專利名稱：非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用 新型涉及一種新型的按鍵開關(guān)控制系統(tǒng)，主要是一種非碰觸式智能化按 鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)。它適用于非接觸技術(shù)要求的設(shè)備、公共場(chǎng)所共用設(shè)施和信息的使 用、獲取，如醫(yī)療儀器、設(shè)備、電梯、宿舍大門數(shù)控鎖、銀行柜員機(jī)、POS機(jī)、自動(dòng)售 貨機(jī)、售票機(jī)、樓道照明燈、自助式人行橫道燈、礦井及其他易燃、易爆環(huán)境下的作業(yè) 機(jī)械、按鍵式對(duì)講機(jī)、電話機(jī)、娛樂電子產(chǎn)品、電腦輸入設(shè)備等的按鍵操作。
背景技術(shù)：
自人類使用電能以來，各種各樣的開關(guān)廣泛應(yīng)用于控制各種電器。特別是現(xiàn) 代社會(huì)的發(fā)展，在眾多公共場(chǎng)所，人們共用開關(guān)來控制各種公用設(shè)施和信息的使用、獲 取。它為方便人們的生活、提高效率、節(jié)約能源等發(fā)揮了巨大的作用。然而，在提供便 利的同時(shí)，它也帶來新的問題這些按鍵開關(guān)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)——為碰觸或推壓式 按鍵開關(guān)，其共同操作模式需要使用者用手指接觸操作。必然形成不同人員之間的手指 間接接觸，如此存在一個(gè)弊病——因接觸而污染，導(dǎo)致一些烈性傳染病如病毒性疾病(包 括SARS、H5N1、甲型肝炎等)和細(xì)菌性疾病(如傷寒、霍亂、菌痢等)的傳播。我們常 常看到，在公共場(chǎng)所，人們很不情愿地用手指去按壓，也有少數(shù)人用指背關(guān)節(jié)、鑰匙、 其他物品或隔著紙巾按壓等。然而，大多數(shù)人在按壓開關(guān)后不能及時(shí)對(duì)污染的指頭進(jìn)行 清潔，這實(shí)際造成一種疾病傳播的途徑，也增加了人們心理上的負(fù)擔(dān)和不安全感。當(dāng)疾 病流行期間，不少公共場(chǎng)所都不斷對(duì)電梯按鍵等進(jìn)行消毒處理，說明人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到接 觸污染的存在。簡單的消毒既不可能杜絕污染又不能長期和廣泛的進(jìn)行，因此，這種因 接觸而形成的交叉污染危險(xiǎn)始終存在。在醫(yī)學(xué)界，手術(shù)室、產(chǎn)房、重癥監(jiān)護(hù)室等需要避免污染的場(chǎng)所，如果使用不接 觸技術(shù)來操作各種儀器、設(shè)備，將大大方便醫(yī)護(hù)人員的工作，提高效率，減少醫(yī)院內(nèi)交 叉感染的發(fā)生。由于現(xiàn)行機(jī)械式開關(guān)可能產(chǎn)生電火花，對(duì)于煤氣泄漏的室內(nèi)、有易燃?xì)怏w的礦 井、手術(shù)室等環(huán)境均可引發(fā)燃燒或爆炸。在潮濕環(huán)境下還可造成人員觸電傷害。我們已經(jīng)注意到，在一些條件較好的衛(wèi)生間使用了感應(yīng)式?jīng)_水器和洗手閥門， 使人們感受到便利和衛(wèi)生。由于其技術(shù)的限制，尚不能廣泛應(yīng)用于其他場(chǎng)所。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)，為此，實(shí) 用新型發(fā)明者在醫(yī)學(xué)不接觸技術(shù)的啟發(fā)下，研制出一種非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制 系統(tǒng)，應(yīng)用于各種醫(yī)療儀器設(shè)備、電梯、易燃易爆環(huán)境下的機(jī)械及其他公用設(shè)施。