專利名稱：識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)，適用于人機(jī)操作界面，例如通 過(guò)將人手的某種位置和力的信息輸入機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器的目的。
背景技術(shù)：
人機(jī)操作界面對(duì)多媒體應(yīng)用的發(fā)展有重要的作用，直接影響用戶的操作體驗(yàn)。早 期的人機(jī)界面只有鍵盤，鍵盤對(duì)基于命令行和文本界面的應(yīng)用尚能適應(yīng)，但對(duì)于圖形操作 非常不便。1980年代鼠標(biāo)在Mac上的應(yīng)用大大促進(jìn)了圖形操作界面的發(fā)展，直到今天鼠 標(biāo)和windows操作系統(tǒng)的配置占據(jù)了廣大的多媒體應(yīng)用市場(chǎng)。鼠標(biāo)的問(wèn)題在于體積較大， 不適合在較小的移動(dòng)終端上使用(如手機(jī)，PDA和筆記本電腦等)；另外，操作鼠標(biāo)時(shí)手 離開鍵盤較遠(yuǎn)并需要一個(gè)可供移動(dòng)空間。1990年后，Ted Selker發(fā)明的基于陶瓷壓阻效 應(yīng)的指點(diǎn)桿(Tranckpoint)在IBMThinkpad系列筆記本電腦上得到了廣泛的應(yīng)用(其改 進(jìn)型號(hào)可參美國(guó)專利5，867，808) ； 1994年后，George Ε. Gerpheide發(fā)明的電容式觸摸板
PowerBook系列筆記本電腦上率先獲得了應(yīng)用(其改進(jìn)型號(hào)可參美國(guó) 專利6，222，528)。以上兩項(xiàng)發(fā)明推進(jìn)了筆記本多媒體人機(jī)操作界面的發(fā)展。進(jìn)入移動(dòng)多媒體時(shí)代，手持終端對(duì)人機(jī)界面輸入系統(tǒng)的體積提出了更高的要求， 日本三箭公司發(fā)明了基于電容觸摸原理的3D力傳感器(國(guó)際申請(qǐng)PCT/JP2005/019943)， 該產(chǎn)品在Nokia手機(jī)上獲得了廣泛的應(yīng)用。另外，Veganov提出基于MEMS應(yīng)變傳感器的操 縱桿系統(tǒng)(請(qǐng)參美國(guó)專利公開號(hào)US2009/0237275A1)。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)操作界面的主要趨勢(shì)是小型化、低成本及提供良好的 交互方式和用戶體驗(yàn)，以適應(yīng)增長(zhǎng)迅速的消費(fèi)電子和移動(dòng)終端應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于壓力傳感器且通過(guò)感知流體 壓強(qiáng)的變化來(lái)識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種識(shí)別指向與力度的操 縱系統(tǒng)，包括操縱板及安裝于操縱板一側(cè)的至少一個(gè)壓力傳感單元，所述壓力傳感單元 包括支撐操縱板的彈性元件及與彈性元件相配合的壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)有感壓 膜，所述彈性元件的內(nèi)部設(shè)有作用于感壓膜的流體，所述操縱板在外界壓力的作用下迫使 彈性元件發(fā)生變形，進(jìn)而使流體的壓強(qiáng)發(fā)生變化以壓迫感壓膜。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器位于彈性元件的內(nèi)部。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器包括壓力傳感器芯片及位于壓力 傳感器芯片外圍的封裝結(jié)構(gòu)，所述感壓膜設(shè)于壓力傳感器芯片上；所述彈性元件固定于封 裝結(jié)構(gòu)上，所述封裝結(jié)構(gòu)設(shè)有穿孔，并且彈性元件內(nèi)部的流體通過(guò)穿孔直接作用在感壓膜 上。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感單元位于操縱板的下側(cè)，所述彈性
