專利名稱：平面端部活動(dòng)頭部活動(dòng)雙桿部手繪筆鼠標(biāo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明"平面端部活動(dòng)頭部活動(dòng)雙桿部鼠標(biāo)手繪筆"指的是同時(shí)具有以下電腦外設(shè)功能的硬件比如由WAConi手繪板和手繪筆硬件系統(tǒng)組成的電腦手繪輸入系統(tǒng)；比如由漢王手寫板和手寫筆硬件組成的 電腦手寫輸入系統(tǒng)；比如縱橫滾輪光電鼠標(biāo)等電腦鼠標(biāo)。電玩游戲搖桿設(shè)備；電腦3D軟件操作設(shè)備。這 些電腦外設(shè)都可稱為電腦操作設(shè)備。
本發(fā)明內(nèi)容主要分為硬件方面的發(fā)明和與硬件部份配合的電腦軟件的設(shè)計(jì)方法的發(fā)明。
本發(fā)明不但具有以上硬件的所有功能且有以下優(yōu)點(diǎn)
一分辨率高，刷新率高；二壓感級(jí)數(shù)高；三生產(chǎn)成本低，基礎(chǔ)技術(shù)成熟。
四可以僅有一個(gè)筆狀輸入部件，能在大多數(shù)物體平面，如桌面鼠標(biāo)墊上使用，使用范圍不受限制；
五具有以上硬件所沒有的功能，如能將本發(fā)明桿部的傾斜搖擺的方向角度探測出來形成電子信息，并輸 入電腦，通過電腦軟件轉(zhuǎn)化為電腦圖形的點(diǎn)和線條的寬度或顏色深淺變化，或產(chǎn)生電玩游戲搖桿功能及縱 橫滾輪鼠標(biāo)的滾輪功能等；如果再加上桿部兩部份的運(yùn)動(dòng)和頭部的運(yùn)動(dòng)還能做為3D軟件的操作設(shè)備。
背景技術(shù)：
在申請(qǐng)本發(fā)明專利前，本發(fā)明人已經(jīng)申請(qǐng)了三項(xiàng)專利1.《多點(diǎn)及平面端部電腦手繪輸入筆》申請(qǐng)?zhí)?2006101417559; 2.《活動(dòng)雙桿部及活動(dòng)頭部光電鼠標(biāo)筆》申請(qǐng)?zhí)?00610147140. 7; 3.《平面端部活動(dòng)頭 部活動(dòng)雙桿部鼠標(biāo)手繪筆》申請(qǐng)于2006年12月5日，由于與本專利申請(qǐng)的時(shí)間太接近所以還未獲得申請(qǐng) 號(hào)。本專利可以參考前三項(xiàng)專利內(nèi)容進(jìn)行理解。
第一部份為電腦手繪輸入系統(tǒng)和電腦手寫輸入系統(tǒng)的背景技術(shù)-
電腦手繪輸入系統(tǒng)和電腦手寫輸入系統(tǒng)的硬件部份結(jié)構(gòu)原理大致相同，不同的主要是壓感級(jí)數(shù)和分辨 率，因此這里僅介紹電腦手繪輸入系統(tǒng)硬件。電腦手繪輸入系統(tǒng)的硬件部份分為手繪板和手繪筆兩部份。
目前的電腦手繪輸入系統(tǒng)硬件主要為電磁感應(yīng)式結(jié)構(gòu)，它分為電磁感應(yīng)手繪板和電磁感應(yīng)手繪筆兩部 分。它的功能原理是通過在手繪板下方的布線電路通電后，在一定空間范圍內(nèi)形成電磁場來感應(yīng)帶有線 圈的手繪筆的筆尖位置進(jìn)行工作的。電磁感應(yīng)手繪筆可放出電波，由手繪板感應(yīng)到后計(jì)算出筆的位置形成 電于信息輸入給電腦。由于電磁波能隔空傳導(dǎo)，所以即使手繪筆不接觸到手繪板，手繪板也能感應(yīng)到。因 此在距離手繪板一定高度之內(nèi)，手繪板仍能感應(yīng)到手繪筆的位置。在手繪筆中有壓感探測器能探測到手繪 筆對(duì)手繪板的壓力大小，比如在手繪筆筆尖處有一塊壓電陶瓷。手繪板中的布線電路和手繪筆中的線圈實(shí) 際上組成了手繪筆在手繪板上方的xy軸探測器，線圈和布線電路需要互相配合才能工作。
第二部份為電腦鼠標(biāo)的背景技術(shù)-
目前的光電鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)為在光電鼠標(biāo)中有光學(xué)感應(yīng)器芯片(或者稱為光學(xué)引擎芯片比如安捷倫公司生 產(chǎn)的芯片)和發(fā)光二極管組成的xy軸探測器(也可看作是xy軸移動(dòng)軌跡探測器)。在光電鼠標(biāo)底部為平 面，或者是有一些凸起，這些凸起減小了摩擦力，凸起的頂部在一個(gè)平面上，它們實(shí)際上組成了抽象的平 面。光電鼠標(biāo)底部有一個(gè)開口，當(dāng)人手持光電鼠標(biāo)在某一物體平面如桌面或鼠標(biāo)墊上做沿這一物體平面的 運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光線通過底部的開口照在這--物體平面上，反射回來的光線通過光學(xué)感應(yīng)器芯 片底部的感光孔，由光學(xué)感應(yīng)器芯片接收到，經(jīng)過計(jì)算等處理形成光電鼠標(biāo)在這一物質(zhì)平面上的xy軸坐標(biāo)信息，或光電鼠標(biāo)在這一物質(zhì)平面上移動(dòng)的軌跡信息。當(dāng)然發(fā)光二極管也可以是其它發(fā)光電子元件比如 激光二極管等等。機(jī)械鼠標(biāo)中除開按鍵和滾輪(這個(gè)滾輪指的是鼠標(biāo)頂部控制屏幕頁面翻頁的滾輪)外的 部分，如底部的滾動(dòng)球和滾動(dòng)球驅(qū)動(dòng)的滾軸和柵欄或齒紋，以及柵欄兩側(cè)的發(fā)光二極管和感光元件實(shí)際上 也組成了 xy軸探測器(也可看作是xy軸移動(dòng)軌跡探測器)。機(jī)械鼠標(biāo)除了 xy軸探測器和信息處理電路外 其它部分與光電鼠標(biāo)大致相同。目前的縱橫滾輪鼠標(biāo)具有移動(dòng)屏幕光標(biāo)和縱橫滾輪的功能，縱橫滾輪能控 制屏幕頁面向上下左右四個(gè)方向滾動(dòng)。
當(dāng)用鼠標(biāo)作為手繪輸入工具進(jìn)行書寫和繪畫時(shí)，由于人手持鼠標(biāo)的方式與持筆寫字繪畫習(xí)慣不同，且做書寫繪畫動(dòng)作時(shí)尤其是運(yùn)筆動(dòng)作時(shí)需要按下鼠標(biāo)左鍵，因此使用不太方便。
第三部份為電腦游戲搖桿的
背景技術(shù)：
游戲搖桿的硬件部份通常分為兩部分底座和搖桿。底座的底部為平面，這使它能平穩(wěn)的放置在桌面 上。底座上方是搖桿，搖桿下端與底座由一個(gè)傾斜搖擺接頭相連。搖桿能以這一傾斜搖擺接頭的中心為中 心，向底座的底部平面的任意方向做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的方向和角度能由一個(gè)傾斜搖擺探測器探測 出來并形成電子信息，用來控制游戲人物或其它物體的運(yùn)動(dòng)。
第四部份為電腦3D軟件操作設(shè)備的背景技術(shù):
目前的電腦3D軟件的操作設(shè)備一般是使用軌跡球，它的操作方式功能簡單，操作動(dòng)作單一，軌跡球 由頂部的滾動(dòng)球、外殼、由滾動(dòng)球驅(qū)動(dòng)的xy軸探測器、按鍵組成，滾動(dòng)球的運(yùn)動(dòng)方式實(shí)際上只有二維平 面的運(yùn)動(dòng)能力，不能方便的在不配合使用快捷鍵和點(diǎn)擊軟件界面按鈕的情況下操縱3D軟件中的3D物體或 者場景進(jìn)行各種方式的運(yùn)動(dòng)。而本發(fā)明能夠用本發(fā)明各個(gè)組成部份間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和自身相對(duì)于某物體的運(yùn) 動(dòng)，實(shí)際上可以具有全3D的運(yùn)動(dòng)能力，也就是說xyz軸移動(dòng)和xyz軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能力，可以說是6維的運(yùn) 動(dòng)能力，來操縱3D物體或者場景進(jìn)行xyz軸移動(dòng)和以某一點(diǎn)為中心的xyz軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
