[实用新型]识别指向与力度的操纵系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种识别指向与力度的操纵系统，适用于人机操作界面，例如通过将人手的某种位置和力的信息输入机器，从而实现控制机器的目的。

【背景技术】

人机操作界面对多媒体应用的发展有重要的作用，直接影响用户的操作体验。早期的人机界面只有键盘，键盘对基于命令行和文本界面的应用尚能适应，但对于图形操作非常不便。1980年代鼠标在Mac上的应用大大促进了图形操作界面的发展，直到今天鼠标和windows操作系统的配置占据了广大的多媒体应用市场。鼠标的问题在于体积较大，不适合在较小的移动终端上使用(如手机，PDA和笔记本电脑等)；另外，操作鼠标时手离开键盘较远并需要一个可供移动空间。1990年后，Ted Selker发明的基于陶瓷压阻效应的指点杆(Tranckpoint)在IBMThinkpad系列笔记本电脑上得到了广泛的应用(其改进型号可参美国专利5,867,808)；1994年后，George E.Gerpheide发明的电容式触摸板(touchpad)在Apple PowerBook系列笔记本电脑上率先获得了应用(其改进型号可参美国专利6,222,528)。以上两项发明推进了笔记本多媒体人机操作界面的发展。

进入移动多媒体时代，手持终端对人机界面输入系统的体积提出了更高的要求，日本三箭公司发明了基于电容触摸原理的3D力传感器(国际申请：PCT/JP2005/019943)，该产品在Nokia手机上获得了广泛的应用。另外，Veganov提出基于MEMS应变传感器的操纵杆系统(请参美国专利公开号：US2009/0237275A1)。

然而，随着技术的发展，人机操作界面的主要趋势是小型化、低成本及提供良好的交互方式和用户体验，以适应增长迅速的消费电子和移动终端应用。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于压力传感器且通过感知流体压强的变化来识别指向与力度的操纵系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种识别指向与力度的操纵系统，包括：操纵板及安装于操纵板一侧的至少一个压力传感单元，所述压力传感单元包括支撑操纵板的弹性元件及与弹性元件相配合的压力传感器，所述压力传感器设有感压膜，所述弹性元件的内部设有作用于感压膜的流体，所述操纵板在外界压力的作用下迫使弹性元件发生变形，进而使流体的压强发生变化以压迫感压膜。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感器位于弹性元件的内部。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感器包括压力传感器芯片及位于压力传感器芯片外围的封装结构，所述感压膜设于压力传感器芯片上；所述弹性元件固定于封装结构上，所述封装结构设有穿孔，并且弹性元件内部的流体通过穿孔直接作用在感压膜上。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感单元位于操纵板的下侧，所述弹性元件设有支撑操纵板的外表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感单元位于操纵板的下侧，所述弹性元件为中空的波纹管，所述压力传感器安装于波纹管内，所述波纹管沿竖直方向延伸且具有不同的直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述流体被密封在弹性元件及压力传感器内。

作为本实用新型的进一步改进，所述操纵系统包括用以安装弹性元件及压力传感器的支撑板。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感器倒装地安装于支撑板上，所述感压膜直接正对着支撑板且感压膜与支撑板之间留有间隙。

作为本实用新型的进一步改进，所述压力传感单元为多个且安装于操纵板的下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述操纵系统包括固定于支撑板上的限位块，所述限位块包括位于操纵板的上方以限制操纵板向上运动的限位板。

作为本实用新型的进一步改进，所述操纵板包括架设于弹性元件上的板体部及自板体部延伸的操纵杆，所述限位板位于板体部的上方以限制操纵板向上运动；所述操纵杆突出限位板以供外界压力驱动，使板体部倾斜而迫使弹性元件发生变形。

作为本实用新型的进一步改进，所述操纵板包括突出板体部且与操纵杆相反设置的延伸杆，所述延伸杆固定在支撑板上。

作为本实用新型的进一步改进，所述操纵板包括突出板体部且与操纵杆相反设置的延伸杆，所述延伸杆设有头部，所述支撑板设有收容头部的凹槽，并且头部可在凹槽内旋转。

作为本实用新型的进一步改进，所述头部为球形，且所述头部与凹槽在竖直方向上设有供头部移动的空隙。