[发明专利]一种智能课桌及数字信号处理方法

权利要求书

1.一种智能课桌，包括签字平板(1)、液晶显示平板(2)、液晶显示驱动板(3)、三维力传感器(4)、固定转接板(5)、数字信号处理板(6)、底座平板(7)和定位孔(8)，其特征在于：

所述签字平板(1)置于智能桌面显示装置的上面，在签字平板(1)的下面中间位置，依次置有液晶显示平板(2)和液晶显示驱动板(3)，所述签字平板(1)下面的四个边角位置固定有四个三维力传感器(4)，所述四个三维力传感器(4)下面置有四个固定转接板(5)，所述四个固定转接板(5)的下面固定有底座平板(7)，所述数字信号处理板(6)置于底座平板(7)的中间位置上方，通过数字信号处理板(6)两边的内六角形定位孔(8)固定，所述底座平台(7)为长方形或正方形，尺寸大小根据应用需求选择；

所述液晶显示平板(2)和液晶显示驱动板(3)共同组成液晶模块，用于实现视觉反馈显示功能，所述签字平板(1)用于提供手写输入平台，同时防止手写输入操作对液晶模块表面产生划痕；

所述签字平板(1)下面的四个边角位置，固定有一体化的四个三维力传感器(4)，分别是：第一三维力传感器(41)、第二三维力传感器(42)、第三三维力传感器(43)和第四三维力传感器(44)，用来检测手写输入时输入工具与签字平板(1)接触情况下，在所述签字平板(1)下面的四个边角位置处产生的三维力信息；

所述三维力传感器(4)下面置有四个固定转接板(5)，分别是：第一固定转接板(51)、第二固定转接板(52)、第三固定转接板(53)和第四固定转接板(54)，用于设置将第一三维力传感器(41)、第二三维力传感器(42)、第三三维力传感器(43)、第四三维力传感器(44)，分别通过固定转接板(5)两侧的两对内六角形定位孔(8)与底座平板(7)固定，其内径与三维力传感器(4)和底座平板(7)上对应圆柱螺孔内径相等，以实现间隙配合，数字信号处理板(6)通过两侧的两对内六角形定位孔(8)固定在底座平板(7)的中间位置上方，其内径与底座平板(7)上对应圆柱螺孔内径相等，签字平板(1)、三维力传感器(4)、固定转接板(5)和底座平板(7)采用刻线对准和凹槽卡位方式相互装配，从而保证整个轴线上力的传递。

2.根据权利要求1所述一种智能课桌，其特征在于：所述签字平板(1)用于提供手写输入平台，同时防止手写输入操作对液晶模块表面产生划痕，其材料为钢化玻璃。

3.根据权利要求1所述一种智能课桌，其特征在于：所述数字信号处理板(6)包括模数转换模块(61)、微处理器模块(62)、USB总线模块(63)、数据处理模块(64)和显示缓存模块(65)，用来实现对书写过程的数字信号处理和实时视觉反馈控制功能。

4.根据权利要求1所述一种智能课桌，其特征在于：所述一种智能课桌为一个嵌入式桌面装置，它能够嵌入到任何物理桌面中，所述任何物理桌面或为医生办公桌、或为会议桌、或为学生课桌。

5.一种使用权利要求1所述一种智能课桌的数字信号处理方法，通过数字信号处理板(6)实现数字信号处理方法，包括用于对采集到的模拟三维力信息进行数字化处理，经过数字平滑滤波处理，以降低干扰噪声的影响，然后通过数据融合算法对滤波后的数据进行融合分析和处理，从而得到手写过程中笔尖与签字平板(1)之间接触点的三维力矢量信息以及与之对应的实时轨迹坐标信息，最后对计算得到的三维力矢量信息和坐标信息进行显示，以完成视觉反馈的效果；

其特征在于：该智能课桌的数字信号处理方法是按以下步骤完成的：

a、通过签字平板(1)下面的四个边角位置固定的四个三维力传感器(4)，即利用三维力传感器组来对手写力信息进行融合采集，实现对手写力信息的感知和获取；

b、所述模数转换模块(61)用于实现对三维力传感器组获取的手写力信息数字化处理，并通过激励信号通知微处理器模块(62)读取已数字化的手写力信息数值；

c、所述微处理器模块(62)收到模数转换模块(61)激励信号后，立即读取模数转换结果，并对读取到的数据进行进一步的数字化滤波处理，以降低读取过程中受噪声干扰的影响，同时微处理器模块(62)完成对数据的格式调整，并向USB总线模块(63)发出USB通信请求；

d、所述USB总线模块(63)在判断USB通信请求时，会立即建立USB缓冲空间，并将微处理器模块(62)调整后的数据填充USB缓冲空间，同时启动USB总线发送服务；

e、所述数据处理模块(64)解析读取到的USB数据包，从而得到微处理器模块(62)发送的数字化手写力信息数据，同时调用数据融合算法来对手写力信息数据进行融合处理，以实时的重构个性化手写过程，并同步将重构过程数据传输到显示缓存模块(65)；

f、所述显示缓存模块(65)将接收的数据实时发送给液晶显示驱动板(3)，并进而驱动液晶显示平板(2)以完成视觉反馈的效果。