xy軸探測器當(dāng)然也需要有一些電子線路和集成電路比如運(yùn)算電路或接口電路的支持才能工作，但是這 里所指的不包括這些電路。xy軸探測器一般都有兩部份(不包括信息處理電路)，它的兩部份可以看作是 一個(gè)是發(fā)射某種信號(hào)的部份，另一個(gè)是接收信號(hào)的部份；或者看作一個(gè)是發(fā)射電磁波的部份，另一個(gè)是接 收電磁波的部份；或者是一個(gè)是發(fā)射聲波的部份，另一個(gè)是接收聲波的部份等等。
從以上的背景技術(shù)中我們看到實(shí)際上電腦手繪輸入系統(tǒng)也具有鼠標(biāo)功能，同樣的鼠標(biāo)也能作為電腦手 繪輸入系統(tǒng)使用，但是目前的電腦手繪輸入系統(tǒng)不能探測出手繪筆筆桿的傾斜搖擺的方向和角度，即使手 繪筆筆桿的傾斜搖擺能夠?qū)π纬傻碾娮有畔⒂幸欢ǖ挠绊?，使用者也不能自由方便的控制來產(chǎn)生各種功 能。所以我的發(fā)明中只要能具有電腦手繪輸入系統(tǒng)功能就能具有鼠標(biāo)功能了，同樣可以先使鼠標(biāo)具有手繪 筆功能，然后再使本發(fā)明能夠探測出筆桿的傾斜搖擺的方向和角度，這樣就可以用筆桿的傾斜搖擺的方向 和角度來產(chǎn)生電腦游戲搖桿功能和鼠標(biāo)滾輪功能，以及用筆桿的傾斜搖擺來控制電腦圖形的點(diǎn)和線條的寬 度或顏色深淺變化，再加上頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)和桿一 6相對(duì)桿二 7的上下運(yùn)動(dòng)就可以使本發(fā)明的硬件部份 具有全3D操作設(shè)備功能。
那么我們就從手繪輸入系統(tǒng)進(jìn)行說明，電磁感應(yīng)式手繪板和手繪筆實(shí)際使用功能的基本實(shí)現(xiàn)方式為， 人手持手繪筆在手繪板上模擬傳統(tǒng)的筆在紙上的書寫或繪畫動(dòng)作或鼠標(biāo)動(dòng)作，手繪板的布線電路和手繪筆 中的線圈共同配合探測出手繪筆相對(duì)于手繪板的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電子信息輸入電腦， 電腦根據(jù)這些信息通過軟件模擬出書寫的字或繪畫的圖形或鼠標(biāo)移動(dòng)的軌跡和鼠標(biāo)的點(diǎn)擊動(dòng)作。
抽象的說在人的書寫和繪畫行為的過程中需要用到兩大工具
(1) :—是作用體， 一般指的是人手持的工具，在書寫和繪畫時(shí)通常處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中。傳統(tǒng)的如鉛筆； 美工鋼筆；木刻刀等。
非傳統(tǒng)的如電腦手繪筆；電腦手寫筆；鼠標(biāo)等。以及本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品的筆狀輸入部件。
(2) : 二是受體，通常受體大多為平面狀態(tài)，它的空間形態(tài)抽象為二維，在書寫和繪畫時(shí)通常處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)中。受體面也可以有一些曲率或弧度，只要不影響使用效果即可，且某些受體本身就是彎曲的比如 在立體物體表面進(jìn)行雕刻時(shí)此物體表面也可看作受體。傳統(tǒng)的如紙；木板。
非傳統(tǒng)的如電腦手繪板；電腦手寫板；鼠標(biāo)墊等。由于本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品可僅有筆狀輸入部件，所以本發(fā) 明的受體可為桌面，鼠標(biāo)墊等。
在鼠標(biāo)使用的過程中也有作用體和受體兩部份作用體是鼠標(biāo)，受體是鼠標(biāo)墊和桌面等鼠標(biāo)能夠在其上工作的物體表面。
在3D操作設(shè)備使用過程中也有作用體和受體兩部份3D操作設(shè)備是作用體，3D操作設(shè)備相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 物體是受體，即使是某種可以懸空在空氣中使用的3D操作設(shè)備，也有受體，此時(shí)受體是空間或空氣，因?yàn)檫@時(shí)3D操作設(shè)備是相對(duì)于虛無的空間或空氣運(yùn)動(dòng)的。在本發(fā)明做為3D操作設(shè)備的使用過程中受體是本
發(fā)明能夠在其上工作的物體表面。
在本說明書中作用體一般指人手持的工具，受體指人手持的工具與之相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體不管人使用此 工具的用途如何都是如此。本發(fā)明硬件部份主要是非傳統(tǒng)的作用體的發(fā)明。
在人用傳統(tǒng)的作用體和受體進(jìn)行書寫和繪畫時(shí)，人手持作用體在受體上做各種書寫和繪畫動(dòng)作，在受 體上留下痕跡形成書寫和繪畫的字體和圖形。
在人用非傳統(tǒng)的作用體和受體進(jìn)行書寫和繪畫時(shí)，人手持作用體在受體上模擬各種書寫和繪畫動(dòng)作， 作用體和受體中的電子儀器探測到這些運(yùn)動(dòng)，并把這些運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電子信息，在電腦中模擬出書寫和繪畫 時(shí)的痕跡。書寫和繪畫時(shí)的痕跡指的是點(diǎn)，線，面和它們顏色的變化。
要想產(chǎn)生或用電腦模擬書寫和繪畫的字體和圖形。必須具有作用體和受體兩大物質(zhì)實(shí)體，書寫和繪畫 的字體和圖形的產(chǎn)生與作用體在受體上所做的運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)。
由于本發(fā)明和電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)是模擬傳統(tǒng)作用體在受體上的動(dòng)作進(jìn)行工作的，那么這里分析 一下傳統(tǒng)作用體的動(dòng)作，以鉛筆為例，鉛筆的書寫和繪畫動(dòng)作過程可分為四部份
1:落筆動(dòng)作過程鉛筆筆尖在紙面上方，向紙面上的某一個(gè)想要書寫和繪畫的筆劃或圖形的起筆處下落 的動(dòng)作過程。這一過程中筆尖與紙面的距離不斷減小，這一過程中筆尖在最后階段接觸到紙面，只形成一 維點(diǎn)狀的痕跡。
2:運(yùn)筆動(dòng)作過程鉛筆筆尖與紙面保持接觸，筆在紙上的動(dòng)作過程。這一過程中紙上形成了筆劃或圖形 的痕跡。
3:提筆動(dòng)作過程鉛筆筆尖離開紙面，不與紙接觸并向上提起一定高度，筆尖與紙面保持一定距離的動(dòng) 作過程。這一過程中不形成筆劃或圖形的痕跡。實(shí)際上筆尖一離開紙面就不會(huì)形成筆劃或圖形的痕跡了， 之所以鉛筆要再向上提起一定距離，是為了在以后的移筆動(dòng)作中，筆尖不會(huì)由于人手的不穩(wěn)定性不小心接 觸到紙面，而形成不需要的痕跡。這一過程中筆尖與紙面的距離不斷加大到一定程度停止。
4:移筆動(dòng)作過程筆尖與紙面保持一定距離，并向紙面上的某一位置，也就是下一個(gè)想要書寫和繪畫的 筆劃或圖形的起筆處移動(dòng)的過程。這一過程中筆尖不接觸到紙面不形成筆劃或圖形的痕跡。
以上的書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式有四種..
1-筆在紙面上的xy軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)。在這一運(yùn)動(dòng)方式中筆與紙的距離不變。