將能 克服以上接觸式按鍵開關(guān)的弊病，防止污染，達(dá)到預(yù)防疾病及污染的傳播，減少爆炸、 觸電傷害，節(jié)約能源，提供安全、舒適的公共環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)和諧的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這種非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)包括虛擬按鍵開關(guān)和與之連接的控制電路，其中虛擬按鍵開關(guān)包括一通透隔板，在該通透隔 板上設(shè)有一個(gè)或以上的非碰觸式虛擬按鍵，該虛擬按鍵包括發(fā)射模塊和接收模塊。 該技術(shù)方案還包括所述發(fā)射模塊透過所述通透隔板或通透隔板上的微孔發(fā)射紅外線或激光或電磁 波或超聲波信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)手指或其他物品遮擋后反射并被所述接收模塊接收，該接收 模塊連接控制電路。所述控制電路包括發(fā)射模塊、接收模塊、信號(hào)中央處理器、聲光顯示模塊、控 制單元、執(zhí)行器，其中信號(hào)中央處理器分別與發(fā)射模塊、接收模塊、聲光顯示模塊、控 制單元連接，控制單元還與執(zhí)行器連接。所述信號(hào)中央處理器還分別與復(fù)位鍵、清除鍵、虛擬按鍵檢測(cè)模塊連接。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的優(yōu)良效益1、公共場(chǎng)所的共用設(shè)備使用本實(shí)用新型，可以大大減少疾病和污染傳播的可能 性。其對(duì)社會(huì)公共健康的貢獻(xiàn)和因減少疾病傳播而產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益將是巨大的。2、本實(shí)用新型將為無人值守的樓道燈光、過街人行交通燈等，提供節(jié)能、有 效、準(zhǔn)時(shí)的服務(wù)。3、本非碰觸式智能化按鍵開關(guān)將大大減少一般碰觸式按鍵機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的損壞 及維修，降低設(shè)備使用成本、提高使用年限由于不產(chǎn)生電火花，可安全使用于存在易 爆、易燃危險(xiǎn)的環(huán)境，也不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)漏電而出現(xiàn)觸電危險(xiǎn)。4、非碰觸式智能化按鍵開關(guān)將使安裝他的設(shè)備在設(shè)計(jì)上更為美觀，有利于該產(chǎn) 品的推廣使用。5、非碰觸式智能化按鍵開關(guān)在醫(yī)學(xué)界的廣泛使用，將為非接觸技術(shù)的廣泛應(yīng)用 提供基礎(chǔ)。使手術(shù)中使用燈光、錄像、各種治療設(shè)備如電刀、吸引器等可由手術(shù)者或手 術(shù)助手自行操作，方便、快捷、節(jié)省人力并大大減少醫(yī)院內(nèi)交叉感染的發(fā)生。

圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的虛擬按鍵示意圖。圖中1通透隔板、2發(fā)射模塊、3接收模塊、4遮擋物、5虛擬按鍵、6清除 鍵、7復(fù)位鍵、8執(zhí)行器、9電梯控制單元、10信號(hào)中央處理器、11虛擬按鍵有效信號(hào)、 12聲光顯示模塊、13報(bào)警模塊、14虛擬按鍵檢測(cè)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明如圖所示，以電梯系統(tǒng)為例。本系統(tǒng)由虛擬按鍵5、清除鍵6、復(fù)位鍵7、執(zhí)行器8、電梯控制單元9、信號(hào)中 央處理器10、聲光顯示模塊12、報(bào)警模塊13、虛擬按鍵檢測(cè)模塊14組成。虛擬按鍵5 由通透隔板1、發(fā)射模塊2、接收模塊3組成。