一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，包括智能握力球，用于對(duì)握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過(guò)握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進(jìn)行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設(shè)有內(nèi)部硬件電路。本專利采用的傳感器成本低，但是能夠滿足大多數(shù)游戲命令的輸入要求，能支持大多數(shù)的手機(jī)游戲、電腦和電視端的小型游戲。由于其體積小巧和方便攜帶，使得大多數(shù)人能夠在工作或者學(xué)習(xí)之余玩游戲時(shí)將健身和游戲結(jié)合為一體。
【專利說(shuō)明】
一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于游戲技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的工作環(huán)境下，大多數(shù)年輕人久坐不動(dòng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)保健熱情不高，缺乏運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致體質(zhì)漸弱等問(wèn)題，因此通過(guò)游戲進(jìn)行體能鍛煉的體感類游戲產(chǎn)品受到廣大年輕人的喜愛(ài)，體感類游戲產(chǎn)品使得用戶的運(yùn)動(dòng)趣味性和用戶粘性大大增加，有利于運(yùn)動(dòng)保健的長(zhǎng)期堅(jiān)持。傳統(tǒng)的握力器與按摩貼片功能單一，缺乏與人的交互?，F(xiàn)有的非傳統(tǒng)控制的體感游戲有任天堂Wi1、索尼Ps Move和微軟Xbox等。這三款產(chǎn)品均采用了嵌入式主控芯片，提供豐富的按鍵感應(yīng)功能，使用3D傳感器感應(yīng)空間三個(gè)軸向上的加速度變化，另外，攝像頭通過(guò)紅外發(fā)送裝置可準(zhǔn)確估計(jì)空間三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精確的跟蹤與定位功能，可以進(jìn)行空中鼠標(biāo)操作，從而控制游戲，增強(qiáng)游戲體驗(yàn)。
[0003]但目前體感游戲成本高，如3D傳感器等，且大多需要較大的場(chǎng)地和顯示終端，使用場(chǎng)所具有局限性;再者體感游戲設(shè)備體積重量較大，不便于隨身攜帶，并且功能單一，不具備按摩和與人交互的功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]在智能手機(jī)迅猛發(fā)展的大背景下，各種傳感器的價(jià)格普遍下降，技術(shù)則更加成熟，精度和靈敏度提高，使用也更為方便。隨著傳感器技術(shù)和嵌入式控制器的快速發(fā)展和成本降低，加速了智能硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本專利所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種成本低，使用場(chǎng)所不具有局限性，體積重量小，且具有按摩和人機(jī)交互功能的體感游戲廣品。
[0005]針對(duì)上述目的，本專利提供一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，包括:
[0006]智能握力球，用于對(duì)握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過(guò)握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；
[0007]按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進(jìn)行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設(shè)有內(nèi)部硬件電路。
[0008]通過(guò)智能握力球內(nèi)部硬件電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析，從而控制游戲和按摩貼片，使得所設(shè)計(jì)的智能握力球具有與游戲和按摩進(jìn)行人機(jī)交互的功能，并可實(shí)現(xiàn)朋友之間的游戲互動(dòng)和按摩互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。本專利采用的傳感器成本低，但是能夠滿足大多數(shù)游戲命令的輸入要求，能支持大多數(shù)的手機(jī)游戲、電腦和電視端的小型游戲。由于其體積小巧和方便攜帶，使得大多數(shù)人能夠在工作或者學(xué)習(xí)之余玩游戲時(shí)將健身和游戲結(jié)合為一體;同時(shí)，通過(guò)智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實(shí)現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機(jī)交互。
[0009]進(jìn)一步地，所述智能握力球的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、微處理器、通信模塊、氣壓傳感器和慣性測(cè)量單元模塊;所述電源管理模塊、通信模塊、氣壓傳感器、慣性測(cè)量單元模塊與微處理器連接;所述電源管理模塊還與通信模塊連接。微處理器通過(guò)實(shí)時(shí)采集傳感器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，得到用戶的移動(dòng)速度和握力等各項(xiàng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)建模分析，將控制信息轉(zhuǎn)化，并控制通信模塊將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送出來(lái)，保證游戲操作的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
