一種電子設(shè)備、控制方法及交互方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子設(shè)備、控制方法及交互方法，所述電子設(shè)備包括：彈性單元，所述彈性單元用于感知由外力導(dǎo)致的彈性形變；檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息；控制器，所述控制器將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對所述待控電子設(shè)備中的應(yīng)用程序進行控制?？梢?，所述電子設(shè)備及控制方法能夠?qū)崟r響應(yīng)操作者的拉力信息用于人機交互，能夠?qū)崿F(xiàn)拉力的仿真控制。本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種與所述電子設(shè)備進行信息交互的交互方法，通過所述交互方法可實現(xiàn)待控電子設(shè)備與上述電子設(shè)備的信息交互，實現(xiàn)拉力的仿真控制。
【專利說明】一種電子設(shè)備、控制方法及交互方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及人機交互【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種電子設(shè)備、控制方法及交互 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本發(fā)明的實施方式提供背景或上下文。此處的 描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已經(jīng)想到或者已經(jīng)探究的概念。因此，除非 在此指出，否則在本部分中描述的內(nèi)容對于本申請的說明書和權(quán)利要求書而言不是現(xiàn)有技 術(shù)，并且并不因為包括在本部分中就承認是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003] 隨著科技的不斷發(fā)展，模擬仿真效果更好的有形互動操作將成為人機交互的主要 模式。傳統(tǒng)的鼠標、鍵盤以及機械按鍵手柄已經(jīng)不能滿足人們對人機交互仿真性的要求。
[0004] 特別的，對于各類游戲的控制，為了使得游戲控制具有好的仿真性，使得操作者能 夠具有更真實的游戲體驗，針對不同的操作需求已經(jīng)具有各種高仿真性的用于人機交互的 控制裝置，如跳舞毯以及具有重力感應(yīng)的游戲手柄等。
[0005] 如上述，各種仿真功能的人機交互的控制裝置均是根據(jù)不同的控制需求設(shè)置，目 前還沒有一種能夠?qū)崟r響應(yīng)操作者拉力的用于人機交互的電子設(shè)備，來實現(xiàn)拉力的仿真控 制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備、控制方法及交互方法，以實現(xiàn)拉 力的仿真控制。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] -種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：
[0009] 彈性單元，所述彈性單元用于感知由外力導(dǎo)致的彈性形變；
[0010] 檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息；
[0011] 控制器，所述控制器將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對所述待控電子 設(shè)備中的應(yīng)用程序進行控制。
[0012] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，所述檢測單元包括：
[0013] 位于所述彈性單元內(nèi)的電阻絲桿；
[0014] 位于所述彈性單元內(nèi)、第一端與所述電阻絲桿滑動連接、第二端與所述彈性單元 固定連接的導(dǎo)電滑桿；
[0015] 其中，所述導(dǎo)電滑桿與所述電阻絲桿構(gòu)成的滑動變阻器的電阻值隨所述彈性單元 的形變改變而改變，根據(jù)所述滑動變阻器的電阻值表征所述外力信息。
[0016] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，所述檢測單元包括：
[0017] 位于所述彈性單元內(nèi)的平板電容；
[0018] 其中，所述平板電容的兩個極板的相對面積和/或相對距離隨所述彈性單元的形 變改變而改變，根據(jù)所述平板電容的電容值表征所述外力信息。
[0019] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，還包括：
[0020] 固定在所述彈性單元底部的底座；
[0021] 其中，所述控制器位于所述底座內(nèi)。
[0022] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，還包括：
[0023] 位于所述底座底部的導(dǎo)電硅膠；
