圆弧边1004的距离变化，短圆柱体1031将 会推动板100然后通过连杆105推动感光元件102在导轨460中左右一维滑动，当短圆柱体1031在狭长 缝的右端1006时板100最靠近头部4右面45，并且此时感光元件102距离发光二极管101最远，当短圆 柱体1031在狭长缝的左端1005时板100离头部4右面45最远，并且此时感光元件102距离发光二极管 101最近，并且此时杆二7倾斜摇摆到左方向的最大角度处，此时四叉轴杆8前轴杆拨杆103与头部4的 底面接近平行。左右方向倾斜摇摆探测器的信息探测的工作原理与前后向倾斜摇摆探测器9相同，把感光 元件102产生的模拟信号转化为数字信号后即可得出杆二7左右方向倾斜摇摆的方向和角度。(如图28)
将左右方向倾斜摇摆探测器和前后向倾斜摇摆探测器的数字信号进行计算后即可得出杆二7做前后左 右四个方向间的倾斜摇摆运动的方向和角度，杆二7的倾斜摇摆运动的方向和角度实际上也就是杆一6和 杆部5的倾斜摇摆运动的方向和角度。
本发明的电子元件的功能的说明(注意：在发明书中提到的探测器的“信号”和“信息”是一个意思， 探测器的数字信号和数值是一个意思)：
本发明的电子元件主要有：xy轴探测器11、前后方向倾斜摇摆探测器、左右方向倾斜摇摆探测器、 压感探测器12、集成电路13、鼠标左右键和滚轮键(这里只有鼠标右键和滚轮键)。xy轴探测器11在头 部4的空腔中，前后方向倾斜摇摆探测器如上所说在四叉轴杆8和杆二7中，左右方向倾斜摇摆探测器在 头部4的空腔中，压感探测器12、集成电路13、鼠标右键和滚轮键都在杆一6的电子元件腔62中。
左右方向倾斜摇摆探测器的感光元件102产生的模拟信号，通过引线(也就是电源数据线)接入xy 轴探测器的光学感应器芯片中，转化为数字信号或者说二进制数值并与xy轴探测器探测到的信息的二进 制数值一起引出到杆一6中的集成电路13中进行处理。
xy轴探测器主要是光电鼠标中的光学感应器芯片和发光二极管或激光二极管(当然还有一些附属电子 电路和电子元件，如电容等)，但是光学感应器芯片增加了左右方向倾斜摇摆探测器探测的模拟信号的模 数转换电路，还有以下功能电路：将左右方向倾斜摇摆探测器的转换后的信号与自身探测的信号合成并按 顺序排列，并在其中加上信号的标志位，以表示此信号数值属于哪一个探测器的信号，并把所有排序并加 标志位的信号数值按照刷新的时间顺序排列后，通过引线输入杆一6中的集成电路13中进行处理。这些 信号数值排列在二到三条数据线中，数值的格式可以是usb和ps2等等。信号数值排列后可能还要转换为 不同的电脑接口规范如usb和ps2等等。
前后方向倾斜摇摆探测器和压感探测器探测到的模拟信号都要通过引线输入杆一6中的集成电路13 中转换为数字信号的数值。压感探测器12的将压力转化为模拟信号的结构可以是一块压电陶瓷，或压电 晶体等等。按键在杆一6左方靠下，右键14在下方，滚轮键15在上方，按键的信号也要通过引线输入杆 一6中的集成电路13中转换为数字信号的数值。
杆一6中的集成电路13中有以下功能的电路：
<1>：将前后方向倾斜摇摆探测器和压感探测器12探测到的模拟信号转换为数字信号数值的电路。
<2>：将所有探测器探测到的信号，也就是已经转换为数字信号的数值，进行合成并按顺序排列，并在其 中加上信号的标志位，以表示此信号数值属于哪一个探测器的信号，并把所有排序并加标志位的信号数值 按照刷新的时间顺序排列，一般来说，两个倾斜摇摆探测器的信号数值按照顺序紧邻着排列在一起，然后 再加上按键的信号数值，xy轴探测器11的信号数值一般应该排列在最前面，信号数值符合某一个电脑接 口规范比如usb或者ps2等等，最后通过引线从杆一6上方输入到电脑的接口中，接口可以是usb或者ps2 等等。
<3>：所有合成后的按键和探测器的信号数值，如果需要的话还可以通过无线方式与电脑通讯，比如红外 线，蓝牙等等方式。那么集成电路13中还要有这些无线通讯功能的信号转换、信号发射接收等等电路。
本发明的电子元件间的引线连接方法的说明：
在头部4空腔中的左右方向倾斜摇摆探测器的感光元件102的引线接头在它的侧面，也就是在当感光 元件102安装在导轨460中时的靠近导轨460的后面的一侧(导轨460的后面指的是与头部4后面43平 行的这一面)，在导轨460的后面上有一个狭长开口4601，感光元件102的引线连接到引线接头上后通过 狭长开口4601引出连接到电路板上，引线应该留有一定的长度余量，以使感光元件102在导轨460中滑 动时不会受到引线长度的影响。(如图28)
