一種球形鍵盤及字符輸入方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球形鍵盤及字符輸入方法，包括半球形的左旋轉(zhuǎn)筒、半球形的右旋轉(zhuǎn)筒及設置于左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒之間的相對固定板；所述左旋轉(zhuǎn)筒、右旋轉(zhuǎn)筒及相對固定板上分別設置有多個按鍵，所述左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒相對設置；在左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒發(fā)生沿中心軸線的相對平動或繞中心軸線的相對轉(zhuǎn)動時，使相同按鍵輸出不同字符，所述中心軸線為經(jīng)過兩個半球形的頂點的直線。本發(fā)明根據(jù)左右半球運動形成的相對不同錯位位置區(qū)分，使單個按鍵通過鍵盤電路產(chǎn)生輸出多個不同的字符，實現(xiàn)“一鍵多用”，僅有27個按鍵，實現(xiàn)標準鍵盤上101個按鍵所能全部輸入的字符，極大縮小鍵盤體積，便于使用。
【專利說明】一種球形鍵盤及字符輸入方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鍵盤，特別涉及一種球形鍵盤及字符輸入方法。
【背景技術】
[0002]目前，公知的輸入字母、符號的鍵盤裝置是來源于17世紀的打字機鍵盤，其主要原理是將英文字母、各種符號、控制等按鍵平面排列在鍵盤上，通過手指按壓不同的按鍵，觸發(fā)電子或機械裝置，對各類人機交互設備產(chǎn)生各種字母和符號的輸入。
[0003]由于技術的發(fā)展，目前需要由鍵盤輸入字母和符號的設備非常多，尤其是20世紀40年代計算機發(fā)明以來，鍵盤作為一種主要的計算機輸入設備，被廣泛應用。但是，目前的鍵盤，主要缺點是:按鍵數(shù)量多，體積鍵過大，不便于攜帶。
[0004]近年來，手機、平板電腦等小型化、便攜式智能產(chǎn)品已經(jīng)普及。很多人機交互式電子設備都可以通過技術進步做到體積減少，但由于字母和符號的主要輸入設備——鍵盤，一直無法小型化。傳統(tǒng)鍵盤無法做到隨身隨時使用，成了這些便攜設備主要的“瓶頸”。因此很多便攜式智能產(chǎn)品不得不丟棄鍵盤而采用聲音、觸摸筆畫輸入等方式，但始終比不上鍵盤的輸入速度以及輸入字符的準確性。所以目前迫切需要一種能能持握在手中，隨時隨地進行字符輸入的鍵盤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種按鍵數(shù)量少、鍵盤體積小能持握于手中并且能夠完成現(xiàn)有鍵盤輸入功能的球形字符鍵盤及字符輸入方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種球形鍵盤，包括半球形的左旋轉(zhuǎn)筒、半球形的右旋轉(zhuǎn)筒及設置于左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒之間的相對固定板；
[0007]所述左旋轉(zhuǎn)筒、右旋轉(zhuǎn)筒及相對固定板上分別設置有多個按鍵，所述左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒相對設置；
[0008]在左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒發(fā)生沿中心軸線的相對平動或繞中心軸線的相對轉(zhuǎn)動時，使相同按鍵輸出不同字符，所述中心軸線為經(jīng)過兩個半球形的頂點的直線。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)左右半球運動形成的相對不同錯位位置區(qū)分，使單個按鍵通過鍵盤電路產(chǎn)生輸出多個不同的字符，實現(xiàn)“一鍵多用”，僅有27個按鍵，實現(xiàn)標準鍵盤上101個按鍵所能全部輸入的字符，極大縮小鍵盤體積，便于使用。
[0010]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0011]進一步，所述左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒中的任一旋轉(zhuǎn)筒上設置有旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸，另一個旋轉(zhuǎn)筒上設置有與旋轉(zhuǎn)軸相適應的容腔，所述旋轉(zhuǎn)軸的頭部深入所述容腔內(nèi)并卡在容腔的開口內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)軸和容腔內(nèi)壁上設置有多點電位器，按鍵電路與多點電位器串聯(lián)，在左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒發(fā)生相對平動或轉(zhuǎn)動時，多點電位器的阻值發(fā)生變化，進而使相同按鍵輸出不同字符。
