專利名稱：一種掌控型鼠標及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種鼠標。尤其是一種可以不使用手指，僅用手掌就可以操縱的鼠標及一種將此鼠標應用于計算機上的方法。
背景技術：
目前，公知的鼠標分為有軌跡球和無軌跡球兩種，其共同之處為至少有左右兩個鍵，操作者用手掌和手指移動鼠標，鼠標通過機電或光電系統將鼠標的移動轉化為光標在屏幕上的移動，到達需要的位置后操作者用手指點擊左或右鍵完成操作。其缺點是手腕的擺動和手指的點擊動作較多，需要操作者的手指較靈活，對手指及手腕有可能造成過勞形成傷害，對于手指不靈便或有殘缺的人尤其不便。
發明內容
為了克服現有鼠標需較多依靠手指的不便，本發明提供一種掌控型鼠標及其使用方法，操作者可以不使用手指，僅用手掌即可操作，使操作更為簡便，利于手部健康，更給手指不靈便或有缺陷的人士帶來方便。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是鼠標包括軌跡球和底座兩大部件。軌跡球為一正圓球體，其直徑介于30毫米至120毫米。底座要大于軌跡球的一半，也可與更大的物體作固定連接或制作成一體，如與計算機主機、鍵盤、顯示器或電腦桌、電腦椅等。底座上還裝置有以下3套機構1、軌跡球支撐和復位機構。它的作用是將軌跡球限制在底座上適當的范圍內，保證軌跡球可方便地轉動，也可做小范圍移動并能在移動后自主復位。它由一個支架和一組彈性部件組成2、軌跡球旋轉運動探測部件，其作用是探測軌跡球的旋轉動作并將其報告主機從而使電腦做出相應反應，屏幕上的光標作相應移動。可采用機械光電等方式，均可采用現有技術。
3、軌跡球位置移動探測部件，它探測軌跡球的位置移動并報告主機，當軌跡球的位置移動時，如向下、左、前、右甚至右下等方向移動時該機構做出相應反應。現有鼠標的擊鍵效果在本發明中由此種反應來完成。
鼠標各運動探測部件與主機之間有有線或無線連接。
本發明的工作方法為操作者將手掌放在軌跡球上，推動軌跡球轉動，即軌跡球表面沿操作者推動的方向移動；設置在凹坑表面的軌跡球旋轉運動探測機構探測到該移動報告電腦主機，則光標在屏幕上作相應移動；光標到達操作者希望位置后，操作者手掌向下、前、后及其它規定方向壓擊軌跡球，使軌跡球位置移動，由位置移動探測機構報告主機；主機接到軌跡球旋轉運動探測機構和軌跡球位置移動探測機構報告，進行分析判斷，認定操作者尋找擊鍵目標時推動軌跡球旋轉運動所形成的光標移動成立和找到目標后擊鍵時的軌跡球位置移動形成擊鍵；這樣即有了一個完整的工作循環。
本發明所述鼠標應用時須有與之配套的軟件支持，否則在現有軟件環境下實施本發明時，容易出現一個問題，即當操作者轉動軌跡球使光標到達需要的位置后壓擊軌跡球進行擊鍵操作時，可能會下意識的同時輕微轉動軌跡球，使光標在擊鍵動作完成之前又偏離了目標，形成誤擊。也可能在轉動軌跡球時用力過度而使軌跡球發生位置移動而形成誤擊。為避免上述問題，配套軟件須安裝在使用此種鼠標的計算機內，由鼠標傳遞到主機的各種信號，先由此軟件進行分析。人們在操作鼠標時，當光標到達預定目標會停下來，然后開始擊鍵動作。這個停頓的時間因人而異，但具體到每一個人操作時有趨同性，操作者可預先通過該程序設定自己的這個停頓時間的最小值。電腦即認定這樣的一個停頓為擊鍵動作的第一步并記錄下此時光標指向的目標作為擊鍵目標以免誤擊。如沒有這樣一個停頓，則之后的軌跡球位置移動也不被認為是擊鍵。從而排除了前述誤擊的可能。具體工作的過程如下預先要設定軌跡球的位置移動到何位置為何種擊鍵動作，設定操作者在準備擊鍵時需有的最短停頓時間A，設定操作者完成一個擊鍵動作需要的最長時間B；當等于或大于A時間的停頓出現時，電腦即認定這樣的一個停頓為擊鍵動作的第一步并記錄下此時光標指向的目標作為擊鍵目標以免誤擊；如隨后發生擊鍵則成立；如隨后發生軌跡球轉動，在此之后的B時間內發生的擊鍵也成立，此擊鍵動作指向的目標應為此前記錄的目標，即此時的軌跡球轉動被認為是無意的誤動。
