专利名称：以人体动作遥控电气设备的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种电气设备的遙控装置及方法，特别是一种以人体动作遙控电气设备的装置及方法。
在一般居室、工厂或办公室，均设有形形色色的电气设备。但这些电气设备，均要求接觸式的操作方能开启或停止，这样做非但不方便，而且不安全。对一些行动不便的老人或病人，以及身材较矮的儿童来说，很有必要提供一种非接觸式遙控装置，特别是以人体动作遙控电气设备的装置。提供这样一种控制装置及方法，无论对工厂、办公室或居室而言，均能使人类生活达到舒适的自动化，并减少来回走动所费时间。
本发明的目的，是提供一种以人体动作遙控电气设备的装置及方法，以予人们一种舒适的生活方式，仅以手势或其它人体动作，即可控制电气设备。
本发明的另一目的是為一些行动不便的老人或病人或伤残人士提供一种遙控电气设备的装置及方法，以便以简单的手势或其它人体动作来操纵电器，实现自动开关窗戶、启闭窗帘、开关电灯，甚至操纵机械手自动取药或餵食等等。
本发明的又一目的是為空间太大以及工作繁忙的场所提供一种遙控电气设备的装置及方法，以便以方便及省时的肢体语言达到遙控电气设备，减少行走及动作所费时间，降低工时成本。
本发明所述以人体动作遙控电气设备的装置，包括一个用来预先设定或存入人体动作数据的存储器，一个在一定范围之内不断搜索人体动作的热电红外探测器，一个将所述探测器搜索到的信号和所述存储器中存入数据作比较的比较器，以及一个接收所述比较器发出的信号并向其後的一个接收器发出控制信号的发射器，所述接收器控制一个驱动器，而所述驱动器则用以操纵特定的电气设备。
本发明所述以人体动作遙控电气设备的方法，是把人体的一个或若干个动作，以电信号的形式预先存入一个可供比较的存储器中，并把由一个探测器测到的人体动作送至一个比较器中，和上述预先存入的信号作比较，如果比较结果相同，比较器就向一个发射器发出一个驱动信号，而所述发射器在收到所述驱动信号後，即向其後的一个接收器发出一控制信号，所述接收器在接到控制信号後就操纵有关电气设备使之动作。
本发明所述以人体动作遙控电气设备的装置及方法，能向人们提供一种舒适的生活方式，特别适用於老人或病人或伤残人士，向他们提供种种方便，即是以简单的手势或其它人体动作来遙控电气设备，实现自动开关窗戶、启闭窗帘、开关电灯，甚至操纵机械手自动取药或餵食。另外，本装置及方法特别适用於空间太大以及工作繁忙的场所，起到了以省时的肢体语言遙控电气设备，减少行走及动作所费时间，降低工时成本的作用。本发明诚為适於家居、办公室和工厂的一种自动化装置及方法。
以下将结合附圖，对本发明作进一步的详细描述。
圖1為本发明所述装置及方法的方块示意圖;
圖2為本发明所述装置的电路圖。
参见圖1，本发明所述的以人体动作遙控电气设备的装置，包括一个用来预先设定或存入人体动作数据的存储器(10)，一个在一定范围之内不断搜索人体(20)的动作的热电红外探测器(30)，所述探测器(30)产生与搜索到的人体动作相應的信号，一个将所述相應信号和存入所述存储器(10)中的数据作比较并在二者相同情况下产生一个驱动信号的比较器(40)，一个在所述驱动信号驱动下产生一控制信号的发射器(50)，以及一个接收所述控制信号而操纵一驱动器(70)的接收器(60)，所述驱动器(70)直接操纵有关的电气设备。
再参阅圖2，所述存储器(10)包括开关(11)和(12)，且和所述比较器(40)联接，比较器(40)用以存放由所述开关(11)、(12)之通/断状态所预定的人体动作的有关数据。
该装置中的探测器，以热电红外探测器為宜。所述热电红外探测器(30)之信号端S，经由电容C1和电阻R1所组成的交流耦合电路，以及放大器(32)，而接至一个带通濾波器(31)，所述带通濾波器(31)之输出端接至一个移位寄存器(33)。
其中放大器(32)由电阻R2及R3构成串并联反馈，而所述带通濾波器(31)，是由一个运算放大器和一个无源阻容负反馈纲络所构成，所述无源阻容纲络包括R4、R5、R6以及C2、C3。
本装置中所述带通放大器(31)所容许通过的电信号，对應于波长范围為7-15微米的光信号。由於人体的体温约為30℃(300°K)，而人体所辐射的远红外光波长至在9-10微米的范围内存在有波峰，故本装置中所述带通濾波器(31)的通带频率，设定為和7-15微米的光波波长范围相对應。
