智能墙布、电子游戏设备及智能家电的控制终端的制作方法

1.本发明属于墙布与智能设备技术领域，具体涉及一种智能墙布、电子游戏设备及智能家电的控制终端。


背景技术：

2.现代社会中，生活节奏较快，人们的生活学习等压力较大，运动、健身、游戏、娱乐是释放压力的有效途径。在居家生活的有限空间中，如果能够同时实现运动、健身、游戏、娱乐，将十分令人向往。
3.墙面在室内空间中占据很大面积，墙面的设计不仅对室内空间的美感起到重要作用，而且是实现室内功能的一个重要组成部分。墙布是一种室内外装饰材料，目前的墙布设置在墙面主要用于装饰、美化空间的作用。


技术实现要素：

4.本发明提供一种智能墙布，不仅能够满足室内空间的装饰作用，而且能够实现运动、健身、游戏、娱乐等功能。
5.本发明的技术方案是：一种智能墙布，包括墙布本体，其特征是：还包括应力传感器、数据采集模块、数据处理模块与控制模块；
6.所述应力传感器设置在墙布本体上；
7.墙布本体受到应力，应力传感器探测由于该应力作用而发生的信息变化，所述数据采集模块采集该信息变化，并将其发送至数据处理模块，数据处理模块根据接收到的信息变化分析得到所述应力的相关信息并将其发送至控制模块，控制模块接收所述应力的相关信息并发送控制指令。
8.所述墙布本体材料不限，包括但不限于纺织材料、皮革、毛、麻、丝绸等材料。作为优选，所述墙布本体为柔性材料，进一步优选为弹性材料。
9.本发明中，柔性是相对刚性而言的，指受外力作用后可发生弯曲、拉伸、扭拧等变形，而刚性物体受外力作用后在宏观来看其形状可视为没有发生改变。
10.本发明中，弹性是指受外力作用后可发生弯曲、拉伸、扭拧等变形，并且当外力撤除时具有一定形状恢复能力。
11.墙布本体受到应力的方式不限，包括触摸、按压、击打墙布本体，或者在墙布本体上滑移等。当墙布本体受到的应力是在墙布本体上滑移时，应力传感器优选为滑动传感器。
12.所述应力的相关信息不限，包括触摸、按压、击打以及滑移等应力的施加区域、部位，触摸、按压、击打以及滑移等应力的力度、方向，以及施加应力所消耗的能量等中的一种或者多种。
13.所述应力传感器种类不限，包括电容传感器、电阻传感器或电感传感器，对应的信息变化分别是电容变化、电阻变化、电感变化。
14.所述墙布本体结构不限，作为优选，所述墙布本体为多层结构，应力传感器优选设
置在相邻的两层之间。作为一种实现方式，将应力传感器与墙布本体通过缝制、热压、粘结等中的一种或者多种方法固定在一起。
15.当应力传感器为刚性时，一方面与墙布本体的集成性差，另一方面当触摸、按压、击打墙布本体，或者在墙布本体上滑移时会产生异物感与硬质感，影响游戏、运动、娱乐等体验，尤其是对墙布本体施加的压力越大，这种异物感与硬质感越强烈，大大降低了游戏、运动、娱乐的兴趣与积极性，因此所述应力传感器优选为柔性应力传感器，进一步优选为弹性应力传感器。
16.作为一种实现方式，所述应力传感器为弹性电容传感器，包括弹性基底层，第一导电层，第二导电层，弹性介电层与弹性封装层；
17.所述弹性基底层具有导电绝缘性；
18.所述第一导电层位于弹性基底层表面，由导电液体、导电浆料、导电纤维、导线布、导电胶带、导电凝胶构成，与外部第一电极相连；
19.所述弹性介电层具有导电绝缘性，位于第一导电层表面；
20.所述第二导电层位于弹性介电层表面，由导电液体、导电浆料、导电纤维、导线布、导电胶带、导电凝胶构成，与外部第二电极相连；
21.所述弹性封装层具有导电绝缘性，用于封装第一导电层与第二导电层。
22.所述弹性基底层材料不限，包括热塑性弹性体(tpe)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(tpu)、二甲基硅氧烷(pdms)、脂肪族芳香族无规共聚酯(ecoflex)、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(poe)中的一种或者几种。