[0024] 其中，所述導(dǎo)電硅膠與所述控制器連接，所述控制器根據(jù)所述外力信息控制所述 導(dǎo)電硅膠的接地狀態(tài)。
[0025] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，還包括：
[0026] 設(shè)置在所述底座或是所述彈性單元內(nèi)、用于測量所述外力方向的定向裝置。
[0027] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，所述定向裝置包括：
[0028] 矩形的信號接收裝置，所述信號接收裝置平行于水平面，所述信號接收裝置的每 一條邊均為一個獨立的信號接收器；
[0029] 信號發(fā)射器，無所述外力作用時，所述信號發(fā)射器與所述信號接收裝置不共面，其 在所述矩形所在平面的投影在所述矩形內(nèi)；在所述外力作用時，所述信號發(fā)射器與對應(yīng)方 位的信號接收器位于一堅直平面，從而與該接收器進行信號交互。
[0030] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，所述定向裝置包括：
[0031] 矩形的信號發(fā)射裝置，所述信號發(fā)射裝置平行于水平面，所述信號發(fā)射裝置的每 一條邊均為一個獨立的信號發(fā)射器；
[0032] 接收器，無所述外力作用時，所述接收器與所述信號發(fā)射裝置不共面，其在所述矩 形所在平面的投影在所述矩形內(nèi)，在所述外力作用時，所述接收器與對應(yīng)方位的發(fā)射器位 于一堅直平面，從而與該發(fā)射器進行信號交互。
[0033] 優(yōu)選的，在上述電子設(shè)備中，所述定向裝置包括：
[0034] 四個相同的平板電容，無所述外力作用時，所述四個相同的平板電容的同一極性 的極板位于同一水平面，且相對于一個設(shè)定的參考點，所述四個相同的平板電容分別位于 該參考點的前、后、左、右四個方位；在所述外力作用時，所述四個相同的平板電容的電容值 發(fā)生對應(yīng)變化。
[0035] 本發(fā)明還提供了一種控制方法，所述控制方法包括：
[0036] 感知由于外力導(dǎo)致的彈性形變；
[0037] 根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息；
[0038] 將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對待控電子設(shè)備的應(yīng)用程序進行控 制。
[0039] 優(yōu)選的，在上述控制方法中，通過一滑動變阻器確定所述外力的大小，所述滑動變 阻器在不同彈性形變時電阻值不同，根據(jù)所述滑動變阻器的電阻值表征所述外力的大小。
[0040] 優(yōu)選的，在上述控制方法中，通過一平板電容確定所述外力的大小，所述平板電容 兩極板的相對面積和/或相對距離在不同彈性形變時不同，根據(jù)所述平板電容的電容值表 征所述外力的大小。
[0041] 優(yōu)選的，在上述控制方法中，還包括：
[0042] 根據(jù)所述彈性形變測量所述外力的方向信息，并將所述方向信息發(fā)送給待控電子 設(shè)備。
[0043] 本發(fā)明還提供了一種與上述電子設(shè)備的交互方法，其特征在于，包括：
[0044] 與上述實施方式所述電子設(shè)備建立通信連接；
[0045] 獲取所述電子設(shè)備發(fā)送的外力信息；
[0046] 根據(jù)所述外力信息對應(yīng)用程序進行控制。
[0047] 經(jīng)由上述技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例公開了一種電子設(shè)備、實 現(xiàn)所述電子設(shè)備的控制方法以及與所述電子設(shè)備進行信息交互的交互方法。所述電子設(shè)備 及控制方法通過感知外力導(dǎo)致的彈性形變，再根據(jù)所述彈性形變確定外力信息，最后將所 述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備用于對所述待控電子設(shè)備中的應(yīng)用程序進行控制?？梢?， 所述電子設(shè)備及控制方法能夠?qū)崟r響應(yīng)操作者的拉力信息用于人機交互，能夠?qū)崿F(xiàn)拉力的 仿真控制。本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種與所述電子設(shè)備進行信息交互的交互方法，通過 所述交互方法可實現(xiàn)待控電子設(shè)備與上述電子設(shè)備的信息交互，實現(xiàn)拉力的仿真控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0049] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖3和圖4為本發(fā)明實施例提供的又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0052] 圖5和圖6為本發(fā)明實施例提供的又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0053] 圖7和圖8為本發(fā)明實施例提供的又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0054] 圖9和圖10為本發(fā)明實施例提供的又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0055] 圖11和圖12為本發(fā)明實施例提供的又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0056] 圖13為本發(fā)明實施例提供的一種實現(xiàn)拉力仿真控制的控制方法的流程示意圖；