复参照圖2，本装置中的比较器(40)，包括两个比较单元(41)及(42)，所述比较单元(41)及(42)的Q1至Q8脚，和所述移位寄存器(33)的输出端Q1至Q8联接。所述比较单元(41)及(42)均具有输出端6，当所述存储器(10)内的数据和移位寄存器(33)的输出数据相同时，所述输出端6呈高电位，数据不相同时，输出端6呈低电位。
在上述比较器(40)後面，经一个与门而接有一发射器(50)，所述发射器(50)之第3脚接至所述与门(43)之输出端3，所述与门之输入端1和2分别和前述比较单元(41)及(42)之输出端6相接。所述发射器(50)之输出端6和其输入端2相联。当由电阻R8及电容C5充电产生的复位信号送至发射器(50)之1端时，其输出端5為低电位，输出端6為高电位，输入端2亦為高电位。而当与门(43)之输出端3為高电位时，发射器(50)之输出端5亦為高电位，而6变為低电位。至所述控制信号终止後，各点电位复原。
再来看接收器。接收器(60)為由晶体管Tr及基极电阻R9所组成的共射极放大器构成。所述电阻R9另一端接所述发射器(50)之输出端5，而晶体管之集电极接至驱动器(70)内的一个继电器RE之線圈一端，所述線圈另一端接电源，所述继电器RE具有常开觸点，觸点引線K1、K2接至有关电气设备。
综上所述，可见当探测器(30)所搜索到的信号与存入存储器(10)中的信号相同时，与门(43)之两输入端1、2均為高电位，因此其输出端3亦為高电位。如前所述，发射器(50)的输出端5亦為高电位，使得接收器(60)中的晶体管Tr导通，因此驱动器(70)中的继电器RE动作，使其常开觸点闭合，控制有关电气设备动作。而当控制信号消失後，藉助于由圖2中的R8、C5以及它们後面所接的两个运算放大器，将使发射器(50)各点1、2、3、4、5、6之电位复原，于是接收器(60)中的晶体Tr截止，驱动器(70)中的继电器RE释放，有关电气设备就停止动作。
联接移位寄存器(33)第9脚和发射器(50)第1脚的联線，提供了开机复位信号，使得开机时寄存器(33)之QA-QH均為低电位情况下，发射器(50)之第5脚為低电位，第6脚為高电位。
本发明所述以人体动作遙控电气设备的方法，包括以下的步骤
1)把人体的一个或若干个动作以电信号的形式预先存入一个可供比较的存储器中;
2)藉助于一个探测器，例如热电红外探测器，在一定范围之内不断搜索人体动作，并将搜索到的动作信号经带通放大後，送至一比较器;
3)在所述比较器中对搜索到的信号和预先存入存储器的信号作比较，如果二者相同，即由所述比较器通过一个与门向一个发射器发出一驱动信号;
4)使所述发射器在收到所述驱动信号时，向一个接收器发出一控制信号，所述控制信号则使得一个驱动器中的继电器动作，从而遙控有关电气设备。
本方法的一个显着的特点是预先存入人体动作的相关数据。人体动作的频率范围通常為0.1-10赫兹，此即人体移动或动作的频率范围。本装置的电路，能在一个时间单位内测出人体是否有移动或动作，纵而产生相應的信号。
凡以本发明基本内容為基础而略加修改的类似装置或方法，均應属于本发明的范围之内。
权利要求
1.一种以人体动作遥控电气设备的装置，其特徵在於，所述装置包括一个用来预先设定或存入人体动作数据的存储器(10)，一个在一定范围之内不断搜索人体(20)的动作的热电红外探测器(30)，所述探测器(30)产生与搜索到的人体动作相应的信号，一个将所述相应信号和存入所述存储器(10)中的数据作比较并在二者相同情况下产生一个驱动信号的比较器(40)，一个在所述驱动信号驱动下产生一控制信号的发射器(50)，以及一个接收所述控制信号而操纵一驱动器(70)的接收器(60)，所述驱动器(70)直接操纵有关的电气设备。
2.如权利要求1所述装置，其特徵在於，所述存储器(10)包括开关(11)和(12)，且和所述比较器(40)联接，比较器(40)用以存放由所述开关(11)、12)之通/断状态所预定的人体动作的有关数据。
3.如权利要求1或2所述装置，其特徵在於，所述热电红外探测器(30)之信号端S，经由电容C1和电阻R1所组成的交流耦合电路，以及放大器(32)，而接至一个带通濾波器(31)，所述带通濾波器(31)之输出端接至一个移位寄存器(33)。
