一种双尺度电子产品精密控制设备及控制方法与流程

1.本发明属于电子产品控制设备，尤其涉及一种双尺度电子产品精密控制设备及控制方法。


背景技术：

2.目前，行业内图形操作界面的光标精密化控制主要依赖于单向以及全向操纵杆、光学鼠标、轨迹球鼠标或各类触摸屏，然而操作杆、鼠标、轨迹球虽然由于依赖于手腕或手臂的操作可以方便地做出大尺度下的操作，但在精密控制层面下，灵活度不易掌握，灵敏度低；而相对地触摸屏虽然在精密操作情况下操作方便，但因为自身面积限制，在遇到操作尺度变化较大的情况下反而需要连续拉动屏幕。
3.针对该问题传统解决办法是依赖于软件辅助各自的方案，但由于实际操作设备各自的阻力系数等参数不同，在使用前需要耗费时间校准。
4.解决以上缺陷可以一并满足包括工业控制，艺术设计，家庭使用在内的各类需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双尺度电子精密控制设备。
6.本发明是这样实现的，一种双尺度电子产品精密控制设备：设备包括：触摸屏控制模块、轨迹球控制模块、主控模块和电源模块。
7.各个模块分别具备以下结构：
8.一、触摸屏控制模块，包括：
9.多点触控式球面显示模块，内部通信模块以及无线充电式电池模块：
10.多点触控式球面显示模块分别实现以下功能：
11.1.触感信息采集：
12.触摸屏操作时，设备从多点触控式球面显示模块采集手指的触摸轨迹和手势动作，并将手指位移变量通过内部通信模块传输至给主控模块，手指位移变量将转化为鼠标位移变量，鼠标位移变量可以按照预设的校准比例尺进行缩放，若最终结果超过计算机可执行精度数则做相应调整，调整方式为：
13.1)精度缩放不影响鼠标位移变量方向的参数；
14.2)若鼠标位移变量数值最大值超过可执行范围，则鼠标位移变量的绝对量被限定为最大值；
15.3)若数值精度超过可读取范围，则位移绝对量向下做近似取值，其中可输出的最小位移绝对量为零；
16.2.光学信息反馈：
17.多点触控式球面显示模块通过回馈显示功能，可以对手指的操作做出光学反馈，光学信息内容由综合处理模块控制，并通过无线通讯传递，反馈类型包括：
18.1)位移反馈：
19.单个手指在触控式球面显示模块上连续的接触位置变化，反馈为一个物理位移，反馈方式为一个由位移变化初始位置延特定轨迹到达最终位置的光信号；
20.2)压力反馈：
21.单个手指在触控式球面显示模块上的施力面积大小被反馈为一个压力，反馈方式为受压位置发光；
22.3)缩放反馈：
23.复数个手指接触点两两之间的相对距离变化被识别为一个缩放，反馈方式为所有接触点中最大的三角形外接圆，同时向主机系统反馈一个局部放大信号(此功能产生实际效果时需要所控制设备具有对应功能，如windows系统的放大辅助功能)；
24.触摸屏控制模块与主控系统通过内部通信模块与综合无线通信模块之间的无线通讯信号相互通讯；
25.无线充电式电池模块提供触摸屏控制模块中其他模块的能源供给；
26.二、轨迹球控制模块，包括：
27.轨迹球壳体，光学探头；
28.手指可以通过移动轨迹球壳体使轨迹球壳体与设备产生全向的相对滚动；
29.光学探头采集轨迹球壳体的滚动数据并将其传输至主控模块。
30.三、主控模块，包括：
31.综合无线通信模块，方向锁定控制模块,自定义功能按键模块和综合处理模块；
32.综合无线通信模块与触摸屏控制模块下的内部通信模块以及外部设备之间执行无线收发，获取综合处理模块的输入信号与并将反馈的输出信号传递给对应的设备或模块；
33.方向锁定控制模块为一个独立控制开关，在开启后则执行方向锁定功能，即使光标的在特定方向上的输入信号保持为零，使光标只能在此方向位移，特定方向的设置由设备对应的驱动软件设定；
34.自定义功能按键模块为一个独立控制开关，通过预设定操作，使自定义功能按键可以实施具有特定功能的鼠标功能的输出信号；
35.综合处理模块，整合计算触摸屏控制模块以及轨迹球控制模块采集到的数据，并将反馈信息和最终输出信息传至综合无线通信模块。
36.四、电源模块，包括：
37.内部电源以及球面型无线充电模块；
38.内部电源分别向主控模块，轨迹球控制模块的光学探头以及球面型无线充电模块通过有线连接提供电能；
39.球面型无线充电模块通过无线充电向触摸屏控制模块的无线充电式电池模块提供电能，当无线充电式电池模块获取到电源模块提供的电能的同时生成持续的激活信号，并将其发送至多点触控式球面显示模块和内部通信模块，获得激活信号后，触摸屏控制模块处于运行状态。
40.进一步地，基于以上设备，本发明还提供了一种针对于本设备的参数采集及计算输出的控制方法：
41.一、数据采集：
42.1)触摸屏的位移采集：
43.单个手指在触控式球面显示模块上连续的接触位置变化，识别为一个物理位移s1，s1为一个二元极坐标数，用以表示位移变化；
44.2)触摸屏的压力参数采集：
45.单个手指在触控式球面显示模块上的施力面积大小被识别为一个压力p，p被转化为一个压力尺度命令n
p
参数,且n
p
取决于预设的可识别压力范围阈值：