2:筆在紙面上方的Z軸方向上的運(yùn)動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng)中筆尖與紙面的距離大小不斷變化。
3:筆或筆桿的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)。筆或筆桿與紙面的夾角大小和方向變化。
4:筆以自身長度方向也就是縱方向的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)。
xy軸方向指的是水平面的方向，z軸方向指的是垂直于水平面的上下方向。
在鉛筆的所有四種書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆都能夠做以上的四種具體運(yùn)動(dòng)方式，但是它們的主要的運(yùn)
動(dòng)方式不同。
在鉛筆的運(yùn)筆動(dòng)作過程中，人能夠自由方便的用筆的這四種具體運(yùn)動(dòng)方式控制形成的紙面痕跡的不同
變化，比如用鉛筆筆尖在紙面上的xy軸平面上的運(yùn)動(dòng)形成痕跡的軌跡變化；用手對(duì)筆施加的壓力變化使
筆尖對(duì)紙面的壓力變化，產(chǎn)生痕跡的大小或顏色深淺變化，比如線條的顏色深淺變化，手對(duì)筆施加的壓力
變化可看作是筆尖保持與紙面接觸并在紙面上的z軸方向上的微小范圍的運(yùn)動(dòng)；用筆或筆桿的傾斜搖擺使 筆尖與紙面的接觸面積大小變化產(chǎn)生紙面痕跡的大小變化，比如線條的粗細(xì)變化；用筆的自旋來使筆尖在 紙面上旋轉(zhuǎn)以此產(chǎn)生痕跡的某些特征的變化，比如點(diǎn)的形狀的變化。
在鉛筆的提筆和落筆動(dòng)作中鉛筆與紙面的距離變化，所以可以說鉛筆主要做紙面上方的Z軸方向上的 運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然提筆落筆動(dòng)作中筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡也不一定是垂直于紙面的一維直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡也可以是傾 斜的曲線運(yùn)動(dòng)，這實(shí)際上可以視為鉛筆在做提筆落筆動(dòng)作時(shí)同時(shí)做了小輻度的運(yùn)筆或移筆動(dòng)作。
在鉛筆的移筆動(dòng)作中鉛筆主要做紙面上方與紙面有一定距離的xy軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)。
電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)只能夠用手繪筆的xyz軸的運(yùn)動(dòng)來控制電腦屏幕中模擬的痕跡的不同變化。它的控制方式具體為當(dāng)手繪筆在手繪板上做xy軸平面移動(dòng)時(shí)，xy軸探測器探測到這一移動(dòng)并形成電子
信息輸入電腦，電腦根據(jù)壓感探測器的信息，把這一信息轉(zhuǎn)化為書寫和繪畫痕跡的軌跡或電腦屏幕光標(biāo)的
移動(dòng)軌跡，如果手繪筆筆尖與手繪板保持接觸則壓感探測器產(chǎn)生信息，電腦把手繪筆的xy軸平面移動(dòng)信 息轉(zhuǎn)化為書寫和繪畫痕跡的軌跡，如果手繪筆筆尖與手繪板不接觸則壓感探測器不產(chǎn)生信息，電腦把手繪 筆的xy軸平面移動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為電腦屏幕光標(biāo)的移動(dòng)軌跡。手繪筆筆尖與手繪板保持接觸時(shí)，手的壓力大 小由壓感探測器探測出來產(chǎn)生信息輸入電腦，電腦軟件根據(jù)壓力的大小產(chǎn)生書寫和繪畫痕跡的大小或顏色 變化。
在用鼠標(biāo)進(jìn)行電腦書寫繪畫時(shí)按下鼠標(biāo)左鍵相當(dāng)于電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)的手繪筆筆尖與手繪板 接觸壓感探測器產(chǎn)生信息的動(dòng)作。
本發(fā)明能夠用以上四種具體運(yùn)動(dòng)方式來控制電腦屏幕模擬的痕跡的不同變化，井能用桿部的傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生游戲搖桿和鼠標(biāo)滾輪功能，桿部的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)是向平面的所有方向進(jìn)行的，所以能控制屏幕
頁面向屏幕的所有方向滾動(dòng)，而不是象縱橫滾輪鼠標(biāo)的滾輪能控制的方向只有上下左右四個(gè)方向。
發(fā)明內(nèi)容
坐標(biāo)系可以是非歐幾里得幾何的坐標(biāo)，但是大多數(shù)情況下是歐幾里得幾何的坐標(biāo)。xy軸坐標(biāo)是指沿著 受體表面的坐標(biāo)，以及在受體表面上方一定距離內(nèi)的與受體表面平行的坐標(biāo)，z軸指與受體面距離大小變 化的坐標(biāo)或者是垂直與受體表面的上下坐標(biāo)。坐標(biāo)系可以是非歐幾里得幾何的坐標(biāo)原因是由于受體面可能 有曲率。機(jī)械構(gòu)造的獨(dú)立個(gè)體指的是兩個(gè)以上互相之間能夠做某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體。相對(duì)或相互運(yùn)動(dòng)指的 是兩個(gè)互相做為運(yùn)動(dòng)參照系的物體之間的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明上的鼠標(biāo)左右鍵表示具有鼠標(biāo)左右鍵功能的按鍵。
本發(fā)明最重要的內(nèi)容是本發(fā)明的三部份頭部4、桿一6、桿二 7之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式。具體為桿 二 7與頭部4的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)這兩種運(yùn)動(dòng)方式是最重要的，桿一 6與頭部4的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)由以上兩種運(yùn)動(dòng)合成。這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以根據(jù)電腦軟件的設(shè)計(jì)用來控制軟件產(chǎn)生各種不同功能。
以下對(duì)本發(fā)明硬件的功能實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行直觀的說明
可以說所有的電腦操作設(shè)備都是為了使人能夠方便有效地操作電腦來設(shè)計(jì)的，要達(dá)到這一點(diǎn)就要使人 在使用此設(shè)備時(shí)手部的動(dòng)作盡量靈活，并且最好手部能夠做出的一切動(dòng)作都能用來操作電腦，在本發(fā)明的 硬件中人的手腕的一切動(dòng)作都能用來操作電腦，這里所說的不包括手指的按鍵等動(dòng)作，手腕的動(dòng)作包括了 空間xyz軸移動(dòng)和自身的xyz軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
為了達(dá)到以上所有功能需要分步驟一步一步達(dá)到，首先使本發(fā)明硬件具有電腦手繪系統(tǒng)功能。首先使 普通鼠標(biāo)具有手繪筆功能，這里用光電鼠標(biāo)進(jìn)行說明。普通光電鼠標(biāo)也可以做為電腦繪畫使用，但是使用 不方便，這是因?yàn)槿耸褂檬髽?biāo)的方法與使用筆的方法不同，實(shí)際上主要是使用鼠標(biāo)時(shí)的手部動(dòng)作與使用筆 的動(dòng)作不同；另外人手持鼠標(biāo)的姿勢也與持筆姿勢不同這兩大不同使得鼠標(biāo)做為電腦手繪輸入系統(tǒng)使用 不方便不靈活。