[0057] 圖14為本發(fā)明實施例提供的一種與用于拉力仿真控制的電子設(shè)備進行信息交互 的交互方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0058] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0059] 實施例一
[0060] 本實施例提供了一種電子設(shè)備，用于實現(xiàn)拉力的仿真控制，參考圖1，所述電子設(shè) 備包括：彈性單元1、檢測單元2以及控制器3。圖1為所述電子設(shè)備的信號傳遞過程的結(jié) 構(gòu)示意圖，不限定所述電子設(shè)備的實際結(jié)構(gòu)。
[0061] 所述彈性單元1用于感知由于外力導(dǎo)致的彈性形變，所述彈性單元1在外力作用 下會發(fā)生彈性形變，不同的外力作用下，所述彈性單元1發(fā)生的彈性形變的程度不同。
[0062] 其中，所述彈性單元1可以采用橡膠等彈性材料制備而成。在本實施例中，參考圖 2,將所述彈性單元1制作為便于人手操作的圓柱形的操作桿。為了便于手握進行拉力仿真 控制，根據(jù)人體力學(xué)結(jié)構(gòu)，可以在所述操作桿上設(shè)置有與人手指間距相匹配的凹槽。為了便 于放置、與待控制電子設(shè)備的接觸，可將所述彈性單元1固定在一個底座4上。
[0063] 所述檢測單元2根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息。所述檢測單元2設(shè)置在所 述彈性單元1內(nèi)部，以降低電子設(shè)備的體積，同時可對所述檢測單元2進行封裝保護。
[0064] 參考圖3,圖3為本實施例提供的一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意 圖，所述檢測單元2包括：電阻絲桿21以及導(dǎo)電滑桿22。所述電阻絲桿21位于所述彈性 單元內(nèi)，與所述彈性單元同時垂直固定于所述底座4上。所述導(dǎo)電滑桿22位于所述彈性單 元內(nèi)，第一端與所述電阻絲桿21滑動連接，第二端與所述彈性單元1固定連接的導(dǎo)電滑桿。 為了便于所述導(dǎo)電滑桿22的滑動，將所述彈性單元1設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)。所述控制器通過電 路，一個輸入端與所述導(dǎo)電滑桿22連接，另一個輸入端與所述電阻絲桿21的底部連接。所 述電阻絲桿21與導(dǎo)電滑桿22組成一個滑動變阻器。
[0065] 所述控制器3將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對所述待控電子設(shè)備中 的應(yīng)用程序進行控制。為了降低電子設(shè)備的體積，同時為了對所述控制器3進行封裝保護， 將所述控制器3以及連接電路設(shè)置在所述底座4內(nèi)。
[0066] 參考圖4,當所述彈性單元1在外力作用下發(fā)生彈性形變時，所述導(dǎo)電滑桿22的第 二端的位置隨著所述彈性單元1發(fā)生形變程度不同而改變，進而帶動所述導(dǎo)電滑桿22的第 一端在所述電阻絲桿21上的位置發(fā)生改變，從而使得接入電路的電阻值發(fā)生改變。不同外 力作用下，所述彈性單元1發(fā)生的彈性形變的程度不同，從而使得所述電阻絲桿21與導(dǎo)電 滑桿22組成的滑動變阻器接入電路的電阻值不同。
[0067] 當外力越大時，所述彈性單元1發(fā)生的彈性形變越大，接入電路的電阻值越大。所 以，可通過所述滑動變阻器的電阻值表征所述外力信息。
[0068] 實施例二
[0069] 在本實施例中，所述檢測單元2還可以采用平板電容實現(xiàn)。對于一個平板電容，其 電容計算公式為：
[0070] C = -^- AM
[0071] 其中，ε為電容兩個極板之間介質(zhì)的介電常數(shù)，k為靜電常量,它們與31均為常 數(shù)。S為兩個極板的相對面積，d為兩個極板的相對距離。
[0072] 如果設(shè)置極板電容的相對面積和/或相對距離隨著彈性單元1的彈性形變的改變 而改變，這樣就可以通過極板電容的電容值來表征所述外力信息，即可設(shè)置極板電容的相 對面積隨著彈性單元1的彈性形變的改變而改變、或設(shè)置極板電容的相對距離隨著彈性單 元1的彈性形變的改變而改變、或設(shè)置極板電容的相對面積和相對距離同時隨著彈性單元 1的彈性形變的改變而改變，進而使得極板電容的電容值隨著彈性單元1的彈性形變的改 變而改變，通過電容值與彈性形變成對的對應(yīng)變化來表征外力信息。
