智能手套及其制造方法与流程

本发明涉及可穿戴设备领域，并且更具体而言，涉及一种智能手套，以及用于制造该智能手套的制造方法。

背景技术：

随着信息技术的发展，越来越多的智能可穿戴设备被开发出。其中，智能手套成为可穿戴设备的重要发展方向。智能可穿戴设备是指应用计算机技术、传感器技术以及通讯技术对常规可穿戴设备进行智能化设计，所开发出可以穿戴在人体身上的设备的总称。目前常见的智能可穿戴设备包括但不限于智能手环、智能眼镜、智能手表等。通过这些智能可穿戴设备，可以实现采集并监控人体运动和生理数据，提示用户健康状况；便捷获取、展示以及通过互联网交换信息，实现更高效的信息交换和展示等效果。

智能手套是一种新兴的智能可穿戴设备，主要用于手势识别，例如为聋哑人提供手语识别、识别特定职业人士(例如交通警察等)的手势；或实现对于其它电子设备的操作，例如操作虚拟现实设备、游戏机、操作工业机器人和机械手、进行各类设计活动等。

现有的智能手套主要包括手套本体、电子系统以及传感器。传感器通常设置在与手指关节或特定手指位置对应的位置处，并且构造为能够测量所对应的位置的方位角、加速度和速度等。测得的数据被发送至用于数据处理的处理单元，以便计算出各相邻的手指关节之间的弯曲角等数据，以便。根据弯曲角信息来识别用户的手势。

然而，现有的智能手套存在本体制造和组装困难、测量电路设置不合理、对手势的识别率差、产生大量无效数据等问题。因此，所期望的是设计一种智能手套以及制造该智能手套的方法，其至少能够克服上述问题中的至少一个。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种智能手套，其易于制造、设计合理并且具有更好的手势识别率。本发明的另一个目的在于提供一种制造该智能手套的方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种智能手套1，其特征在于，其包括：

手套套体10，其由两个手掌形的手套半部构成，手套半部之一具有双层结构，以形成位于手背侧的夹层；

按钮20，其定位在手套套体10的虎口处；

控制盒30，其包括运算模块33和电源34；

电路组件40，其位于夹层中，并且包括：

至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e，它们定位在手套套体10的对应的手指部分处，并且各个手指电路41a、41b、41c、41d、41e上分别设置有一个或多个传感器410a、411a、412a；410b、411b；410c、411c；410d、411d；410e、411e；

传导电路42，其构造为将至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e和按钮20联接到控制盒30；

其中，具有双层结构的手套半部的外层具有第一开口11、第二开口12和按钮开口14，第一开口11构造为使传导电路42的至少一部分能穿过其间来联接到控制盒30，并且第二开口12构造为使电路组件40和按钮20能穿过其插入夹层中，按钮开口14位于手套套体10的虎口处，并且构造为使得按钮20的至少一部分能穿过按钮开口14外露。

可选地，各个手指电路41a、41b、41c、41d、41e布置为使得在智能手套1由用户穿戴时，一个或多个传感器410a、411a、412a；410b、411b；410c、411c；410d、411d；410e、411e分别靠近手指的各个指骨的中部，并且一个或多个传感器410a、411a、412a；410b、411b；410c、411c；410d、411d；410e、411e构造为感测手指的各个指骨的位移、加速度、方向并且通过传导电路42将感测到的数据传送至控制盒30。

可选地，第二开口12构造为在靠近食指至小拇指的根部处，并且横向地贯穿整个手套套体10的手背面。

可选地，手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分由柔性电路板构成并由封装体51包绕封装。

可选地，封装体51包括与手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分的形状相匹配的第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2，第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2从两侧分别覆盖手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分并在边缘处连接在一起来封装。