如果在軌跡球開始轉動之后的B時間內未發生擊鍵動作，則之后發生的擊鍵動作不成立，此時計算機認為只有鼠標軌跡球的轉動或停頓才是可以接受的，只有再有一個達到A時間的停頓之后才會有擊鍵成立。從而避免誤擊。
本發明的有益效果是可以單獨使用手掌操作鼠標，手的移動范圍小，操作者更具有對計算機的掌控感，符合東方人的太極理念。將頻繁的手腕擺動改為手臂運動，符合人體工學要求。不需用手指點擊以避免手指受傷，尤其方便手指不靈便或無手指者。可以安置在座椅及輪椅扶手等方便的位置，也可以安裝在床邊供臥床者使用。
圖1為實施方案一時的鼠標外觀主俯視圖。
圖2為實施方案一的鼠標結構圖，為正向剖視圖。
圖3為實施方案一在拿開軌跡球之后的底座俯視圖。
圖4為實施方案二的鼠標外觀主視圖。
圖5為實施方案二的鼠標結構圖，為正向全剖圖。
圖6為實施方案三的鼠標在拿開軌跡球之后的底座俯視圖。
圖7為實施方案三中安裝在鼠標上的測距裝置原理圖。
圖8為實施方案四在拿開軌跡球之后的底座俯視圖。
圖9為實施例五即掌控型鼠標使用方法中的計算機程序流程圖。
具體實施例方式
實施例一為一種簡單的實施方式如圖1、圖2和圖3中，軌跡球1放置在底座2上的凹坑內，此時凹坑就等于軌跡球支架。底座2的空腔內安裝連接鼠標上各電器部分及主機的線路、電路板等。凹坑(或支架)和凹坑表面設置的若干用于支撐軌跡球的支撐部件6構成軌跡球支撐和復位機構。支撐部件6與凹坑通過彈性體相連接或接觸，與軌跡球1可通過滾珠接觸，也可以在保證兩者可以自由相對滑動的前提下直接接觸。軌跡球1放置在支撐部件6之上，與凹坑底部及四周都有一定距離，軌跡球1本身可以沿任何方向轉動，軌跡球旋轉運動探測機構5則負責探測此種轉動，當在軌跡球1上部施加一定向下的力時，支撐部件6與凹坑之間的彈性體變形，軌跡球1向下運動與凹坑的距離會變小，當外力撤除時，彈性體復原，軌跡球1回到原位。
此實施例中軌跡球位置移動探測裝置3的簡單實現方式為在軌跡球與凹坑之間適當位置設置微動開關，如凹坑底部，當軌跡球向下運動時可觸發此微動開關，等于擊發鼠標鍵，由于現有鼠標有兩個鍵，故本發明中鼠標也應至少有兩個微動開關；如在水平方向前部再設一微動開關，當手掌在軌跡球水平方向后部施力時，軌跡球向前方移動，觸發此微動開關。凹坑底部和水平方向前部的微動開關與主機進行連接，其作用即可等同于現有鼠標的左右鍵。其實在凹坑表面可再設置若干微動開關。如水平方向左部，此開關觸發時，可定義為軌跡球拖動屏幕即滾屏。同樣，后部、右部、左下部右下部等設微動開關并分別定義之，如定義為雙擊，左右鍵并擊等，使操作更為方便。
實施例二如圖4與圖5所示，實施例二為軌跡球支架4不與底座2為一體時的一種實施方式。軌跡球1可以在軌跡球支架4內自由轉動。在軌跡球支架4上設置軌跡球運動探測部件5，探測軌跡球的轉動并傳遞給主機，使主機屏幕上的光標作相應移動。在軌跡球支架4與底座2間設置若干復位用彈性體6及微動開關——即軌跡球位置移動探測裝置3。當操作者向下壓擊軌跡球1時，軌跡球1與軌跡球支架4一同向下，觸發底部微動開關，既等于擊發鼠標左鍵。當操作者向前壓擊軌跡球及軌跡球保持架時，觸發前部微動開關，既等于擊發鼠標右鍵。同理，操作者向左、右、后方推動軌跡球及軌跡球保持架可以觸發相應的微動開關，等同于擊發相應的鍵。
