一种穿戴式控制器论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种穿戴式控制器，包括启动模块，手势感应电路模块，信号转换电路模块及发射模块，所述启动模块与所述信号转换电路模块连通，所述手势感应电路模块将感应到的手势信号传输至信号转换电路，由所述信号转换电路模块编码，所述发射模块与所述转换电路模块连接，将编码信号发送至设备控制终端或信号放大装置。本实用新型还相应的公开了使用该控制器的方法。本实用新型使用户在手掌不抓握控制器的情况下，通过简单的手势实现演示控制的目的；通过启动模块来控制手势感应及控制器的工作状态，精确识别佩戴者主动控制行为和非主动控制的手势动作，避免了控制器的误操作，还可切换多种不同的控制模式，扩展了控制器的可应用场景和功能。

主设计要求

1.一种穿戴式控制器，其特征在于，包括启动模块，手势感应电路模块，信号转换电路模块及发射模块，所述启动模块为穿戴式感应电路，分别与所述手势感应电路模块及所述信号转换电路模块连接，启动时触发所述手势感应电路模块与所述信号转换电路模块的连通，所述手势感应电路模块为穿戴式，将感应到的手势信号传输至信号转换电路，由所述信号转换电路模块编码，所述发射模块与所述转换电路模块连接，将编码信号发送至设备控制终端或信号放大装置。

设计方案

2.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述启动模块设置有若干不同的模式，分别对应触发所述手势感应电路模块的不同工作模式。

3.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述启动模块包括压力感应模块、光学感应模块或电容感应模块，检测靠近、碰触、压按的动作并产生对应的信号。

4.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述手势感应电路模块包括陀螺和\/或重力加速度器，通过感测手部快速移动的方向和\/或轨迹的不同，或手部动作的时间点、节奏不同产生不同的电磁信号组合，产生不同的信号。

5.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述信号放大装置包括接收模块、信号放大电路及发射电路，所述接收模块将所述发射模块信号传输至所述信号放大电路并由所述发射电路再次发送。

6.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述信号放大装置包括接收模块、解码模块及控制模块，所述接收模块将所述发射模块信号传输至所述解码模块并由所述控制模块直接控制终端设备。

7.根据权利要求1所述的穿戴式控制器，其特征在于，所述设备控制终端和\/或所述信号放大装置连接有供电电源。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及穿戴式无线控制领域，更具体地涉及一种手势感应的穿戴式控制器的实现装置。

背景技术

使用电脑屏幕和投影仪进行电子化演示，如使用PPT进行演讲和展示已经非常普遍，因此让演讲者在演讲的过程中更方便地对演讲内容的进度和内容呈现方式进行控制就变得非常重要。除了采用传统键盘方式进行控制外，电子控制器的使用也已经非常广泛。

现有的控制器大多已经实现无线的方式进行操作，即操作者手里拿着无线控制器(如PPT翻页笔)进行操作，相对于键盘操作具有较高便捷性。但是，由于手里需要握住控制器，对于操作者来说仍然有很多不便，比如影响到操作者无法同时使用两手操作其他东西。

由于人类肢体活动的需要，仅运用手势感应装置(如陀螺仪)的控制器很难分辨手势动作是控制器佩戴者的主动行为还是控制器佩戴者的非主动行为，无法精准实现佩戴人想要的控制目的。

因此，有必要提供一种新的实现方法和装置，可以让用户在更小的负担下实现控制的目的，同时还需要精确识别手势动作是否为主动行为。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种穿戴式控制器，包括启动模块，手势感应电路模块，信号转换电路模块及发射模块，所述启动模块为穿戴式感应电路，分别与所述手势感应电路模块及所述信号转换电路模块连接，启动时触发所述手势感应电路模块与所述信号转换电路模块的连通，所述手势感应电路模块为穿戴式，将感应到的手势信号传输至信号转换电路，由所述信号转换电路模块编码，所述发射模块与所述转换电路模块连接，将编码信号发送至设备控制终端或信号放大装置。

所述控制终端包括带有激光源、红外传输装置、蓝牙传输装置和\/或WiFi 无线传输装置等的控制器，可用于控制带有无线接收器的手持终端，如手机、计算机或包括电视机等的电器设备。

进一步地，所述启动模块设置有若干不同的模式，分别对应触发所述手势感应电路模块的不同工作模式。

进一步地，所述启动模块包括压力感应模块、光学感应模块或电容感应模块。

进一步地，所述手势感应电路模块包括陀螺和\/或重力加速度器。

所述手势感应电路模块通过感测手部快速移动的方向和\/或轨迹的不同，或手部动作的时间点、节奏不同产生不同的电磁信号组合，产生不同的信号，并由所述信号转换电路模块编译成不同的通用控制码。