[0012]進一步，所述旋轉(zhuǎn)軸的豎邊上還設置有凸臺，所述凸臺與所述容腔的外壁通過回中彈簧連接，使左旋轉(zhuǎn)筒和右旋轉(zhuǎn)筒在無外力作用的條件下處于運動軌跡的中間位置，多點電位器輸出的阻值為中間值。
[0013]進一步，所述旋轉(zhuǎn)軸的頭部與容腔的開口之間還設置有多個滾珠，使左旋轉(zhuǎn)筒和右旋轉(zhuǎn)筒發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。
[0014]進一步，所述左旋轉(zhuǎn)筒和右旋轉(zhuǎn)筒上的按鍵呈扇形排列，且每個按鍵下面均設置有一個字符按鍵觸點開關。
[0015]進一步，所述左旋轉(zhuǎn)筒上設置有10個按鍵，根據(jù)人的左手手指生理形狀排列；所述右旋轉(zhuǎn)筒上設置有10個按鍵，根據(jù)人的右手手指生理形狀排列。
[0016]進一步，所述相對固定板上還設置有按鍵顯示器。
[0017]進一步，所述相對固定板上還設置有若干個切換按鍵和若干個方向按鍵。
[0018]進一步，一種應用球形鍵盤的字符輸入方法，包括以下步驟:
[0019]步驟1:多點電位器檢測左旋轉(zhuǎn)筒與右旋轉(zhuǎn)筒的相對平動或者相對轉(zhuǎn)動的方向；
[0020]步驟2:字符按鍵觸點開關檢測左旋轉(zhuǎn)筒和右旋轉(zhuǎn)筒上的按鍵是否按下；
[0021]步驟3:根據(jù)相對平動或者相對轉(zhuǎn)動的方向及按下的按鍵位置確定輸入字符；
[0022]步驟4:在相對固定板上顯示輸入字符。
[0023]進一步，所述步驟3還包括，根據(jù)相對固定板上的切換按鍵輸入相應字符。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明立體圖；
[0025]圖2為本發(fā)明“左上右下”狀態(tài)立體圖；
[0026]圖3為本發(fā)明“左下右上”狀態(tài)立體圖；
[0027]圖4為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0028]圖5為本發(fā)明A-A向剖面圖；
[0029]圖6為本發(fā)明B-B向剖面圖；
[0030]圖7為本發(fā)明按鍵位置示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明左旋轉(zhuǎn)筒主要按鍵電路原理圖。
[0032]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0033]1、左旋轉(zhuǎn)筒，2、左輔助按鍵，3、左主要按鍵，4、左輔助按鍵顯示器，5、左主要按鍵顯不器，6、切換按鍵,7、方向按鍵,8、相對固定板,9、右主要按鍵顯不器，10、右輔助按鍵顯示器，11、右主要按鍵，12、右輔助按鍵，13、右旋轉(zhuǎn)筒，14、字符按鍵觸點開關，15、回中彈簧，16、滾珠，17、多點電位器，18、旋轉(zhuǎn)軸，19、容腔，20、凸臺。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0035]如圖1所示，為本發(fā)明立體圖；圖2為本發(fā)明“左上右下”狀態(tài)立體圖；圖3為本發(fā)明“左下右上”狀態(tài)立體圖；圖4為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5為本發(fā)明圖4的A-A向剖面圖；圖6為本發(fā)明圖5的B-B向剖面圖；圖7為本發(fā)明按鍵位置示意圖；圖8為本發(fā)明左旋轉(zhuǎn)筒主要按鍵電路原理圖。[0036]實施例1
[0037]—種球形鍵盤，包括半球形的左旋轉(zhuǎn)筒1、半球形的右旋轉(zhuǎn)筒13及設置于左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13之間的相對固定板8 ；
[0038]所述左旋轉(zhuǎn)筒1、右旋轉(zhuǎn)筒13及相對固定板8上分別設置有多個按鍵，所述左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13相對設置；
[0039]在左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13發(fā)生沿中心軸線的相對平動或繞中心軸線的相對轉(zhuǎn)動時，使相同按鍵輸出不同字符，所述中心軸線為經(jīng)過兩個半球形的頂點的直線。
[0040]所述左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13中的任一旋轉(zhuǎn)筒上設置有T形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸18，另一個旋轉(zhuǎn)筒上設置有與旋轉(zhuǎn)軸18相適應的容腔19，所述旋轉(zhuǎn)軸18的頭部深入所述容腔19內(nèi)并卡在容腔19的開口內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)軸18和容腔19內(nèi)壁上設置有多點電位器17，按鍵電路與多點電位器17串聯(lián)，在左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13發(fā)生相對平動或轉(zhuǎn)動時，多點電位器17的阻值發(fā)生變化，進而使相同按鍵輸出不同字符。