使用鼠標(biāo)時(shí)的手部動(dòng)作與用筆不同表現(xiàn)在鼠標(biāo)繪畫時(shí)如果要在電腦屏幕上繪制出線條需要按住鼠標(biāo) 左鍵然后移動(dòng)鼠標(biāo)才行，如果不按住左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)則只是屏幕光標(biāo)移動(dòng)而不產(chǎn)生線條；而鉛筆繪畫以及電 腦手繪筆繪畫時(shí)是用筆尖的下壓與紙面或手繪板等保持接觸，并對(duì)紙面或手繪筆中的壓感探測器施壓，然 后移動(dòng)鉛筆或手繪筆繪制出線條的，繪制某一線條后再用提筆動(dòng)作提起筆尖使筆尖不與紙面或手繪板接 觸，然后再移動(dòng)筆尖或屏幕光標(biāo)但不繪制出線條；這兩種方法很不相同，并且人手使用筆的動(dòng)作中包括了 筆桿的傾斜搖擺動(dòng)作，鼠標(biāo)也做不出這一動(dòng)作。
為解決以上問題，本發(fā)明硬件采用以下結(jié)構(gòu)，本發(fā)明硬件包括了三個(gè)機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體頭部4、 桿一6和桿二7;桿一 6和桿二 7合稱為桿部5。頭部4可以采用光電鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)，可以說頭部4大致上 就是一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小光電鼠標(biāo)；在頭部4上連接有桿二7，桿二7有上下兩端，桿二7以其下端
與頭部4相連，桿二 7與頭部4的連接部份的機(jī)械結(jié)構(gòu)功能上相當(dāng)于游戲搖桿中搖桿與底座的連接處的結(jié) 構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可稱為傾斜搖擺接頭，桿二7能夠與頭部4做以傾斜搖擺接頭為中心的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，桿二7 的這一運(yùn)動(dòng)方式中頭部4相當(dāng)于游戲搖桿的底座，桿二7相當(dāng)于搖桿，也就是說桿二7與頭部4做類似于 搖桿與底座的相對(duì)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式也類似于筆或筆桿在筆尖與紙面保持接觸時(shí)以筆尖為中心的 傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)；然后在桿二7上加一個(gè)桿一6結(jié)構(gòu)，桿一6與桿二7的連接方式可以是桿一6底部有一個(gè) 導(dǎo)軌空腔60,桿二 7的上半部份相當(dāng)于一個(gè)能夠在導(dǎo)軌空腔60中上下滑動(dòng)的物體，桿一 6以其底部的導(dǎo) 軌空腔60套在桿二 7的上半部份之上與桿二 7做在其上下兩端之間的上下一維相對(duì)運(yùn)動(dòng)；桿二 7與頭部4 以及桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是無阻力的自由運(yùn)動(dòng)；當(dāng)桿一 6向桿二 7下方運(yùn)動(dòng)時(shí)停止于桿二 7下方 某處，停止的方式可以是由于桿一6碰到了桿二7上的一塊壓電陶瓷，或者是桿二7碰到了桿一6上的壓 電陶瓷等等方式，重要的是桿一6能夠把它向下的壓力傳遞給此壓電陶瓷，此壓電陶瓷可以稱為壓感探測 器，此壓電陶瓷功能與手繪筆中的壓電陶瓷相同；由于桿一6只能與桿二7做上下運(yùn)動(dòng)，并且桿二7也只 能與頭部4做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，所以桿一6可以帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物體表面滑動(dòng)，也就是 說人能夠手持桿一 6帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物體表面移動(dòng)或滑動(dòng)，這種滑動(dòng)與鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊 上滑動(dòng)并控制電腦屏幕光標(biāo)移動(dòng)相同。
這樣一來人就可以手持桿一6帶動(dòng)桿二7再帶動(dòng)頭部4做書寫繪畫動(dòng)作了，具體使用方法如下使用 時(shí)按住鼠標(biāo)左鍵的動(dòng)作由桿--6下壓對(duì)壓感探測器施加壓力代替，桿一 6下壓的動(dòng)作與鉛筆或手繪筆的下 壓動(dòng)作相同，繪制線條時(shí)桿一 6下壓保持對(duì)壓感探測器施加壓力并帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物 體表面移動(dòng)或滑動(dòng)，這時(shí)壓感探測器探測到的手部的壓力信息輸入電腦，在電腦中此信息與頭部4的鼠標(biāo) 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的移動(dòng)信息共同使屏幕上繪制出線條，線條的粗細(xì)由手持桿一 6對(duì)壓感探測器的壓力大小決定； 在繪制完某一線條后人再手持桿一6將桿一6提起，由于桿一6能與桿二7做上下一維運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)桿一 6被提起后桿二 7和頭部4由于重力的作用停留在鼠標(biāo)墊上，這時(shí)桿一 6不對(duì)壓感探測器施加壓力，然后 同樣的由于桿一6只能與桿二7做上下運(yùn)動(dòng)，并且桿二7也只能與頭部4做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，所以人可以持 桿一 6帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物體表面滑動(dòng)，頭部4的移動(dòng)使屏幕光標(biāo)隨之移動(dòng)；在人手持 桿一 6帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物體表面移動(dòng)或滑動(dòng)時(shí)，人還能手持桿一 6帶動(dòng)桿二 7與頭部 4做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度可以由某個(gè)傾斜搖擺探測器探測出來，此探測器的結(jié)構(gòu)可 以使用與游戲搖桿類似的結(jié)構(gòu)，但是這種探測器結(jié)構(gòu)效果不是太好一般不能探測出傾斜搖擺的角度，且探 測的方向通常也只有前后左右四種，所以可以采用本說明書的具體實(shí)施方式
中介紹的探測器；這樣一來人 用本發(fā)明來進(jìn)行書寫繪畫時(shí)其手部動(dòng)作和手持方式就都與用筆的方法相同了。
并且本發(fā)明中的桿一 6的下壓使壓感探測器受壓和桿一 6帶動(dòng)桿二 7的傾斜搖擺，產(chǎn)生的電子信息都 可以用來控制書寫繪畫時(shí)的線條粗細(xì)和顏色深淺，而電磁感應(yīng)式手繪筆只能用筆尖下壓對(duì)壓感探測器施加 壓力產(chǎn)生的電子信息控制線條的粗細(xì)或者通過軟件轉(zhuǎn)換來控制線條顏色深淺，所以本發(fā)明能夠用桿一 6下 壓和桿一 6帶動(dòng)桿二 7傾斜搖擺同時(shí)來控制線條的粗細(xì)和顏色深淺，這將使本發(fā)明做為電腦手繪工具使用 時(shí)效果比手繪筆好的多；另外桿一 6帶動(dòng)桿二 7的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)還可以用來產(chǎn)生其它功能，比如游戲搖桿 功能、屏幕頁面翻頁功能等等。