一种制造上述智能手套的方法，其包括下列步骤：

制备手套套体10、按钮20、控制盒30和电路组件40；

将按钮20和电路组件40通过第二开口12插入夹层中；

将按钮20定位到手套套体10的虎口处，并使得按钮20的至少一部分从按钮开口14外露；

将至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e定位到手套套体10的对应的手指部分处；

使传导电路42的至少一部分穿过第二开口12并连接到控制盒30；

封闭第一开口11、第二开口12和按钮开口14；以及

将控制盒30固定到手套套体10上。

可选地，制备手套套体10的步骤包括：

制造手形的两个手套半部，其中至少一个手套半部具有双层结构；

沿两个手套半部的外周轮廓缝合两个手套半部的除手套开口13外的区域以形成缝合的手套套体10；

通过手套开口13来外翻缝合的手套套体10；以及

在具有双层结构的手套半部的外侧上开设第一开口11、第二开口12和按钮开口14。

可选地，将电路组件40通过本体上的第一开口11插入的步骤还包括：将电路组件40和按钮20固定到手套套体10上，并且然后封闭第一开口11。

可选地，制备电路组件40的步骤包括：

提供与电路组件40的至少一部分的形状相匹配的第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2；

用第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2从两侧覆盖电路组件40的至少一部分；

通过高周波热熔工艺来将第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2在边缘处连接在一起。

可选地，制备电路组件40的步骤还包括：

在至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e的末端形成由第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2构成的引导件510a、510b，以便于电路组件40的插入和定位。

本发明的有益效果在于：本发明的智能手套具有结构简单、制造组装方便、测量准确、数据处理迅速、穿戴方便、识别率高等优点。本发明的制造智能手套的方法能够将智能手套的部件进行快速组装，并且在组装过程中避免容易地损坏测量电路。

附图说明

以下将接合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也并非一定是按比例绘制的。

图1是本发明的智能手套的一个实施例的示意图。

图2是图1所示实施例的分解示意图。

图3是图1所示实施例的电路组件、按钮和控制盒的连接示意图。

图4是图3所示实施例的局部示意图。

图5是图1所示实施例的电路组件和按钮在封装之后的结构示意图。

图6是图5中a-a截面上的横截面视图。

图7是图5中b-b截面上的横截面视图。

图8是图1所示实施例的按钮的透视图。

图9是图8所示的按钮的横截面视图。

图10是图1所示实施例的控制盒的分解示意图。

图11是本发明的智能手套的制造方法的一部分的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。

此外，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

图1是本发明的智能手套的一个实施例的示意图。其中，智能手套1包括手套套体10、位于手套套体10的手背部的控制盒30、以及按钮或开关20，按钮20位于手套套体10的虎口处或食指根部的靠近大拇指的一侧上。

图2是图1所示实施例的分解示意图。其中，智能手套1包括：

手套套体10，其由两个手掌形的手套半部构成，手套半部之一具有双层结构，以形成位于手背侧的夹层；

按钮20和控制盒30；

电路组件40，其位于夹层中，并且包括：

至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e，它们将定位在手套套体10的对应的手指部分处，并且；

传导电路42，其构造为将至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e和按钮20联接到控制盒30；

其中，具有双层结构的手套半部的外层具有第一开口11、第二开口12和按钮开口14，第一开口11构造为使传导电路42的至少一部分能穿过其间来联接到控制盒30，并且第二开口12构造为使电路组件40和按钮20能穿过其插入夹层中，按钮开口14位于手套套体10的虎口处，并且构造为使得按钮20的至少一部分能穿过按钮开口14外露。

可选地，第二开口12构造为在靠近食指至小拇指的根部处，并且横向地贯穿整个手套套体10的手背面。

可选地，第二开口12构造为基本与位于大拇指与食指之间的指缝平齐。

图2中还示出了通向两个手套半部之间的手套开口13，其构造为使人的手指和手掌能够穿过其插入手套套体10中。

图3是图1所示实施例的电路组件、按钮和控制盒的连接示意图。其中，手指电路41a上设置有多个传感器与大拇指对应的手指电路41a上设置有三个传感器410a、411a、412a。传导电路42将手指电路41a、41b、41c、41d、41e和按钮20通过插头43来联接到控制盒30上。

