专利名称：Usb无线姿态感应手柄的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及游戏操控装置，具体是一种USB无线姿态感应手柄。
背景技术：
目前，公知的游戏手柄主要是由按键或者摇杆来完成对游戏的控制，按键控制主要是通过按键按下和弹起的电平不同来告知主控制器哪个按键已经按下或者弹起。这种结构的游戏手柄由于采用按键按下和弹起这种纯机械工作原理，对于手指不太灵活或者手指肌肉萎缩无法用力者来说操作较为困难；按键一般分为四个方向按键和四个功能按键，按键数目较多，操作起来较为复杂；有的游戏手柄会加入摇杆控制来代替方向按键控制，摇杆下方主要由可调电阻和比较器电路、以及恢复弹簧组成，从而检测摇杆的上、下、左、右摇动关系，但摇杆依然采用弹性恢复这种纯机械工作原理，对于手指不太灵活·或者手指肌肉萎缩无法用力者来说操作较为困难；机械部件易出现疲劳老化现象，表现在触点磨损失灵、按键按下后弹起困难等，使用寿命较短。另外，传统的游戏手柄一般用于键盘类游戏的操控，没有鼠标类的操作，无法用于鼠标类游戏的使用。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、成本低、操作简便、使用寿命长、多功能的USB无线姿态感应手柄。本实用新型的目的采用下述的技术方案来实现一种USB无线姿态感应手柄，包括手柄，所述的手柄包括第一主控器电路以及与第一主控器电路连接的角度传感器、第一无线通信电路；主机，所述的主机包括第二主控器电路以及与第二主控器电路连接的第二无线通信电路、USB通信电路。还设有红外反射对管与第一主控器电路连接。所述的角度传感器为ADXL345。ADXL345芯片为小而薄的超低功耗三轴加速度计，通常可以通过ADXL345的三轴加速度投影值来求出倾斜角度，又被称作角度传感器。本实用新型通过ADXL345来采集当前手柄姿态，获取当前游戏手柄相对水平面的倾斜角度，取代了原机械按键设计，再通过第一、第二无线通信电路实现无线通信，USB通信电路与电脑连接，实现了通过当前手柄的姿态来对游戏进行控制；对于传统游戏手柄的功能按键采用红外反射对管替来代替原机械按键，实现了手柄的无机械按键设计；而对于鼠标类游戏，本游戏手柄在USB通信过程中加入了鼠标控制的功能，从而可以实现鼠标游戏的操作。本实用新型解决了手指不太灵活或者手指肌肉萎缩无法用力者无法使用游戏手柄的问题；解决了传统游戏手柄按键较为复杂的问题；游戏手柄不仅能对键盘类游戏还能对鼠标类游戏进行操控；具有结构简单、成本低、操作简便、使用寿命长、多功能的优点。
图I为实施例中手柄部分的电路连接示意框图；图2为实施例中主机部分的电路连接示意框图；图3为实施例中手柄部分工作流程图；图4为实施例中主机部分工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。实施例如图I图2所示，一种USB无线姿态感应手柄，包括手柄，所述的手柄包括第一主控器电路I以及与第一主控器电路I连接的角度传感器2、第一无线通信电路3;主机，所述的主机包括第二主控器电路5以及与第二主控器电路5连接的第二无线通信电路6、USB通信电路7。还设有红外反射对管4与第一主控器电路I连接。使用时，USB通信电路7与计算机8连接。第一主控器电路I、第二主控器电路5采用的芯片型号为ATmega32 ;角度传感器2的芯片型号为ADXL345 ;红外反射对管4的型号为ST188 ;第一无线通信电路3、第二无线通信电路6的芯片型号为NRF24L01，因为NRF24L01具备6个数据接收通道，因此主机部分可以接收最多6个手柄发送过来的信息;USB通信电路7采用TOIUSBD12芯片以USB1. I协议HID设备形式，使游戏手柄能够通过USB接口与计算机8连接，并且能够实现计算机8对游戏手柄的识别与两者之间的通信。ADXL345芯片为小而薄的超低功耗三轴加速度计，通常可以通过ADXL345的三轴加速度投影值来求出倾斜角度，又被称作角度传感器。具体地，手柄包括ATmega32 以及与 ATmega32 连接的 ADXL345、NRF24L01 ；还设有ST188 与 ATmega32 连接；主机包括ATmega32 以及与 ATmega32 连接的 NRF24L01、PDIUSBD12。如图3所示，工作时，手柄部分工作流程为步骤s301，开始；到步骤S302，通过特定功能键判断应该是键盘控制还是鼠标控制；到步骤S303，采集当前手柄的姿态信息并转换成相应的按键信息；到步骤s304，将键盘/鼠标控制信息、其余的功能键信息、姿态感应转换出的按键信息整合成一个手柄控制信息；到步骤s305，通过第一无线通信电路3的相应通道将手柄控制信息发送至主机部分；到步骤s306，等待主机部分应答；[0037]到步骤s307，结束。