當(dāng)然使用中由于普通光電鼠標(biāo)體積較大，所以在人用本發(fā)明來進(jìn)行書寫繪畫時(shí)頭部4的體積將會(huì)影響 手部的動(dòng)作的靈活性，但是普通光電鼠標(biāo)實(shí)際上是可以大大縮小的，原因有以下兩點(diǎn)第一是因?yàn)轭^部4 的功能是探測出頭部4在鼠標(biāo)墊上的移動(dòng)軌跡或者是頭部4在鼠標(biāo)墊上的坐標(biāo)信息，以此信息輸入電腦轉(zhuǎn) 化為屏幕光標(biāo)的移動(dòng)軌跡或書寫繪畫的線條，所以頭部4中只要有光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管組成的xy 軸探測器以及其附屬電路即可，鼠標(biāo)左鍵和右鍵等按鍵和滾輪可以減去，右鍵可以在桿一6上，滾輪可以 用滾輪鍵代替并且也在桿一6上，左鍵功能可以由壓感探測器代替，這樣頭部4體積就可以大大縮小了； 第二是因?yàn)槠胀ü怆娛髽?biāo)在使用時(shí)它的手持方式是用整個(gè)手掌覆蓋在其上然后移動(dòng)它的，如果光電鼠標(biāo)體 積太小則使用反而不方便，所以普通光電鼠標(biāo)體積制造的比較大，也就是說并不是不能將它制造的很小， 比如某些筆記本電腦使用的便攜式光電鼠標(biāo)體積就極小。因此可以采用一些方法使頭部4體積大大縮小 在普通光電鼠標(biāo)中通常有光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管以及接口集成電路，還有一些附屬電路的電阻和電
容等，頭部4中可以采用集成有接口電路和光學(xué)感應(yīng)器芯片的一體化芯片，這樣頭部4中就可以只有一塊 集成電路芯片了；并且由于普通光電鼠標(biāo)中的發(fā)光二極管的安裝位置和角度的問題，光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā) 光二極管安裝的不夠緊湊，可以采用調(diào)整發(fā)光二極管與光學(xué)感應(yīng)器芯片的安裝角度和相對(duì)位置并改變光路 以及透鏡結(jié)構(gòu)的方法使頭部4中光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管安裝的比較緊湊，這樣也可以大大減小體積； 還有由于普通光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片工作的原理和方法問題，光學(xué)感應(yīng)器芯片底部通常有透鏡組成 的光路，光學(xué)感應(yīng)器芯片安裝于其上的電路板與光電鼠標(biāo)底部或底板(或者說是光電鼠標(biāo)底部的外殼)之 間存在一定的空間，在頭部4中可以將附屬電路的電阻和電容等安裝于電路板與底部或底板或外殼之間的 空間中，實(shí)際上也可以將發(fā)光二極管也安裝于此空間中，電路板可以采用雙面電路板；通過以上方法頭部 4的體積已經(jīng)可以減小為長寬小于2-3厘米，髙度小于1-1.3厘米了，這樣小的體積已經(jīng)完全不會(huì)影響到 手部的動(dòng)作了。如果再把所有頭部4中的電子元件包括光學(xué)感應(yīng)器芯片等都以貼片式安裝工藝安裝，且在 制造光學(xué)感應(yīng)器芯片時(shí)盡量減小其體積，并采用比較小的電阻和電容等；還可以將發(fā)光二極管或其它發(fā)光 元件比如激光二極管安裝于桿部5中，并通過光路將光線輸入頭部4,那么頭部4體積還可能更加小。實(shí) 際上頭部4在實(shí)際使用中并不需要太小，長寬3-3.5厘米，高1.5厘米左右實(shí)際上就已經(jīng)可以了；甚至于 頭部4長寬超過3. 5-4厘米，髙度超過2厘米也仍然具有實(shí)用性。
通過以上的說明，可以看到本發(fā)明在僅僅具有鼠標(biāo)和手繪系統(tǒng)功能時(shí)它的創(chuàng)造性實(shí)用性新顆性都已經(jīng) 是極高的，本發(fā)明與已有的某些筆形鼠標(biāo)相比，與之完全不同，這些筆形鼠標(biāo)僅僅具有筆的形狀，使用時(shí) 僅僅是能夠以持筆方式使用鼠標(biāo)，使用時(shí)不能夠做出筆的所有動(dòng)作，所做出的動(dòng)作只有筆在紙面上的xy 軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)一種，使用方法與用筆書寫繪畫相差很遠(yuǎn)，而本發(fā)明做為手繪筆用時(shí)能夠做出所有的筆的 動(dòng)作，并且動(dòng)作與用筆的動(dòng)作基本相同，實(shí)際使用效果區(qū)別極小。這一說法并非夸大其詞，本發(fā)明并不僅 僅是能夠做出這些動(dòng)作而已，實(shí)際上本發(fā)明能夠做出的所有動(dòng)作都可以用各種探測器探測出來并轉(zhuǎn)換為電 子信息輸入電腦，以手部的各種動(dòng)作來操作電腦。本發(fā)明使用時(shí)一般是手持桿一6來操作電腦的，手持桿 一6能夠做出的動(dòng)作包括了背景技術(shù)中說明的書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式中的所有四種運(yùn)
動(dòng)方式；能夠做出這四種運(yùn)動(dòng)方式實(shí)際上也就是說筆的落筆、運(yùn)筆、提筆、移筆動(dòng)作都可以實(shí)現(xiàn)；實(shí)際上 也就是說手持桿一 6能夠做出的動(dòng)作具有全3D的運(yùn)動(dòng)能力，也就是說xyz軸移動(dòng)和xyz軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能力， 可以說是6維的運(yùn)動(dòng)能力，可以用這些運(yùn)動(dòng)來操縱電腦軟件中3D物體或者場景進(jìn)行xyz軸移動(dòng)和以某一 點(diǎn)為中心的xyz軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；這些運(yùn)動(dòng)都可以由探測器探測出來形成電子信息并且輸入電腦。
手持桿一 6所能夠做的動(dòng)作方式具體如下桿一 6可以帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4沿鼠標(biāo)墊等物體表面 滑動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式可以說是頭部4與鼠標(biāo)墊等物體的相對(duì)二維運(yùn)動(dòng)，由于是桿一6帶動(dòng)頭部4運(yùn)動(dòng)所以實(shí) 際上也可以說是桿一 6的運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式為物體平面上方一定距離內(nèi)的xy軸平面二維運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)可 以由xy軸探測器探測出來；桿一 6可以與桿二 7做在桿二 7上下兩端之間的上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式 為物體平面上方的上下一維z軸運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)可以由距離探測器探測出來；桿一6可以帶動(dòng)桿二7與頭部 4做以傾斜搖擺接頭為中心的相對(duì)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式可以說是桿一 6或桿二 7的圍繞x軸或者y 軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)可以由傾斜搖擺探測器探測出來；桿一6可以帶動(dòng)桿二7再帶動(dòng)頭部4在鼠標(biāo)墊等 物體表面上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式可以說是頭部4與鼠標(biāo)墊等物體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)可以由旋轉(zhuǎn) 探測器探測出來，此運(yùn)動(dòng)方式可以說是頭部4或桿一 6或桿二 7的圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)的具體 方式和探測器的具體結(jié)構(gòu)在下面說明。
