一种多功能输入设备的制作方法

本实用新型涉及一种多功能输入设备，尤其涉及同时具有鼠标工作模式和手柄工作模式的多功能输入设备。

背景技术：

目前3dof手柄广泛应用于遥控、教育、vr等行业，通过其内置的陀螺仪进行空间输入的移动控制，但是在涉及需要进行文本输入等情况下，又需要切换成传统鼠标进行输入，造成了资源的浪费。同时，对于需要频繁切换操作方式的使用场景，需要频繁切换设备才能满足需求，使用非常不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多功能输入设备。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种多功能输入设备，包括壳体、第一切换键、第二切换键、姿态模块、光电传感模块和控制模块；

其中，第一切换键、姿态模块和控制模块电连接，实现手柄功能；第二切换键、光电传感模块和控制模块电连接，实现鼠标功能；通过第一切换键和第二切换键进行手柄工作模式和鼠标工作模式的切换。

其中较优地，所述第一切换键是扳机键，所述第二切换键为触摸板和功能按键的组合。

其中较优地，所述扳机键设置在所述壳体的顶端；

所述触摸板设置在所述壳体上表面靠近顶端的位置；

所述功能按键设置在所述壳体的左侧。

其中较优地，在手柄工作模式时，触摸板用于模拟翻页动作及模拟不同按键触发；

在鼠标工作模式时，触摸板用于模拟鼠标滚轮及模拟不同按键触发。

其中较优地，所述功能按键用于鼠标工作模式的前进后退键，并用于手柄工作模式的加减键。

其中较优地，所述姿态模块包括多轴传感器及姿态处理单元；所述多轴传感器包括加速度计、陀螺仪、地磁计中的一种或多种，通过多轴传感器得到基本数据，所述姿态处理单元将上述基本数据转化成设备在空中的上下左右的移动轨迹，实现手柄功能。

其中较优地，所述光电传感模块用于获取输入设备的移动方向和移动距离，实现鼠标功能。

其中较优地，还包括无线通信模块和电源模块；

所述控制模块用于处理所述触摸板、所述功能按键的信息，进行电源管理以及通过无线通信模块将这些信息通过无线信号进行发送和接收。

其中较优地，还包括设置于壳体下表面的传感器；当所述多功能输入设备接触平面时，所述传感器触发信号；当多功能输入设备处于悬空状态时，所述传感器没有信号输入；

所述控制模块与所述传感器电连接；所述控制模块接收到所述传感器的信号时，切换至鼠标工作模式；所述控制模块接收不到所述传感器的信号时，切换至手柄工作模式。

其中较优地，所述传感器为压力传感器或光电传感器。

本实用新型所提供的多功能输入设备，同时具备鼠标功能和手柄功能，通过第一切换键和第二切换键实现两种工作模式的切换，结构简单、操作方便。

附图说明

图1是本实用新型所提供的多功能输入设备的正视结构示意图；

图2是图1所示多功能输入设备的俯视结构示意图；

图3是图1所示多功能输入设备的后视结构示意图；

图4是图1所示多功能输入设备的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所提供的多功能输入设备，同时具有手柄工作模式和鼠标工作模式，可以实现手柄和鼠标的结合。

具体来说，如图1至图4所示，多功能输入设备包括：壳体1、姿态模块2、第一切换键、第二切换键、扳机键3、触摸板4、功能按键、无线通信模块7、电源模块8、光电传感模块9和控制模块10。

其中，姿态模块2、第一切换键与控制模块10电连接，用于实现多功能输入设备的手柄功能。第二切换键、光电传感模块9和控制模块10电连接，用于实现多功能输入设备的鼠标功能。扳机键3、触摸板4、功能按键与控制模块10电连接，用于实现多功能输入设备的触控输入。无线通信模块7与控制模块10电连接，用于实现多功能输入设备的无线通信功能。电源模块8用于给整个多功能输入设备供电。

具体来说，如图1至图3所示，多功能输入设备的壳体1的形状设计结合3dof手柄和传统鼠标的形状。在壳体1的顶端设置有扳机键3，在壳体1上表面靠近顶端的位置设置有触摸板4，在壳体1的侧面设置有功能按键，在本实施例中为第一按键5和第二按键6。在壳体1的下表面设置有传感器11、光电传感模块9。姿态模块2、无线通信模块7、电源模块8和控制模块10均设置在壳体1的内部。第一切换键可以是独立设置的切换键，也可以使用扳机键3；第二切换键可以是独立设置的切换键，也可以通过触摸板4和功能按键的组合实现。

其中，控制模块10用于获取姿态模块2、光电传感模块9生成的信息，处理从触摸板4、第一按键5和第二按键6输入的信息，进行电源管理以及通过无线通信模块7将这些信息通过无线信号进行发送和接收。控制模式10和无线通信模块可以同时使用蓝牙处理器实现，例如使用nrf51822,nrf52832,bcm2042mkfbg等芯片型号的现有的芯片实现。