工作原理本非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)是由開關(guān)內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射的紅外線或激光或電磁波或超聲波到正前方空間，被設(shè)置距離內(nèi)的手指(或其他物品)遮擋后折返到與 發(fā)射器并列的接收器，再進(jìn)入信號(hào)中央處理器，經(jīng)限時(shí)確認(rèn)、聲、光顯示、超時(shí)報(bào)警、 延長及累加、分級(jí)累加、累減，以及多按鍵組合開關(guān)的每次定位確認(rèn)、清除、復(fù)位重置 等智能化處理后的信號(hào)替代原開關(guān)信號(hào)發(fā)送到原控制單元和執(zhí)行器完成相應(yīng)的工作。所述發(fā)射器和接收器正前方設(shè)置距離內(nèi)的手指遮擋后折返的信號(hào)控制是指，發(fā) 射器發(fā)射的信號(hào)僅在按鍵正面的延伸范圍內(nèi)，根據(jù)按鍵的功能，手指遮擋的有效距離可 設(shè)定為固定值(如1-30毫米或1-500毫米)，超過該距離的遮擋，將不產(chǎn)生有效折返信 號(hào)。所述信號(hào)限時(shí)確認(rèn)、聲、光顯示、超時(shí)報(bào)警的控制是指，有效折返的信號(hào)在規(guī) 定的時(shí)間(如50毫秒)內(nèi)，形成一個(gè)有效信號(hào)，同時(shí)以按鍵顯示燈亮或發(fā)出聲響提示按 鍵成功，可進(jìn)行下一步操作；如有效折返的信號(hào)延續(xù)時(shí)間超過規(guī)定時(shí)限(如2秒)，將出 現(xiàn)顯示燈閃亮和/或間斷發(fā)出聲響，提示有物體持續(xù)遮擋按鍵(如香口膠黏貼)，應(yīng)于及 時(shí)維修。
所述信號(hào)延長及累加、分級(jí)累加、累減的控制是指，有效折返的信號(hào)被確認(rèn) 后，可以設(shè)定將該信號(hào)延長到規(guī)定時(shí)間(如5-10秒)，使執(zhí)行器按照相同時(shí)間執(zhí)行相應(yīng)功 能(如照明)；如果在以上信號(hào)延長期內(nèi)，又有新的信號(hào)進(jìn)入，則在已經(jīng)執(zhí)行的時(shí)間上累 加一個(gè)規(guī)定時(shí)間，使執(zhí)行器完成累加的功能。如果使用開關(guān)組合，在中間按鍵開關(guān)接通 后，將手指移位到上方累加功能鍵，將根據(jù)遮擋的時(shí)間，按級(jí)累加信號(hào)大小；如果按鍵 開關(guān)接通后，將手指移位到下方累減功能鍵，將根據(jù)遮擋的時(shí)間，按級(jí)累減信號(hào)大??； 再次回到中間的按鍵，該組合開關(guān)關(guān)閉。所述多按鍵組合開關(guān)的每次定位確認(rèn)、清除、復(fù)位重置的控制是指，在多按鍵 組合開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)，手指或拳頭可能對(duì)鄰近按鍵形成遮擋，必須設(shè)定每次僅能確認(rèn)一 個(gè)有效按鍵遮擋(如規(guī)定無論遮擋區(qū)域有多大，僅有豎列坐標(biāo)的最高位及橫行坐標(biāo)的最 左側(cè)位的按鍵遮擋有效；或設(shè)定為僅有最短遮擋距離的按鍵為有效)，才能分次完成多 個(gè)組合數(shù)字或信號(hào)的輸入；如果使用中出現(xiàn)輸入錯(cuò)誤，將能應(yīng)用清除按鍵取消最后一位 確認(rèn)的信號(hào)，也可以使用復(fù)位鍵將已經(jīng)確認(rèn)的數(shù)字或信號(hào)全部清除，重新進(jìn)行設(shè)置。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的系統(tǒng)為按需要大小設(shè)置的虛擬按鍵面板(帶微孔通道或不 帶通道)，發(fā)射器(紅外線或激光或電磁波或超聲波)、接收器、信號(hào)中央處理器、聲光 顯示模塊、執(zhí)行器。實(shí)施例非碰觸式智能化按鍵開關(guān)應(yīng)用于停車場(chǎng)樓道開關(guān)的實(shí)施方式為，在樓道的起始 點(diǎn)和折返后的終點(diǎn)相當(dāng)于人體平均軀干中點(diǎn)處各設(shè)置非碰觸式智能化按鍵開關(guān)一個(gè)，樓 道中間轉(zhuǎn)彎處天花板上安裝照明燈(如為單跑樓道，照明燈安裝于樓道中間處)。