以上的說明是本發(fā)明硬件部份的基本原理基本結(jié)構(gòu)的直觀的說明，以下再作本發(fā)明的具體的說明。實(shí) 際上本發(fā)明中的頭部4中的xy軸探測器并不一定要是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管組成的 xy軸探測器，也可以是機(jī)械鼠標(biāo)或者電腦手繪輸入系統(tǒng)比如電磁感應(yīng)式手繪系統(tǒng)的xy軸探測器；桿一 6 與桿二 7以及桿二 7與頭部4的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式等等的本發(fā)明的各種運(yùn)動(dòng)方式也可以稍有不同；本發(fā)明的 幾個(gè)機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體間的實(shí)際連接結(jié)構(gòu)也可以釆用各種機(jī)械結(jié)構(gòu)，只要功能大致不變即可；這些較 小的改變對(duì)本發(fā)明的實(shí)際功能不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。以下將進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的最基本原理是
以頭部4底部也就是端都3的表面形態(tài)限定頭部4在受體2上的運(yùn)動(dòng)方式，使其運(yùn)動(dòng)方式只能為沿受體2表面的相對(duì)受體2的移動(dòng)，和端部3與受體2保持接觸的情況下的頭部4相對(duì)受體2的自旋運(yùn)動(dòng)，并 以此限定或改變xy軸探測器獲得的信號(hào)的特征為受體2表面上的xy軸二維信息；以桿部5或桿二 7或桿 一 6相對(duì)頭部4底部也就是端部3表面的傾 擺運(yùn)動(dòng)模擬筆或筆桿和游戲搖桿中的搖桿的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)， 還有3D物體的xy軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以桿一 6相對(duì)于桿二 7的運(yùn)動(dòng)來模擬筆的書寫繪畫動(dòng)作中筆在紙面上方的 Z軸方向上的運(yùn)動(dòng)，或者是筆尖與紙面的距離變大變小的運(yùn)動(dòng)，以及鼠標(biāo)的按住放開左鍵的動(dòng)作，還有3D 物體的z軸運(yùn)動(dòng)；以頭部4在受體2表面上沿受體2表面xy軸坐標(biāo)的移動(dòng)來模擬筆的書寫繪畫動(dòng)作中的 筆在紙面上的xy軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)，還有3D物體的xy軸坐標(biāo)上的移動(dòng)，以及鼠標(biāo)在鼠標(biāo)墊等的物體平面 上的移動(dòng)動(dòng)作；以頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)模擬筆以自身縱方向的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)，以及3D物體的z軸旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明最基本原理的實(shí)現(xiàn)方法是
本發(fā)明主要為作用體的發(fā)明。本發(fā)明主要由三部份組成端部3、頭部4、桿部5;桿部5分為桿一6 和桿二7兩部份。端部3是頭部4底部的面或是由頭部4底部的小凸起的頂部組成的抽象的面，這一端部 3表面一般是二維平面；但是如果本發(fā)明在某受體2上使用時(shí)此受體2有一定曲率，則端部3也可以有與 之配合的曲率，只要使兩平面能夠緊密配合滿足使用的效果即可。由于端部3是頭部4的底部或由底部小 凸起的頂部組成，所以端部3和頭部4是整體的機(jī)械構(gòu)造，它們之間無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部份，所以實(shí)際上本發(fā)明 的機(jī)械構(gòu)造分為三個(gè)獨(dú)立的個(gè)體頭部4 (它已經(jīng)包括端部3)、桿一6、桿二7。本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品也可 以不具有桿一6:或者不具有頭部4;或者桿二7與頭部4以固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，互相不能做相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 這些實(shí)際產(chǎn)品也具有實(shí)用性和新穎性創(chuàng)造性這些實(shí)際產(chǎn)品可稱為具有部份機(jī)械構(gòu)造獨(dú)立個(gè)體的產(chǎn)品。
頭部4、桿一6、桿二 7內(nèi)部都可以有電子元件和機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件，它們互相之間以某種機(jī)械方式連 接，它們互相之間也可以有電子引線連接，或其它電源和電子信息連接。它們互相之間機(jī)械和電子電源連 接的具體方式不太重要，只要能夠滿足實(shí)際功能即可。比如它們互相之間的機(jī)械連接方式只要能夠使它們 做以下運(yùn)動(dòng)即可
桿二7有兩端， 一端稱為上端，另一端稱為下端。
頭部4與桿二 7下端以一個(gè)傾斜搖擺接頭相連，這一連接方式使桿二 7能以它與頭部4連接的部位為 中心做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的方式類似于筆桿以筆尖為中心的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)或者是游戲搖桿中搖桿的 傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，桿二 7做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)桿二 7的上端相對(duì)于頭部4或端部3劃出一道運(yùn)動(dòng)軌跡，這一運(yùn) 動(dòng)軌跡是弧線或者某種曲線，這一運(yùn)動(dòng)軌跡可以是圓弧形，圓弧的圓心是頭部4與桿二 7的傾斜搖擺接頭 的中心，這一運(yùn)動(dòng)軌跡也可以不是圓弧形但是大致接近圓弧形，可以是拋物線等等，這是由傾斜搖擺接頭 的實(shí)際結(jié)構(gòu)不同產(chǎn)生的，運(yùn)動(dòng)的軌跡只要能夠滿足實(shí)際使用的需要即可。當(dāng)然在同一個(gè)具體的實(shí)際產(chǎn)品中， 桿二 7與頭部4或端部3做相對(duì)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)的上端的運(yùn)動(dòng)軌跡是固定的線形，不能夠產(chǎn)生人不能控制 的晃動(dòng)，也就是說運(yùn)動(dòng)軌跡的線是無寬度的。桿二7與頭部4或端部3只能做這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)。桿二7也 可以是只能與頭部4做左右方向或前后方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)方向只有前后方向、左右方向中的一種， 這時(shí)桿二 7整體運(yùn)動(dòng)軌跡為扇形。