如图4所示，主机部分工作流程为步骤s401，开始；到步骤s402，初始化USB通信主机通过内含的软件设置两个USB接口和两个USB端点，接口 O作为键盘接口，接口 I作为鼠 标接口，通过端点I进行键盘报告的返回，通过端点2进行鼠标报告的返回，完成USB的枚举，以及计算机对设备的识别；到步骤s403，通过已设定好的无线通道接收手柄发送过来的控制信息；到步骤s404，向手柄发送应答；到步骤s405，如果是键盘控制则通过端点I返回相应的键盘报告；如果是鼠标控制则通过端点2返回相应的鼠标报告；到步骤s406，计算机8会根据相应的报告来对游戏进行相应的控制；到步骤s407,结束。本游戏手柄采用无按键化设计，其中所有功能按键均采用红外反射对管4形式工作，当有手指放在红外反射对管4前面时，通过红外反射可以判断是哪个功能按键在工作。本新型游戏手柄内有一个红外反射对管4用于切换键盘控制和鼠标控制模式，当该红外反射对管4前面有手指挡住时，手柄切换至鼠标控制模式，当没有手指挡住时为键盘控制模式。在键盘控制模式下，当手柄向上倾斜0° -30°时为方向键“前”按下，当手柄向上倾斜60° -90°时为方向键“后”按下，当手柄向左倾斜20° -60°时为方向键“左”按下，当手柄向右倾斜20° -60°时为方向键“右”按下，其余功能按键在有手指在相应的红外反射对管4前方挡住时，视为相应的按键按下；在鼠标控制模式下，当手柄向上倾斜0° -30°时为鼠标向上移动，当手柄向上倾斜60 ° -90°时为鼠标向下移动，当手柄向左倾斜20° -60°时为鼠标向左移动，当手柄向右倾斜20° -60°时为鼠标向右移动。其余功能按键，其中有鼠标左击键、右击键和滚轮键，在有手指在相应的红外反射对管4前方挡住时，视为相应的按键按下。手柄部分会将相应的控制模式和按键按下信息通过第一无线通信电路3发送给主机，主机部分接收到传来的数据后给手柄部分回复个应答信号，主机部分再将手柄部分发送过来的数据转换为相应的USB报告返回给计算机8，其中键盘类控制报告通过USB端点I返回，鼠标类控制报告通过USB端点2返回，从而实现对键盘和鼠标类游戏的控制。本游戏手柄通过姿态感应来代替传统游戏手柄的四个方向按键，由于将机械按键设计改换成了角度传感器2的感应设计，解决了手指不太灵活或者手指肌肉萎缩无法用力者无法使用传统游戏手柄的问题。采用了姿态感应简化了原有手柄的按键设计，解决了传统游戏手柄按键较为复杂的问题。采用了红外反射对管4代替了原机械式的功能按键，解决了手指不太灵活或者手指肌肉萎缩无法用力者无法使用传统游戏手柄的问题。以往的鼠标和键盘各分别占用一个USB接口，但目前最新的无线鼠标和键盘接入到计算机上的无线接收装置只占用同一个USB接口就已经实现了鼠标和键盘的同时输入，本实用新型采用与其相同的设计原理，通过软件设置两个USB接口和两个USB端点接口 O作为键盘接口，接口 I 作为鼠标接口 ；通过端点I进行键盘报告的返回，通过端点2进行鼠标报告的返回，计算机会根据相应的报告来对游戏进行鼠标或键盘的相应的控制。传统的游戏手柄由于没有鼠标控制的功能，因此只能对键盘类游戏进行操控，而本实用新型由于采用了上述新型的技术，从而改进了传统游戏手柄无法对键盘类和鼠标类游戏同时进行操控的缺点。
权利要求1.一种USB无线姿态感应手柄，其特征在于包括 手柄，所述的手柄包括第一主控器电路以及与第一主控器电路连接的角度传感器、第一无线通信电路； 主机，所述的主机包括第二主控器电路以及与第二主控器电路连接的第二无线通信电路、USB通信电路。
2.根据权利要求I所述的USB无线姿态感应手柄，其特征在于设有红外反射对管与第一主控器电路连接。
3.根据权利要求I所述的USB无线姿态感应手柄，其特征在于所述的角度传感器为ADXL345。
专利摘要本实用新型公开了一种USB无线姿态感应手柄，其特征在于包括手柄，所述的手柄包括第一主控器电路以及与第一主控器电路连接的角度传感器、第一无线通信电路；包括主机，所述的主机包括第二主控器电路以及与第二主控器电路连接的第二无线通信电路、USB通信电路；设有红外反射对管与第一主控器电路连接。本实用新型解决了手指不太灵活或者手指肌肉萎缩无法用力者无法使用游戏手柄的问题；解决了传统游戏手柄按键较为复杂的问题；游戏手柄不仅可以对游戏进行键盘类操控且还可以进行鼠标类操控；具有结构简单、成本低、操作简便、使用寿命长、多功能的优点。
文档编号G06F3/0354GK202720600SQ201220362578
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者杨鹏 申请人:杨鹏