[0041]所述旋轉(zhuǎn)軸18的豎邊上還設置有凸臺20，所述凸臺20與所述容腔19的外壁通過回中彈簧連接，使左旋轉(zhuǎn)筒I和右旋轉(zhuǎn)筒13在無外力作用的條件下處于運動軌跡的中間位置，多點電位器17輸出的阻值為中間值。
[0042]所述旋轉(zhuǎn)軸18的頭部與容腔19的開口之間還設置有多個滾珠16，使左旋轉(zhuǎn)筒I和右旋轉(zhuǎn)筒13發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。
[0043]所述左旋轉(zhuǎn)筒I和右旋轉(zhuǎn)筒13上的按鍵呈扇形排列，且每個按鍵下面均設置有一個字符按鍵觸點開關14。所述相對固定板8固定于左旋轉(zhuǎn)筒I上、右旋轉(zhuǎn)筒13上或者獨自為一體。所述左旋轉(zhuǎn)筒I上設置有10個按鍵，根據(jù)人的左手手指生理形狀排列；所述右旋轉(zhuǎn)筒13上設置有10個按鍵，根據(jù)人的右手手指生理形狀排列。所述相對固定板上還設置有按鍵顯示器，或者將輸入的字符的信息以有線或者無線的方式發(fā)送給計算機，在計算機屏幕上對輸入的字符進行顯示。所述相對固定板上還設置有若干個切換按鍵和若干個方向按鍵。
[0044]一種應用球形鍵盤的字符輸入方法，包括以下步驟:
[0045]步驟1:多點電位器17檢測左旋轉(zhuǎn)筒I與右旋轉(zhuǎn)筒13的相對平動或者相對轉(zhuǎn)動方向；
[0046]步驟2:字符按鍵觸點開關14檢測左旋轉(zhuǎn)筒I和右旋轉(zhuǎn)筒13上的按鍵是否按下；
[0047]步驟3:根據(jù)相對平動或者相對轉(zhuǎn)動的方向及按下的按鍵位置確定輸入字符；根據(jù)相對固定板8上的切換按鍵6輸入相應字符；
[0048]步驟4:在相對固定板8上顯示輸入字符。
[0049]圖1、圖2和圖3中，左旋轉(zhuǎn)筒I的凹槽安裝滾珠16并與右旋轉(zhuǎn)筒13凹槽扣合，使左右旋轉(zhuǎn)筒能相對旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，4個回中彈簧15連接左右旋轉(zhuǎn)筒的容腔19的外壁上，能使左右手在彈力作用下能清晰感覺到兩個旋轉(zhuǎn)筒相對運動的不同位置的情況。設置于旋轉(zhuǎn)筒中心的容腔19內(nèi)部安裝旋轉(zhuǎn)式多點電位器17，用以按鍵電路區(qū)分旋轉(zhuǎn)筒相對運動的不同位置。如圖6所示，所述旋轉(zhuǎn)軸18設置于旋轉(zhuǎn)同的中心，旋轉(zhuǎn)軸18的頭部深入所述容腔19的內(nèi)部。如圖4所示，相對固定板8可以固定在右旋轉(zhuǎn)筒13上，主要是用來安裝按鍵顯示器左輔助按鍵顯示器4，左主要按鍵顯示器5，右主要按鍵顯示器9，右輔助按鍵顯示器10以及部分功能按鍵，如切換按鍵6，方向按鍵7。左右旋轉(zhuǎn)筒上，按左右手指立體形狀，各安裝5個左主要按鍵3和5個右主要按鍵11，共計10個主要按鍵。這10個主要按鍵，根據(jù)左右旋轉(zhuǎn)筒相對不同的3個位置，共有10*3 = 30個排列方式，結(jié)合3個切換按鍵6，作為常用的字母、數(shù)字和符號的輸入鍵。在不同位置每一個按鍵所代表的不同字符，需要通過左右主要按鍵顯示器顯示出來，方便提醒使用者輸入字符。除了主要字符外，目前計算機鍵盤還有若干控制鍵，所以左右旋轉(zhuǎn)筒上還安裝有5個左輔助按鍵2以及5個右輔助按鍵12，用以輸入不常用的計算機控制按鍵，同時，輔助按鍵其不同位置代表的不同控制按鍵，則通過左輔助按鍵顯示器4以及右輔助按鍵顯示器10來顯示區(qū)分。
[0050]在圖7所示的字符按鍵安排示意圖中，10個左右主要按鍵安裝在旋轉(zhuǎn)筒上，這10個主要按鍵分別命名為ML1，ML2，ML3，ML4，ML5，MR1，MR2，MR3，MR4，MR5。這10個按鍵用于常用大小字母、數(shù)字及符號這三種類型字符的輸入，因此還要設置三個切換按鍵6來實現(xiàn)這三種不同類型字符輸入。三個切換按鍵分別是:Cap Lock(大小寫鎖定)、Num Lock(數(shù)字鎖定)、Symb0lL0Ck (符號鎖定)。下面對這三種類型字符輸入進行對應字符_鍵位編碼如下:
[0051]當Caps Lock、Num Lock>Symbol Lock三個切換按鍵處于斷開狀態(tài)時,主要按鍵用于26個小寫英文字母輸入。在鍵位排列上，由于“QWERTY”鍵盤按鍵的排列方式已經(jīng)形成習慣，本發(fā)明并不打算改變原來鍵盤鍵位排列方式，按鍵和左右旋轉(zhuǎn)筒的位置形成的小寫英文字母鍵位表可以安排如表1:
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種球形鍵盤，其特征在于:包括半球形的左旋轉(zhuǎn)筒(I)、半球形的右旋轉(zhuǎn)筒(13)及設置于左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)之間的相對固定板(8)； 所述左旋轉(zhuǎn)筒(I)、右旋轉(zhuǎn)筒(13)及相對固定板(8)上分別設置有多個按鍵，所述左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)相對設置； 在左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)發(fā)生沿中心軸線的相對平動或繞中心軸線的相對轉(zhuǎn)動時，使相同按鍵輸出不同字符，所述中心軸線為經(jīng)過兩個半球形的頂點的直線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形鍵盤，其特征在于:所述左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)中的任一旋轉(zhuǎn)筒上設置有T形結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸(18)，另一個旋轉(zhuǎn)筒上設置有與旋轉(zhuǎn)軸(18)相適應的容腔(19)，所述旋轉(zhuǎn)軸(18)的頭部深入所述容腔(19)內(nèi)并卡在容腔(19)的開口內(nèi)部，所述旋轉(zhuǎn)軸(18)和容腔(19)內(nèi)壁上設置有多點電位器(17)，按鍵電路與多點電位器(17)串聯(lián)，在左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)發(fā)生相對平動或轉(zhuǎn)動時，多點電位器(17)的阻值發(fā)生變化，進而使相同按鍵輸出不同字符。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形鍵盤，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)軸(18)的豎邊上還設置有凸臺(20)，所述凸臺(20)與所述容腔(19)的外壁通過回中彈簧連接，使左旋轉(zhuǎn)筒(I)和右旋轉(zhuǎn)筒(13)在無外力作用的條件下處于運動軌跡的中間位置，多點電位器(17)輸出的阻值為中間值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的球形鍵盤，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)軸(18)的頭部與容腔(19)的開口之間還設置有多個滾珠(16)，使左旋轉(zhuǎn)筒(I)和右旋轉(zhuǎn)筒(13)發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形鍵盤，其特征在于:所述左旋轉(zhuǎn)筒(I)和右旋轉(zhuǎn)筒(13)上的按鍵呈扇形排列，且每個按鍵下面均設置有一個字符按鍵觸點開關(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球形鍵盤，其特征在于:所述左旋轉(zhuǎn)筒(I)上設置有10個按鍵，根據(jù)人的左手手指生理形狀排列；所述右旋轉(zhuǎn)筒(13)上設置有10個按鍵，根據(jù)人的右手手指生理形狀排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5至6任一所述的球形鍵盤，其特征在于:所述相對固定板(8)上還設置有按鍵顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3、5至6任一所述的球形鍵盤，其特征在于:所述相對固定板(8)上還設置有若干個切換按鍵(6)和若干個方向按鍵(7)。
9.一種應用如權(quán)利要求1至8任一所述的球形鍵盤的字符輸入方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:多點電位器(17)檢測左旋轉(zhuǎn)筒(I)與右旋轉(zhuǎn)筒(13)的相對平動或者相對轉(zhuǎn)動的方向；步驟2:字符按鍵觸點開關(14)檢測左旋轉(zhuǎn)筒(I)和右旋轉(zhuǎn)筒(13)上的按鍵是否按下； 步驟3:根據(jù)相對平動或者相對轉(zhuǎn)動的方向及按下的按鍵位置確定輸入字符； 步驟4:在相對固定板(8)上顯示輸入字符。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的字符輸入方法，其特征在于:所述步驟3還包括，根據(jù)相對固定板(8)上的切換按鍵(6)輸入相應字符。
【文檔編號】G06F3/023GK103941883SQ201410181016
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】胡華 申請人:胡華