專利名稱：以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備的遙控裝置及方法，特別是一種以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法。
在一般居室、工廠或辦公室，均設(shè)有形形色色的電氣設(shè)備。但這些電氣設(shè)備，均要求接觸式的操作方能開啟或停止，這樣做非但不方便，而且不安全。對一些行動不便的老人或病人，以及身材較矮的兒童來說，很有必要提供一種非接觸式遙控裝置，特別是以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置。提供這樣一種控制裝置及方法，無論對工廠、辦公室或居室而言，均能使人類生活達到舒適的自動化，并減少來回走動所費時間。
本發(fā)明的目的，是提供一種以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以予人們一種舒適的生活方式，僅以手勢或其它人體動作，即可控制電氣設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是為一些行動不便的老人或病人或傷殘人士提供一種遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以便以簡單的手勢或其它人體動作來操縱電器，實現(xiàn)自動開關(guān)窗戶、啟閉窗簾、開關(guān)電燈，甚至操縱機械手自動取藥或餵食等等。
本發(fā)明的又一目的是為空間太大以及工作繁忙的場所提供一種遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，以便以方便及省時的肢體語言達到遙控電氣設(shè)備，減少行走及動作所費時間，降低工時成本。
本發(fā)明所述以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置，包括一個用來預(yù)先設(shè)定或存入人體動作數(shù)據(jù)的存儲器，一個在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動作的熱電紅外探測器，一個將所述探測器搜索到的信號和所述存儲器中存入數(shù)據(jù)作比較的比較器，以及一個接收所述比較器發(fā)出的信號并向其後的一個接收器發(fā)出控制信號的發(fā)射器，所述接收器控制一個驅(qū)動器，而所述驅(qū)動器則用以操縱特定的電氣設(shè)備。
本發(fā)明所述以人體動作遙控電氣設(shè)備的方法，是把人體的一個或若干個動作，以電信號的形式預(yù)先存入一個可供比較的存儲器中，并把由一個探測器測到的人體動作送至一個比較器中，和上述預(yù)先存入的信號作比較，如果比較結(jié)果相同，比較器就向一個發(fā)射器發(fā)出一個驅(qū)動信號，而所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動信號後，即向其後的一個接收器發(fā)出一控制信號，所述接收器在接到控制信號後就操縱有關(guān)電氣設(shè)備使之動作。
本發(fā)明所述以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，能向人們提供一種舒適的生活方式，特別適用於老人或病人或傷殘人士，向他們提供種種方便，即是以簡單的手勢或其它人體動作來遙控電氣設(shè)備，實現(xiàn)自動開關(guān)窗戶、啟閉窗簾、開關(guān)電燈，甚至操縱機械手自動取藥或餵食。另外，本裝置及方法特別適用於空間太大以及工作繁忙的場所，起到了以省時的肢體語言遙控電氣設(shè)備，減少行走及動作所費時間，降低工時成本的作用。本發(fā)明誠為適於家居、辦公室和工廠的一種自動化裝置及方法。
以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明所述裝置及方法的方塊示意圖;
圖2為本發(fā)明所述裝置的電路圖。
參見圖1，本發(fā)明所述的以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置，包括一個用來預(yù)先設(shè)定或存入人體動作數(shù)據(jù)的存儲器(10)，一個在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體(20)的動作的熱電紅外探測器(30)，所述探測器(30)產(chǎn)生與搜索到的人體動作相應(yīng)的信號，一個將所述相應(yīng)信號和存入所述存儲器(10)中的數(shù)據(jù)作比較并在二者相同情況下產(chǎn)生一個驅(qū)動信號的比較器(40)，一個在所述驅(qū)動信號驅(qū)動下產(chǎn)生一控制信號的發(fā)射器(50)，以及一個接收所述控制信號而操縱一驅(qū)動器(70)的接收器(60)，所述驅(qū)動器(70)直接操縱有關(guān)的電氣設(shè)備。
再參閱圖2，所述存儲器(10)包括開關(guān)(11)和(12)，且和所述比較器(40)聯(lián)接，比較器(40)用以存放由所述開關(guān)(11)、(12)之通/斷狀態(tài)所預(yù)定的人體動作的有關(guān)數(shù)據(jù)。
該裝置中的探測器，以熱電紅外探測器為宜。所述熱電紅外探測器(30)之信號端S，經(jīng)由電容C1和電阻R1所組成的交流耦合電路，以及放大器(32)，而接至一個帶通濾波器(31)，所述帶通濾波器(31)之輸出端接至一個移位寄存器(33)。
其中放大器(32)由電阻R2及R3構(gòu)成串并聯(lián)反饋，而所述帶通濾波器(31)，是由一個運算放大器和一個無源阻容負反饋綱絡(luò)所構(gòu)成，所述無源阻容綱絡(luò)包括R4、R5、R6以及C2、C3。