[0073] 可以使得平板電容的兩極板的相對面積隨所述彈性單元1的彈性形變改變而改 變，以改變電容值，進而通過平板電容的電容值表征所述外力信息。
[0074] 參考圖5,圖5為本實施例提供的另一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示 意圖，所述檢測單元2為設(shè)置在所述彈性單元1內(nèi)的一個平板電容。所述平板電容23的正 極板的接入端" + "與負極板的接入端通過接入電路與所述控制器3連接。未施加外力 時，所述平板電容23的兩個極板完全正對設(shè)置，且均與所述底座4平行。
[0075] 參考圖6,當所述彈性單元1在外力作用下發(fā)生彈性形變時，由于兩極板的高度位 置不同，發(fā)生的位置改變將不同，這樣導(dǎo)致兩極板的相對面積減小（此時，兩極板的相對距 離改變較小，可忽略不計)。
[0076] 當外力越大，所述彈性單元1發(fā)生的彈性形變程度越大，導(dǎo)致兩極板的相對面積 越小，所以，由上述公式可知，平板電容23的電容值將越小。所以可通過所述平板電容23 的電容值表征所述外力信息。
[0077] 實施例三
[0078] 還可以使得平板電容的兩極板的相對距離隨所述彈性單元1的彈性形變改變而 改變，以改變電容值，同樣可以通過平板電容的電容值表征所述外力信息。
[0079] 如圖7所示設(shè)置所述平板電容，在未施加外力時，平板電容24的兩個極板完全正 對設(shè)置，且均與所述底座4垂直。所述極板電容的兩個極板均為剛性極板，不會發(fā)生彎曲形 變。
[0080] 參考圖8,當所述彈性單元1在外力作用下發(fā)生彈性形變時，將會擠壓所述平板電 容24的兩極板相互靠近(此時，兩極板的相對面積的改變較小，可忽略不計)。
[0081] 當外力越大時，所述彈性單元1發(fā)生的彈性形變程度越大，導(dǎo)致所述平板電容24 兩極板受到的擠壓力越大，導(dǎo)致兩極板的相對距離越小，所以，由上述公式可知，平板電容 24的電容值將越大。所以可通過所述平板電容24的電容值表征所述外力信息。
[0082] 如果施加的外力平行于所述平板電容24的兩極板時，將不會導(dǎo)致電容值的改變， 所以對所述電子設(shè)備進行操作時，需要外力存在有不平行于其極板的分力。所以，在圖7與 圖8所示實施方式中，可在所述彈性單元1的外表面或是所述底座4的外表面設(shè)置施加力 的方向標識，用于作為操作時的操控說明。
[0083] 實施例四
[0084] 還可以使得平板電容的兩極板的相對距離以及相對面積同時隨所述彈性單元1 的彈性形變改變而改變，以改變電容值，同樣可以通過平板電容的電容值表征所述外力信 肩、。
[0085] 如圖9所不設(shè)置所述平板電容，在未施加外力時，平板電容25的兩個極板完全正 對設(shè)置，且均與所述底座4垂直。與圖7所示實施方式不同在于，本實施例所述平板電容25 的兩極板為可發(fā)生彈性形變的彈性極板。
[0086] 參考圖10,當所述彈性單元1在外力作用下發(fā)生彈性形變時，一方面，將會擠壓所 述平板電容25的兩極板相互靠近，另一方面，所述平板電容25的兩極板也會隨著所述彈性 單元1的形變而發(fā)生形變。這樣，所述平板電容25的兩極板的相對面積以及相對距離均發(fā) 生改變。
[0087] 不同大小的外力，對應(yīng)的彈性形變量不同，進而對應(yīng)不同的電容值。所以可通過所 述平板電容25的電容值表征所述外力信息。
[0088] 實施例五
[0089] 上述各實施例可用于僅限于需要模擬外力大小的仿真控制的電子設(shè)備，如用于控 制如射箭游戲中弓箭射擊遠近的控制、憤怒小鳥游戲中彈弓子彈的射擊遠近的控制，用于 僅需要模擬外力大小的控制過程中。在該類控制過程中，無需考慮力方向的問題，對應(yīng)的接 受所述外力信息的待控電子設(shè)備只需要采集力大小信息即可。但是，上述各實施例所述電 子設(shè)備無法適用于需要方向控制的拉力仿真控制，如球類游戲中對球的控制，不僅通過需 要接受力的大小信息來用于控制球的傳送距離，還需要通過接受力的方向信息來用于控制 球的傳送方向。
[0090] 針對上述問題，本實施例提供了又一種用于拉力仿真控制的電子設(shè)備，所述電子 設(shè)備在上述實施方式的基礎(chǔ)上增加了定向裝置，不僅可以用于模擬外力大小，還可以模擬 外力的方向，增加人機交互的互動性，進一步增加所述電子設(shè)備的功能，
[0091] 參考圖11，所述電子設(shè)備還包括設(shè)置在所述彈性單元1內(nèi)的定向裝置，所述定向 裝置包括：矩形的信號接收裝置以及信號發(fā)射器5。
[0092] 所述信號接收裝置平行于水平面，所述信號接收裝置的每一條邊均為一個獨立的 信號接收器6。無所述外力作用時，所述信號發(fā)射器5與所述信號接收裝置不共面，其在所 述矩形所在平面的投影在所述矩形內(nèi)。在所述外力作用時，所述信號發(fā)射器5與對應(yīng)方位 的信號接收器6位于一堅直平面，從而與該接收器進行信號交互。
[0093] 圖11所示實施方式中，所述信號發(fā)射器5位于所述信號接收裝置上方，其信號發(fā) 射方向堅直是向下，如箭頭所示，此時，設(shè)置各信號接收器6只能接受來至堅直向下的信 號。如果設(shè)置所述信號發(fā)射器5位于所述信號接收裝置下方，則需要設(shè)置其信號發(fā)射方向 為堅直向上，對應(yīng)的設(shè)置各信號接收器6只能接受來至堅直向上的信號。
