CN200953140Y

CN200953140Y - 特型鼠标

Info

Publication number: CN200953140Y
Application number: CNU2006201245153U
Authority: CN
Inventors: 田梦晓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2016-06-28

Abstract

本实用新型涉及一种电脑屏幕上的光标控制部件。该特型鼠标由光标驱动部分、电机工作控制部分、光标启停控制部分和电源供电部分组成，其中，光标驱动部分包括由两个微型电机单独驱动的X方向编码器滚轴和Y方问编码器滚轴；电机工作控制部分包括X方向电机驱动控制电路和Y方向电机驱动控制电路，用于控制两个微型电机；光标启停控制部分包括X方向防抖动及开关互锁电路和Y方向防抖动及开关互锁电路，X方向防抖动及开关互锁电路连接X方向正、反向触动开关，Y方向防抖动及开关互锁电路连接Y方向正、反向触动开关。本实用新型控制方便、使用容易、安放灵活、成本低。

Description

特型鼠标

技术领域

本实用新型涉及一种电脑屏幕上的光标控制部件。

背景技术

对于传统的滚球式机械鼠标来说，其机械部件动作的原始力来源于鼠标的操作者。当操作者用手压住鼠标在桌子上移动时，滚球和桌面产生摩擦发生转动，带动其内部X方向和Y方向的编码器滚轴传动，电脑屏幕上光标随之移动。当操作者停止移动鼠标，电脑屏幕上的光标也停止运动；当操作者选中目标并按动鼠标上按键时启动电脑相应程序的运行。鼠标内部X方向和Y方向的编码器滚轴是机械式鼠标的重要部件，它们转动的原始力来源于鼠标的操作者，它们的转动方向和速度控制电脑屏幕上光标的移动方向和速度。操作此类鼠标的基本要求是操作者用手握住鼠标，根据需要在具有一定摩擦力的平面上移动，当选中目标后按动鼠标上的按键启动程序运行。对于四肢残疾的人来说，用手“握住”鼠标和“敲击”鼠标上的按键是一个比较困难的动作，甚至是一个不可能完成的动作。因此，传统的鼠标不适合四肢残疾的人使用。

针对残疾人员的特殊要求以及特殊的使用环境，现今也设计了多种不同形式的鼠标，如脚用鼠标、眼球控制型鼠标、跟踪球等，但这些特型鼠标也都存在着各自的缺陷。

脚用鼠标适用于上肢残疾的人，但不适用于四肢残疾的人。另外，操作脚用鼠标的下肢不能很好地放松，需要始终要处于紧张或半紧张状态，操作人员很容易疲劳。当使用环境不太干净时，此类鼠标也存在类似于传统鼠标可能控制光标效率低的问题。

眼球控制鼠标虽然适用于四肢残疾的人，但其成本较高，控制比较复杂，需要很好地解决诸如“敲击按键”的问题和区分控制光标与阅读屏幕这类动作等问题，且操作人员必须处于摄像头对准的最佳位置，不能随意挪动。另外，操作人员通过眼球不断转动进行电脑屏幕光标的控制很容易疲劳。

跟踪球一般用在比较颠簸的环境，如坦克车里电脑屏幕光标的控制。但跟踪球需要连续地操作才能控制电脑屏幕光标的移动，手一离开跟踪球，屏幕上的光标就停止移动。当电脑处于十分颠簸而使人不能有效地坐稳的情况下，跟踪球控制电脑屏幕光标的效率是比较低的。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有各种类型鼠标的缺陷和不足，提供一种既可以供四肢有残疾的人轻松使用，又可以解决极度晃动环境下电脑屏幕上光标控制问题的特型鼠标。

本实用新型的技术方案如下：特型鼠标由光标驱动部分、电机工作控制部分、光标启停控制部分和电源供电部分组成，其中，光标驱动部分包括由两个微型电机单独驱动的X方向编码器滚轴和Y方向编码器滚轴，每个编码器滚轴上连接一个设有透光孔或透光槽的转盘，转盘两侧分别装有红外线发光管和红外线接收管，红外线接收管连接光标移动控制电路；电机工作控制部分包括X方向电机驱动控制电路和Y方向电机驱动控制电路，用于控制两个微型电机；光标启停控制部分包括X方向防抖动及开关互锁电路和Y方向防抖动及开关互锁电路，X方向防抖动及开关互锁电路连接X方向正、反向触动开关，Y方向防抖动及开关互锁电路连接Y方向正、反向触动开关。

