專利名稱：上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機硬件，特別是一種上肢殘疾人專用鍵盤鼠 標套裝。
背景技術(shù)：
鼠標鍵盤是目前最重要、使用最為廣泛的人機交互工具，世界IT
業(yè)不斷發(fā)展，而沒有靈活手指的殘疾人卻只能望洋興嘆。傳統(tǒng)鍵盤鼠 標是為上肢健全的普通人設(shè)計的，操作只能通過靈活的手指動作實
現(xiàn)，以鍵盤為例，每個鍵面積只有l(wèi)一2平方厘米，而且排布密集， 只適合手指操作，目前市場上各種各樣的所謂"人體工程學(xué)鍵盤鼠標" 都在提高手的舒適度上大做文章，還沒有一件產(chǎn)品是為上肢或手有殘 疾的人士設(shè)計。隨著電腦的普及，殘疾人使用電腦的不方便這一問題 曰益突出。
2006年4月，新加坡理工大學(xué)的老師和學(xué)生研制出一種薄型磁 性鍵盤和嘴上指示器，希望能以此幫助高度癱瘓人士使用計算機。該 設(shè)備呈直立狀，標準鍵盤大小，看上去像印有鍵碼的彎曲的塑料布單。 用嘴含起指示器，輕觸鍵碼，而鍵盤下的磁性開關(guān)就會做出反應(yīng)。該 鍵盤頂部的彩色圓圈被用作"鼠標區(qū)"，指示器在上面的移動就如同 鼠標在平面上移動一樣。鍵盤上有補充的服務(wù)性鍵符，可當普通鼠標 的左擊和右擊功能使用。目前這樣的鍵盤還處于試驗階段，尚未進行
商業(yè)化生產(chǎn)。
北京時間4月18日，在日前于莫斯科舉行的教育展覽會上，俄 國科學(xué)家們向外界展示了一種殘疾人可以用腳操縱的新型鼠標。這種
專用鼠標由俄國"教育信息技術(shù)和設(shè)備中心(CITEE)"所開發(fā)。這種 用腳操縱專用鼠標的體積要稍微寬一些。它只有一個按鈕，并可以放 置在地板上使用。這種鍵盤已經(jīng)在俄羅斯境內(nèi)銷售，但目前還沒有獲 得很大的市場反響。
通過國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，目前國際上還沒有結(jié)構(gòu)簡單合理，能 夠得到普遍應(yīng)用的上肢殘疾人專用鍵鼠套裝面世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了使殘疾人 能方便地跟上信息時代的潮流，提出了一種操作簡單方便的上肢殘疾 人專用鍵盤鼠標套裝。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的， 一種上
肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，其特點是它設(shè)有腳操作機構(gòu)和鍵盤定
位指示盤，
腳操作機構(gòu)包括腳踏操作板，腳踏操作板的板面上至少設(shè)置有
上、下、左、右移動按鍵；鍵盤鼠標切換按鍵；以及左右確認按鍵， 腳踏操作板內(nèi)設(shè)有與上述按鍵連接的按鍵識別芯片，按鍵識別芯片通 過USB接口與電腦主機連接，
鍵盤定位指示盤設(shè)有一塊指示面板，指示面板上標有鍵位，與指 示面板上的鍵位一一對應(yīng)的設(shè)有發(fā)光指示二極管，發(fā)光指示二極管與
控制芯片連接，控制芯片通過USB接口和RS232串行接口與電腦主 機相連接，在RS232串行接口與控制芯片之間連接有電平轉(zhuǎn)換電路， 電腦主機通過USB接口向控制芯片供電。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實 現(xiàn)，所有發(fā)光指示二極管排列構(gòu)成矩陣接入控制芯片，發(fā)光指示二極 管的位置由矩陣的坐標確定。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進一步實 現(xiàn)，所述的腳操作機構(gòu)包括左右兩塊，其中一塊上設(shè)置有上、下、左、 右移動按鍵，另一塊上設(shè)置有鍵盤鼠標切換按鍵以及左右確認按鍵。
本發(fā)明專為上肢殘疾人設(shè)計，用腳來操作腳踏操作板，在鼠標操 作狀態(tài)下，通過上、下、左、右移動按鍵來控制鼠標的移動；在鍵盤 操作狀態(tài)下，通過上、下、左、右移動按鍵及左右確認按鍵配合來選 擇所要敲擊的鍵，計算機通過串口將腳操作機構(gòu)發(fā)出的指令發(fā)送給控 制鍵盤指示盤的控制芯片進行處理，通過控制芯片控制相應(yīng)的發(fā)光指 示二極管的亮、滅來指示當前按鍵的狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了 較大體積的按鍵，便于用腳進行操作；采用USB 口與主機相聯(lián)，具 有良好的可移植性；采用鍵盤定位指示盤進行實時顯示，實現(xiàn)了用大 按鍵操作小鍵盤，更具實用性；腳操作機構(gòu)的左右踏板可以按照個人 習(xí)慣調(diào)換位置，其間距可以根據(jù)需要進行調(diào)整，具有廣泛的適用性。 克服操作系統(tǒng)中模擬鍵盤不能使用組合鍵和占用顯示空間的缺點。