[0094] 參考圖12,當所述彈性單元1在外力作用下發(fā)生形變時，由于所述信號發(fā)射器5高 于所述信號接收裝置，其向彈性單元1彎曲方向的移動距離大于所述信號接收裝置的移動 距離，二者移動距離存在距離差?？稍O(shè)定四個信號接收器分別對應(yīng)前、后、左、右四個基本方 位。
[0095] 如圖12所示，所述彈性單元1受外力向右彎曲，當彈性形變程度足夠時，所述信號 發(fā)射器5會與右邊的信號接收器6配對，進行信號交互，此時確定外力的方向向右。
[0096] 可通過設(shè)置所述矩形的大小，調(diào)控定向裝置的靈敏度，當矩形較小時，只要較小的 距離差，就可測試出外力方向。
[0097] 由上述描述可知，可通過與所述信號發(fā)射器5配對的信號接收器6確定外力的方 向?？刂破?與各個信號收器6連接，通過控制器3對各信號接收器6的接收信號進行采 集，從而可根據(jù)各信號接收器6的信號配對結(jié)果確定力的方向。
[0098] 需要說明的是，在本申請的實施例中，所述拉力是指作用在所述電子設(shè)備上的外 力，不局限于操作為"拉"的狀態(tài)；對力方向的確定，是在二維平面內(nèi)對力的仿真控制，只要 外力與水平面平行或是具有與水平面平行的分力即可；對于外力方向的定位是對于設(shè)定的 參考位置，即對所述外力在水平面的分力在該參考位置前、后、左、右的定位。
[0099] 如果需要增加更多的方向定位，可將在一個圓環(huán)上設(shè)置多個相同、等間隔分布的 信號接收器，在垂直該圓環(huán)所在平面且過其圓心的直線上設(shè)信號發(fā)射器，且設(shè)置所述發(fā)射 器與所述圓環(huán)所在平面不共面。所述圓環(huán)上設(shè)置的信號接收器越多，可定位的方向數(shù)量越 多。通過設(shè)置所述圓環(huán)的大小以及信號發(fā)射器距離該圓環(huán)圓心的距離控制定向的靈敏度。
[0100] 在本實施例的其他實施方式中，所述定位裝置包括：矩形的信號發(fā)射裝置以及接 收器。所述信號發(fā)射裝置平行于水平面，所述信號發(fā)射裝置的每一條邊均為一個獨立的信 號發(fā)射器；接收器，無所述外力作用時，所述接收器與所述信號發(fā)射裝置不共面，其在所述 矩形所在平面的投影在所述矩形內(nèi)，在所述外力作用時，所述接收器與對應(yīng)方位的發(fā)射器 位于一堅直平面，從而與該發(fā)射器進行信號交互。通過控制器3接收各發(fā)射器的發(fā)射信號 的匹配信息，根據(jù)各發(fā)射器的信號匹配結(jié)果確定力的方向。
[0101] 本實施例中，后一種實施方式與前一種實施方式的實現(xiàn)原理類似，在此不做贅述。 [0102] 在后一種實施方式中，可以在一個圓環(huán)上設(shè)置多個相同、等間隔分布的信號發(fā)射 器，在垂直于所述圓環(huán)所在平面且過所述圓環(huán)圓心的直線上設(shè)置所述信號接收器，且該信 號接收器與所述圓環(huán)不共面。所述圓環(huán)上設(shè)置的信號發(fā)射器越多，可定位的方向數(shù)量越多。 通過設(shè)置所述圓環(huán)的大小以及信號接收器距離該圓環(huán)圓心的距離控制定向的靈敏度。
[0103] 本實施例中，為了降低電子設(shè)備的空間體積，并為了實現(xiàn)對定向裝置的封裝保護， 將所述定向裝置設(shè)置在所述彈性單元1內(nèi)。也可以將所述定向裝置設(shè)置在所述電子設(shè)備的 底座4內(nèi)。當將所述定向裝置設(shè)置在所述底座4內(nèi)時，所述底座4需要為可發(fā)生彈性形變 的底座，以便用于測量外力方向。
[0104] 實施例六
[0105] 在本實施例所提供的電子設(shè)備中，通過由四個相同的平板電容構(gòu)成的定位裝置來 實現(xiàn)上述電子設(shè)備對外力方向的確定。所述定位裝置同樣可設(shè)置在所述彈性單元內(nèi)或是所 述底座內(nèi)。該四個平板電容分別與所述電子設(shè)備的控制器連接。
[0106] 一種實現(xiàn)方式是：將上述四個相同的平板電容的同一極性的極板設(shè)置在同一水平 面，即它們的正極位于一個水平面，負極位于另一個水平面，且相對于一個設(shè)定的參考點， 所述四個相同的平板電容分別設(shè)置于該參考點的前、后、左、右四個方位，相對的兩個平板 電容相對于所述參考點對稱設(shè)置。在所述外力作用時，所述四個相同的平板電容的電容值 發(fā)生對應(yīng)變化。
[0107] 不同外力作用時，四個電容的電容值變化不同。如所述外力是水平力，且作用方向 是由左至右，那么使得該力垂直于左面的平板電容，使得彈性單元發(fā)生向右的彎曲，前后兩 個平板電容對稱且極板與力的方向平行，它們的電容變化值相同，而左右兩個平板電容由 于距離力作用于彈性單元的作用點距離不同，它們的電容值變化不同。因此，可根據(jù)該四個 相同的平板電容的電容值發(fā)生對應(yīng)變化確定外力或是其水平分力的方向。