桿一6不與頭部4有直接的機(jī)械連接，桿一6與桿二7兩端之間的部份相連；或者是桿一6與桿二7
的上部份相連；或者是桿一 6的下端與桿二 7的上部份或上下兩端之間的部份相連等等。桿一 6能夠相對(duì) 于桿二 7做一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)中桿一 6與桿二 7的距離不斷變化，變大或者變小。桿一 6 相對(duì)桿二 7運(yùn)動(dòng)時(shí)桿一 6相對(duì)于桿二 7的運(yùn)動(dòng)軌跡一般是一維的直線，但是也可以是有一定曲率的曲線或 弧線，只要不影響實(shí)際使用的效果即可，當(dāng)然在同一個(gè)具體的實(shí)際產(chǎn)品中，這一運(yùn)動(dòng)軌跡的線形是固定的， 不能夠產(chǎn)生人不能控制的晃動(dòng)，也就是說運(yùn)動(dòng)軌跡的線是無寬度的。桿一6與桿二7只能做這一種相對(duì)運(yùn) 動(dòng)。桿一 6的上下兩端之間的連線以及其延長線可以看作是與桿二 7上下兩端之間的連線以及其延長線平 行的。(距離也可理解為是質(zhì)心距離)
桿一 6與桿二 7的機(jī)械連接的部位不易表述，這是由于桿一 6在與桿二 7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)它們之間的距 離不斷變化，采用某些實(shí)際機(jī)械連接結(jié)構(gòu)時(shí)連接的部位不是固定的，比如以活塞式連接；導(dǎo)軌式連接；滑 桿式連接，這些具體連接方式中當(dāng)桿一 6相對(duì)于桿二 7做這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)它們之間的接觸部位變化，或
者是連接部位的長短變化。
桿一 6能夠在桿二 7相對(duì)于頭部4或端部3做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的同時(shí)相對(duì)桿二 7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。也就是說 桿一 6與頭部4或端部3的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由桿二 7與頭部4或端部3以及桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生， 桿一 6與頭部4或端部3的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡由桿二 7與頭部4或端部3的運(yùn)動(dòng)軌跡以及桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡合成，當(dāng)然如果桿二 7與頭部4或端部3不做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)桿一 6與頭部4或端部3的 運(yùn)動(dòng)軌跡相比桿一6與桿二 7的運(yùn)動(dòng)軌跡是相同的。由于桿一 6能夠在桿二 7相對(duì)于頭部4或端部3做傾 斜搖擺運(yùn)動(dòng)的同時(shí)相對(duì)桿二7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且桿一6與桿二7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡也不一定是一維直線，所以 此時(shí)桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不一定是垂直于端部3或受體2的上下一維運(yùn)動(dòng)，可以是與端部3或受 體2傾斜一定角度和方向的距離變化運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的具有本發(fā)明全部機(jī)械構(gòu)造獨(dú)立個(gè)體的產(chǎn)品使用時(shí)將頭部4置于受體2表面上，端部3與受體 2表面緊密接觸，人手持桿一 6使用本發(fā)明，使用時(shí)當(dāng)桿一 6隨手的動(dòng)作提起時(shí)頭部4由于重力的作用停 留在受體2表面上，這時(shí)桿一6與桿二7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，桿一6在受體2表面上的一定高度范圍內(nèi)做沿著受 體2表面上方的xy軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)時(shí)桿一 6將帶動(dòng)頭部4做沿著受體2表面上方的xy軸坐^Lh的運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)桿一 6做以自身上下兩端之間的連線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)頭部4隨之做自旋運(yùn)動(dòng)，頭部4在做這一 自旋運(yùn) 動(dòng)時(shí)端部3與受體2表面保持接觸，如果受體2表面是二維平面的話，頭部4的這一自旋運(yùn)動(dòng)大致上是平 行于受體2表面的。頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)應(yīng)該看作是頭部4相對(duì)于受體2的自旋運(yùn)動(dòng)。(使頭部4停留在受 體2上的力也可以加上磁力或彈簧的力量，比如在受體2上有磁鐵，而頭部4底部是鐵質(zhì)或也有磁體；或 者桿一 6和桿二 7之間有彈簧連接)
本發(fā)明的各部份間的各種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力都要盡量小，比如摩擦力要足夠小。
頭部4、桿一 6、桿二 7的體積、形狀、大小、長短、粗細(xì)等等根據(jù)人使用本發(fā)明的具體方法進(jìn)行實(shí) 際結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如果是像用普通的筆一樣使用本發(fā)明，則頭部4應(yīng)該足夠小、高度盡量?。粭U部5尤其是 桿一 6是筆桿形狀，當(dāng)使用方法不同時(shí)也可以桿一 6是一個(gè)環(huán)狀或者具有一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，人的手指套在環(huán) 中操作本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品。具體方法可以有很多種，無法列舉，但是它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式是一樣的 或者是相似的。
本發(fā)明的頭部4、桿一6、桿二 7的運(yùn)動(dòng)可以由各種探測器探測出來，并轉(zhuǎn)化為電子信息或者說是電 子數(shù)值并傳入電腦，通過電腦軟件的作用來控制電腦軟件的各種功能，也就是說人能夠用這些運(yùn)動(dòng)來操作 或控制電腦軟件。這些運(yùn)動(dòng)的探測方式為