圖1為本發(fā)明的硬件連接框圖。
圖2為鍵盤定位指示盤的鍵位示意圖。
圖3為腳踏操作板的示意圖。
圖4為鍵盤定位指示盤電路原理圖。
圖5為發(fā)光指示二極管排列的矩陣圖。
圖6為軟件流程圖。
具體實施例方式
一種上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，它設(shè)有腳操作機構(gòu)6、鍵盤 定位指示盤4和一套驅(qū)動程序。
腳操作機構(gòu)6包括腳踏操作板8，腳踏操作板8的板面上至少設(shè) 置有上、下、左、右移動按鍵9;鍵盤鼠標切換按鍵10;以及左右確 認按鍵7，腳踏操作板8內(nèi)設(shè)有與上述按鍵連接的按鍵識別芯片5， 按鍵識別芯片5通過USB接口與電腦主機1連接，
鍵盤定位指示盤4設(shè)有一塊指示面板11，指示面板11上標有鍵 位，與指示面板11上的鍵位一一對應(yīng)的設(shè)有發(fā)光指示二極管，發(fā)光 指示二極管與控制芯片3連接，控制芯片3通過USB接口和RS232 串行接口與電腦主機相連接，在RS232串行接口與控制芯片3之間 連接有電平轉(zhuǎn)換電路2。電腦主機1通過USB接口向控制芯片3供 電，計算機通過串口將腳操作機構(gòu)發(fā)出的指令發(fā)送給控制鍵盤指示盤 的控制芯片3進行處理，通過控制芯片3控制相應(yīng)的發(fā)光指示二極管 的亮、滅來指示當前按鍵的狀態(tài)。
所有發(fā)光指示二極管排列構(gòu)成矩陣接入控制芯片，發(fā)光指示二極 管的位置由矩陣的坐標確定。所述的腳操作機構(gòu)6包括左右兩塊，其中一塊上設(shè)置有上、下、左、右移動按鍵，另一塊上設(shè)置有鍵盤鼠標 切換按鍵以及左右確認按鍵。
驅(qū)動程序分為上位機和下位機兩部分。上位機為裝在計算機上的 程序，下位機為鍵盤定位指示盤的控制芯片的程序。 (1)上位機的實現(xiàn)
上位機的驅(qū)動用Microsoft Visual Basic 6.0編寫，驅(qū)動中主要解 決的兩個問題.-
1) 上位機與單片機的通信。上位機利用API函數(shù)中的 joySetCapture， joySetThreshold， joyGetPos禾口 joyReleaseCapture實現(xiàn)
對腳踏操作機構(gòu)數(shù)據(jù)的讀取；利用VB中的MSComm控件實現(xiàn)上位 機與模擬鍵盤中單片機的通信，將腳踏操作機構(gòu)的按鍵信息通過串口 發(fā)送給控制鍵盤指示盤的單片機處理，然后將處理結(jié)果顯示在鍵盤指 示盤上，即對應(yīng)的按鍵的led會亮，表明選擇了該按鍵，再按腳踏操 作機構(gòu)上的確定鍵，即讓鍵盤指示盤上對應(yīng)的按鍵通過驅(qū)動程序發(fā)給 操作系統(tǒng)。
2) 上位機驅(qū)動的編寫。腳踏操作機構(gòu)與計算機接口采用的是計 算機的游戲手柄接口 ，上位機根據(jù)VB中的API函數(shù)從腳踏操作機構(gòu) 讀取的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為按鍵信息，根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)進行分別處理。主 要包括以下幾個方面①通過timer5控件處理鼠標和鍵盤切換，驅(qū)動 程序采集到腳踏操作機構(gòu)的按鍵鍵值，如果等于第一個特定值，那么 用啟用鼠標功能，關(guān)閉鍵盤功能；如果等于第二個特定值，那么啟用 鍵盤功能，關(guān)閉鼠標功能；②對鍵盤上對應(yīng)的各個按鍵進行定義，每一個按鍵，對應(yīng)一個值發(fā)送給系統(tǒng)，模擬對應(yīng)按鍵的鍵盤操作。對于