[0010]所述氣壓傳感器感知當(dāng)前球體內(nèi)的氣壓值，實(shí)時(shí)將信息反饋給微處理器，通過(guò)微處理器分析、轉(zhuǎn)化為當(dāng)前用戶握力及握力變化情況，進(jìn)而做出對(duì)應(yīng)響應(yīng)，發(fā)送數(shù)據(jù)控制手機(jī)完成游戲操作。
[0011]進(jìn)一步地，所述慣性測(cè)量單元模塊包括加速度計(jì)、角速度計(jì)和陀螺儀模塊。能實(shí)時(shí)地把使用者的運(yùn)動(dòng)參數(shù)反饋給微處理器，方便微處理器分析數(shù)據(jù)，將姿態(tài)和移動(dòng)速度等發(fā)送到游戲端，控制完成相應(yīng)的游戲動(dòng)作。
[0012]進(jìn)一步地，所述按摩貼片的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊和微處理器;所述電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊與微處理器連接;所述電源管理模塊還與通信模塊連接。本專利使用智能握力球感知手掌握力，微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并分析得到握力和頻率等數(shù)據(jù)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為控制信息，智能握力球的通信模塊與按摩貼內(nèi)部的通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交流，進(jìn)而控制按摩貼的按摩功能。按摩的力度和頻率跟人手握球的力度和頻率成線性比例關(guān)系，可以做到任意調(diào)節(jié)頻率和力度，能實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互。
[0013]所述脈沖放電模塊可以釋放一定額度的電流脈沖，使肌肉產(chǎn)生受到按壓的感覺(jué)。結(jié)合當(dāng)前磁療研究成果，做到完全模擬手動(dòng)按摩的效果。按摩的時(shí)機(jī)、力度和頻率，完全受智能握力球反饋的數(shù)據(jù)控制，可以做到像自己的手按摩一樣，比一般的自動(dòng)按摩機(jī)器互動(dòng)性更強(qiáng)。
[0014]優(yōu)選地，所述通信模塊采用藍(lán)牙無(wú)線通信方式。通信模塊主要負(fù)責(zé)把微處理器分析得到的數(shù)據(jù)傳送到外界，實(shí)現(xiàn)游戲端或者按摩貼的控制。為了兼容當(dāng)前眾多的游戲產(chǎn)品，通信模塊使用藍(lán)牙無(wú)線通信方式，便于和手機(jī)、電腦和電視等設(shè)備連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述電源管理模塊包括依次連接的外部接口電路、充電電池、電源轉(zhuǎn)換電路。所述充電電池采用小型鋰電池，體積重量小，便于安裝。所述電源轉(zhuǎn)換電路使用高效率的開(kāi)關(guān)電源芯片，將電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V直流電壓，為微處理器、通信模塊和各個(gè)傳感器供電。
[0016]優(yōu)選地，所述微處理器采用單片機(jī)。
[0017]進(jìn)一步地，所述外部接口電路包括充電接口和微處理器與外界的數(shù)據(jù)交換接口。充電接口用于為充電電池充電，使用mi croUSB接頭，兼容一般的手機(jī)充電器。數(shù)據(jù)交換接口采用串行通信方式，提供外界與微處理器連接的接口，方便產(chǎn)品后續(xù)的軟件升級(jí)和功能擴(kuò)展。
[0018]本專利的有益效果為:智能握力球通過(guò)內(nèi)部硬件電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析，從而控制游戲和配套使用的按摩貼片，使得所設(shè)計(jì)的智能握力球具有與游戲和按摩進(jìn)行人機(jī)交互的功能，并可實(shí)現(xiàn)朋友之間的游戲互動(dòng)和按摩互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。本專利采用的傳感器成本低，但是能夠滿足大多數(shù)游戲命令的輸入要求，能支持大多數(shù)的手機(jī)游戲、電腦和電視端的小型游戲。由于其體積小巧和方便攜帶，使得大多數(shù)人能夠在工作或者學(xué)習(xí)之余玩游戲時(shí)將健身和游戲結(jié)合為一體；同時(shí)，通過(guò)智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實(shí)現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機(jī)交互。
[0019]本專利可實(shí)現(xiàn)朋友之間的游戲互動(dòng)和按摩互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。一方面智能握力球可以收集數(shù)據(jù)，生成健康指標(biāo)，可以在朋友圈之間進(jìn)行分享，刺激人們不斷刷高健康指標(biāo)。另一方面，通過(guò)握力球可以控制在另一個(gè)人身上相應(yīng)的按摩貼，進(jìn)行按摩互動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本專利的功能示意圖。
