本發(fā)明涉及一種鼠標(biāo)，尤其涉及一種頭控式體感鼠標(biāo)。

背景技術(shù)：

正常人可以通過傳統(tǒng)鼠標(biāo)方便操作電腦，但是對一些無臂殘疾人就無法享受互聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的便利。

因此，亟待解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種的可通過檢測頭部姿態(tài)來實(shí)現(xiàn)移動鼠標(biāo)光標(biāo)的頭控式體感鼠標(biāo)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種頭控式體感鼠標(biāo)，包括依次電連接的用于檢測頭部傾斜狀態(tài)的感應(yīng)模塊、處理該感應(yīng)模塊輸出信號的單片機(jī)處理模塊以及接收該單片機(jī)處理模塊輸出信號并輸送至電子終端的usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述感應(yīng)模塊檢測頭部四個方向上的傾斜信號，傾斜信號經(jīng)由單片機(jī)處理模塊分析判斷后輸出信號驅(qū)動usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，對電子終端光標(biāo)的進(jìn)行控制。

其中，所述感應(yīng)模塊包括兩相互垂直設(shè)置的傾角傳感器和比較判決電路，該比較判決電路包括4個比較器和6個分壓電阻，其中一比較器對應(yīng)連接有三個分壓電阻(r1、r2、r3)，r1和r3的電阻值相同，且r1和r2的結(jié)點(diǎn)電壓、r2和r3的結(jié)點(diǎn)電壓分別為該比較器的基準(zhǔn)電壓；另一比較器對應(yīng)連接有三個分壓電阻(r6、r7、r8)，r6和r8的電阻值相同，且r6和r7的結(jié)點(diǎn)電壓、r7和r8的結(jié)點(diǎn)電壓分別為該比較器的基準(zhǔn)電壓；所述傾角傳感器輸出兩路模擬信號(vo1、vo2)，通過4個比較器進(jìn)行比較判別輸出四路信號。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)處理模塊的控制方法，包括如下步驟：

步驟1、單片機(jī)上電復(fù)位，進(jìn)行初始化配置；

步驟2、單片機(jī)和電子終端完成協(xié)議問答之后對頭部傾斜狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測四路信號進(jìn)行信號處理，判斷否有移動信號，有信號轉(zhuǎn)步驟7；

步驟3、頭部不傾斜時，單片機(jī)發(fā)出電子終端光標(biāo)靜止命令，單片機(jī)定時器計(jì)時；

步驟4、判斷是否定時器計(jì)時2秒，有2秒轉(zhuǎn)步驟8；

步驟5、判斷是否定時器計(jì)時4秒，有4秒轉(zhuǎn)步驟9；

步驟6、轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟7、執(zhí)行移動信號命令，定時器清零，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟8、執(zhí)行左單擊命令，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟9、執(zhí)行左雙擊命令，定時器清零，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行。

其中，所述初始化配置包括單片機(jī)函數(shù)、接口初始化和對協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的驅(qū)動。

優(yōu)選的，所述步驟2的處理包括頭部朝前、后、左、右任意方向傾斜到設(shè)定好的最小頭部傾斜角時，單片機(jī)發(fā)出的朝下、上、左、右方向勻速移動的命令。

再者，所述傾角傳感器為sca60c單軸角度傳感器。

進(jìn)一步，所述usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊為pdiusbd12。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：首先本發(fā)明利用傳感器的檢測與比較判別電路的判斷，得出適合單片機(jī)處理的信號，使無臂殘疾人可以透過頭部傾斜來實(shí)現(xiàn)對電腦光標(biāo)的控制；其次該頭控式體感鼠標(biāo)利用單片機(jī)的靜止定時實(shí)現(xiàn)左擊和左雙擊；最后該頭控式體感鼠標(biāo)解決了無臂殘疾人無法正常使用鼠標(biāo)的問題，且舒適，方便，讓他們可以輕松控制電子終端。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明中比較判別電路的原理圖；

圖3是本發(fā)明中單片機(jī)處理信號的控制方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種頭控式體感鼠標(biāo)，包括依次電連接的感應(yīng)模塊1、單片機(jī)處理模塊2和usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3，其中感應(yīng)模塊1用于檢測頭部傾斜情況，單片機(jī)處理模塊2用于處理該感應(yīng)模塊1輸出信號，usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3用于接收該單片機(jī)處理模塊2輸出信號并輸送至電子終端，usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3為pdiusbd12，完成單片機(jī)與電子終端(如電腦等)的對接，所有vcc為5v的電壓，由電腦usb口的vcc供電。感應(yīng)模塊1檢測頭部四個方向上的傾斜信號，傾斜信號經(jīng)由單片機(jī)處理模塊2分析判斷后輸出信號驅(qū)動usb協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊3，對電子終端光標(biāo)的進(jìn)行控制。