如上所述的特型鼠标，其中，电机工作控制部分还包括X方向极性转换电路和Y方向极性转换电路。

如上所述的特型鼠标，其中，电机工作控制部分还包括定时控制电路。

本实用新型的光标操作部件可以灵活地安放在操作者周围的恰当位置，不需要用手“握住”，也可以不用手去“敲击”按键。若把本发明的某些控制部件安装在头盔上，操作者就可以通过轻微摇动头部来控制电脑屏幕上光标的移动(适用于四肢残疾人)；把本实用新型的控制部件安放在操作者身体两侧适当的位置，操作者就可以“躺着”用身体适当部位控制电脑屏幕上光标的移动(适应于瘫痪人)；把本实用新型的控制部件安放在躺椅或床上，操作者就可以斜靠或躺着操作电脑(适用于喜欢舒适姿势操作电脑的人)；把本实用新型的控制部件固定在电脑台上，就可以在极度颠簸环境下操作电脑。

附图说明

图1为本实用新型的逻辑结构图。

图2为本实用新型的电路图。

图3为将本实用新型制成头盔形式的结构示意图。

图中，1.X方向编码器滚轴 2.Y方向编码器滚轴 3.光标移动控制电路 4.微型电机 5.X方向电机驱动控制电路 6.Y方向电机驱动控制电路 7.定时控制电路 8.X方向极性转换电路 9.Y方向极性转换电路 10.X方向防抖动及开关互锁电路 11.Y方向防抖动及开关互锁电路 12.X方向正向触动开关 13.X方向反向触动开关14.Y方向反向触动开关 15.Y方向正向触动开关 16.装设控制Y正方向微动开关的触板位置 17.装设控制Y负方向微动开关的触板位置 18.装设控制X正方向微动开关的触板位置 19.装设控制X负方向微动开关的触板位置 20.装设选中运行程序按键开关的触板位置 21.连接电脑鼠标接口的数据线

具体实施方式

如图1、图2所示，特型鼠标由光标驱动部分、电机工作控制部分、光标启停控制部分和电源供电部分组成。

光标驱动部分的功能是控制光标移动的方向和距离，其基本原理与传统的滚球式机械鼠标类似，并借用机械鼠标的大部分器件实现其功能。光标在电脑屏幕上沿X方向和Y方向移动，分别由X方向编码器滚轴1和Y方向编码器滚轴2控制。编码器滚轴上连接一个转盘，转盘上有透光孔或透光槽，相对应的两侧分别装有红外线发光管和红外线接收管，红外线接收管连接光标移动控制电路3。其基本工作原理如下：当编码器滚轴转盘转到透光孔处，转盘一侧的红外线接收管接收到另一侧红外线发光管发出的红外线，光标驱动电路驱动电脑上光标移动一个单位；当编码器滚轴转盘转到没有透光孔或透光槽位置时，转盘一侧的红外线接收管不能接收到另一侧发出的红外线，光标驱动电路处于“截止”状态，电脑屏幕上的光标停止移动。本实用新型中，X方向和Y方向的编码器滚轴分别由一个微型电机4驱动，这也是本实用新型的特型鼠标与传统的滚球式机械鼠标的根本区别所在。传统的滚球式机械鼠标依靠滚球驱动编码器滚轴的转动，其转动的方向和速度由滚球转动的方向和速度决定，而滚球的转动由电脑操作者产生的连续动力驱动；本实用新型的特型鼠标的编码器滚轴由微型电机驱动，其转动的方向和速度完全由电机控制，电机的启停动作由电脑操作者发出，转动过程的控制由控制电路实现。

电机工作控制部分的功能是控制电脑屏幕上光标沿某选定方向移动。根据光标驱动部分的工作原理，电脑屏幕上光标移动的速度和方向由编码器滚轴控制；而编码器滚轴的转动方向和速度完全由微型电机控制。因此，对屏幕上光标移动的控制实际就是对微型电机工作的控制。两个微型电机4的转动依靠X方向电机驱动控制电路5和Y方向电机驱动控制电路6对其施加的驱动电压或控制信号，通过对微型电机4提供不同的驱动电压或控制信号，就可以实现对微型电机转向和转速的控制。另外，电机工作控制部分还包括X方向极性转换电路8和Y方向极性转换电路9，以及定时控制电路7。