[0021]圖2為本專利智能握力球的內(nèi)部硬件電路結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3為本專利按摩貼片的內(nèi)部硬件電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本專利做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小;對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。
[0024]如圖1至3所示，本專利提供一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，包括:
[0025]智能握力球10，用于對(duì)握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采集、記錄和分析，操作智能終端30的游戲，并通過(guò)握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；
[0026]按摩貼片20，用于與智能握力球配套使用進(jìn)行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。
[0027]其中，所述智能握力球10和按摩貼片20分別設(shè)有內(nèi)部硬件電路11和21。
[0028]通過(guò)智能握力球內(nèi)部硬件電路11對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析，從而控制游戲和按摩貼片，使得所設(shè)計(jì)的智能握力球具有與游戲和按摩進(jìn)行人機(jī)交互的功能，并可實(shí)現(xiàn)朋友之間的游戲互動(dòng)和按摩互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。本專利采用的傳感器成本低，但是能夠滿足大多數(shù)游戲命令的輸入要求，能支持大多數(shù)的手機(jī)游戲、電腦和電視端的小型游戲。由于其體積小巧和方便攜帶，使得大多數(shù)人能夠在工作或者學(xué)習(xí)之余玩游戲時(shí)將健身和游戲結(jié)合為一體；同時(shí)，通過(guò)智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實(shí)現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機(jī)交互。
[0029]本專利的功能示意圖如圖1所示，智能握力球10通過(guò)無(wú)線通信模塊與智能終端30通信，根據(jù)智能握力球10的握力和位置參數(shù)控制移動(dòng)終端、電腦或電視終端的游戲；同時(shí)，智能握力球10與按摩貼片20進(jìn)行通信連接，根據(jù)智能握力球10所獲得的握力大小和頻率控制按摩貼片20的按摩力度和頻率。使得所設(shè)計(jì)的智能握力球具有與游戲和按摩進(jìn)行人機(jī)交互的功能，并可實(shí)現(xiàn)朋友之間的游戲互動(dòng)和按摩互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)。本專利采用的傳感器成本低，但是能夠滿足大多數(shù)游戲命令的輸入要求，能支持大多數(shù)的手機(jī)游戲、電腦和電視端的小型游戲。由于其體積小巧和方便攜帶，使得大多數(shù)人能夠在工作或者學(xué)習(xí)之余玩游戲時(shí)將健身和游戲結(jié)合為一體；同時(shí)，通過(guò)智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實(shí)現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機(jī)交互。
[0030]如圖2所示本專利智能握力球的內(nèi)部硬件電路結(jié)構(gòu)圖。所述智能握力球的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、微處理器、通信模塊、氣壓傳感器和慣性測(cè)量單元模塊;所述電源管理模塊、通信模塊、氣壓傳感器、慣性測(cè)量單元模塊與微處理器連接;所述電源管理模塊還與通信模塊連接。微處理器通過(guò)實(shí)時(shí)采集傳感器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，得到用戶的移動(dòng)速度、移動(dòng)位置和握力等各項(xiàng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)建模分析，將控制信息轉(zhuǎn)化，并控制通信模塊將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送出來(lái)，保證游戲操作的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
[0031]所述氣壓傳感器感知當(dāng)前球體內(nèi)的氣壓值，實(shí)時(shí)將信息反饋給微處理器，通過(guò)微處理器分析、轉(zhuǎn)化為當(dāng)前用戶握力及握力變化情況，進(jìn)而做出對(duì)應(yīng)響應(yīng)，發(fā)送數(shù)據(jù)控制手機(jī)完成游戲操作。
[0032]所述慣性測(cè)量單元模塊包括加速度計(jì)、角速度計(jì)和陀螺儀模塊。能感知握力球的位置變化，實(shí)時(shí)地把使用者的運(yùn)動(dòng)參數(shù)反饋給微處理器，方便微處理器分析數(shù)據(jù)，將姿態(tài)和移動(dòng)速度等發(fā)送到游戲端，控制完成相應(yīng)的游戲動(dòng)作。