上述感應(yīng)模塊1包括兩相互垂直設(shè)置的傾角傳感器和比較判決電路。傾角傳感器采用sca60c，是一款單軸角度傳感器。利用兩個傾角傳感器垂直放置可以實(shí)現(xiàn)對四個方向的傾斜檢測，通過比較判決電路得到單片機(jī)可處理的數(shù)字信號。

如圖2所示，該比較判決電路包括4個比較器和6個分壓電阻，其中比較器采用lm339，一比較器對應(yīng)連接有三個分壓電阻(r1、r2、r3)，r1和r3的電阻值相同，且r1和r2的結(jié)點(diǎn)電壓、r2和r3的結(jié)點(diǎn)電壓分別為該比較器的基準(zhǔn)電壓；另一比較器對應(yīng)連接有三個分壓電阻(r6、r7、r8)，r6和r8的電阻值相同，且r6和r7的結(jié)點(diǎn)電壓、r7和r8的結(jié)點(diǎn)電壓分別為該比較器的基準(zhǔn)電壓。所述傾角傳感器輸出兩路模擬信號(vo1、vo2)，通過4個比較器進(jìn)行比較判別輸出四路信號，四路輸出信號p2.0～p2.3接到單片機(jī)的四個i/o口，不傾斜時輸出端口輸出的是高電平，傾斜時輸出端口是低電平。

本發(fā)明通過輸入信號和基準(zhǔn)電壓的比較判斷頭部向哪一方向傾斜，改變的r1、r2、r3電阻的比值可以改變使電腦光標(biāo)移動時的頭部傾斜的最小角度，r2與r1的比值越大，使電腦光標(biāo)移動時的頭部傾斜的最小角度越大。

上述單片機(jī)處理模塊2的控制方法，包括如下步驟：

步驟1、單片機(jī)上電復(fù)位，進(jìn)行初始化配置，該初始化配置包括單片機(jī)函數(shù)、接口初始化和對協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的驅(qū)動；

步驟2、單片機(jī)和電子終端完成協(xié)議問答之后對頭部傾斜狀態(tài)進(jìn)行檢測，檢測四路信號進(jìn)行信號處理，頭部朝前、后、左、右任意方向傾斜到設(shè)定好的最小頭部傾斜角時，單片機(jī)發(fā)出的朝下、上、左、右方向勻速移動的命令；判斷否有移動信號，有信號轉(zhuǎn)步驟7；

步驟3、頭部不傾斜時，單片機(jī)發(fā)出電子終端光標(biāo)靜止命令，單片機(jī)定時器計(jì)時；

步驟4、判斷是否定時器計(jì)時2秒，有2秒轉(zhuǎn)步驟8；

步驟5、判斷是否定時器計(jì)時4秒，有4秒轉(zhuǎn)步驟9；

步驟6、轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟7、執(zhí)行移動信號命令，定時器清零，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟8、執(zhí)行左單擊命令，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行；

步驟9、執(zhí)行左雙擊命令，定時器清零，轉(zhuǎn)步驟2循環(huán)執(zhí)行。

本發(fā)明的工作流程為：設(shè)備可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成頭戴式或耳帶式，設(shè)備戴在頭上后，用戶可通過傾斜頭部控制電腦光標(biāo)的移動方向：頭部向左傾斜，電腦光標(biāo)向左移動；頭部向右傾斜，電腦光標(biāo)向右移動；頭部前傾斜，電腦光標(biāo)向下移動；頭部向后傾斜，電腦光標(biāo)向上移動。(傾斜角度臨界值可根據(jù)用戶需要自行調(diào)節(jié))，當(dāng)用戶使電腦光標(biāo)停止運(yùn)動2秒后，鼠標(biāo)自動執(zhí)行左擊功能，再靜止2秒后鼠標(biāo)執(zhí)行左雙擊功能。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種頭控式體感鼠標(biāo)，包括依次電連接的用于檢測頭部傾斜狀態(tài)的感應(yīng)模塊、處理該感應(yīng)模塊輸出信號的單片機(jī)處理模塊以及接收該單片機(jī)處理模塊輸出信號并輸送至電子終端的USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，所述感應(yīng)模塊檢測頭部四個方向上的傾斜信號，傾斜信號經(jīng)由單片機(jī)處理模塊分析判斷后輸出信號驅(qū)動USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，對電子終端光標(biāo)的進(jìn)行控制。發(fā)明利用傳感器的檢測與比較判別電路的判斷，得出適合單片機(jī)處理的信號，使無臂殘疾人可以透過頭部傾斜來實(shí)現(xiàn)對電腦光標(biāo)的控制；其次該頭控式體感鼠標(biāo)利用單片機(jī)的靜止定時實(shí)現(xiàn)左擊和左雙擊；最后該頭控式體感鼠標(biāo)解決了無臂殘疾人無法正常使用鼠標(biāo)的問題，且舒適方便，可以輕松控制電子終端。

技術(shù)研發(fā)人員：宋騰飛;鄭文明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.09.05