4.如权利要求3所述装置，其特徵在於，所述放大器(32)由电阻R2及R3构成串并联反馈，而所述带通濾波器(31)，是由一个运算放大器和一个无源阻容负反馈纲络所构成，所述无源阻容纲络包括R4、R5、R6以及C2、C3。
5.如权利要求4所述装置，其特徵在於，所述带通放大器(31)所容许通过的电信号，对應于波长范围為7-15微米的光信号。
6.如权利要求1或2所述装置，其特徵在於，所述比较器(40)包括两个比较单元(41)及(42)，所述比较单元(41)及(42)的Q1至Q8脚，和所述移位寄存器(33)的输出端Q1至Q8联接，所述比较单元(41)及(42)均具有输出端6，当所述存储器(10)内的数据和移位寄存器(33)的输出数据相同时，所述输出端6呈高电位，数据不相同时，输出端6呈低电位。
7.如权利要求3所述装置，其特徵在於，所述比较器(40)包括两个比较单元(41)及(42)，所述比较单元(41)及(42)的Q1至Q8脚，和所述移位寄存器(33)的输出端Q1至Q8联接，所述比较单元(41)及(42)均具有输出端6，当所述存储器(10)内的数据和移位寄存器(33)的输出数据相同时，所述输出端6呈高电位，数据不相同时，输出端6呈低电位。
8.如权利要求1或2所述装置，其特徵在於，所述发射器(50)之第3脚接至一个与门(43)之输出端3，所述与门之输入端1和2分别和前述比较单元(41)及(42)之输出端6相接，所述发射器(50)之输出端6和其输入端2相联，当由电阻R8及电容C5充电产生的复位信号送至发射器(50)之1端时，其输出端5為低电位，输出端6為高电位，输入端2亦為高电位，而当与门(43)之输出端3為高电位时，发射器(50)之输出端5亦為高电位，而6变為低电位，至所述控制信号终止後，各点电位复原。
9.如权利要求3所述装置，其特徵在於，所述发射器(50)之第3脚接至一个与门(43)之输出端3，所述与门之输入端1和2分别和前述比较单元(41)及(42)之端出端6相接，所述发射器(50)之输出端6和其输入端2相联，当由电阻R8及电容C5充电产生的复位信号送至发射器(50)之1端时，其输出端5為低电位，输出端6為高电位，输入端2亦為高电位，而当与门(43)之输出端3為高电位时，发射器(50)之输出端5亦為高电位，而6变為低电位，至所述控制信号终止後，各点电位复原。
10.如权利要求1或2所述装置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶体管Tr及基极电阻R9所组成的共射极放大器构成，所述电阻R9另一端接所述发射器(50)之输出端5，而晶体管之集电极接至驱动器(70)内的一个继电器RE之線圈一端，所述線圈另一端接电源，所述继电器RE具有常开觸点，觸点引線K1、K2接至有关电气设备。
11.如权利要求3所述装置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶体管Tr及基极电阻R9所组成的共射极放大器构成，所述电阻R9另一端接所述发射器(50)之输出端5，而晶体管之集电极接至驱动器(70)内的一个继电器RE之線圈一端，所述線圈另一端接电源，所述继电器RE具有常开觸点，觸点弔線K1、K2接至有关电气设备。
12.一种以人体动作遙控电气设备的方法，其特徵在于，所述方法包括以下步骤(1)把人体的一个或若干个动作，以电气信号的形式预先存入一个可供比较的存储器中，(2)藉助于一个探测器，例如热电红外探测器，在一定范围之内不断搜索人体动作，并将搜索到的动作信号经带通放大後，送至一比较器，(3)在所述比较器中，对搜索到的信号和预先存入存储器的信号作比较，如果二者相同，即由所述比较器通过一个与门向一个发射器发出一驱动信号，(4)使所述发射器在收到所述驱动信号时，向一个接收器发出一控制信号，所述控制信号则使得一个驱动器中的继电器动作，从而遙控有关电气设备。
全文摘要
本发明涉及一种以人体动作遥控电气设备的装置及方法，是利用一比较器对一探测器所搜索到的人体动作的相应信号和预先存入一存储器的人体动作相应数据作比较，如果二者相同，比较器即向一个发射器输出一信号，后者控制一接收器，操纵一驱动器动作，对某一电气设备进行遥控。本装置特别适用于老人、病人、伤残人士以及工业自动化。
文档编号H03K17/945GK1066945SQ91103399
公开日1992年12月9日 申请日期1991年5月18日 优先权日1991年5月18日
发明者陈奕聪 申请人:朋广股份有限公司