專利名稱：以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備的遙控裝置及方法，特別是一種以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法。
在一般居室、工廠或辦公室，均設(shè)有形形色色的電氣設(shè)備。但這些電氣設(shè)備，均要求接觸式的操作方能開(kāi)啟或停止，這樣做非但不方便，而且不安全。對(duì)一些行動(dòng)不便的老人或病人，以及身材較矮的兒童來(lái)說(shuō)，很有必要提供一種非接觸式遙控裝置，特別是以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置。提供這樣一種控制裝置及方法，無(wú)論對(duì)工廠、辦公室或居室而言，均能使人類生活達(dá)到舒適的自動(dòng)化，并減少來(lái)回走動(dòng)所費(fèi)時(shí)間。
本發(fā)明的目的，是提供一種以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以予人們一種舒適的生活方式，僅以手勢(shì)或其它人體動(dòng)作，即可控制電氣設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是為一些行動(dòng)不便的老人或病人或傷殘人士提供一種遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以便以簡(jiǎn)單的手勢(shì)或其它人體動(dòng)作來(lái)操縱電器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗戶、啟閉窗簾、開(kāi)關(guān)電燈，甚至操縱機(jī)械手自動(dòng)取藥或餵食等等。
本發(fā)明的又一目的是為空間太大以及工作繁忙的場(chǎng)所提供一種遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以便以方便及省時(shí)的肢體語(yǔ)言達(dá)到遙控電氣設(shè)備，減少行走及動(dòng)作所費(fèi)時(shí)間，降低工時(shí)成本。
本發(fā)明所述以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置，包括一個(gè)用來(lái)預(yù)先設(shè)定或存入人體動(dòng)作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，一個(gè)在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動(dòng)作的熱電紅外探測(cè)器，一個(gè)將所述探測(cè)器搜索到的信號(hào)和所述存儲(chǔ)器中存入數(shù)據(jù)作比較的比較器，以及一個(gè)接收所述比較器發(fā)出的信號(hào)并向其後的一個(gè)接收器發(fā)出控制信號(hào)的發(fā)射器，所述接收器控制一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，而所述驅(qū)動(dòng)器則用以操縱特定的電氣設(shè)備。
本發(fā)明所述以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的方法，是把人體的一個(gè)或若干個(gè)動(dòng)作，以電信號(hào)的形式預(yù)先存入一個(gè)可供比較的存儲(chǔ)器中，并把由一個(gè)探測(cè)器測(cè)到的人體動(dòng)作送至一個(gè)比較器中，和上述預(yù)先存入的信號(hào)作比較，如果比較結(jié)果相同，比較器就向一個(gè)發(fā)射器發(fā)出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)後，即向其後的一個(gè)接收器發(fā)出一控制信號(hào)，所述接收器在接到控制信號(hào)後就操縱有關(guān)電氣設(shè)備使之動(dòng)作。
本發(fā)明所述以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，能向人們提供一種舒適的生活方式，特別適用於老人或病人或傷殘人士，向他們提供種種方便，即是以簡(jiǎn)單的手勢(shì)或其它人體動(dòng)作來(lái)遙控電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗戶、啟閉窗簾、開(kāi)關(guān)電燈，甚至操縱機(jī)械手自動(dòng)取藥或餵食。另外，本裝置及方法特別適用於空間太大以及工作繁忙的場(chǎng)所，起到了以省時(shí)的肢體語(yǔ)言遙控電氣設(shè)備，減少行走及動(dòng)作所費(fèi)時(shí)間，降低工時(shí)成本的作用。本發(fā)明誠(chéng)為適於家居、辦公室和工廠的一種自動(dòng)化裝置及方法。
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明所述裝置及方法的方塊示意圖;
圖2為本發(fā)明所述裝置的電路圖。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明所述的以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置，包括一個(gè)用來(lái)預(yù)先設(shè)定或存入人體動(dòng)作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(10)，一個(gè)在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體(20)的動(dòng)作的熱電紅外探測(cè)器(30)，所述探測(cè)器(30)產(chǎn)生與搜索到的人體動(dòng)作相應(yīng)的信號(hào)，一個(gè)將所述相應(yīng)信號(hào)和存入所述存儲(chǔ)器(10)中的數(shù)據(jù)作比較并在二者相同情況下產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的比較器(40)，一個(gè)在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生一控制信號(hào)的發(fā)射器(50)，以及一個(gè)接收所述控制信號(hào)而操縱一驅(qū)動(dòng)器(70)的接收器(60)，所述驅(qū)動(dòng)器(70)直接操縱有關(guān)的電氣設(shè)備。
再參閱圖2，所述存儲(chǔ)器(10)包括開(kāi)關(guān)(11)和(12)，且和所述比較器(40)聯(lián)接，比較器(40)用以存放由所述開(kāi)關(guān)(11)、(12)之通/斷狀態(tài)所預(yù)定的人體動(dòng)作的有關(guān)數(shù)據(jù)。
該裝置中的探測(cè)器，以熱電紅外探測(cè)器為宜。所述熱電紅外探測(cè)器(30)之信號(hào)端S，經(jīng)由電容C1和電阻R1所組成的交流耦合電路，以及放大器(32)，而接至一個(gè)帶通濾波器(31)，所述帶通濾波器(31)之輸出端接至一個(gè)移位寄存器(33)。
其中放大器(32)由電阻R2及R3構(gòu)成串并聯(lián)反饋，而所述帶通濾波器(31)，是由一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)無(wú)源阻容負(fù)反饋綱絡(luò)所構(gòu)成，所述無(wú)源阻容綱絡(luò)包括R4、R5、R6以及C2、C3。
本裝置中所述帶通放大器(31)所容許通過(guò)的電信號(hào)，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)范圍為7-15微米的光信號(hào)。由於人體的體溫約為30℃(300°K)，而人體所輻射的遠(yuǎn)紅外光波長(zhǎng)至在9-10微米的范圍內(nèi)存在有波峰，故本裝置中所述帶通濾波器(31)的通帶頻率，設(shè)定為和7-15微米的光波波長(zhǎng)范圍相對(duì)應(yīng)。