进一步地，所述信号放大装置包括接收模块、信号放大电路及发射电路，所述接收模块将所述发射模块信号传输至所述信号放大电路并由所述发射电路再次发送。

进一步地，所述信号放大装置包括接收模块、解码模块及控制模块，所述接收模块将所述发射模块信号传输至所述解码模块并由所述控制模块直接控制终端设备。

进一步地，所述启动模块及所述手势感应电路模块穿戴于手指上，所述信号放大装置穿戴于手指上或手腕上。

本实用新型所述的穿戴方式包括但不限于如手套式、指环式、包裹式、夹带式、粘贴式、涂抹式或者其他组合方式将上述装置固定于手指和\/或身体其他部位。

本实用新型所述设备控制终端和\/或所述信号放大装置连接有供电电源，所述供电电源可以是动力发电装置。

本实用新型还公开了一种穿戴式控制器的方法，包括以下步骤：

(1)触发所述启动模块，使所述手势感应电路模块与所述信号转换模块连通；

(2)所述手势感应电路模块检测穿戴有所述控制器的手部动作，产生对应的手势信号；

(3)所述信号转换电路模块将所述手势信号转换为通用的控制码；

(4)所述发射模块将所述通用的控制码发送至设备控制终端。

手持终端或电器设备通过接收通用的控制码后完成相应的指令，实现无线的手势感应控制，如PPT翻页，电视频道切换。

进一步地，当所述控制终端距离较远或需要更强的信号进行控制，可在手腕或其他部位穿戴信号放大装置，由于所述信号放大装置距离所述控制器较近，可以接收控制信号后进行放大并再次发送，包括以下步骤：

(1)触发所述启动模块，使所述手势感应电路模块与所述信号转换模块连通；

(2)所述手势感应电路模块检测穿戴有所述控制器的手部动作，产生对应的手势信号；

(3)所述信号转换电路模块将所述手势信号转换为通用的控制码；

(4)所述发射模块将所述通用的控制码发送至信号放大装置；

(5)所述信号放大装置通过所述接收模块接收所述通用的控制码，由所述信号放大电路将信号放大后再次发送；

(6)经由所述信号放大装置放大后的所述通用控制码由所述设备控制终端接收。

进一步地，触发所述启动模块的方式包括，穿戴有所述控制器的手指通过触碰、压按的方式使所述启动模块产生相应电磁信号，使所述信号转换电路模块与所述手势感应电路模块连通。

更进一步地，所述启动模块设置有若干不同的模式，通过所述控制器不同的靠近、触碰、按压次数和\/或时长进行启动或切换，分别对应触发所述手势感应电路模块的不同工作模式。如手指的单击、双击、多击，持续压按、单击后持续压按等不同方式产生不同的电磁信号来切换不同的启动方式，从而进入不同的控制模式。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型可使用户在手掌不抓握控制器的情况下，仅以极小的负担穿戴小型装置，并通过简单的手势实现演示控制的目的；本实用新型通过启动模块来控制手势感应及控制器的工作状态，精确识别佩戴者主动控制行为和非主动控制的手势动作，避免了控制器的误操作，更进一步的可以切换多种不同的控制模式，使同样的手势动作可以完成不同的控制指令，极大地扩展了控制器的可应用场景和功能。

附图说明

图1为本实用新型穿戴式控制器的实现方法的原理流程图。

图2为本实用新型穿戴式控制器装置实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1展示了本实用新型穿戴式控制器的实现方法的原理。图2展示了本实用新型穿戴式控制器装置实施例的结构示意图。如图1所示，所述穿戴式控制器的实现方法包括如下步骤：

S101将启动模块和手势感应电路模块戴在手指上。

S102所述启动模块受到穿戴手指外的其他手指的的按压或触碰，手掌牵引手势感应电路模块往不同方向快速移动。

S103启动模块由于受到其他手指的按压或触碰产生电磁信号，所述手势感应电路模块由于快速移动产生电磁信号。

S104由于启动模块在短时间内受到其他手指按压和触碰的时长、次数不同，手势感应电路模块快速移动的方向和轨迹的不同，以及二者的组合的不同、发生的时间点差异会产生不同的电磁信号组合。

S105信号转换电路模块将不同的电磁信号组合转换成通用的控制码，并通过无线信号发射模块将无线信号S1发射出去。

S106带在手腕上的无线信号接收电路模块通过接收无线信号S1获取通用的控制码，如果该通用的控制码是用于控制手腕上的器件(如激光源)，则直接控制该器件，否则将所获取的通用的控制码通过手腕上的无线信号发射模块将无线信号S2发射出去(较S1更大功率，传输更远距离)。