4元件設(shè)有支撐操縱板的外表面。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感單元位于操縱板的下側(cè)，所述彈性 元件為中空的波紋管，所述壓力傳感器安裝于波紋管內(nèi)，所述波紋管沿豎直方向延伸且具 有不同的直徑。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述流體被密封在彈性元件及壓力傳感器內(nèi)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱系統(tǒng)包括用以安裝彈性元件及壓力傳感 器的支撐板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器倒裝地安裝于支撐板上，所述感 壓膜直接正對(duì)著支撐板且感壓膜與支撐板之間留有間隙。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感單元為多個(gè)且安裝于操縱板的下方。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱系統(tǒng)包括固定于支撐板上的限位塊，所 述限位塊包括位于操縱板的上方以限制操縱板向上運(yùn)動(dòng)的限位板。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱板包括架設(shè)于彈性元件上的板體部及自 板體部延伸的操縱桿，所述限位板位于板體部的上方以限制操縱板向上運(yùn)動(dòng)；所述操縱桿 突出限位板以供外界壓力驅(qū)動(dòng)，使板體部?jī)A斜而迫使彈性元件發(fā)生變形。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱板包括突出板體部且與操縱桿相反設(shè)置 的延伸桿，所述延伸桿固定在支撐板上。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱板包括突出板體部且與操縱桿相反設(shè)置 的延伸桿，所述延伸桿設(shè)有頭部，所述支撐板設(shè)有收容頭部的凹槽，并且頭部可在凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述頭部為球形，且所述頭部與凹槽在豎直方向 上設(shè)有供頭部移動(dòng)的空隙。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述操縱系統(tǒng)包括覆蓋在壓力傳感器上的絕緣 膠，所述絕緣膠位于彈性元件的內(nèi)部，流體位于彈性元件與絕緣膠之間，所述壓力傳感器的 感壓膜能夠隔著絕緣膠而感知流體壓強(qiáng)的變化。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力傳感器能夠識(shí)別外界壓力的三維指向與 力度。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述流體為氣體、膠或者液體。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述流體為空氣。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)彈性元件的變形及流體壓強(qiáng)的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外界 壓力的偵測(cè)，是一種不同于現(xiàn)有技術(shù)的新型解決方案；另外，通過(guò)在彈性元件的內(nèi)部設(shè)置流 體，使用者可以獲得較好的手感。

圖1是本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)于第一實(shí)施方式的部分立體示意 圖，其中，若干壓力傳感單元安裝于操縱板的下側(cè)。圖2是圖1所示的識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的俯視圖。圖3是圖1所示的壓力傳感單元及操縱板安裝于支撐板及限位塊內(nèi)的剖面示意圖，并顯示出手指在操縱板上的移動(dòng)方向。圖4是圖1所示的壓力傳感單元的立體示意圖。圖5是圖4所示的壓力傳感單元的剖面示意圖。圖6是圖5所示的壓力傳感單元于第一種變化方式的剖面示意圖。圖7是圖4所示的壓力傳感單元于第二種變化方式的立體示意圖。圖8是圖7所示的壓力傳感單元的剖面示意圖。圖9是圖4所示的壓力傳感單元于第三種變化方式的立體示意圖。圖10是圖9所示的壓力傳感單元的剖面示意圖。圖11是本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)于第二實(shí)施方式的部分立體示意 圖，其中，若干壓力傳感單元安裝于操縱板的下側(cè)。圖12是圖11所示的識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的剖面示意圖，并顯示出操縱板 在手指觸碰下的兩種位置。圖13是圖12所示的識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的于另一種變化方式的剖面示意 圖，并顯示出操縱板在手指觸碰下的兩種位置。圖14是本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)于第三實(shí)施方式的部分立體示意 圖，其中，若干壓力傳感單元安裝于操縱板的下側(cè)。圖15是圖14所示的識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的俯視圖。圖16是圖14所示的識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)的剖面示意圖，并顯示出操縱板 在手指觸碰下的兩種位置。