兩端開 關(guān)的接收信號(hào)，傳輸?shù)秸彰鳠籼幍男盘?hào)中央處理器，經(jīng)處理后的信號(hào)，控制照明燈的開 啟及照明時(shí)間。操作方式為行人按照樓道大門或開關(guān)上的操作指南，用手背在非碰觸式 智能化按鍵開關(guān)(其正面有LED燈照明)l-200mm范圍內(nèi)揮動(dòng)一下，折返的信號(hào)傳入照 明燈處的中央處理器，發(fā)出一個(gè)延長的亮燈信號(hào)，其時(shí)間，按照老人或小孩正常走完該 段樓梯的最長時(shí)間(如10秒)。如果在第一個(gè)人進(jìn)入后一段時(shí)間，第二個(gè)人重新進(jìn)入或 者從相反方向進(jìn)入，他們也要同樣遮擋非碰觸式智能化按鍵開關(guān)一次，此時(shí)，折返的信號(hào)再次傳輸?shù)秸彰鳠籼幍男盘?hào)中央處理器，在第一次照明剩余時(shí)間上增加一個(gè)完整的亮 燈信號(hào)(延長亮燈時(shí)間10秒，特殊情況下，可以連續(xù)遮擋兩次，這就可以有兩倍的延長 時(shí)間，保證在亮燈的情況下完成特殊的工作)，確保后進(jìn)入的人員走完全程時(shí)限內(nèi)，照明 燈一直開啟。達(dá)到規(guī)定時(shí)間后(剩余時(shí)間+ —個(gè)完整亮燈周期)燈光將自動(dòng)熄滅，既確 保了照明又防止了浪費(fèi)。這將比現(xiàn)在使用的手動(dòng)開關(guān)和聲控開關(guān)(常因老化而失靈)方 便、準(zhǔn)確、環(huán)保、衛(wèi)生。 本非碰觸式智能化按鍵開關(guān)應(yīng)用于電梯或柜員機(jī)的實(shí)施方式為在電梯的控制按鍵板或柜員機(jī)的輸入按鍵板部分，使用相同模式的非碰觸式智 能化虛擬按鍵開關(guān)板替代，當(dāng)手指遮擋某個(gè)按鍵時(shí)(如距離設(shè)置為l-30mm)，該按鍵接 收到折返的信號(hào)后，出現(xiàn)該按鍵及樓層的數(shù)字燈亮(電梯)或者發(fā)出蜂鳴音，同時(shí)顯示 屏上出現(xiàn)相應(yīng)的符號(hào)或數(shù)字(柜員機(jī))。依次完成多個(gè)信號(hào)輸入，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)中央處 理器處理后將確認(rèn)的信號(hào)輸入原電梯或柜員機(jī)的控制單元，啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備完成原設(shè)定的 工作任務(wù)。這里所述“依次完成多個(gè)信號(hào)輸入，該信號(hào)經(jīng)信號(hào)中央處理器處理后將確認(rèn) 的信號(hào)輸入”是指在電梯的控制按鍵板或柜員機(jī)的輸入按鍵板部分，存在多個(gè)按鍵被同 時(shí)遮擋的可能，必須經(jīng)信號(hào)中央處理器處理后確認(rèn)的信號(hào)才是有效信號(hào)，其中有三條原 則一是每次按鍵遮擋，只能確認(rèn)一個(gè)有效信號(hào)；二是多個(gè)遮擋中只選取豎列坐標(biāo)的最 高位及橫行坐標(biāo)的最左側(cè)位的按鍵遮擋為有效；三是設(shè)定具有最短距離的按鍵遮擋為有 效。即是將指頭對(duì)準(zhǔn)的最高、最左位或者是指尖最接近的按鍵遮擋定為有效，屏蔽了其 余遮擋，實(shí)現(xiàn)了每次一鍵的操作模式。為此，電梯或柜員機(jī)的控制及執(zhí)行器部分不用改 動(dòng)，僅須更換按鍵面板，同時(shí)增加信號(hào)中央處理器，輸出的信號(hào)進(jìn)入原機(jī)的控制單元就 能完成改裝。本非碰觸式智能化按鍵開關(guān)應(yīng)用于手術(shù)設(shè)備控制的實(shí)施方式為進(jìn)行腹腔鏡等內(nèi)窺鏡手術(shù)時(shí)，常常需要調(diào)整冷光源亮度、高頻電刀的強(qiáng)度等， 手術(shù)醫(yī)師操作中需要調(diào)整時(shí)因無菌要求，無法接觸這些開關(guān)，只能要求巡航護(hù)士在臺(tái)下 進(jìn)行操作。既浪費(fèi)時(shí)間和人力，還常常達(dá)不到手術(shù)者的要求。