由以上可以看出，本实用新型穿戴式控制器的实现方法运用穿戴在手指中的启动模块由于受到其他手指的按压或触碰产生电磁信号，手势感应电路模块由于快速移动产生电磁信号，进而信号转换电路模块将多种电磁信号及其组合转换成通用的控制码，并通过无线信号发射模块将无线信号S1发射出去，手腕上的无线信号接收电路模块通过接收无线信号S1获取通用的控制码，如果该通用的控制码是用于控制手腕上的器件(如激光源)，则直接控制该器件，否则将所获取的通用的控制码通过无线信号发射模块将无线信号S2发射出去(较S1 更大功率，传输更远距离)，带有无线接收器的手持终端(如手机)、计算机(包括笔记本等)或电器设备(如电视机)通过接收无线信号S1或S2获取通用的控制码，完成控制。

本方法同时结合控制器佩戴者手指间的靠近、触碰或指压动作和手势动作，可实现更准确的控制目的。

手指上的所有模块已能够完成本方法要达到的基本功能和目的，可以脱离手腕模块独立工作。穿戴在手腕上的所有模块可以优化本方法的效果，比如提供手指上电磁模块的充电功能，手指模块发出的信号S1通过手腕模块扩大信号，可以显著降低S1传递距离的要求，降低功耗，可以让手指模块更小型化。这些特征显著提高了用户使用的灵活性。

图2展示了本实用新型穿戴式控制器装置实施例的结构示意图。如图2所示，所述穿戴式手指感应无线通信的输入装置包括穿戴在手指上的H10，穿戴在手腕上的H20。

具体地，所述H10包括启动模块H11和手势感应电路模块H12、信号转换电路模块H13、无线信号发射模块H14和电池模块H15。H10可以在左手和右手同时穿戴，也可以仅单独穿戴在其中一只手上。同时穿戴在两只手上时可以定义更多的功能，如左手控制PPT翻页，右手控制鼠标移动。具体工作方式如下：

H11中的感应电路由触摸开关构成，当受到手指的按压，触摸开关闭合，电路中的陀螺仪传感器和加速度传感器(如MPU6050六轴传感器)开始获取手势的加速度和角速度信息和相关的电磁信号。信号转换电路模块H13根据H11、 H12提供的短时间内加速度和角速度的变化总体特征判断手势属于上下、左右和前后中哪一个方向，进而转换为按压(点击)次数和运动方向(键盘方向键或鼠标方向)对应的通用控制码。无线信号发射模块H14将通用控制码用通用的蓝牙接收装置、带WIFI接收器或其他无线通信的设备可接收的信号S1发射出去。

所述H20包括无线信号接收电路模块H21、无线信号发射模块H22、激光源H23和电池模块H24。

无线信号接收电路模块H21接收到S1的信号，当该信号为预设的手腕上的器件控制信号(如两次快速的按压H11产生的通用的双击信号代表开启或关闭手腕上的激光源)，则控制该器件进入对应的状态(如开启或关闭手腕上的激光源H23)。如该信号不是预设的手腕上的器件控制信号，无线信号发射模块H22 将通用控制码用通用的蓝牙接收装置、带WIFI接收器或其他无线通信的设备可接收的信号S2发射出去(较S1更大功率，传输更远距离)。由于H10已经可以完整实现控制器的控制功能，H20是增强和扩展额外功能，所以在实际使用中用户可以不穿戴H20。

由上可以看出，本实用新型穿戴式控制器装置运用穿戴在手指中的启动模块由于受到其他手指的按压或触碰产生电磁信号，手势感应电路模块由于快速移动产生电磁信号，进而信号转换电路模块将多种电磁信号及其组合转换成通用的控制码，并通过无线信号发射模块将无线信号S1发射出去，手腕上的无线信号接收电路模块通过接收无线信号S1获取通用的控制码，如果该通用的控制码是用于控制手腕上的器件(如激光源)，则直接控制该器件，否则将所获取的通用的控制码通过无线信号发射模块将无线信号S2发射出去(较S1更大功率，传输更远距离)，带有无线接收器的手持终端(如手机)、计算机(包括笔记本等)或电器设备(如电视机)通过接收无线信号S1或S2获取通用的控制码，完成控制。

通过所述启动模块与所述手势感应电路模块不同信号的结合，可以定义多种手势动作，如手势的左右方向控制播放设备(如电视)的音量，上下控制播放设备频道；左右方向控制PPT翻页；连续向右方向播放进度快进，连续向左播放进度倒退等待。

除了上述方式，通过启动模块的模式切换，同样的手势动作可以定义多种不同的控制信号，如单击所述启动模块后，所述手势感应电路模块定义手势的左右方向为控制音量，双击或单击后长按所述启动模块，所述手势感应电路模块定义手势的左右方向为控制频道。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，仍属本实用新型所涵盖的范围。

设计图

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设计方案

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