本裝置中所述帶通放大器(31)所容許通過的電信號，對應(yīng)于波長范圍為7-15微米的光信號。由於人體的體溫約為30℃(300°K)，而人體所輻射的遠紅外光波長至在9-10微米的范圍內(nèi)存在有波峰，故本裝置中所述帶通濾波器(31)的通帶頻率，設(shè)定為和7-15微米的光波波長范圍相對應(yīng)。
復(fù)參照圖2，本裝置中的比較器(40)，包括兩個比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接。所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當所述存儲器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時，輸出端6呈低電位。
在上述比較器(40)後面，經(jīng)一個與門而接有一發(fā)射器(50)，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至所述與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之輸出端6相接。所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)。當由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號送至發(fā)射器(50)之1端時，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位。而當與門(43)之輸出端3為高電位時，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢弧Ｖ了隹刂菩盘柦K止後，各點電位復(fù)原。
再來看接收器。接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成。所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動器(70)內(nèi)的一個繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開觸點，觸點引線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
綜上所述，可見當探測器(30)所搜索到的信號與存入存儲器(10)中的信號相同時，與門(43)之兩輸入端1、2均為高電位，因此其輸出端3亦為高電位。如前所述，發(fā)射器(50)的輸出端5亦為高電位，使得接收器(60)中的晶體管Tr導(dǎo)通，因此驅(qū)動器(70)中的繼電器RE動作，使其常開觸點閉合，控制有關(guān)電氣設(shè)備動作。而當控制信號消失後，藉助于由圖2中的R8、C5以及它們後面所接的兩個運算放大器，將使發(fā)射器(50)各點1、2、3、4、5、6之電位復(fù)原，于是接收器(60)中的晶體Tr截止，驅(qū)動器(70)中的繼電器RE釋放，有關(guān)電氣設(shè)備就停止動作。
聯(lián)接移位寄存器(33)第9腳和發(fā)射器(50)第1腳的聯(lián)線，提供了開機復(fù)位信號，使得開機時寄存器(33)之QA-QH均為低電位情況下，發(fā)射器(50)之第5腳為低電位，第6腳為高電位。
本發(fā)明所述以人體動作遙控電氣設(shè)備的方法，包括以下的步驟
1)把人體的一個或若干個動作以電信號的形式預(yù)先存入一個可供比較的存儲器中;
2)藉助于一個探測器，例如熱電紅外探測器，在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動作，并將搜索到的動作信號經(jīng)帶通放大後，送至一比較器;
3)在所述比較器中對搜索到的信號和預(yù)先存入存儲器的信號作比較，如果二者相同，即由所述比較器通過一個與門向一個發(fā)射器發(fā)出一驅(qū)動信號;
4)使所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動信號時，向一個接收器發(fā)出一控制信號，所述控制信號則使得一個驅(qū)動器中的繼電器動作，從而遙控有關(guān)電氣設(shè)備。
本方法的一個顯著的特點是預(yù)先存入人體動作的相關(guān)數(shù)據(jù)。人體動作的頻率范圍通常為0.1-10赫茲，此即人體移動或動作的頻率范圍。本裝置的電路，能在一個時間單位內(nèi)測出人體是否有移動或動作，縱而產(chǎn)生相應(yīng)的信號。
凡以本發(fā)明基本內(nèi)容為基礎(chǔ)而略加修改的類似裝置或方法，均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置，其特徵在於，所述裝置包括一個用來預(yù)先設(shè)定或存入人體動作數(shù)據(jù)的存儲器(10)，一個在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體(20)的動作的熱電紅外探測器(30)，所述探測器(30)產(chǎn)生與搜索到的人體動作相應(yīng)的信號，一個將所述相應(yīng)信號和存入所述存儲器(10)中的數(shù)據(jù)作比較并在二者相同情況下產(chǎn)生一個驅(qū)動信號的比較器(40)，一個在所述驅(qū)動信號驅(qū)動下產(chǎn)生一控制信號的發(fā)射器(50)，以及一個接收所述控制信號而操縱一驅(qū)動器(70)的接收器(60)，所述驅(qū)動器(70)直接操縱有關(guān)的電氣設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特徵在於，所述存儲器(10)包括開關(guān)(11)和(12)，且和所述比較器(40)聯(lián)接，比較器(40)用以存放由所述開關(guān)(11)、12)之通/斷狀態(tài)所預(yù)定的人體動作的有關(guān)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述熱電紅外探測器(30)之信號端S，經(jīng)由電容C1和電阻R1所組成的交流耦合電路，以及放大器(32)，而接至一個帶通濾波器(31)，所述帶通濾波器(31)之輸出端接至一個移位寄存器(33)。
