一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，包括智能握力球，用于對握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實現(xiàn)人機交互；按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)社交互動。其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設有內(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習之余玩游戲時將健身和游戲結(jié)合為一體。
【專利說明】
一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于游戲技術領域，更具體地說是一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置。
【背景技術】
[0002]在目前的工作環(huán)境下，大多數(shù)年輕人久坐不動，對運動保健熱情不高，缺乏運動而導致體質(zhì)漸弱等問題，因此通過游戲進行體能鍛煉的體感類游戲產(chǎn)品受到廣大年輕人的喜愛，體感類游戲產(chǎn)品使得用戶的運動趣味性和用戶粘性大大增加，有利于運動保健的長期堅持。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功能，使用3D傳感器感應空間三個軸向上的加速度變化，另外，攝像頭通過紅外發(fā)送裝置可準確估計空間三維坐標，實現(xiàn)精確的跟蹤與定位功能，可以進行空中鼠標操作，從而控制游戲，增強游戲體驗。
[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地和顯示終端，使用場所具有局限性;再者體感游戲設備體積重量較大，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。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]在智能手機迅猛發(fā)展的大背景下，各種傳感器的價格普遍下降，技術則更加成熟，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，加速了智能硬件設備的設計和實現(xiàn)。本專利所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種成本低，使用場所不具有局限性，體積重量小，且具有按摩和人機交互功能的體感游戲廣品。
[0005]針對上述目的，本專利提供一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，包括:
[0006]智能握力球，用于對握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)，進行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實現(xiàn)人機交互；
[0007]按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)社交互動。其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設有內(nèi)部硬件電路。
[0008]通過智能握力球內(nèi)部硬件電路對數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，從而控制游戲和按摩貼片，使得所設計的智能握力球具有與游戲和按摩進行人機交互的功能，并可實現(xiàn)朋友之間的游戲互動和按摩互動，實現(xiàn)社交互動。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習之余玩游戲時將健身和游戲結(jié)合為一體;同時，通過智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機交互。
[0009]進一步地，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。微處理器通過實時采集傳感器的各項數(shù)據(jù)，得到用戶的移動速度和握力等各項參數(shù)，經(jīng)過建模分析，將控制信息轉(zhuǎn)化，并控制通信模塊將數(shù)據(jù)實時傳送出來，保證游戲操作的實時性和準確性。
[0010]所述氣壓傳感器感知當前球體內(nèi)的氣壓值，實時將信息反饋給微處理器，通過微處理器分析、轉(zhuǎn)化為當前用戶握力及握力變化情況，進而做出對應響應，發(fā)送數(shù)據(jù)控制手機完成游戲操作。
[0011]進一步地，所述慣性測量單元模塊包括加速度計、角速度計和陀螺儀模塊。能實時地把使用者的運動參數(shù)反饋給微處理器，方便微處理器分析數(shù)據(jù)，將姿態(tài)和移動速度等發(fā)送到游戲端，控制完成相應的游戲動作。
[0012]進一步地，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，微處理器進行數(shù)據(jù)采集并分析得到握力和頻率等數(shù)據(jù)，進一步轉(zhuǎn)化為控制信息，智能握力球的通信模塊與按摩貼內(nèi)部的通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸交流，進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系，可以做到任意調(diào)節(jié)頻率和力度，能實現(xiàn)良好的人機交互。
[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。結(jié)合當前磁療研究成果，做到完全模擬手動按摩的效果。按摩的時機、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，比一般的自動按摩機器互動性更強。
[0014]優(yōu)選地，所述通信模塊采用藍牙無線通信方式。通信模塊主要負責把微處理器分析得到的數(shù)據(jù)傳送到外界，實現(xiàn)游戲端或者按摩貼的控制。為了兼容當前眾多的游戲產(chǎn)品，通信模塊使用藍牙無線通信方式，便于和手機、電腦和電視等設備連接。
[0015]進一步地，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關電源芯片，將電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V直流電壓，為微處理器、通信模塊和各個傳感器供電。
[0016]優(yōu)選地，所述微處理器采用單片機。
[0017]進一步地，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)的軟件升級和功能擴展。
[0018]本專利的有益效果為:智能握力球通過內(nèi)部硬件電路對數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，從而控制游戲和配套使用的按摩貼片，使得所設計的智能握力球具有與游戲和按摩進行人機交互的功能，并可實現(xiàn)朋友之間的游戲互動和按摩互動，實現(xiàn)社交互動。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習之余玩游戲時將健身和游戲結(jié)合為一體；同時，通過智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機交互。
[0019]本專利可實現(xiàn)朋友之間的游戲互動和按摩互動，實現(xiàn)社交互動。一方面智能握力球可以收集數(shù)據(jù)，生成健康指標，可以在朋友圈之間進行分享，刺激人們不斷刷高健康指標。另一方面，通過握力球可以控制在另一個人身上相應的按摩貼，進行按摩互動。