可选地，传导电路42上可包括集线器420。在图示的优选实施例中，集线器420位于手指电路与传导电路42连接处。

图4是图3所示实施例的电路组件的局部示意图。在图示的优选实施例中，各个手指电路41b、41c、41d、41e上分别设置有一个或多个传感器。其中，与食指对应的手指电路41b上设置有两个传感器410b、411b；与中指对应的手指电路41c上设置有两个传感器410c、411c；与无名指对应的手指电路41d上设置有两个传感器410d、411d；并且与小拇指对应的手指电路41e上设置有两个传感器410e、411e。此外，各个手指电路41b、41c、41d、41e由延长部41f联接在一起。

应该说明的是，图4中的电路组件40并未以封装体来封装，而图2、图3和图5中的电路组件40示出为带有透明或不透明的封装体。

在图3和图4中所示的优选实施例中，各个手指电路41a、41b、41c、41d、41e布置为使得在智能手套1由用户穿戴时，传感器410a、411a、412a靠近大拇指的各个指骨的中部；传感器410b、411b靠近食指的各个指骨的中部；传感器410c、411c靠近中指的各个指骨的中部；传感器410d、411d靠近无名指的各个指骨的中部；并且传感器410e、411e靠近小拇指的各个指骨的中部。此外，上述各个传感器可构造为感测手指的各个指骨的位移、加速度、方向等信息，并且通过传导电路42将感测到的数据传送至控制盒30。

图5是图1所示实施例的电路组件和按钮在封装之后的结构示意图。其中，手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分由柔性电路板(fpcb)构成并由封装体51包绕封装。并且在手指电路41a、41b、41c、41d、41e的末端形成由封装体51构成的多个引导件510a、510b、510c、510d、510e。

图6是图5中a-a截面上的横截面视图，并且图7是图5中b-b截面上的横截面视图。在图示的实施例中，封装体51包括与手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分的形状相匹配的第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2，第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2从两侧分别覆盖手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分并在边缘处连接在一起来封装。

可选地，第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2为热塑聚氨酯(tpu,thermoplasticpolyurethanes)的透明薄膜。

其中，在第一膜51a1与第二膜51a2之间以及在第一膜51f1与第二膜51f2之间形成用于容纳手指电路41a、41b、41c、41d、41e和传导电路42的至少一部分的容纳空间52。如图6中所示，手指电路41a上设置有传感器410a，并且如图7中所示，传导电路42的导线封装在容纳空间52中。此外，容纳空间52可以用填充材料来填充，包括但不限于胶水等。

应该理解的是，尽管图5和图6中仅示出了覆盖所有手指电路的封装体51，但是可根据实际情况选择其他形状的封装体，或也可采用一体化的封装体而不必将其划分为两层膜。

图8是图1所示实施例的按钮的透视图。其中，按钮20具有外壳21，并且连接到传导电路42上。

图9是图8所示的按钮的横截面视图。其中，按钮20包括壳体21、位于壳体21内部的按钮电路板23和按钮22。按钮22通过按钮电路板23来与传导电路42成电连接。

容易理解的是，壳体21由可变形的材料形成。当用户按压壳体21时将激活按钮22，并且通过传导电路42来将电信号传递至控制盒30，从而促进智能手套1的启动/关闭或进行其他操作。

此外，在固定于手套套体10之上时，面对按钮22的壳体21的一部分将从按钮开口14外露，使得使用者能够通过按压外露的壳体21来操作按钮22。

图10是图1所示实施例的控制盒的分解示意图。其中，控制盒30包括上部盖31和下部盖32。上部盖31和下部盖32将运算模块33和电源34容纳在它们之内。此外，在上部盖31上设置有用于充电或通讯的第三开口35，并且在下部盖32上设置有用于与传导电路42进行连接的第四开口36。