復(fù)參照?qǐng)D2，本裝置中的比較器(40)，包括兩個(gè)比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接。所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當(dāng)所述存儲(chǔ)器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時(shí)，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時(shí)，輸出端6呈低電位。
在上述比較器(40)後面，經(jīng)一個(gè)與門而接有一發(fā)射器(50)，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至所述與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之輸出端6相接。所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)。當(dāng)由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)送至發(fā)射器(50)之1端時(shí)，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位。而當(dāng)與門(43)之輸出端3為高電位時(shí)，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢?。至所述控制信?hào)終止後，各點(diǎn)電位復(fù)原。
再來(lái)看接收器。接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成。所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動(dòng)器(70)內(nèi)的一個(gè)繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)引線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
綜上所述，可見(jiàn)當(dāng)探測(cè)器(30)所搜索到的信號(hào)與存入存儲(chǔ)器(10)中的信號(hào)相同時(shí)，與門(43)之兩輸入端1、2均為高電位，因此其輸出端3亦為高電位。如前所述，發(fā)射器(50)的輸出端5亦為高電位，使得接收器(60)中的晶體管Tr導(dǎo)通，因此驅(qū)動(dòng)器(70)中的繼電器RE動(dòng)作，使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，控制有關(guān)電氣設(shè)備動(dòng)作。而當(dāng)控制信號(hào)消失後，藉助于由圖2中的R8、C5以及它們後面所接的兩個(gè)運(yùn)算放大器，將使發(fā)射器(50)各點(diǎn)1、2、3、4、5、6之電位復(fù)原，于是接收器(60)中的晶體Tr截止，驅(qū)動(dòng)器(70)中的繼電器RE釋放，有關(guān)電氣設(shè)備就停止動(dòng)作。
聯(lián)接移位寄存器(33)第9腳和發(fā)射器(50)第1腳的聯(lián)線，提供了開(kāi)機(jī)復(fù)位信號(hào)，使得開(kāi)機(jī)時(shí)寄存器(33)之QA-QH均為低電位情況下，發(fā)射器(50)之第5腳為低電位，第6腳為高電位。
本發(fā)明所述以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的方法，包括以下的步驟
1)把人體的一個(gè)或若干個(gè)動(dòng)作以電信號(hào)的形式預(yù)先存入一個(gè)可供比較的存儲(chǔ)器中;
2)藉助于一個(gè)探測(cè)器，例如熱電紅外探測(cè)器，在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動(dòng)作，并將搜索到的動(dòng)作信號(hào)經(jīng)帶通放大後，送至一比較器;
3)在所述比較器中對(duì)搜索到的信號(hào)和預(yù)先存入存儲(chǔ)器的信號(hào)作比較，如果二者相同，即由所述比較器通過(guò)一個(gè)與門向一個(gè)發(fā)射器發(fā)出一驅(qū)動(dòng)信號(hào);
4)使所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，向一個(gè)接收器發(fā)出一控制信號(hào)，所述控制信號(hào)則使得一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的繼電器動(dòng)作，從而遙控有關(guān)電氣設(shè)備。
本方法的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是預(yù)先存入人體動(dòng)作的相關(guān)數(shù)據(jù)。人體動(dòng)作的頻率范圍通常為0.1-10赫茲，此即人體移動(dòng)或動(dòng)作的頻率范圍。本裝置的電路，能在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)測(cè)出人體是否有移動(dòng)或動(dòng)作，縱而產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。
凡以本發(fā)明基本內(nèi)容為基礎(chǔ)而略加修改的類似裝置或方法，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置，其特徵在於，所述裝置包括一個(gè)用來(lái)預(yù)先設(shè)定或存入人體動(dòng)作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器(10)，一個(gè)在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體(20)的動(dòng)作的熱電紅外探測(cè)器(30)，所述探測(cè)器(30)產(chǎn)生與搜索到的人體動(dòng)作相應(yīng)的信號(hào)，一個(gè)將所述相應(yīng)信號(hào)和存入所述存儲(chǔ)器(10)中的數(shù)據(jù)作比較并在二者相同情況下產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的比較器(40)，一個(gè)在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生一控制信號(hào)的發(fā)射器(50)，以及一個(gè)接收所述控制信號(hào)而操縱一驅(qū)動(dòng)器(70)的接收器(60)，所述驅(qū)動(dòng)器(70)直接操縱有關(guān)的電氣設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特徵在於，所述存儲(chǔ)器(10)包括開(kāi)關(guān)(11)和(12)，且和所述比較器(40)聯(lián)接，比較器(40)用以存放由所述開(kāi)關(guān)(11)、12)之通/斷狀態(tài)所預(yù)定的人體動(dòng)作的有關(guān)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述熱電紅外探測(cè)器(30)之信號(hào)端S，經(jīng)由電容C1和電阻R1所組成的交流耦合電路，以及放大器(32)，而接至一個(gè)帶通濾波器(31)，所述帶通濾波器(31)之輸出端接至一個(gè)移位寄存器(33)。