[0033]如圖3所示為本專利按摩貼片的內(nèi)部硬件電路結(jié)構(gòu)圖。所述按摩貼片的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊和微處理器;所述電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊與微處理器連接;所述電源管理模塊還與通信模塊連接。傳統(tǒng)按摩產(chǎn)品采用的是自動(dòng)按摩的方式，機(jī)械式重復(fù)按摩動(dòng)作，跟人體不存在互動(dòng)，而本專利使用智能握力球感知手掌握力，微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并分析得到握力和頻率等數(shù)據(jù)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為控制信息，智能握力球的通信模塊與按摩貼內(nèi)部的通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交流，進(jìn)而控制按摩貼的按摩功能。按摩的力度和頻率跟人手握球的力度和頻率成線性比例關(guān)系，可以做到任意調(diào)節(jié)頻率和力度，能實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互。
[0034]所述脈沖放電模塊可以釋放一定額度的電流脈沖，使肌肉產(chǎn)生受到按壓的感覺(jué)。結(jié)合當(dāng)前磁療研究成果，做到完全模擬手動(dòng)按摩的效果。按摩的時(shí)機(jī)和力度，完全受智能握力球反饋的數(shù)據(jù)控制，可以做到像自己的手按摩一樣，比一般的自動(dòng)按摩機(jī)器互動(dòng)性更強(qiáng)。
[0035]智能握力球和按摩貼片中的通信模塊采用藍(lán)牙無(wú)線通信方式。通信模塊主要負(fù)責(zé)把微處理器分析得到的數(shù)據(jù)傳送到外界，實(shí)現(xiàn)游戲端或者按摩貼的控制。為了兼容當(dāng)前眾多的游戲產(chǎn)品，通信模塊使用藍(lán)牙無(wú)線通信方式，便于和手機(jī)、電腦和電視等設(shè)備連接。
[0036]所述電源管理模塊包括依次連接的外部接口電路、充電電池、電源轉(zhuǎn)換電路。所述充電電池采用小型鋰電池，體積重量小，便于安裝。所述電源轉(zhuǎn)換電路使用高效率的開(kāi)關(guān)電源芯片，將電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V直流電壓，為微處理器、通信模塊和各個(gè)傳感器供電。
[0037]所述微處理器采用單片機(jī)。
[0038]所述外部接口電路包括充電接口和微處理器與外界的數(shù)據(jù)交換接口。充電接口用于為充電電池充電，使用microUSB接頭，兼容一般的手機(jī)充電器。數(shù)據(jù)交換接口采用串行通信方式，提供外界與微處理器連接的接口，方便產(chǎn)品后續(xù)的軟件升級(jí)和功能擴(kuò)展。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，包括: 智能握力球，用于對(duì)握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過(guò)握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互； 按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進(jìn)行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)社交互動(dòng)； 其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設(shè)有內(nèi)部硬件電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述智能握力球的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、微處理器、通信模塊、氣壓傳感器和慣性測(cè)量單元模塊;所述電源管理模塊、通信模塊、氣壓傳感器、慣性測(cè)量單元模塊與微處理器連接；所述電源管理模塊還與通信模塊連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述慣性測(cè)量單元模塊包括加速度計(jì)、角速度計(jì)和陀螺儀模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述按摩貼片的內(nèi)部硬件電路包括電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊和微處理器;所述電源管理模塊、通信模塊、脈沖放電模塊與微處理器連接;所述電源管理模塊還與通信模塊連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述通信模塊采用藍(lán)牙無(wú)線通信方式。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述電源管理模塊包括依次連接的外部接口電路、充電電池、電源轉(zhuǎn)換電路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述微處理器采用單片機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述充電電池采用小型鋰電池。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述外部接口電路包括充電接口和微處理器與外界的數(shù)據(jù)交換接口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有游戲和按摩的人機(jī)交互功能的裝置，其特征在于，所述充電接口采用microUSB接頭，所述數(shù)據(jù)交換接口采用串行通信方式。
【文檔編號(hào)】A61B5/22GK205460476SQ201620069577
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月23日
【發(fā)明人】張曉武, 鄭澤豐, 黃淼鑫, 黃俊琳, 邢敏樺, 李偉彬, 成慧
【申請(qǐng)人】中山大學(xué)