實施例三圖6采用了一種方形底座，為拿掉軌跡球后鼠標俯視圖，實施例三為一種理想的實施方式，它對實施例一進行了改進。把實施例一中作為軌跡球位置移動檢測機構3的微動開關，改由軌跡球測距裝置代替。這樣的測距裝置，可以測出軌跡球與測距裝置之間的相對距離。如果在一個以軌跡球球心為坐標原點的三維坐標系的三個坐標軸上各安上一個這樣的測距裝置，借助相應軟件控制，則可以測出軌跡球的任何位置移動。這三個測距裝置，即便安裝位置偏離了上述三維坐標系的三個軸，也可以測出軌跡球的位置，只是會增加主機的工作量。但是在上述三維坐標系的一個軸上安裝多于一個的測距裝置，只能測出軌跡球1在此軸上的位移，其測距作用只等同于一個，而在上述坐標系中的的兩個軸決定的平面上安裝多于兩個的測距裝置，也只能測出軌跡球在此平面內的位移，其作用也不超過兩個。因此，本實施例中的測距裝置數量不超過6個，要求至少有三個測距裝置各自與軌跡球球心的連線中的任意兩條的夾角介于30度與110度之間，最優方案為90度。
實際運用中計算機不必反復對上述測距裝置各自測出的數據進行運算再得出軌跡球1空間位置，它只要對這些數據進行記錄和比較，就可以得出擊鍵與否的結論。
本實施方案中的測距裝置在雷達、自動機床、自動測量儀等領域有廣泛應用，現再提供一種方式，具體如下如圖7所示，在底座凹坑上安裝一光源，傾斜照向軌跡球，軌跡球靜止時，軌跡球反射光回到10區；軌跡球向下到達22位時，反射光到20區；軌跡球再向下到達33位，反射光到30位；各區相應位置光電管做出反應，軌跡球如再向下到達44位，反射光到達不了接收位置，無光電管反應；根據上述情況，主機可以得知軌跡球移動的數值。
實施例四實施例四與實施例三原理完全相同，只是在測距裝置3的安裝位置上進行了調整，如圖8所示。這樣布置測距裝置，仍要求三個測距裝置各自與軌跡球球心的連線中的每兩條的夾角為90度，即三個測距裝置分別位于以軌跡球球心為坐標原點的一個三維坐標系的三個坐標軸上。
實施例一、二中，微動開關的位置是固定的，所以操作者需向裝有微動開關的位置壓擊軌跡球才能擊鍵；而實施例三、四中則不然，在軟件支持下，操作者可以根據自己習慣方便地規定向那一個方向壓擊軌跡球為擊鍵動作，使鼠標真正成為自己的鼠標。
實施例五為將掌控型鼠標應用于計算機上的一種方法鼠標與計算機的連接可采用有線及無線方式，由于鼠標的全部動作都要由軌跡球的運動完成，為嚴格區分擊鍵動作與移動光標動作，對兩種動作需要進行準確定義，這樣，此種掌控型鼠標運用于計算機時，需有專門軟件結合使用，本實施例提供一種計算機程序，圖9為它的流程圖步驟101為設參數過程，軟件第一次使用時操作者要設置有關參數，以后也可以修改。步驟102為開機或打開應用程序時的第一步鼠標工作，此時應可以擊鍵，即應認為此前鼠標已有足夠時間停頓；故接下來的103、104、105、106步驟構成一擊鍵循環。考慮到許多人擊鍵時，軌跡球可能會產生輕微轉動，此后的步驟114、115排除了這種誤轉動，優先確認擊鍵的成立。而在軌跡球轉動時間超過設定的最長擊鍵時間后，步驟121、122、123、124、125則只考慮軌跡球的轉動與停頓。只有在它停頓時間達到預設的最短擊鍵前停頓時間后，步驟130才將程序轉入優先考慮擊鍵成立上來。
此過程也可以敘述如下(1)如圖示步驟101，設定鼠標在擊鍵動作前，光標靜止的最短時間A；設定完成一個擊鍵動作的最長時間B；時間A對于熟練操作者來說，可能只有幾毫秒，但對于生手也可能有一秒、幾秒或更多；經過一段時間后，可能還需要修改，時間B也一樣。
(2)如圖9中步驟102，調取有關文件，確定鼠標的光標在計算機屏幕上的位置；(3)如圖中步驟103、104，記錄此時光標位置，檢測軌跡球是否有轉動，若為否，進入步驟105；檢測是否有擊鍵動作，若為是，進入步驟106，認定擊鍵成立，返回步驟103；(4)步驟104中的檢測結果若為是，則進入步驟114光標作相應移動，并開始計時，檢測是否有擊鍵動作；(5)步驟114的檢測結果若為是，進入步驟115，停止計時，調用步驟103中記錄的光標位置作為擊鍵位置認定擊鍵，撤銷步驟114中的光標移動，返回步驟106；(6)如步驟114中開始的計時達到時間B，則進入步驟121，停止計時，承認步驟114中的光標移動記錄，停止檢測擊鍵動作，進入步驟122；(7)步驟122為檢測鼠標軌跡球是否在轉動，如檢測結果為是，則同步執行步驟123，光標作相應移動；(8)若步驟122的檢測結果出現否，進入步驟124；(9)在步驟124中，開始計時，同時繼續檢測軌跡球是否轉動，若為是，執行步驟125，停止計時，回到步驟122、123；(10)若步驟124開始的計時達到時間A，返回步驟103；即隨后優先考慮擊鍵。通過如上步驟鼠標可持續工作，并且有效的避免了誤擊。