具體實(shí)施方式第一實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖3所示，本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)100包括平板狀 的支撐板1、安裝于支撐板1上的若干壓力傳感單元2、位于壓力傳感單元2上的操縱板3、 及固定于支撐板1上且用以向上限制操縱板3移動(dòng)的限位塊4。請(qǐng)配合參閱圖2、圖4及圖 5，每一個(gè)壓力傳感單元2包括中空半球形的彈性元件21及位于彈性元件21內(nèi)部的壓力傳 感器22。所述彈性元件21的內(nèi)部設(shè)有流體(在本實(shí)施方式中為空氣，當(dāng)然也可以為其它 氣體、膠或者液體)，所述流體包圍壓力傳感器22。所述壓力傳感器22包括壓力傳感器芯 片23及位于壓力傳感器芯片23外圍且用以保護(hù)壓力傳感器芯片23的封裝結(jié)構(gòu)24。請(qǐng)參 圖4及圖5所示，所述封裝結(jié)構(gòu)24為長(zhǎng)方體且設(shè)有貫穿其頂面的穿孔241。所述壓力傳感 器芯片23設(shè)有感壓膜231，并且流體能夠穿過(guò)穿孔241直接作用在感壓膜231上。在本實(shí) 施方式中，所述操縱板3為平板狀，所述壓力傳感單元2位于操縱板3的下側(cè)，且所述彈性 元件21設(shè)有支撐操縱板3的弧形外表面211 (如圖5所示)。請(qǐng)參圖3所示，所述限位塊4包括垂直固定于支撐板1的豎直部41及自豎直部41 頂端橫向延伸的限位板42。所述限位板42之間設(shè)有用以暴露出操縱板3的空腔43。所述 限位板42位于操縱板3的上方以防止操縱板3向上脫離限位塊4。在本實(shí)施方式中，所述 限位塊4與支撐板1 一體設(shè)置，當(dāng)然在其它實(shí)施方式中，限位塊4與支撐板1可以分開設(shè)置 并相互固定在一起。所述流體被密封在彈性元件21的內(nèi)部與支撐板1之間。所述彈性元件21由氣密彈性物質(zhì)構(gòu)成，例如金屬或有機(jī)物。請(qǐng)參圖2及圖3所示，在本實(shí)施方式中，所述壓力傳感 單元2為4個(gè)且按正方形排列，分別標(biāo)為a，b，c和d，其有效邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。當(dāng)手指按箭頭方向 施加一定的壓力(或被稱之為觸摸力)Fz時(shí)，觸摸力Fz的著力點(diǎn)A相對(duì)于中心位置0的 坐標(biāo)為(X，y)，則壓力傳感單元2的受力情況為:Fa+Fb+Fc+Fd = fz ；L(2F-Fa-Fd)/2FZ = χ ； L(2F-Fa-Fb)/2FZ = y。由此可見(jiàn)，只要知道各個(gè)壓力傳感單元2的受力情況就可以計(jì)算獲 得觸摸力Fz的大小和著力點(diǎn)的位置，從而判斷手指的觸摸力Fz和移動(dòng)方向。通過(guò)判斷著 力點(diǎn)的位置、力度和移動(dòng)速度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觸摸力Fz在x-y平面內(nèi)的位置、移動(dòng)速度及ζ方 向按壓力度的三維矢量控制。在本實(shí)施方式中，手指施加的壓力被分解為水平力及豎直力， 進(jìn)而使操縱板3發(fā)生傾斜及在豎直方向移動(dòng)一定的距離。此時(shí)，彈性元件21在操縱板3的抵壓下發(fā)生彈性變形，進(jìn)而壓縮流體并使彈性元 件21內(nèi)部的流體壓強(qiáng)發(fā)生變化。在本實(shí)施方式中，由公式P = η YT/V可以得知，彈性元件 21內(nèi)部的流體體積V的變化會(huì)引起流體壓強(qiáng)P的變化，其中η為流體的物質(zhì)的量，γ為流 體常數(shù)。所述壓力傳感器22的感壓膜231能夠感知上述壓強(qiáng)的變化。壓力傳感器22將壓 強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)輸出給處理單元，處理單元綜合計(jì)算各壓力傳感單元2獲取的信 號(hào)，從而得到手指按壓的壓力強(qiáng)度和著力點(diǎn)位置的信息。該信息隨后被輸出到執(zhí)行單元以 獲得某種操作和控制功能，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器進(jìn)行某種程度的操縱。