23.所述弹性介电层材料不限，包括弹性高分子材料等。作为进一步优选，所述弹性介电层采用热塑性弹性体(tpe)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(tpu)、二甲基硅氧烷(pdms)、脂肪族芳香族无规共聚酯(ecoflex)、高分子聚合树脂、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(poe)中的一种或者几种。
24.所述弹性封装层材料不限，包括弹性高分子材料等。作为进一步优选，所述弹性绝缘层采用热塑性弹性体(tpe)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(tpu)、二甲基硅氧烷(pdms)、脂肪族芳香族无规共聚酯(ecoflex)、高分子聚合树脂、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(poe)中的一种或者几种。
25.所述导电液体不限，例如液态金属、导电墨水等。
26.所述导电凝胶不限，例如石墨导电胶、银胶等。
27.所述导电纤维不限，例如导电碳纤维、导电银纤维灯。
28.所述导电布不限，例如导电银布、导电石墨烯布、导电铜布等。
29.所述导电胶带不限，例如导电布胶带、导电铝箔胶带、导电铜箔胶带等。
30.所述导电浆料不限，包括石墨烯浆料，导电材料与弹性体的混合浆料等。导电材料与弹性体的混合浆料包括但不限于液态金属与弹性体的混合浆料、碳粉与弹性体的混合浆料、碳纤维与弹性体的混合浆料、石墨烯与弹性体的混合浆料、金属粉末与弹性体的混合浆料等。
31.所述液态金属是指在室温下为液态的金属导电材料，包括但不限于汞、镓铟合金、镓铟锡合金，以及过渡金属、固态非金属元素的一种或多种掺杂的镓铟合金、镓铟锡合金等。
32.所述的第一电极用于导电连接外部器件，其材料不限，包括金属材料、导电布、石墨烯、石墨导电胶、银胶、液态金属、电路板等。
33.所述的第二电极用于导电连接外部器件，其材料不限，包括金属材料、导电布、石墨烯、石墨导电胶、银胶、液态金属、电路板等。
34.针对所述弹性电容传感器，所述墙布本体优选为多层结构，应力传感器优选设置在相邻的两层之间，所述弹性基底层与其中一层固定在一起，所述弹性封装层与另一层固定在一起。
35.作为一种实现方式，所述智能墙布还包括语音转换模块，控制模块接收所述应力的相关信息后发送语音转换指令，通过语音转换模块将应力的相关信息转换为语音信息，实现与用户进行语音交互。所述语音转换模块可设置在墙布本体上，也可与墙布本体分离设置。
36.作为一种实现方式，所述智能本体为多层结构，应力传感器优选设置在其中相邻的两层之间，弹性填充物设置在其他相邻层之间，当填充物体积较大时可实现如沙袋、拳击袋等的击打功能，满足用户运动、锻炼、娱乐以及发泄压力等的需求。另外，利用该智能墙布可进行如下运动：施加应力的区域由控制模块随机控制，控制模块控制语音转换模块播放施加应力的区域，用户向墙布本体的该区域施加触摸、按压、击打、滑移等应力，在控制模块作用下击中则语音转换模块将该击中信息转换为语音信息进行播报，且得分加1，并且语音转换模块将该得分信息转换为语音信息进行播报。
37.作为一种实现方式，所述智能墙布还包括显示模块，控制模块接收所述应力的相关信息后发送显示指令，将应力的相关信息通过显示模块显示。所述显示模块可设置在墙布本体上，也可与墙布本体分离设置。
38.作为优选，所述应力传感器的周围设置发光体。所述发光体形状不限，包括正方形、长方形、圆形、椭圆形、菱形等。所述发光体不限，包括led灯、光晕、光带等。当应力传感器设置在智能本体的相邻层之间时，发光体发出的光可透过墙布本体。所述控制模块可控制发光体的亮灭和亮度。此时，利用该智能墙布可进行如下运动：