可选地，传导电路42的至少一部分或插头43可穿过第四开口36，以便与运算模块33和电源34连通。另外，控制盒30传导电路42之间的连接也可采用无线通讯技术，并且电源34可构造为通过有线或无线的方式来充电。

本发明的智能手套具有结构简单、制造组装方便、测量准确、数据处理迅速、穿戴方便、识别率高等优点。

图11是本发明的智能手套的制造方法的一个步骤的示意图。其中，制备手套套体10、按钮20、控制盒30和电路组件40；

将按钮20和电路组件40通过第二开口12插入夹层中；

将按钮20定位到手套套体10的虎口处，并使得按钮20的至少一部分从按钮开口14外露；

将至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e定位到手套套体10的对应的手指部分处；

使传导电路42的至少一部分穿过第二开口12并连接到控制盒30；

封闭第一开口11、第二开口12和按钮开口14，例如通过缝合或添加盖的方式来封闭；以及

将控制盒30固定到手套套体10上。

可选地，将按钮20和电路组件40通过第二开口12插入夹层中的步骤包括：例如，如图11中所示，在将第二开口12张开之后，首先将手指电路41a从第二开口12插入夹层中，然后在夹层中朝向手腕的方向移动，并且然后在如箭头d1所示的方向上插入与夹层中邻近大拇指的部分。类似地，手指电路41b、41c、41d、41e在如箭头d2所示的方向上从第二开口12直接插入夹层中邻近各个手指的部分，并且延长部41f和传导电路42通过第二开口12后在与如箭头d2所示的方向相反的方向上插入夹层中邻近手背的部分。

可选地，控制盒30可通过任何合适的方式附接到手套套体10上，例如粘接到手套套体10的手背部，或单独将控制盒30固定在人的手腕位置处。

可选地，制备手套套体10的步骤包括：

制造手形的两个手套半部，其中至少一个手套半部具有双层结构；

沿两个手套半部的外周轮廓缝合两个手套半部的除手套开口13外的区域以形成缝合的手套套体10；

通过手套开口13来外翻缝合的手套套体10；以及

在具有双层结构的手套半部的外侧上开设第一开口11、第二开口12和按钮开口14。

可选地，将电路组件40通过本体上的第一开口11插入的步骤还包括：将电路组件40和按钮20固定到手套套体10上，并且然后封闭第一开口11。

可选地，制备电路组件40的步骤包括：

提供与电路组件40的至少一部分的形状相匹配的第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2；

用第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2从两侧覆盖电路组件40的至少一部分；

通过高周波热熔工艺来将第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2在边缘处连接在一起。

可选地，制备电路组件40的步骤还包括：

在至少一个手指电路41a、41b、41c、41d、41e的末端形成由第一膜51a1、51f1和第二膜51a2、51f2构成的引导件510a、510b，以便于电路组件40的插入和定位。

本发明的制造智能手套的方法能够将智能手套1的各个部件进行快速组装，并且在组装过程中避免容易地损坏测量电路。

通过本发明的公开内容，本领域技术人员可容易地采用本发明的制造智能手套的方法来制成包括本发明的智能手套的可穿戴智能设备套件和装备，或者将根据本发明的智能手套及其制造方法用于其他目的。此外，尽管本发明并未公开各个部件的具体尺寸，但本领域技术人员可根据实际需要来制造不同尺寸的部件，以便适用于从儿童到成年人的不同手掌尺寸。

此外，尽管在本发明的优选实施例中示出了能够容纳五个手指的手套，但本领域技术人员也可容易地构造出能够容纳五个以下的手指的手套，或使至少一个手指的一部分露出的半指手套。

本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域技术人员想到的其他示例。只要此类其他示例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他示例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他示例应当视为处于由本发明的权利要求书请求保护的技术方案所确定的保护范围内。