本實(shí)用新型識(shí)別指 向與力度的操縱系統(tǒng)100具有類似觸摸板的功能，例如通過(guò)觸摸點(diǎn)位置的移動(dòng)，控制鼠標(biāo) 的移動(dòng)；或者通過(guò)觸摸力度的變化控制鼠標(biāo)的按壓狀態(tài)。本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的操 縱系統(tǒng)100能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水平面內(nèi)手指的指向、力度及豎直方向按壓力度的三維矢量控制， 進(jìn)而識(shí)別外界壓力的三維指向及力度。另外，通過(guò)彈性元件21的變形及流體壓強(qiáng)的變化， 實(shí)現(xiàn)對(duì)外界壓力的偵測(cè)，可以讓使用者獲得較好的手感，且可靠性高、成本低。請(qǐng)參圖2所示，所述壓力傳感單元2安裝于操縱板3的角落且部分延伸超出操縱 板3，以實(shí)現(xiàn)對(duì)操縱板3比較穩(wěn)定的支撐。在本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)100的實(shí)施方式中，所述操縱板3的作用 是將手指的壓力傳遞給壓力傳感單元2 ；彈性元件21的作用是將傳遞到其上的壓力轉(zhuǎn)換為 壓力傳感器22所能接收的流體壓強(qiáng)。請(qǐng)參圖6所示，壓力傳感單元2的第一種變化方式，其中，所述彈性元件21被固定 于壓力傳感器22的封裝結(jié)構(gòu)24上，作為壓力傳感器22封裝的一部分。所述流體密封于彈 性元件21與壓力傳感器22內(nèi)。彈性元件21內(nèi)部的流體通過(guò)穿孔241直接作用在感壓膜 231上，進(jìn)而使感壓膜231能夠感知流體壓強(qiáng)的變化，同樣可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。請(qǐng)參圖7及圖8所示，壓力傳感單元2的第二種變化方式，即在壓力傳感器22上 覆蓋絕緣膠26以保護(hù)壓力傳感器芯片23。此時(shí)，可以省略圖5中所示的封裝結(jié)構(gòu)24。所 述絕緣膠26位于彈性元件21的內(nèi)部，所述流體位于彈性元件21與絕緣膠26之間，并且壓 力傳感器芯片23的感壓膜231能夠隔著絕緣膠26而感知流體壓強(qiáng)的變化。請(qǐng)參圖9及圖10所示，壓力傳感單元2的第三種變化方式，其中，所述壓力傳感器 22通過(guò)焊接凸點(diǎn)25以倒裝的方式安裝于支撐板1上。所述感壓膜231直接正對(duì)著支撐板 1且與支撐板1之間留有一定的間隙。所述流體能夠沿著箭頭方向穿過(guò)該間隙而作用在壓 力傳感器芯片23的感壓膜231上。第二實(shí)施方式[0052]請(qǐng)參照?qǐng)D11及圖12所示，本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)200與第一實(shí)施 方式中的識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)100大致相同，兩者的區(qū)別在于操縱板的結(jié)構(gòu)。所述識(shí) 別指向與力度的縱系統(tǒng)200的操縱板5包括架設(shè)于壓力傳感單元2上的板體部51、自板體 部51向上延伸的操縱桿52及自板體部51向下延伸的延伸桿53。所述限位板42位于板體 部51的上方以防止操縱板5向上脫離限位塊4。所述操縱桿52自限位塊4的空腔43向上 突出以供人手推拉。所述延伸桿53固定于支撐板1。所述板體部51及延伸桿53由柔性材 料制成，以具備一定的彈性。所述操縱桿52用以實(shí)現(xiàn)類似游戲桿的功能，例如用水平面內(nèi) 的推桿力和強(qiáng)度控制鼠標(biāo)的移動(dòng)方向和速度；用豎直方向的推桿力控制按鍵的狀態(tài)。請(qǐng)參圖11及圖12所示，當(dāng)對(duì)操縱桿52施加一定的外力時(shí)，該外力被分解為水平 力及豎直力，進(jìn)而使板體部51發(fā)生傾斜及在豎直方向移動(dòng)一定的距離。此時(shí)，彈性元件21 在板體部51的抵壓下發(fā)生彈性變形，進(jìn)而壓縮流體并使彈性元件21內(nèi)部的流體壓強(qiáng)發(fā)生 變化。所述壓力傳感器22的感壓膜231能夠感知上述壓強(qiáng)的變化。圖13揭示了操縱板5的另一種變化方式，其中，所述延伸桿53設(shè)有一個(gè)球形的頭 部531，所述支撐板1設(shè)有用以收容頭部531的凹槽11。所述頭部531可在凹槽11內(nèi)任意 旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)萬(wàn)向節(jié)。所述頭部531與凹槽11在豎直方向上留有空隙，進(jìn)而使頭部531 在豎直方向上有一定的按壓行程。如圖13及圖15所示，在本變化方式中，所述壓力傳感單 元2為4個(gè)且按正方形排列，分別標(biāo)為a，b，c和d，其有效邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，操縱桿52相對(duì)于頭部 531的有效高度為h。當(dāng)手指沿箭頭方向推動(dòng)操縱桿52時(shí)，請(qǐng)參圖15所示，推力F在χ方 向的分量為Fx、在y方向的分量為Fy、在ζ方向的分量為Fz。則壓力傳感單元2的受力情