【附圖說明】
[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。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本專利做進一步的解釋說明。附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小;對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說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交互功能的裝置，包括:
[0025]智能握力球10，用于對握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)，進行采集、記錄和分析，操作智能終端30的游戲，并通過握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實現(xiàn)人機交互；
[0026]按摩貼片20，用于與智能握力球配套使用進行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)社交互動。
[0027]其中，所述智能握力球10和按摩貼片20分別設有內(nèi)部硬件電路11和21。
[0028]通過智能握力球內(nèi)部硬件電路11對數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，從而控制游戲和按摩貼片，使得所設計的智能握力球具有與游戲和按摩進行人機交互的功能，并可實現(xiàn)朋友之間的游戲互動和按摩互動，實現(xiàn)社交互動。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習之余玩游戲時將健身和游戲結(jié)合為一體；同時，通過智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機交互。
[0029]本專利的功能示意圖如圖1所示，智能握力球10通過無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)控制移動終端、電腦或電視終端的游戲；同時，智能握力球10與按摩貼片20進行通信連接，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。使得所設計的智能握力球具有與游戲和按摩進行人機交互的功能，并可實現(xiàn)朋友之間的游戲互動和按摩互動，實現(xiàn)社交互動。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習之余玩游戲時將健身和游戲結(jié)合為一體；同時，通過智能握力球控制按摩貼片按摩的力度和頻率，可實現(xiàn)智能握力球與按摩貼片的人機交互。
[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。微處理器通過實時采集傳感器的各項數(shù)據(jù)，得到用戶的移動速度、移動位置和握力等各項參數(shù)，經(jīng)過建模分析，將控制信息轉(zhuǎn)化，并控制通信模塊將數(shù)據(jù)實時傳送出來，保證游戲操作的實時性和準確性。
[0031]所述氣壓傳感器感知當前球體內(nèi)的氣壓值，實時將信息反饋給微處理器，通過微處理器分析、轉(zhuǎn)化為當前用戶握力及握力變化情況，進而做出對應響應，發(fā)送數(shù)據(jù)控制手機完成游戲操作。
[0032]所述慣性測量單元模塊包括加速度計、角速度計和陀螺儀模塊。能感知握力球的位置變化，實時地把使用者的運動參數(shù)反饋給微處理器，方便微處理器分析數(shù)據(jù)，將姿態(tài)和移動速度等發(fā)送到游戲端，控制完成相應的游戲動作。
[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)品采用的是自動按摩的方式，機械式重復按摩動作，跟人體不存在互動，而本專利使用智能握力球感知手掌握力，微處理器進行數(shù)據(jù)采集并分析得到握力和頻率等數(shù)據(jù)，進一步轉(zhuǎn)化為控制信息，智能握力球的通信模塊與按摩貼內(nèi)部的通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸交流，進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系，可以做到任意調(diào)節(jié)頻率和力度，能實現(xiàn)良好的人機交互。
[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。結(jié)合當前磁療研究成果，做到完全模擬手動按摩的效果。按摩的時機和力度，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，比一般的自動按摩機器互動性更強。
[0035]智能握力球和按摩貼片中的通信模塊采用藍牙無線通信方式。通信模塊主要負責把微處理器分析得到的數(shù)據(jù)傳送到外界，實現(xiàn)游戲端或者按摩貼的控制。為了兼容當前眾多的游戲產(chǎn)品，通信模塊使用藍牙無線通信方式，便于和手機、電腦和電視等設備連接。
[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關電源芯片，將電池電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V直流電壓，為微處理器、通信模塊和各個傳感器供電。
[0037]所述微處理器采用單片機。
[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)的軟件升級和功能擴展。
【主權(quán)項】
1.一種具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，其特征在于，包括: 智能握力球，用于對握力數(shù)據(jù)、球位置變化的數(shù)據(jù)進行采集、記錄和分析，操作智能終端的游戲，并通過握力大小和頻率控制配套按摩貼片的按摩力度和頻率，實現(xiàn)人機交互； 按摩貼片，用于與智能握力球配套使用進行人體按摩，接收所述智能握力球發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)社交互動； 其中，所述智能握力球和按摩貼片分別設有內(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交互功能的裝置，其特征在于，所述慣性測量單元模塊包括加速度計、角速度計和陀螺儀模塊。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任一項所述的具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，其特征在于，所述通信模塊采用藍牙無線通信方式。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項所述的具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，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交互功能的裝置，其特征在于，所述微處理器采用單片機。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有游戲和按摩的人機交互功能的裝置，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】A61B5/22GK205460476SQ201620069577
【公開日】2016年8月17日
【申請日】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
【申請人】中山大學