39.控制模块控制发光体随机点亮，用户向点亮的区域施加应力，击中该点亮的区域则该区域的发光体将熄灭，反之发光体保持点亮。
40.利用该智能墙布可进行竞技运动。此时，墙布本体包括若干区域，每个区域包括应力传感器、数据采集模块、数据处理模块、控制模块，以及显示模块和/或语音转换模块，还包括数据传输与接收模块；用户与各区域一一对应，一个用户向一个区域施加触摸、按压、击打、滑移等应力，竞技游戏开始，各区域中的发光体在控制模块作用下随机点亮，用户触摸中、按压中、击打中或者滑移中该点亮的区域则该区域的发光体将熄灭，用户得分加1，显示模块显示得分，和/或语音转换模块将该得分信息转换为语音信息进行播报；一定时间后竞技游戏结束，各区域中的控制模块通过数据传输与接收模块进行得分信息的传输，经过比对，得分高者获胜，通过显示模块显示获胜信息，和/或通过语音转换模块语音播报获胜信息。
41.另外，该智能墙布可作为电子游戏设备、智能家电的控制终端。例如，电子游戏设备包括显示终端与控制终端，显示终端显示移动体，通过控制终端控制该移动体的运动。例如，智能墙布包括5个应力传感器，以一个应力传感器为中心，记作传感器a，该传感器对应
的墙布位置记作中心区域；有一个应力传感器位于传感器a的左边，该传感器对应的墙布位置区域记作左边区域；有一个应力传感器位于传感器a的右边，该传感器对应的墙布位置区域记作右边区域；有一个应力传感器位于传感器a的正上方，该传感器对应的墙布位置区域记作上方区域；有一个应力传感器位于传感器a的正下方，该传感器对应的墙布位置区域记作下方区域。用户向5个不同区域施加应力时，控制模块根据所述应力相关的数据得到应力施加的位置，并且发送控制指令控制移动体的移动，应力施加的位置与控制指令具有如下对应关系：
42.当应力施加在中心区域时移动体原地不动；
43.当应力施加在左边区域时移动体向左移动；
44.当应力施加在右边区域时移动体向右移动；
45.当应力施加在上方区域时移动体向上移动；
46.当应力施加在下方区域时移动体向下移动。
47.即，通过用户向墙布本体施加应力可控制电子游戏设备的显示终端中的移动体的移动方向，从而实现了健身运动与游戏相结合，增加了运动的智能性与趣味性。
48.又例如，墙布本体的一定区域设置滑动传感器，当用户在该区域滑移时，控制模块根据应力相关的数据得到滑移方向为自左向右，发送智能家电开关开启的控制指令，例如控制空调开关开启、电视开关开启、冰箱开关开启等。反之，滑移方向为自右向左，发送智能家电开关关闭的控制指令，
49.作为优选，所述智能墙布还包括收纳装置，用于收纳所述墙布本体以及设置在墙布本体上的应力传感器。作为一种是实现方式，所述收纳装置设置在墙布本体的端部，包括卷轴与收纳盒，当智能墙布闲置时转动卷轴可将墙布本体卷曲，然后收纳在收纳盒中，使用时取出，转动卷轴可展开墙布本体。
50.作为优选，本发明的智能墙布还包括电源装置，集中为数据采集模块、数据处理模块与控制模块等提供电源。
51.本发明将应力传感器、数据采集模块、数据处理模块以及控制模块与墙布本体集成，墙布本体受到应力，应力传感器探测由于该应力作用而发生的信息变化，经数据采集模块与数据处理模块后得到应力的相关信息，通过控制模块发送控制指令，具有如下有益效果：
52.(1)现有的健身、游戏等器械占地面积大，一方面不适于狭小的空间，另一方面增加室内物件，造成物件多、摆放凌乱的负担，本发明巧妙地利用了空间中占据大面积的墙体，将悬挂在墙体的墙布实现健身、游戏、娱乐功能，不仅有效拓宽了墙布的功能，而且有效解决了运动、健身、游戏等器械占据室内空间、造成室内空间凌乱的问题，在居家生活的有限空间中实现了运动、健身、游戏、娱乐，开启了健康智能家居的生活模式。
53.(2)用户对本发明的智能墙布施加应力时不仅能够获得应力相关的数据信息，而且可将该信息转换为语音播报和/或屏幕显示等，大大增加了科技感与多媒体感。