況為把2+F; =Fxy . L(Fa+Fd-Fb-Fc)/2h = fx ；L(Fa+Fb-Fc-Fd)/2h = Fy ;Fa+Fb+Fc+Fd =
Fz。由此可見(jiàn)，只要知道各個(gè)壓力傳感單元2的受力情況后，就可以獲得推拉操縱桿52力 的大小和指向，從而判斷手推拉桿移動(dòng)方向和力量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)x_y平面內(nèi)指向、力度及ζ方 向按壓力度的三維矢量控制。在本變化方式中，操縱桿52發(fā)生形變使板體部51傾斜。傾 斜的板體部51壓迫彈性元件21，從而改變壓力傳感單元2內(nèi)的氣壓。第三實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D14至圖16所示，本實(shí)用新型識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)300與第二實(shí)施 方式中的識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)200大致相同，兩者的區(qū)別在于操縱板及彈性元件的結(jié) 構(gòu)。所述識(shí)別指向與力度的縱系統(tǒng)300的操縱板6包括架設(shè)于壓力傳感單元2上的板體部 61及自板體部61向上延伸的操縱桿62。所述操縱桿62的作用是將手指的壓力傳遞給壓 力傳感單元2。所述壓力傳感單元2的彈性元件21為中空的波紋管，所述壓力傳感器22安 裝于波紋管內(nèi)，所述波紋管沿豎直方向延伸且具有不同的直徑。所述壓力傳感器22是以類 似圖10所示的通過(guò)焊接凸點(diǎn)25以倒裝的方式安裝于支撐板1上。當(dāng)手指沿箭頭方向推動(dòng) 操縱桿62時(shí)，操縱桿62帶動(dòng)板體部61并使板體部61發(fā)生傾斜。傾斜的板體部61壓迫波 紋管，從而改變壓力傳感單元2內(nèi)的氣壓。通過(guò)對(duì)波紋管的管壁厚度的改變及波紋結(jié)構(gòu)的 改變，可以方便的調(diào)節(jié)波紋管彈性系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界壓力的三維指向及力度的識(shí)別(原理 同圖13及圖15，在此不再贅述)。并且，采用波紋管的設(shè)計(jì)，可以優(yōu)化波紋管內(nèi)流體壓力的 變形模式，從而簡(jiǎn)化后續(xù)壓力的解算算法。綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的
8范圍，即凡是依本實(shí)用新型權(quán)利要求書及實(shí)用新型說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修 飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)，包括操縱板及安裝于操縱板一側(cè)的至少一個(gè)壓力傳感單元，所述壓力傳感單元包括支撐操縱板的彈性元件及與彈性元件相配合的壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)有感壓膜，其特征在于所述彈性元件的內(nèi)部設(shè)有作用于感壓膜的流體，所述操縱板在外界壓力的作用下迫使彈性元件發(fā)生變形，進(jìn)而使流體的壓強(qiáng)發(fā)生變化以壓迫感壓膜。
2.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器位于彈性元件的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器包括壓力傳感器芯片 及位于壓力傳感器芯片外圍的封裝結(jié)構(gòu)，所述感壓膜設(shè)于壓力傳感器芯片上；所述彈性元 件固定于封裝結(jié)構(gòu)上，所述封裝結(jié)構(gòu)設(shè)有穿孔，并且彈性元件內(nèi)部的流體通過(guò)穿孔直接作 用在感壓膜上。
4.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感單元位于操縱板的下側(cè)， 所述彈性元件設(shè)有支撐操縱板的外表面。