[0108] 另一種實現(xiàn)方式是，設(shè)置上述四個相同的平板電容的極板均垂直于水平面，且位 于同于水平高度，并相對于一設(shè)定參考點，所述四個相同的平板電容分別設(shè)置于該參考點 的前、后、左、右四個方位，相對的兩個平板電容相對于所述參考點對稱設(shè)置。在所述外力作 用時，所述四個相同的平板電容的電容值發(fā)生對應(yīng)變化。
[0109] 同樣，可根據(jù)該四個相同的平板電容的電容值發(fā)生對應(yīng)變化確定外力或是其水平 分力的方向。極板平行于外力或是外力水平分力的兩個平板電容的電容值變化相同，極板 垂直于外力或是外力水平分力的兩個電容由于距離外力作用點距離不同其電容值變化不 同，實現(xiàn)原理與上述實施方式相同。
[0110] 需要說明的是，在上述各實施例中，所述參考點或參考位置可作為待控電子設(shè)備 中被控制對象的方向定位，即外力相對于所述參考點或參考位置方向可設(shè)定為施加于被控 制對象上的仿真外力的方向。
[0111] 實施例七
[0112] 在上述各實施例提供的電子設(shè)備向待控電子設(shè)備發(fā)送外力信息時，可以采用常規(guī) 的有線鼠標原理，采用數(shù)據(jù)線向所述待控電子設(shè)備發(fā)送所述外力信息，也可以通過無線鼠 標原理，設(shè)置一個與所述控制器連接的無線信號發(fā)送裝置，將所述外力信息發(fā)送給所述待 控電子設(shè)備。其中，根據(jù)仿真控制需求，所述外力信息可以僅包括力的大小信息，或是同時 包括力的大小及方向信息。
[0113] 當用于對傳統(tǒng)待控電子設(shè)備(如臺式電腦，筆記本等）中對象(應(yīng)用程序）進行控制 時，無論是采用有線鼠標原理信號發(fā)送方法還是無限鼠標原理的信號發(fā)送方法，均可實現(xiàn) 拉力的仿真控制。
[0114] 而對于觸控顯示屏，特別是大尺寸的觸控顯示屏，采用有線鼠標原理信號發(fā)送方 法還是無限鼠標原理的信號發(fā)送方法，雖然都可以實現(xiàn)拉力的仿真控制，但是均失去了觸 摸控制的方便、快捷的設(shè)計理念。
[0115] 基于上述問題，本實施例提供了一種用于觸控顯示屏拉力仿真控制的電子設(shè)備， 所述電子設(shè)備包括：用于感知由外力導(dǎo)致的彈性形變的彈性單元；根據(jù)所述彈性形變確定 所述外力信息的檢測單元；將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對所述待控電子設(shè) 備中的應(yīng)用程序進行控制的控制器；底部設(shè)置有導(dǎo)電硅膠的底座。
[0116] 所述彈性單元、檢測單元、控制器以及底座的結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方法以及相互之間的設(shè) 置關(guān)系可采用實施例一至四所述技術(shù)方案，在此不再贅述，但不局限于上述四個實施例所 述技術(shù)方案。
[0117] 其中，所述導(dǎo)電硅膠與所述控制器連接，所述控制器根據(jù)所述外力信息控制所述 導(dǎo)電硅膠的接地狀態(tài)。
[0118] 人手指對觸控屏進行觸摸控制時，手指觸摸所述觸摸屏上的觸控對象，人體電阻 很大，可近視認為是接地。本實施例通過控制導(dǎo)電硅膠接地狀態(tài)實現(xiàn)仿真拉力對觸控屏的 觸摸控制。導(dǎo)電硅膠接地代表有外力控制，與地斷開，表明無外力控制或是外力控制控制結(jié) 束。外力信息可通過控制接地時間的長短實現(xiàn)，接地時間越長，表明力越大，反之，表明力越 小。
[0119] 本實施例中所述外力信息近僅包括拉力的大小，這是由于對于觸控屏的仿真控 制，對外力方向指令的輸入通過滑動所述導(dǎo)電硅膠即可通過所述觸控屏直接識別，無需設(shè) 置專門的定向裝置。
[0120] 實施例八
[0121] 本實施例提供了一種實現(xiàn)拉力仿真控制的控制方法，參考圖13,該控制方法包 括：
[0122] 步驟Sll :感知由于外力導(dǎo)致的彈性形變。
[0123] 可采用可發(fā)生彈性形變的彈性單元感知由于外力導(dǎo)致的彈性形變。所述彈性單 元的實現(xiàn)方案可采用上述各實施例所述技術(shù)方案，單不局限于所述實施例中所述的技術(shù)方 案。
[0124] 步驟S12 :根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息。
[0125] 所述根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息可以為：通過一滑動變阻器確定所述外 力的大小，所述滑動變阻器在不同彈性形變時電阻值不同，根據(jù)所述滑動變阻器的電阻值 表征所述外力的大小?！揪唧w實施方式】可以為實施例一所述技術(shù)方案，但不局限于實施例一 所述技術(shù)方案。
[0126] 所述根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息還可以為：通過一平板電容確定所述外 力的大小，所述平板電容兩極板的相對面積和/或相對距離在不同彈性形變時不同，根據(jù) 所述平板電容的電容值表征所述外力的大小?！揪唧w實施方式】可以為實施例二至四所述技術(shù) 方案，但不局限于實施例二至四所述技術(shù)方案。