4.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述放大器(32)由電阻R2及R3構(gòu)成串并聯(lián)反饋，而所述帶通濾波器(31)，是由一個運算放大器和一個無源阻容負反饋綱絡(luò)所構(gòu)成，所述無源阻容綱絡(luò)包括R4、R5、R6以及C2、C3。
5.如權(quán)利要求4所述裝置，其特徵在於，所述帶通放大器(31)所容許通過的電信號，對應(yīng)于波長范圍為7-15微米的光信號。
6.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述比較器(40)包括兩個比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接，所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當所述存儲器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時，輸出端6呈低電位。
7.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述比較器(40)包括兩個比較單元(41)及(42)，所述比較單元(41)及(42)的Q1至Q8腳，和所述移位寄存器(33)的輸出端Q1至Q8聯(lián)接，所述比較單元(41)及(42)均具有輸出端6，當所述存儲器(10)內(nèi)的數(shù)據(jù)和移位寄存器(33)的輸出數(shù)據(jù)相同時，所述輸出端6呈高電位，數(shù)據(jù)不相同時，輸出端6呈低電位。
8.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至一個與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之輸出端6相接，所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)，當由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號送至發(fā)射器(50)之1端時，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位，而當與門(43)之輸出端3為高電位時，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢唬了隹刂菩盘柦K止後，各點電位復(fù)原。
9.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述發(fā)射器(50)之第3腳接至一個與門(43)之輸出端3，所述與門之輸入端1和2分別和前述比較單元(41)及(42)之端出端6相接，所述發(fā)射器(50)之輸出端6和其輸入端2相聯(lián)，當由電阻R8及電容C5充電產(chǎn)生的復(fù)位信號送至發(fā)射器(50)之1端時，其輸出端5為低電位，輸出端6為高電位，輸入端2亦為高電位，而當與門(43)之輸出端3為高電位時，發(fā)射器(50)之輸出端5亦為高電位，而6變?yōu)榈碗娢?，至所述控制信號終止後，各點電位復(fù)原。
10.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成，所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動器(70)內(nèi)的一個繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開觸點，觸點引線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
11.如權(quán)利要求3所述裝置，其特徵在於，所述接收器(60)為由晶體管Tr及基極電阻R9所組成的共射極放大器構(gòu)成，所述電阻R9另一端接所述發(fā)射器(50)之輸出端5，而晶體管之集電極接至驅(qū)動器(70)內(nèi)的一個繼電器RE之線圈一端，所述線圈另一端接電源，所述繼電器RE具有常開觸點，觸點弔線K1、K2接至有關(guān)電氣設(shè)備。
12.一種以人體動作遙控電氣設(shè)備的方法，其特徵在于，所述方法包括以下步驟(1)把人體的一個或若干個動作，以電氣信號的形式預(yù)先存入一個可供比較的存儲器中，(2)藉助于一個探測器，例如熱電紅外探測器，在一定范圍之內(nèi)不斷搜索人體動作，并將搜索到的動作信號經(jīng)帶通放大後，送至一比較器，(3)在所述比較器中，對搜索到的信號和預(yù)先存入存儲器的信號作比較，如果二者相同，即由所述比較器通過一個與門向一個發(fā)射器發(fā)出一驅(qū)動信號，(4)使所述發(fā)射器在收到所述驅(qū)動信號時，向一個接收器發(fā)出一控制信號，所述控制信號則使得一個驅(qū)動器中的繼電器動作，從而遙控有關(guān)電氣設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以人體動作遙控電氣設(shè)備的裝置及方法，是利用一比較器對一探測器所搜索到的人體動作的相應(yīng)信號和預(yù)先存入一存儲器的人體動作相應(yīng)數(shù)據(jù)作比較，如果二者相同，比較器即向一個發(fā)射器輸出一信號，后者控制一接收器，操縱一驅(qū)動器動作，對某一電氣設(shè)備進行遙控。本裝置特別適用于老人、病人、傷殘人士以及工業(yè)自動化。
文檔編號H03K17/945GK1066945SQ91103399
公開日1992年12月9日 申請日期1991年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月18日
發(fā)明者陳奕聰 申請人:朋廣股份有限公司