54.(3)本发明的智能墙布可作为电子游戏设备或者智能家电的控制终端，将用户对智能墙布施加的应力相关信息转换为电子游戏设备或者智能家电的终端输入指令，实现了健身运动与游戏、智能家居相结合，增加了健身运动的智能性与趣味性，具有良好的推广价值。
附图说明
55.图1是本发明实施例1中智能墙布的结构示意图。
56.图2是本发明实施例1中智能墙布的数据处理装置的功能结构示意图。
57.图3是本发明实施例1中智能墙布中弹性应力传感器的截面结构示意图。
58.图4是本发明实施例1中墙布本体与弹性应力传感器相连接部分的截面结构示意图。
59.图5是本发明实施例3中智能墙布的结构示意图。
60.图6是本发明实施例4中智能墙布的结构示意图。
61.图7是本发明实施例5中智能墙布的结构示意图。
62.图1-7中的附图标记为：墙布本体10、应力传感器20、弹性基底层21、第一液态金属层22、弹性介电层23、第二液态金属层24、弹性封装层25、数据处理装置30、数据采集模块31、数据处理模块32、控制模块33、语音转换模块34、电源40、显示模块50、发光体60、滑动传感器70、第一弹性层111、第二弹性层112、数据处理装置301、数据处理装置302。
具体实施方式
63.下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
64.实施例1：
65.如图1所示，智能墙布包括墙布本体10、弹性应力传感器20与数据处理装置30。
66.墙布本体10设置在墙面上。弹性应力传感器20设置在墙布本体上。
67.如图2所示，数据处理装置30包括数据采集模块31、数据处理模块32、控制模块33与语音转换模块34。本实施例中，数据采集模块31、数据处理模块32、控制模块33与语音转换模块34均设置在墙布本体下方的墙面上，数据采集模块无线连接或者有线连接应力传感器。
68.本实施例中，弹性应力传感器20为电容式弹性应力传感器。如图1所示，智能墙布的某个区域(记作区域a)包括5个电容式弹性应力传感器，5个电容式弹性应力传感器分开设置。
69.以一个弹性应力传感器为中心，记作传感器a，该传感器对应的墙布本体部位记作区域a的中心部位；有一个弹性应力传感器位于传感器a的左边，该传感器对应的墙布本体部位记作区域a的左边部位；有一个弹性应力传感器位于传感器a的右边，该传感器对应的墙布本体部位记作区域a的右边部位；有一个弹性应力传感器位于传感器a的正上方，该传感器对应的墙布本体部位记作区域a的上方部位；有一个弹性应力传感器位于传感器a的正下方，该传感器对应的墙布本体部位记作区域a的下方部位。
70.如图3所示，每个弹性应力传感器为层叠结构，自下而上依次为弹性基底层21、第一液态金属层22、弹性介电层23、第二液态金属层24以及弹性封装层25组成。本实施例中，第一液态金属层22与第二液态金属层24为同一材料，弹性基底层21、弹性介电层23以及弹性封装层25为同一材料。该弹性应力传感器的制备方法可以是：将液态金属材料分别均匀涂覆在两个弹性基底其中一面，两个弹性基底的涂有液态金属的面分别贴在弹性介电层的上下表面，通过热压方式将弹性基底、液态金属和弹性介电材料一体成型。
71.本实施例中，如图4所示，墙布本体由多层弹性材料制成，最上两层为第一弹性层111与第二弹性层112。在墙布本体的区域a，弹性应力传感器20设置在第一弹性层111与第二弹性层112之间，具体是将弹性基底层21与第一弹性层111通过缝制、热压、粘结等方法固定在一起，将弹性封装层25与第二弹性层112通过缝制、热压、粘结等方法固定在一起。在墙布本体的区域a的其余层之间设置弹性填充物，填充物体积较大，使墙布本体的区域a可实现类似沙袋、拳击袋等的击打功能，满足用户运动、锻炼、娱乐以及发泄压力等的需求。
72.本实施例中，液态金属的导电率优于3.8
×
106s/m。
73.本实施例中，数据采集模块为数字电容芯片fdc2214，直接读取电容值，实现高精度快速测量。