[0127] 所述外力信息根據(jù)控制需要，可以是只包括外力大小的信息，也可以是同時包括 外力大小與方向的外力信息。如果需要確定外力方向時，可通過定向裝置確定外力的方向， 所述定向裝置的實現(xiàn)方式可如實施例五與實施例六所述技術(shù)方案，但不局限于實施例五與 實施例六所述技術(shù)方案。
[0128] 步驟S13 :將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對待控電子設(shè)備的應(yīng)用程 序進行控制。
[0129] 在發(fā)送所述外力信息時可采用實施例七所述技術(shù)方案，但不局限于實施例七所述 技術(shù)方案。
[0130] 本實施例所述控制方法通過彈性形變來確定所述外力信息，能夠?qū)崟r響應(yīng)操作者 的拉力信息用于人機交互，能夠?qū)崿F(xiàn)拉力的仿真控制。
[0131] 實施例九
[0132] 本實施例提供了一種與上述實施例中所述用于拉力仿真控制的電子設(shè)備進行信 息交互的交互方法，參考圖14,該交互方法包括：
[0133] 步驟S21 :與上述實施例中所述用于拉力仿真控制的電子設(shè)備建立通信連接。
[0134] 如果是傳統(tǒng)待控電子設(shè)備，如臺式電腦，筆記本等，與上述電子設(shè)備的通信連接， 可采用一般的有線通信連接或是無線通信連接。
[0135] 如果待控制電子設(shè)備是觸控屏，在與實施例七所述電子設(shè)備實現(xiàn)通信連接時，只 需將所述電子設(shè)備置于所述觸控屏的待觸控對象上，使得所述導(dǎo)電硅膠與所述待觸控對象 接觸即可。
[0136] 步驟S22 :獲取所述電子設(shè)備發(fā)送的外力信息。
[0137] 根據(jù)仿真控制需求，所述外力信息可以僅包括力的大小信息，或是同時包括力的 大小及方向信息。
[0138] 在觸控屏與實施例七所述電子設(shè)備的交互過程中，通過控制所述導(dǎo)電硅膠接地狀 態(tài)實現(xiàn)外力信息的獲取。
[0139] 步驟S23 :根據(jù)所述外力信息對應(yīng)用程序進行控制。
[0140] 當獲取所述外力信息后，可對對應(yīng)的應(yīng)用程序進行拉力仿真控制，如弓箭射擊、彈 弓射擊或是擊打球類操作等。
[0141] 通過本實施例所述交互方法可實現(xiàn)待控電子設(shè)備與上述實施例中所述用于拉力 仿真控制的電子設(shè)備的信息交互，實現(xiàn)拉力的仿真控制。
[0142] 在上述各實施例中，需要強調(diào)說明的是，所述外力信息包括力的大小時，不是對外 力實際物理數(shù)值大小的測量，而是對所述外力及其導(dǎo)致的彈性形變的形變程度對應(yīng)關(guān)系的 確定。
[0143] 以射箭仿真控制為例說明，如果射擊目標距離有遠、中、近三個分類，那么所述電 子設(shè)備只需對應(yīng)設(shè)置強、中、弱三個檔位，可通彈性單元的彎曲程度區(qū)分不同檔位。
[0144] 當外力導(dǎo)致的形變程度達到弱檔位而又沒達到中檔位時，可定義為是用于近距離 射擊的控制力；當外力導(dǎo)致的形變達到中檔位而又沒達到高檔位時，可定義為是用于中距 離射擊的控制力；當外力導(dǎo)致的形變達到或超過高檔位時，可定義為是用于遠距離射擊的 控制力。
[0145] 本申請實施例中所述電子設(shè)備的部件以于水平面為參考面時，是指所述電子設(shè)備 處于標準使用狀態(tài)，底座與水平放置，所述彈性單元與水平面垂直。
[0146] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關(guān)系或者順序。申請文件中提及的動詞"包括"、"包含"及其詞形變化的 使用不排除除了申請文件中記載的那些元素或步驟之外的元素或步驟的存在。元素前的冠 詞"一"或"一個"不排除多個這種元素的存在。
[0147] 其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表 示裝置結(jié)構(gòu)的示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng) 限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應(yīng)包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