极性转换电路的主要功能是把不同开关的“闭合”状态转换为不同旋转向的电机驱动电流。在X方向电机驱动控制电路中，有两个开关控制X方向电机不同旋转方向的启停，分别对应电脑屏幕上光标沿X方向的正向移动和反向移动。这两个开关被触动后所送出的状态是一样的，本实用新型电路设计中触动开关送出的状态是“正逻辑0”。要使相同的“正逻辑0”控制电机驱动电路送出不同方向的驱动电流，就需要对其进行必要的极性转换。具体可采用组合逻辑电路实现，也可采用单片机实现。本实用新型选择第二个方案：在单片机中，通过把开关状态从输入引脚读入并经控制管理后从另一输出引脚输出的方式实现。Y方向的电机驱动控制电路与此原理相同。

定时控制电路的基本功能是在不同时段发出不同的电机控制信号，具体实现是利用单片机软件计数器控制计时，“计数”到某预定值后从输出引脚发出控制信号。这种定时控制有两种基本方法，一种是自动控制方式，通过定时算法对电机控制信号进行动态调整，使电机随着时间的流逝逐渐加速。另一种是手动控制方式，利用手动开关根据需要给电机提供加速型号或减速信号。

光标启停控制部分的功能是控制微型电机的启停。本实用新型使用两个微型电机，分别控制X方向和Y方向的编码器滚轴。光标启停控制部分包括X方向防抖动及开关互锁电路10和Y方向防抖动及开关互锁电路11。这些电路的设计目的是增加本实用新型的可靠性，可通过组合逻辑电路实现，也可通过软件算法实现(本实用新型选用软件算法)。防抖动电路的基本功能是消除机械开关动作后约20毫秒不稳定的“抖动过程”，通过单片机延迟20毫秒发出“读开关状态”指令实现。开关互锁电路的基本功能是防止电机不同旋转方向的控制开关同时动作引起混乱，通过单片机互锁电机驱动控制位的算法实现。X方向防抖动及开关互锁电路10连接X方向正、反向触动开关12、13，Y方向防抖动及开关互锁电路11连接Y方向正、反向触动开关14、15。X方向防抖动及开关互锁电路10和Y方向防抖动及开关互锁电路11，以及X方向极性转换电路8、Y方向极性转换电路9和定时控制电路7均由单片机AT89C2051实现，结合防抖动算法、开关状态互锁算法和电机驱动电压极性转换算法(以上算法均为公知技术)实现光标的启停控制。当触动微动开关时，开关状态通过防抖动、开关状态互锁和极性转换被转换成控制信号，电机根据信号动作。

本实用新型的原理简单、控制方便、使用容易、安放灵活、成本低，使用者的姿势不受限制，可以长时间使用而不疲劳。用于残疾人操控电脑用途时，可制成头盔形式，通过使用人轻微晃动头部实现对电脑屏幕光标的控制。用于安逸式操控电脑用途时，可以把各部件分散安放，通过身体适当部位的轻微运动实现对电脑屏幕光标的控制。用于颠簸环境下电脑操控用途时，可以把部件安装成操作台方式，通过离散式光标控制实现对电脑的操控。

Claims

1.一种特型鼠标，由光标驱动部分、电机工作控制部分、光标启停控制部分和电源供电部分组成，其特征在于：光标驱动部分包括由两个微型电机(4)单独驱动的X方向编码器滚轴(1)和Y方向编码器滚轴(2)，每个编码器滚轴上连接一个设有透光孔或透光槽的转盘，转盘两侧分别装有红外线发光管和红外线接收管，红外线接收管连接光标移动控制电路(3)；电机工作控制部分包括X方向电机驱动控制电路(5)和Y方向电机驱动控制电路(6)，用于控制两个微型电机(4)；光标启停控制部分包括X方向防抖动及开关互锁电路(10)和Y方向防抖动及开关互锁电路(11)，X方向防抖动及开关互锁电路(10)连接X方向正、反向触动开关(12、13)，Y方向防抖动及开关互锁电路(11)连接Y方向正、反向触动开关(14、15)。

2.如权利要求1所述的特型鼠标，其特征在于：电机工作控制部分还包括X方向极性转换电路(8)和Y方向极性转换电路(9)。

3.如权利要求1或2所述的特型鼠标，其特征在于：电机工作控制部分还包括定时控制电路(7)。