4.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述放大器(32)由電阻R2及R3構(gòu)成串并聯(lián)反饋，而所述帶通濾波器(31)，是由一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)無(wú)源阻容負(fù)反饋綱絡(luò)所構(gòu)成，所述無(wú)源阻容綱絡(luò)包括R4、R5、R6以及C2、C3。
5.如權(quán)利要求4所述裝置，其特徵在於，所述帶通放大器(31)所容許通過(guò)的電信號(hào)，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)范圍為7-15微米的光信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述比較器(40)包括兩個(gè)比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接，所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當(dāng)所述存儲(chǔ)器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時(shí)，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時(shí)，輸出端6呈低電位。
7.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述比較器(40)包括兩個(gè)比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接，所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當(dāng)所述存儲(chǔ)器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時(shí)，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時(shí)，輸出端6呈低電位。
8.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至一個(gè)與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之輸出端6相接，所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)，當(dāng)由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)送至發(fā)射器(50)之1端時(shí)，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位，而當(dāng)與門(43)之輸出端3為高電位時(shí)，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢?，至所述控制信?hào)終止後，各點(diǎn)電位復(fù)原。
9.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至一個(gè)與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之端出端6相接，所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)，當(dāng)由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)送至發(fā)射器(50)之1端時(shí)，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位，而當(dāng)與門(43)之輸出端3為高電位時(shí)，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢?，至所述控制信?hào)終止後，各點(diǎn)電位復(fù)原。
10.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成，所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動(dòng)器(70)內(nèi)的一個(gè)繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)引線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
11.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成，所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動(dòng)器(70)內(nèi)的一個(gè)繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開(kāi)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)弔線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
12.一種以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的方法，其特徵在于，所述方法包括以下步驟(1)把人體的一個(gè)或若干個(gè)動(dòng)作，以電氣信號(hào)的形式預(yù)先存入一個(gè)可供比較的存儲(chǔ)器中，(2)藉助于一個(gè)探測(cè)器，例如熱電紅外探測(cè)器，在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動(dòng)作，并將搜索到的動(dòng)作信號(hào)經(jīng)帶通放大後，送至一比較器，(3)在所述比較器中，對(duì)搜索到的信號(hào)和預(yù)先存入存儲(chǔ)器的信號(hào)作比較，如果二者相同，即由所述比較器通過(guò)一個(gè)與門向一個(gè)發(fā)射器發(fā)出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，(4)使所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，向一個(gè)接收器發(fā)出一控制信號(hào)，所述控制信號(hào)則使得一個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的繼電器動(dòng)作，從而遙控有關(guān)電氣設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以人體動(dòng)作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，是利用一比較器對(duì)一探測(cè)器所搜索到的人體動(dòng)作的相應(yīng)信號(hào)和預(yù)先存入一存儲(chǔ)器的人體動(dòng)作相應(yīng)數(shù)據(jù)作比較，如果二者相同，比較器即向一個(gè)發(fā)射器輸出一信號(hào)，后者控制一接收器，操縱一驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作，對(duì)某一電氣設(shè)備進(jìn)行遙控。本裝置特別適用于老人、病人、傷殘人士以及工業(yè)自動(dòng)化。
文檔編號(hào)H03K17/945GK1066945SQ91103399
公開(kāi)日1992年12月9日 申請(qǐng)日期1991年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月18日
發(fā)明者陳奕聰 申請(qǐng)人:朋廣股份有限公司