[发明专利]基于加速度陀螺仪传感器的三维鼠标

说明书

一种基于加速度陀螺仪传感器的三维鼠标属于日常数码应用领域。该三维鼠标与磁悬浮底座配合使用，鼠标在空间变化角度时，电脑显示界面上的光标能够在二维平面左右上下移动。三维鼠标在传统无线鼠标内加设加速度陀螺仪传感器、永磁铁、主控芯片，永磁铁上方设置集成电路板，集成电路板上设置加速度陀螺仪传感器、主控芯片；加速度陀螺仪传感器用于计算三维鼠标的角度变化。所述磁悬浮底座内部的磁铁与三维鼠标内部永磁铁的极性相反，使三维鼠标悬浮在磁悬浮底座上方；线圈与霍尔传感器、直流电机驱动芯片配合，用于微调磁悬浮底座上方三维鼠标位置。本发明采用磁悬浮技术使鼠标悬空，摆脱二维平面的束缚，杜绝鼠标手的病症、又可摆脱摩擦力等因素的干扰。

技术领域

本发明属于日常数码应用领域，基于加速度陀螺仪传感器的三维鼠标，具体涉及一种使用加速度陀螺仪传感器来实现移动电脑界面鼠标图标移动的鼠标。

背景技术

随着计算机的应用与发展，鼠标的出现和应用大大简化人们操作计算机、登陆互联网的步骤。但长时间的使用鼠标，会导致使用者出现“鼠标手”的病状，即由于长时间的使用鼠标使得正中神经在腕部的腕管内受卡压而引起手指麻木和功能障碍。同时，传统的鼠标在使用过程中，会由于摩擦力、使用环境等诸多影响因素，使得鼠标的灵敏度降低、操作手感变差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于加速度陀螺仪传感器的三维鼠标。

本发明的技术方案为：

一种基于加速度陀螺仪传感器的三维鼠标，该三维鼠标2与磁悬浮底座1配合使用，三维鼠标2在空间变化角度时，电脑显示界面上的光标能够在二维平面左右上下移动。

所述的三维鼠标2在传统无线鼠标结构中在其内部加设加速度陀螺仪传感器4、永磁铁6、主控芯片5，所有部件位于鼠标外壳3内部。所述的永磁铁6位于鼠标底部，作为悬浮磁源。永磁铁6上方设置集成电路板。所述的集成电路板前部设置按键7和滚轮8，中心部位设置加速度陀螺仪传感器4，尾部设置主控芯片，构成最小系统板；按键7、滚轮8和加速度陀螺仪传感器4作为信号采集输入设备通过电路板内部的电路与主控芯片5的引脚相连，通过主控芯片5控制处理后将数据传送至电脑。所述的加速度陀螺仪传感器4用于实现测量并计算空间中三维鼠标2的角度变化：鼠标不同方向倾斜时，通过加速度陀螺仪传感器，采集其俯仰角和横滚角并转化为位移，实现电脑显示屏上的光标对应移动，即当俯仰角为负时光标向上移动；当俯仰角为正时光标向下移动；当横滚角为正时，光标向右移动；当横滚角为负时，光标向左移动。

所述的磁悬浮底座1内部设有直流电机驱动芯片、磁铁、线圈、霍尔传感器。所述的磁悬浮底座1内部的磁铁与三维鼠标2内部永磁铁6的极性相反，使三维鼠标2能够悬浮在磁悬浮底座1上方2～8cm。所述的线圈与霍尔传感器、直流电机驱动芯片配合，用于微调磁悬浮底座1上方三维鼠标2的位置，具体为：所述的磁悬浮底座1内部线圈的直流电机驱动芯片用于驱动线圈产生相应的磁场，所述霍尔传感器采集线圈产生的磁场大小，将采集的数据传输至模拟控制电路并通过比例微分积分法PID调节磁性的磁极及大小，同时模拟控制电路与直流电机驱动芯片进行通信，进而通过控制直流电机驱动芯片调控线圈的磁极及大小，实现与三维鼠标底部的磁铁配合悬浮的功能。

将磁悬浮底座1通电、三维鼠标2通过USB线连接至电脑，即可通过倾斜操作三维鼠标2来实现电脑界面鼠标图标的移动。

本发明的优点主要有：

(1)使用加速度陀螺仪传感器使得操作更加灵敏方便，且使其使用寿命大大增加、操作手感获得质的提升；

(2)设计中使用磁悬浮技术使鼠标悬空，以使其摆脱二维平面的束缚，即可杜绝鼠标手的病症、又可摆脱摩擦力等因素的干扰；

(3)特殊的三维操作算法将使得鼠标能够在三维空间内的三维操纵，大大拓宽鼠标的应用领域、革新人们对于鼠标的认识。

附图说明