如果使用本非碰觸式智 能化按鍵開關(guān)，分組組合為開關(guān)屏，吊裝于手術(shù)臺(tái)上適合手術(shù)主刀或手術(shù)助手操作的位 置，外面包上消毒透明膜，手術(shù)者可以在不碰觸的情況下方便的操控相關(guān)設(shè)備。即使不 小心碰觸，也有消毒膜阻隔，不會(huì)造成污染。組合開關(guān)可設(shè)置為上、中、下組合。中間 單次長開、雙次長關(guān)；長開情況下遮擋上位開關(guān)，按照時(shí)限形成分級(jí)累加；長開情況下 遮擋下位開關(guān)，按照時(shí)限形成分級(jí)累減。如果加上錄像開關(guān)、吸引器開關(guān)等，各種手術(shù) 及特殊治療都能讓手術(shù)者操控自如。以上非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的主要模式我們已經(jīng)完成功能試驗(yàn)的樣品，經(jīng)操 作證實(shí)，完全具有實(shí)用的功能和產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用前景，值得推廣使用。
權(quán)利要求1.一種非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)，其特征是包括虛擬按鍵開關(guān)和與之連 接的控制電路，其中虛擬按鍵開關(guān)包括一通透隔板，在該通透隔板上設(shè)有一個(gè)或以上的 非碰觸式虛擬按鍵，該虛擬按鍵包括發(fā)射模塊和接收模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)，其特征是所述發(fā)射模塊 透過所述通透隔板或通透隔板上的微孔發(fā)射紅外線或激光或電磁波或超聲波信號(hào)，該信 號(hào)經(jīng)遮擋后反射并被所述接收模塊接收，該接收模塊連接控制電路。
3.如權(quán)利要求1所述的非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)，其特征是所述控制電路 包括發(fā)射模塊、接收模塊、信號(hào)中央處理器、聲光顯示模塊、控制單元、執(zhí)行器，其中 信號(hào)中央處理器分別與發(fā)射模塊、接收模塊、聲光顯示模塊、控制單元連接，控制單元 還與執(zhí)行器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)，其特征是所述信號(hào)中央 處理器還分別與復(fù)位鍵、清除鍵、虛擬按鍵檢測(cè)模塊連接。
專利摘要一種非碰觸式智能化按鍵開關(guān)的控制系統(tǒng)包括虛擬按鍵隔板、發(fā)射電路、接收電路、信號(hào)中央處理器、聲光顯示模塊、執(zhí)行器等。本系統(tǒng)將常用的碰觸式按鍵開關(guān)變?yōu)榉桥鲇|式智能化按鍵開關(guān)，由虛擬按鍵發(fā)射電路發(fā)射的信號(hào)經(jīng)手指遮擋返折后由接收電路接收，進(jìn)入信號(hào)中央處理器進(jìn)行確認(rèn)后經(jīng)延長、累加、分級(jí)累加、累減，清除、復(fù)位等智能化處理后的信號(hào)，替代原按鍵開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)，輸入原執(zhí)行器而完成相應(yīng)的工作。廣泛應(yīng)用于各種公共設(shè)施，能夠避免碰觸式按鍵開關(guān)引致的污染和疾病傳播，延長使用壽命，防止傳統(tǒng)開關(guān)引發(fā)爆炸和觸電的危險(xiǎn)，為公眾提供安全、衛(wèi)生、節(jié)能的環(huán)境。這種不接觸技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)界來操作各種儀器、設(shè)備，將大大方便醫(yī)護(hù)人員的工作，提高效率，減少醫(yī)院內(nèi)交叉感染。
文檔編號(hào)H03K17/94GK201805410SQ20102018320
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者王佑夫 申請(qǐng)人:王佑夫