74.本实施例中，数据处理模块采用stm32f103c8t6。
75.本实施例中，电源40采用外置5v电源适配器。
76.本实施例中，所述的数据采集模块和控制模块的电路基底为聚酰亚胺。
77.用户对墙布本体的区域a施加触摸、按压、击打时，电容式弹性应力传感器受到应力作用导致电容发生变化，数据采集模块采集该电容变化后发送至数据处理模块，数据处理模块根据接收到的电容变化信息分析得到所施加的应力的相关信息，例如所施加应力的部位，应力的力度，以及施加应力所消耗的能量等。并将其发送至控制模块，控制模块接收该应力的相关信息后向语音转换模块发送语音播报指令，通过语音转换模块将应力的相关信息转换为语音信息进行播报。
78.本实施例中，电源40为数据处理装置以及应力传感器供电。
79.实施例2：
80.本实施例中，智能墙布结构与实施例1中的智能墙布结构基本相同，所不同的是数据处理装置30与电源40设置在墙布本体上。
81.实施例3：
82.本实施例中，智能墙布结构与实施例1中的智能墙布结构基本相同，所不同的是本实施例中，如图5所示，智能墙布还包括显示模块50。本实施例中，显示模块50为触摸液晶显示装置，设置在智能本体上。
83.用户对墙布本体的区域a施加触摸、按压、击打时，电容式弹性应力传感器受到应力作用导致电容发生变化，数据采集模块采集该电容变化后发送至数据处理模块，数据处理模块根据接收到的电容变化信息分析得到所施加的应力的相关信息，例如所施加应力的部位，应力的力度，以及施加应力所消耗的能量等。并将其发送至控制模块，控制模块接收该应力的相关信息后向显示模块发送显示指令，通过显示模块显示该数据，并且向语音转换模块发送语音播报指令，通过语音转换模块将应力的相关信息转换为语音信息进行播报。
84.实施例4：
85.本实施例中，智能墙布结构与实施例1中的智能墙布结构基本相同，所不同的是本实施例中，如图6所示，每个电容式弹性应力传感器的周围设置发光体60。发光体60为led灯，发出的光可透过墙布本体。数据处理装置30还包括发光体驱动模块，控制模块与发光体驱动模块相连。
86.本实施例中，数据采集装置与数据处理装置的功能与实施例1相同。本实施例中，
利用该智能墙布进行打地鼠游戏，控制模块还控制5个发光体60随机点亮，用户对墙布本体的区域a施加触摸、按压、击打亮灯的部位，在控制模块作用下击中则该部位的发光体将熄灭，语音转换模块将该击中信息转换为语音信息进行播报，且得分加1，结束后显示模块显示得分，并且语音转换模块将该得分信息转换为语音信息进行播报。
87.实施例5：
88.本实施例提供一种电子游戏设备，包括显示终端与控制终端，利用该电子游戏设备进行游戏时显示终端出现移动体，通过控制终端控制该移动体的运动，控制终端采用实施例1中的智能墙布，用户对墙布本体的区域a的不同部位施加触摸、按压、击打等应力，数据处理模块得到应力的施加位置，并且发送至控制模块，控制模块发送指令控制移动体的移动，应力的施加位置与控制指令具有如下对应关系：
89.当应力施加在区域a的中心部位时移动体原地不动；
90.当应力施加在区域a的左边部位时移动体向左移动；
91.当应力施加在区域a的右边部位时移动体向右移动；
92.当应力施加在区域a的上方部位时移动体向上移动；
93.当应力施加在区域a的下方部位时移动体向下移动。
94.实施例6：
95.本实施例中，如图7所示，智能墙布包括墙布本体10、弹性应力传感器20、数据处理装置30、电源40、显示模块50、滑动传感器70。
96.墙布本体10设置在墙面上。电源40设置在墙布本体下端的中间位置。
97.本实施例中，显示模块50为触摸液晶显示装置，设置在智能本体10上。
98.墙布本体10的区域a与区域b设置弹性应力传感器20。弹性应力传感器20与实施例1中的弹性应力传感器相同。
99.区域a设置9个弹性应力传感器20，9个弹性应力传感器20彼此分离，形成3
×