組合鍵，驅(qū)動軟件中采用前鍵(如Alt/Ctrl/Shift等)保持至后鍵 按下后再復(fù)位的方式實現(xiàn)；通過腳踏操作機構(gòu)的上下左右移動鍵進行 鍵的選擇；③在鼠標功能下，控制鼠標的點擊，采集腳踏操作機構(gòu)的 數(shù)據(jù)，如果等于第三個特定值，那么需要模擬鼠標單擊左鍵一次；如 果等于第四個特定值，那么需要鼠標模擬單擊右鍵。如何某一特定值 連續(xù)出現(xiàn)兩次，則為雙擊；④采集鼠標移動數(shù)據(jù)，先獲取鼠標在屏幕 上的位置，如果采集到腳踏操作機構(gòu)的上下左右移動信號，那么給系 統(tǒng)發(fā)送讓鼠標對應(yīng)的上下左右移動的數(shù)據(jù)，使鼠標產(chǎn)生相應(yīng)的移動， 更改每次移動的像素值，就可以更改鼠標移動的精度。
(2)下位機的實現(xiàn) 下位機由89C51單片機為功能的實現(xiàn)提供硬件支持，因為模擬鍵盤只 要求對LED的控制，所以所需程序存儲空間不大，89C51單片機內(nèi)部 4KB的ROM足夠儲存程序數(shù)據(jù)，這樣就不用對單片機進行存儲空間擴 展。PC機與單片機的數(shù)據(jù)傳輸由COM口實現(xiàn)，采用9600波特率。因 為COM 口的輸出電壓大于單片機工作電壓，利用芯片RS232實現(xiàn)了電 平轉(zhuǎn)化。PC機與單片機的通信遵守同一個協(xié)議，PC機將腳踏操作機 構(gòu)的按鍵信息通過串口發(fā)送給控制鍵盤指示盤的單片機是八位的二 進制數(shù)，其被送入特殊寄存器SBUF，單片機從SBUF中讀取數(shù)據(jù)，分
別取出八位二進制數(shù)的前四位數(shù)和后四位數(shù)分別放入寄存器R0和 Rl,并根據(jù)數(shù)據(jù)控制P0， Pl和P2 口的狀態(tài)，從而實現(xiàn)對LED的控制， 使該數(shù)據(jù)所對應(yīng)鍵呈現(xiàn)發(fā)亮狀態(tài)，表明選擇了該按鍵。
權(quán)利要求
1. 一種上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，其特征在于它設(shè)有腳操作機構(gòu)(6)和鍵盤定位指示盤(4)，腳操作機構(gòu)(6)包括腳踏操作板(8)，腳踏操作板(8)的板面上至少設(shè)置有上、下、左、右移動按鍵(9)；鍵盤鼠標切換按鍵(10)；以及左右確認按鍵(7)，腳踏操作板(8)內(nèi)設(shè)有與上述按鍵連接的按鍵識別芯片(5)，按鍵識別芯片(5)通過USB接口與電腦主機(1)連接，鍵盤定位指示盤(4)設(shè)有一塊指示面板(11)，指示面板(11)上標有鍵位，與指示面板上的鍵位一一對應(yīng)的設(shè)有發(fā)光指示二極管，發(fā)光指示二極管與控制芯片(3)連接，控制芯片(3)通過USB接口和RS232串行接口與電腦主機(1)相連接，在RS232串行接口與控制芯片(3)之間連接有電平轉(zhuǎn)換電路(2)，電腦主機(1)通過USB接口向控制芯片(3)供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，其特征在 于所有發(fā)光指示二極管排列構(gòu)成矩陣接入控制芯片(3)，發(fā)光 指示二極管的位置由矩陣的坐標確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，其特征在 于所述的腳操作機構(gòu)(6)包括左右兩塊，其中一塊上設(shè)置有上、 下、左、右移動按鍵，另一塊上設(shè)置有鍵盤鼠標切換按鍵以及左 右確認按鍵。
全文摘要
一種上肢殘疾人專用鍵盤鼠標套裝，它設(shè)有腳操作機構(gòu)、鍵盤定位指示盤和一套驅(qū)動程序，用腳來操作腳踏操作板，在鼠標操作狀態(tài)下，通過上、下、左、右移動按鍵來控制鼠標的移動；在鍵盤操作狀態(tài)下，通過上、下、左、右移動按鍵及左右確認按鍵配合來選擇所要敲擊的鍵，計算機通過串口將腳操作機構(gòu)發(fā)出的指令發(fā)送給控制鍵盤指示盤的控制芯片進行處理，通過控制芯片控制相應(yīng)的發(fā)光指示二極管的亮、滅來指示當前按鍵的狀態(tài)。由于采用了較大體積的按鍵，便于用腳進行操作；采用鍵盤定位指示盤進行實時顯示，實現(xiàn)了用大按鍵操作小鍵盤，更具實用性；克服操作系統(tǒng)中模擬鍵盤不能使用組合鍵和占用顯示空間的缺點。
文檔編號G06F3/033GK101387911SQ200810154958
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者斌 喬, 劉成文, 賢 張, 趙明光 申請人:淮海工學(xué)院