5.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感單元位于操縱板的下側(cè)， 所述彈性元件為中空的波紋管，所述壓力傳感器安裝于波紋管內(nèi)，所述波紋管沿豎直方向 延伸且具有不同的直徑。
6.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述流體被密封在彈性元件及壓力傳 感器內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱系統(tǒng)包括用以安裝彈性元件 及壓力傳感器的支撐板。
8.如權(quán)利要求7所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器倒裝地安裝于支撐板 上，所述感壓膜直接正對(duì)著支撐板且感壓膜與支撐板之間留有間隙。
9.如權(quán)利要求7所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感單元為多個(gè)且安裝于操 縱板的下方。
10.如權(quán)利要求7所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱系統(tǒng)包括固定于支撐板上的 限位塊，所述限位塊包括位于操縱板的上方以限制操縱板向上運(yùn)動(dòng)的限位板。
11.如權(quán)利要求10所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱板包括架設(shè)于彈性元件上 的板體部及自板體部延伸的操縱桿，所述限位板位于板體部的上方以限制操縱板向上運(yùn) 動(dòng)；所述操縱桿突出限位板以供外界壓力驅(qū)動(dòng)，使板體部?jī)A斜而迫使彈性元件發(fā)生變形。
12.如權(quán)利要求11所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱板包括突出板體部且與操 縱桿相反設(shè)置的延伸桿，所述延伸桿固定在支撐板上。
13.如權(quán)利要求11所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱板包括突出板體部且與操 縱桿相反設(shè)置的延伸桿，所述延伸桿設(shè)有頭部，所述支撐板設(shè)有收容頭部的凹槽，并且頭部 可在凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求13所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述頭部為球形，且所述頭部與凹槽 在豎直方向上設(shè)有供頭部移動(dòng)的空隙。
15.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述操縱系統(tǒng)包括覆蓋在壓力傳感器 上的絕緣膠，所述絕緣膠位于彈性元件的內(nèi)部，流體位于彈性元件與絕緣膠之間，所述壓力 傳感器的感壓膜能夠隔著絕緣膠而感知流體壓強(qiáng)的變化。
16.如權(quán)利要求1所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳感器能夠識(shí)別外界壓力的2三維指向與力度。
17.如權(quán)利要求1至16項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述流體為氣體、 膠或者液體。
18.如權(quán)利要求17所述的操縱系統(tǒng)，其特征在于所述流體為空氣。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種識(shí)別指向與力度的操縱系統(tǒng)，包括操縱板及安裝于操縱板一側(cè)的至少一個(gè)壓力傳感單元，所述壓力傳感單元包括支撐操縱板的彈性元件及與彈性元件相配合的壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)有感壓膜，所述彈性元件的內(nèi)部設(shè)有作用于感壓膜的流體，所述操縱板在外界壓力的作用下迫使彈性元件發(fā)生變形進(jìn)而使流體的壓強(qiáng)發(fā)生變化；所述壓力傳感器的感壓膜感知上述壓強(qiáng)的變化，以識(shí)別作用在操縱板上的外界壓力。本實(shí)用新型通過(guò)彈性元件的變形及流體壓強(qiáng)的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界壓力的偵測(cè)，可靠性高且成本低。
文檔編號(hào)G06F3/041GK201741127SQ20102029714
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者李剛, 楊宏愿, 梅嘉欣 申請(qǐng)人:蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司