头部4空腔中的xy轴探测器11和左右方向倾斜摇摆探测器的引线1100(包括电源和数据引线)，用 以下方法接入杆一6中：在头部4的槽49的后壁493上靠近上方有一个引线孔498，头部4引线1100从 中引出。在杆二7四棱锥台75中有一个头部4的引线通道799，引线通道799下端开口7990在四棱锥 台75的左面754下方靠近轴孔77处，靠近轴孔是为了在杆二7运动时对引线的牵动小，下端开口7990 的后侧有一个缺口方便引线1100向后弯曲，上端开口7991在杆二7四棱柱体70的空腔73中，上端开口 7991具体位置在空腔导轨74和空腔73的后壁之间。头部4引线1100从引线通道799的下端开口7990进 入后，从上端开口7991进入空腔73然后再进入杆一6导轨腔60和容线腔61中，并且通过容线腔顶部隔 板610上的引线孔进入电子元件腔62，最后连接到电路板上，数据线通过电路板与集成电路13相连。头 部4引线1100在引线孔498中固定使其不能任意滑动，头部4引线1100在引线孔498与引线通道799的 下端开口7990之间的这一段，应该留有长度余量，使其在杆二7做倾斜摇摆运动时不影响杆二7的运动， 但长度不能过长以免下垂过多。头部4引线1100在引线通道799和空腔73中以及在引线孔处也应该固定 使其不能任意运动。头部4引线1100在导轨腔60和容线腔61中的这一段也应该留有长度余量，以使杆 一6沿着杆二7的长度方向做上下一维运动时不会受到引线1100长度的影响。(如图16、图17、图22)
杆二7的四棱柱体空腔导轨74中的前后向倾斜摇摆探测器的发光二极管91和感光元件92的引线连 接方式为：感光元件92的引线从导轨74的右壁745上的狭长开口中引出后，进入导轨74的右壁745与 四棱柱体空腔73的右壁之间的空间中，然后从空间上方进入杆一6导轨腔60和容线腔61中，通过容线 腔顶部隔板610上的引线孔进入电子元件腔62，最后连接到电路板上，感光元件92的引线在导轨右壁745 与空腔右壁之间的空间的上方位置固定，并在空间中留下长度余量，以使感光元件92在导轨74中上下滑 动时不受到引线长度的影响；发光二极管91安装在导轨74上方，它的引线从导轨74上方进入杆一6导 轨腔60和容线腔61中，通过容线腔顶部隔板610上的引线孔进入电子元件腔62，最后连接到电路板上； 发光二极管91和感光元件92的引线在导轨腔60和容线腔61中的这一段也应该留有长度余量，以使杆一 6沿着杆二7的长度方向做上下一维运动时不会受到引线长度的影响。(如图22)
压感探测器12在电子元件腔62中，但是它的压力感应部位或者将压力传导到压力感应部位的机械结 构，凸出在导轨腔60的后壁槽607上端，它的引线接头在电子元件腔62中，所以它的引线直接在电子元 件腔62中连接到电路板上。(如图22)
按键包括鼠标右键和滚轮键都在电子元件腔62中，所以它的引线直接在电子元件腔62中连接到电路 板上，当然它的按钮部份凸出在杆一6外部左面靠下。
以上本发明的具体实施方式的优化方案：
(1)：两种具体实施方式中杆一6在人手持的部份以上靠近人手上方位置可以有防止下滑的结构，比 如凸起600，或者增大一定体积，以使人手持杆一6并将其提起时杆一6不易下滑。(如图12)
(2)：发光二极管114在头部4空腔中安装的位置和方向，以及它的结构：光电鼠标中发光二极管安 装在光学感应器芯片的有感光孔的一端，并且是纵向安装的，发光二极管有一定长度，所以造成头部4太 长，可以把发光二极管114横过来安装，发光二极管离开光学感应器芯片11距离远的一侧可以是有反光 板的，反射出的光线通过透镜向下照在受体2上。发光二极管114凸起的透镜部份也可以在其靠近光学感 应器芯片11一侧。(如图13)(未绘制透镜组)
(3)：可以把透镜组1112(普通光电鼠标的透镜组)横过来安装在光学感应器芯片11下方，发光二 极管114与发光二极管的引线平行安装，发光二极管的头部靠近光学感应器芯片11的有感光孔116的一 端，发光二极管114的引线脚119靠近光学感应器芯片11的另一端。这一个方案是考虑到光学感应器芯 片11可能是长方形的，如果是接近正方形就不太适用了。(如图14)
(4)：将发光二极管114除开头部的凸透镜部份外全部涂上黑色油漆或者其它深色颜料，或者用某种 深色物体包裹或阻挡，使发光二极管114发出的光线只能从头部凸透镜前方射出，然后将发光二极管114 倾斜的安装于电路板1的下方，头部凸透镜朝向光学感应器芯片11感光孔116底部的受体表面，发光二 极管114发出的光线照在感光孔116底部的受体表面上，反射回的光线通过感光孔116底部的凸透镜115 进入感光孔116，发光二极管114底部和或侧面可以是斜面方便它安装在电路板1上，如果发出的光线不 够平行可以在头部前方加一个凸透镜。(如图15)
(5)：头部4中的左右方向倾斜摇摆探测器的驱动感光元件102移动的机构可以是齿轮驱动方式，这 可以使杆二7的左右方向倾斜摇摆运动的幅度更大，结构也更简单。具体结构为：在十字形四叉轴杆8的 前轴杆80上，它的紧靠头部4前面42的内表面46的端点处固定有一个齿轮106，齿轮106的中心与前轴 杆80的中心轴线重合，齿轮106的直径等于或稍大于前轴杆80的直径，齿轮106驱动另一个大小一样或 稍大的齿轮107旋转，齿轮107位置比齿轮106更靠上方和更靠近感光元件102，齿轮107再带动感光元 件102底部连接的齿条108，然后带动感光元件102移动，齿轮106不接触齿条108。(如图29)
注意：实际上根据本发明的硬件功能可以据此设计出各种软件，使本发明硬件不仅是做为电脑手绘输 入系统、电脑手写输入系统、纵横滚轮鼠标、电玩游戏摇杆、电脑3D软件操作设备使用，还可以设计出 各种功能，这里无法完全列举，可以理解的是只要软件需要用到本发明的硬件，则硬件的专利权力仍然在 本发明专利保护范围内。