[0148] 雖然已經(jīng)參考若干【具體實施方式】描述了本發(fā)明的精神和原理，但是應(yīng)該理解，本 發(fā)明并不限于所公開的【具體實施方式】，對各方面的劃分也不意味著這些方面中的特征不能 組合以進行受益，這種劃分僅是為了表述的方便。本發(fā)明旨在涵蓋所附權(quán)利要求的精神和 范圍內(nèi)所包括的各種修改和等同布置。所附權(quán)利要求的范圍符合最寬泛的解釋，從而包含 所有這樣的修改及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種電子設(shè)備，其特征在于，包括： 彈性單元，所述彈性單元用于感知由外力導(dǎo)致的彈性形變； 檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息； 控制器，所述控制器將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對所述待控電子設(shè)備 中的應(yīng)用程序進行控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述檢測單元包括： 位于所述彈性單元內(nèi)的電阻絲桿； 位于所述彈性單元內(nèi)、第一端與所述電阻絲桿滑動連接、第二端與所述彈性單元固定 連接的導(dǎo)電滑桿； 其中，所述導(dǎo)電滑桿與所述電阻絲桿構(gòu)成的滑動變阻器的電阻值隨所述彈性單元的形 變改變而改變，根據(jù)所述滑動變阻器的電阻值表征所述外力信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述檢測單元包括： 位于所述彈性單元內(nèi)的平板電容； 其中，所述平板電容的兩個極板的相對面積和/或相對距離隨所述彈性單元的形變改 變而改變，根據(jù)所述平板電容的電容值表征所述外力信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于，還包括： 固定在所述彈性單元底部的底座； 其中，所述控制器位于所述底座內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其特征在于，還包括： 位于所述底座底部的導(dǎo)電娃膠； 其中，所述導(dǎo)電娃膠與所述控制器連接，所述控制器根據(jù)所述外力信息控制所述導(dǎo)電 娃膠的接地狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其特征在于，還包括： 設(shè)置在所述底座或是所述彈性單元內(nèi)、用于測量所述外力方向的定向裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述定向裝置包括： 矩形的信號接收裝置，所述信號接收裝置平行于水平面，所述信號接收裝置的每一條 邊均為一個獨立的信號接收器； 信號發(fā)射器，無所述外力作用時，所述信號發(fā)射器與所述信號接收裝置不共面，其在所 述矩形所在平面的投影在所述矩形內(nèi)；在所述外力作用時，所述信號發(fā)射器與對應(yīng)方位的 信號接收器位于一豎直平面，從而與該接收器進行信號交互。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述定向裝置包括： 矩形的信號發(fā)射裝置，所述信號發(fā)射裝置平行于水平面，所述信號發(fā)射裝置的每一條 邊均為一個獨立的信號發(fā)射器； 接收器，無所述外力作用時，所述接收器與所述信號發(fā)射裝置不共面，其在所述矩形所 在平面的投影在所述矩形內(nèi)，在所述外力作用時，所述接收器與對應(yīng)方位的發(fā)射器位于一 豎直平面，從而與該發(fā)射器進行信號交互。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述定向裝置包括： 四個相同的平板電容，無所述外力作用時，所述四個相同的平板電容的同一極性的極 板位于同一水平面，且相對于一個設(shè)定的參考點，所述四個相同的平板電容分別位于該參 考點的前、后、左、右四個方位；在所述外力作用時，所述四個相同的平板電容的電容值發(fā)生 對應(yīng)變化。
10. -種控制方法，其特征在于，包括： 感知由于外力導(dǎo)致的彈性形變； 根據(jù)所述彈性形變確定所述外力信息； 將所述外力信息發(fā)送給待控電子設(shè)備，用于對待控電子設(shè)備的應(yīng)用程序進行控制。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，通過一滑動變阻器確定所述外力 的大小，所述滑動變阻器在不同彈性形變時電阻值不同，根據(jù)所述滑動變阻器的電阻值表 征所述外力的大小。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，通過一平板電容確定所述外力的 大小，所述平板電容兩極板的相對面積和/或相對距離在不同彈性形變時不同，根據(jù)所述 平板電容的電容值表征所述外力的大小。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，還包括： 根據(jù)所述彈性形變測量所述外力的方向信息，并將所述方向信息發(fā)送給待控電子設(shè) 備。
14. 一種與權(quán)利要求1所述電子設(shè)備的交互方法，其特征在于，包括： 與權(quán)利要求1所述電子設(shè)備建立通信連接； 獲取權(quán)利要求1所述電子設(shè)備發(fā)送的外力信息； 根據(jù)所述外力信息對應(yīng)用程序進行控制。
【文檔編號】G06F3/01GK104460964SQ201310439612
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李雪霞, 張強, 盧海東, 程虹 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司