3的正方形阵列，区域a的下方设置数据处理装置301。每个弹性应力传感器20下方设置发光体60。发光体60为led灯，发出的光可透过墙布本体。同样，区域b设置9个弹性应力传感器20，9个弹性应力传感器20彼此分离，形成与区域a完全相同的3
×
3的正方形阵列，区域b的下方设置数据处理装置302。每个弹性应力传感器20下方设置发光体60。发光体60为led灯，发出的光可透过墙布本体。
100.本实施例中，如图4所示，墙布本体由多层弹性材料制成，最上两层为第一弹性层111与第二弹性层112。在墙布本体的区域a与区域b，弹性应力传感器20设置在第一弹性层111与第二弹性层112之间，具体是将弹性基底层21与第一弹性层111通过缝制、热压、粘结等方法固定在一起，将弹性封装层25与第二弹性层112通过缝制、热压、粘结等方法固定在一起。在墙布本体的区域a与区域b的其余层之间设置弹性填充物，以增加墙布本体的柔弹性，提高用户在区域a与区域b施加触摸、按压、击打等应力时的舒适感。
101.本实施例中，墙布本体的区域a与区域b之间设置滑动传感器70，滑动传感器70位于该区域的墙布本体的最上两层之间。
102.本实施例中，数据处理装置301包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块、语音转换模块与发光驱动模块。数据处理装置302包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块、语音转换模块与发光驱动模块。
103.本实施例中，可以利用该智能墙布进行竞技游戏。竞技游戏开始，数据处理装置301中的控制模块控制区域a的发光体随机点亮，用户a对墙布本体的区域a施加触摸、按压、击打亮灯的部位，在控制模块作用下击中则该部位的发光体将熄灭，语音转换模块将该击中信息转换为语音信息进行播报，且得分加1，结束后显示模块显示得分，并且语音转换模块将该得分信息转换为语音信息进行播报。数据处理装置302中的控制模块控制区域b的发光体随机点亮，用户b对墙布本体的区域b施加触摸、按压、击打亮灯的部位，在控制模块作用下击中则该部位的发光体将熄灭，语音转换模块将该击中信息转换为语音信息进行播报，且得分加1，结束后显示模块显示得分，并且语音转换模块将该得分信息转换为语音信息进行播报。一定时间后竞技游戏结束，数据处理装置301中的控制模块与数据处理装置302中的控制模块通过无线数据传输与接收模块进行得分信息的传输，经过比对，得分高者获胜，语音转换模块将该获胜信息转换为语音信息进行播报。
104.本实施例中，可以利用该智能墙布实现室内智能电器(例如空调、电视、冰箱)的开关控制。用户手部在墙布本体的区域a与区域b之间自左向右滑移时，滑动传感器探测到由于该应力作用而发生的信息变化，数据采集模块采集该信息变化，并将其发送至数据处理模块，数据处理模块根据接收到的信息变化分析得到滑移方向为自左向右并将其发送至控制模块，控制模块接收该自左向右的滑移方向信息后发送智能电器开启的控制指令。
105.相反，用户手部在墙布本体的区域a与区域b之间自右向左滑移时，滑动传感器探测到由于该应力作用而发生的信息变化，数据采集模块采集该信息变化，并将其发送至数据处理模块，数据处理模块根据接收到的信息变化分析得到滑移方向为自右向左并将其发送至控制模块，控制模块接收该自右向左的滑移方向信息后发送智能电器关闭的控制指令。
106.实施例7：
107.本实施例中，智能墙布结构与实施例1中的智能墙布结构基本相同，所不同的是智能墙布还包括收纳装置，用于收纳所述墙布本体以及设置在墙布本体上的应力传感器。收纳装置设置在墙布本体的端部，包括卷轴与收纳盒，当智能墙布闲置时转动卷轴可将墙布本体卷曲，然后收纳在收纳盒中，使用时取出，转动卷轴可展开墙布本体。
108.以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。