46.若设阈值最小值为p
min
，最大值为p
max
，则：
47.当p
min
>p时n
p
＝1，
48.当p
min
≤p≤p
max
时n
p
＝(p
max
‑
p)/(p
max
‑
p
min
)，
49.当p
max
<p时n
p
＝0；
50.3)触摸屏的缩放参数采集：
51.复数个手指两两之间的相对距离变化被识别为l
i
(距离增大时l
i
被识别为正数，反之被识别为负数)，l
i
被转化为一个缩放尺度命令参数n，且n取决于上一次保留的缩放尺度命令参数，缩放尺度命令参数阈值和缩放比例尺x：
52.若设阈值最小值为n
min
，最大值为n
max
，为l
i
的平均值，n0为上一次保留的缩放尺度命令参数，则：
53.n0 l*x<n
min
时n＝n
min
，
54.n
min
≤n0 l*x≤n
max
时n＝n0 l*x，
55.n0 l*x>n
max
，n＝n
max
；
56.4)光学探头的位移采集：
57.光学探头可以采集轨迹球壳体的滚动运动，并将轨迹球壳体的相对滚动运动识别为一个位移信号s2，并将其传递给主控模块的综合处理模块,s2为一个二元极坐标数，用以表示位移变化；
58.二、计算输出：
59.1)位移计算：
60.综合处理模块将从触摸屏控制模块以及轨迹球控制模块传来的运动信息和触感信息进行处理，并转化为输出信号o，o为一个二元极坐标数，用以表示位移变化：
61.o＝n*s1 n
p
*s2；
62.2)方向锁定计算：
63.方向锁定功能激活后，综合处理模块将o的极坐标数据中的仰角增量锁定为0，以限制鼠标在限制方向以外的数据变化。
64.3)最终输出：
65.输出信号o作为一个二元极坐标数据，在综合处理模块被转化为普通鼠标输出的数据类型，最终传输至一般设备，用以操控一般设备。
附图说明
66.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的
附图。
67.图1是本发明设备结构示意图；
68.图2是本发明设备轨迹球内部构造示意图；
69.图3是本发明截面示意图；
70.图4是本发明本体未安装轨迹球状态下俯视图；
71.图5是本发明本体未安装轨迹球状态下左视图；
72.图6是本发明系统主要模块关系图；
73.图中：1、壳体；2、轨迹球；2
‑
1、透明型外部保护壳；2
‑
2多点触控式球面显示模块、；2
‑
3、绝缘保护层；2
‑
4、无线充电式电池模块；2
‑
5、防震吸热型填充物；2
‑
6、综合处理模块；2
‑
7、内部通信模块；3、方向锁定控制按键；4、自定义功能按键；5、球面型无线充电模块；6、滚动支点；7光学探头；8、主控模块；9、内部电源；10、综合无线通信模块。
具体实施方式
74.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
75.如图1本发明提供了一种轨迹器型鼠标：
76.所述鼠标通过操作轨迹球2控制设备的鼠标运动；
77.所述鼠标通过触屏功能控制并反馈设备的鼠标运动；
78.所述鼠标通过对特定方向运动的锁定，实现在单一方向上的鼠标运动；
79.所述鼠标通过触屏手势的功能编程实现画面缩放。
80.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
81.(1)可以同时满足鼠标在双重维度下的运动控制，使得在控制精度更高的前提下也使操作变得更加简单；
82.(2)精细操作在控制设备上的可视化，使得操作的效果可以更加明显地表示出来；
83.(3)控制操作在特定方向上锁定。
84.下面结合附图对本发明作详细的描述。
85.图1表示本发明轨迹球卡嵌在主体上时状态，图4，图5表示本发明轨迹球拆卸下后主体状态，本发明实施双尺度操作轨迹球2卡嵌在本发明的主体之上时为半外露式，外露部分可以由手指进行拨动和点按，卡嵌槽内设置有滚动支点6减少轨迹球结构在滚动时的摩擦，方向锁定控制按键3与自定义功能按键4设置于主体外壳上；
86.图2表示本发明轨迹球2内部结构，透明外壳2
‑
1下首层为球形多点触控式显示屏2
‑
2，屏下逐次分别为绝缘保护层2
‑
3，无线充电电池2
‑
4，，综合处理模块2
‑
6和内部通信模块2
‑
7，各组件之间填充有防震吸热填充物2
‑
5以保护组件并延长组件使用寿命；
87.图3表示本发明后视纵剖面结构，光学探头7安装于卡嵌槽上，与综合处理模块2
‑
6相连接，综合无线通信模块10集成于综合处理模块之上，内部电源模块9为干电池或充电电池；
88.图6表示本发明系统模块图。
89.本发明提供的业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，以上各图对于本
发明提供的仅仅是一个具体实施例而已。
90.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
91.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。