權利要求
1.一種掌控型鼠標，包括一個軌跡球(1)、一套軌跡球旋轉運動探測機構(5)和一個底座(2)，其特征是鼠標上還裝置有不少于兩個的軌跡球位置移動檢測裝置(3)，和一套軌跡球支撐及復位機構。
2.根據權力要求1所述的掌控型鼠標，其特征是其中的軌跡球位置移動檢測裝置為測距裝置，數量為3-6個。
3.根據權力要求2所述的掌控型鼠標，其特征是至少有三個測距裝置各自與軌跡球球心的連線中的任意兩條的夾角介于30度與110度之間。
4.根據權力要求1所述的掌控型鼠標，其特征是軌跡球支撐和復位機構由一個支架和若干彈性支撐部件組成。
5.根據權力要求4所述的掌控型鼠標，其特征是支架可以和底座制成一體。
6.一種將掌控型鼠標運用于計算機上的辦法，該鼠標與計算機通過有線或無線方式連接，為計算機系統的一個組成部分，所述使用方法，包括下列步驟操作者尋找目標時推動軌跡球轉動，即軌跡球表面沿操作者推動的方向移動；軌跡球旋轉運動探測機構探測到該移動報告電腦主機，則光標在屏幕上作相應移動；光標到達操作者希望位置后，操作者停止軌跡球的旋轉運動，然后向下、前、后及其它預定方向壓擊軌跡球，使軌跡球位置移動，由位置移動探測機構報告主機；主機接到軌跡球旋轉運動探測機構和軌跡球位置移動探測機構報告，同時進行分析判斷，認定操作者尋找目標時軌跡球旋轉運動形成的光標移動和操作者停止轉動軌跡球后的軌跡球位置移動形成的擊鍵成立，這樣即有了一個完整的工作循環。
7.根據權力要求6所述的方法，其特征是主機接到軌跡球旋轉運動探測機構和軌跡球位置移動探測機構報告，進行分析判斷的過程如下(1)配套軟件須安裝在使用此種鼠標的計算機內，由鼠標傳遞到主機的各種信號，先由此軟件進行分析；(2)預先要設定軌跡球的位置移動到何位置為何種擊鍵動作，設定操作者在準備擊鍵時需有的最短停頓時間A，設定操作者完成一個擊鍵動作需要的最長時間B；(3)當等于或大于A時間的停頓出現時，電腦即認定這樣的一個停頓為擊鍵動作的第一步并記錄下此時光標指向的目標作為擊鍵目標以免誤擊；(4)如隨后發生擊鍵則成立，如隨后發生軌跡球轉動，在此之后的B時間內發生的擊鍵也成立；(5)如果在軌跡球開始轉動之后的B時間內未發生擊鍵動作，則之后發生的擊鍵動作不成立，此時計算機認為只有鼠標軌跡球的轉動或停頓才是可以接受的，從而避免誤擊。
8.根據權力要求7所述的方法，其特征是步驟(4)中，軌跡球轉動之后的B時間內發生的擊鍵動作指向的目標為步驟(3)中記錄的目標。
全文摘要
本發明屬于計算技術領域，目的是為了克服現有鼠標需較多依靠手指的不便，本發明提供一種掌控鼠標及其使用方法，它僅用手掌即可操作，使操作更為簡便，利于手部健康，更給手指不靈便或有缺陷的人士帶來方便。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是鼠標包括軌跡球和底座兩大部件及底座上的軌跡球支撐及復位機構、軌跡球旋轉運動探測機構、軌跡球位置移動探測機構。鼠標各運動探測部件之間及其與主機之間有電氣連接。本發明的使用方法為操作者推動軌跡球轉動，則光標在屏幕上作相應移動；操作者手掌壓擊軌跡球，使軌跡球位置移動，等于點擊鼠標左鍵或右鍵等；主機接到并反應，完成一個工作循環。
文檔編號G06F3/033GK101063907SQ20061001264
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月27日 優先權日2006年4月27日
發明者楊子敬 申請人:楊子敬