姿态模块2包括多轴传感器2及姿态处理单元。多轴传感器2可以包括加速度计、陀螺仪、地磁计中的一种或多种。当壳体1内同时设置有加速度计、陀螺仪和地磁计时，多功能输入设备具有9轴传感器，通过9轴传感器(加速度计、陀螺仪、地磁计)得到基本数据，姿态处理单元将上述基本数据转化成设备在空中的上下左右的移动轨迹，实现3dof手柄功能。使用9轴传感器实现手柄功能的算法可使用现有技术的算法。

扳机键3设置在壳体1顶端；扳机键3在手柄工作模式时，用于实现点选等功能。当使用扳机键3作为第一切换键时，在鼠标工作模式下，通过使用预设方式触发扳机键3，例如长按扳机键3，控制模块10将多功能输入设备切换至手柄工作模式。

触摸板4设置在壳体1上表面靠近顶端的位置。触摸板4同时具备触摸滑动和点击功能，在触摸板4的下方可设有触摸传感器和按键，在手柄工作模式下，可通过触摸滑动动作控制翻页等动作，使用触摸位置与按键按下的不同位置，模拟不同按键触发，如在触摸板左侧按下代表选择菜单键，在触摸板右侧按下代表选择返回键。

功能按键可以如本实施例所示，包括两个分开设置的第一按键5和第二按键6，也可以是一体式的按键，通过按键的上下部分来进行调节。在图示的实施例中，第一按键5和第二按键6分别设置在壳体1的侧面，第一按键5和第二按键6分别用于手柄工作模式时的加减键，例如音量加键和音量减键。对于一体式按键则按上部分时对应于加键、按下部分时对应于减键。

下面对多功能输入设备的鼠标工作模式及两种工作模式的切换方式进行介绍。

如图3所示，光电传感模块9用于判断输入设备的移动方向和移动距离，实现鼠标功能。光电传感模块包括设置在壳体1下表面的光信号发射元件，例如光电二极管或激光发射器。在鼠标工作模式时，通过发光二极管或激光发射器发出的光线，照亮光电鼠标底部表面，然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件(微成像器)内成像，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断多功能输入设备的移动方向和移动距离。

在鼠标工作模式，设置在壳体1上表面的触摸板4，通过触摸位置与按键按下的不同位置，模拟不同按键触发。例如，在触摸板左侧按下代表的是鼠标左键，触摸板右侧按下代表的是鼠标右键，通过在触摸板表面上下滑动，代表鼠标滚轮。

设置在壳体1侧面的第一按键5和第二按键6，在鼠标工作状态下，分别代表前进键和后退键，用于实现控制页面的前进和后退，或粘贴和撤销功能。在蓝牙手柄状态下，通过使用预设方式同时触发触摸板4和功能按键(可以为第一按键5和/或第二按键6)，控制模块10将多功能输入设备切换至鼠标工作模式。其中优选，同时触发触摸屏4、第一按键5和第二按键6的切换方式。触摸板4和功能按键组成第二切换键。

上述多功能输入设备，除去通过第一切换键和第二切换键实现鼠标工作模式和手柄工作模式的切换。还可以选择性地提供第二种切换方式。

优选地，如图3所示，在壳体1的下表面设置有传感器11，传感器11与控制模块10电连接，用于实现多功能输入设备的两种工作模式的切换。传感器11可以使用压力传感器或光电传感器。

使用压力传感器时，当多功能输入设备平放在平面上时，压力传感器触发信号，表明输入设备正处于接触平面的状态，此时切换至鼠标工作模式，激发鼠标功能；当输入设备拿起来时，压力传感器没有信号输入，表明输入设备正处于悬空状态，此时切换至手柄工作模式，激发手柄功能。

当使用光电传感器时，同样，当光电传感器检测到返回的光电信号时，输入设备正处于接触平面的状态，此时切换至鼠标工作模式，激发鼠标功能；当光电传感器检测不到近距离的反射光，同时输入设备内置的9轴传感器检测到不再处于水平状态，或者姿态变化超过一定的阈值，则自动从鼠标工作模式切换成手柄工作模式。做到“拿起”手柄，“放下”鼠标的双形态切换。充分满足人们在增强现实ar场景下，体感输入和传统输入的灵活切换。

当然，传感器11可以选择性设置。当壳体1下方设置有传感器11时，多功能输入设备具有两种工作模式切换方法，一种通过第一切换键和第二切换键切换；还有一种通过传感器的信号实现切换。当壳体1下方没有设置传感器11时，多功能输入设备仅可以通过第一切换键和第二切换键实现两种工作模式的切换。

综上所述，本实用新型所提供的多功能输入设备，同时具备鼠标功能和手柄功能，通过第一切换键和第二切换键实现两种工作模式的切换，结构简单、操作方便。

以上对本实用新型所提供的多功能输入设备进行了详细的说明。于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。