一頭部4沿著受體2表面上方的xy軸坐標(biāo)上的ig動(dòng)由xy軸探測器探測。xy軸探測器一般都有兩部 份(不包括信息處理電路)，它的兩部份可以看作是一個(gè)是發(fā)射某種信號(hào)的部份，另一個(gè)是接收信號(hào)的部 份；或者看作一個(gè)是發(fā)射電磁波的部份，另一個(gè)是接收電磁波的部份；或者是一個(gè)是發(fā)射聲波的部份，另 一個(gè)是接收聲波的部份等等；具體結(jié)構(gòu)就不多說明了。 xy軸探測器的兩部份所在的位置可以有很多種，比 如兩部份都在頭部4中；或者一部份在頭部4中另一部份在受體2中；或者一部份在頭部4中另一部份在
桿一6或桿二7中；或者一部份在作用體中一部份在受體中像是電磁感應(yīng)式手繪系統(tǒng)；或者兩部份都在作
用體中像是鼠標(biāo)等等。本發(fā)明的實(shí)際結(jié)構(gòu)中如果采用光電鼠標(biāo)中的xy軸探測器比如光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā) 光二極管，那么一般情況下光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管都在頭部4中，這時(shí)頭部4的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是一個(gè) 沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)；但是發(fā)光元件包括發(fā)光二極管和激光二極管也不一定要在頭部4中，可以在桿 一6或桿二7中，并通過光路把光線傳入頭部4中，比如通過透鏡、光纖、反光鏡等等組成的光路傳入頭 部4中也有可能光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管以及其它發(fā)光元件都不在頭部4中而是在桿部5中，在頭
部4和桿一 6或桿二 7中安排一些光學(xué)儀器比如透鏡等將光線導(dǎo)入頭部4再將受體2反射出的光線導(dǎo)入桿 部5中并且此光學(xué)儀器能夠在桿二7傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)整光線使光線能夠正確的反映出頭部4的運(yùn)動(dòng)， 而不受桿二 7的運(yùn)動(dòng)影響，這可以說是頭部4的結(jié)構(gòu)限定或改變了 xy軸探測器探測到的信息的某些特征， 或者可以說是頭部4的結(jié)構(gòu)限定了 xy軸探測器的信息是從端部3下方的受體2表面上獲取的。
二桿一 6相對(duì)桿二 7的運(yùn)動(dòng)的探測方式有兩種
1:探測出桿一 6向桿二 7下端運(yùn)動(dòng)的力的有無和大小，這一種方式又分為兩種， 一是只探測運(yùn)動(dòng)的力的有無比如在靠近桿二7下端或桿一6下端的某處有一個(gè)按鍵，桿一6運(yùn)動(dòng)到此處將按動(dòng)按鍵，以按 鍵的是否被按下判斷出桿一6的運(yùn)動(dòng)；第二種是能夠探測出桿一6運(yùn)動(dòng)的力的有無和大小比如在接近桿 二7下端某處有一個(gè)壓電陶瓷，桿一6運(yùn)動(dòng)到此處將接觸到壓電陶瓷，接觸的有無和接觸壓力的大小反映 出桿一6運(yùn)動(dòng)的力的有無和大小。按鍵和壓電陶瓷都可以稱為壓感探測器，只是一個(gè)是無級(jí)數(shù)壓感另一個(gè) 是有級(jí)數(shù)壓感。由于壓感探測器在受壓時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)變形比如長度縮短，這使得桿一6在壓感探測器變形 時(shí)會(huì)有極為微小的相對(duì)桿二 7的運(yùn)動(dòng)，但這一運(yùn)動(dòng)與下面所說的桿一 6與桿二 7的距離大小和距離變化是 不同的。
2:能,測出桿一 6相對(duì)桿二 7的位置和位置變化，或者說桿一 6與桿二 7的距離大小和距離變化。 當(dāng)然也可以能夠探測出桿一6運(yùn)動(dòng)的加速度。這一運(yùn)動(dòng)的探測器稱為距離探測器，其結(jié)構(gòu)比如在桿二7 上有一個(gè)狹長的三角形反光面160,反光面周圍是深色表面1600,反光面長度方向和桿一 6與桿二 7的運(yùn) 動(dòng)方向相同，桿一 6上有兩個(gè)并排的管狀擋板i61、 16:2,擋板中分別有一個(gè)發(fā)光元件163和感光元件164， 管狀擋板擋住光線使光線只能從管前方射進(jìn)射出，發(fā)光元件的發(fā)光部位和感光元件的感光部位對(duì)著反光 面，當(dāng)桿一6與桿二7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，管狀擋板與其中的發(fā)光元件和感光元件沿著反光面長度方向移動(dòng)， 發(fā)光元件發(fā)出的光線只能經(jīng)過反光面反射后由感光元件接收，由于反光面的兩端之間的寬度不斷均勻變 化，所以反光面反射出的光線量也就是感光元件接收到的光線量，隨發(fā)光元件和感光元件與反光面的相對(duì) 位置決定，實(shí)際上也就是說感光元件接收到的光線量隨桿一6與桿二7的距離大小變化，感光元件感光產(chǎn) 生的電量大小反映了桿一6與桿二7的距離。(如圖3())(物體的相對(duì)距離也可以理解為是質(zhì)心的距離)
三，桿二7相對(duì)頭部4或者端部3的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)由傾斜搖擺探測器探測。傾斜搖擺探測器也可以分 為兩種， 一是只探測出桿二7傾斜搖擺的方向，比如在桿二7周圍的頭部4的幾個(gè)方向上各有一個(gè)按鍵， 當(dāng)桿二7向此方向傾斜搖擺時(shí)將按動(dòng)此按鍵；二是能夠探測出桿二7傾斜搖擺的方向和角度，具體結(jié)構(gòu)在 下面的具體實(shí)施方式
中說明，也可參考以上提過的本發(fā)明人的其它專利。
四頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)的探測方式可以是在頭部4中有兩個(gè)以上的xy軸探測器，或者在頭部4中 的結(jié)構(gòu)或電子儀器或xy軸探測器能夠把xy軸運(yùn)動(dòng)信息分為兩部份處理，當(dāng)頭部4自旋時(shí)兩個(gè)xy軸探測 器探測出自旋時(shí)導(dǎo)致的自身圍繞某中心的小幅度xy軸運(yùn)動(dòng)，并且它們的xy軸運(yùn)動(dòng)的距離是有所不同的， 可以根據(jù)這一不同計(jì)箅出頭部4的自旋的角度和自旋的中心。能夠探測出頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)對(duì)得出準(zhǔn)確的 頭部4的xy軸二維運(yùn)動(dòng)信息極有幫助，這時(shí)因?yàn)轭^部4能夠同時(shí)做這兩種運(yùn)動(dòng)且兩種運(yùn)動(dòng)方式會(huì)互相影 響對(duì)方的運(yùn)動(dòng)信息的準(zhǔn)確性。這一運(yùn)動(dòng)的探測器稱為自旋探測器。(在以下將會(huì)詳細(xì)說明)
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品的不同實(shí)現(xiàn)方式，各種探測器可以在頭部4、桿一6、桿二7任意一或幾個(gè)中，且所在位置也可不同，為了產(chǎn)品與電腦的信息連接方便或者減少連接引線的數(shù)量所以必須用某種方式把它 們的信息聯(lián)接起來并且處理后再一同輸入電腦，連接方式可以是引線方式或無線方式，信息連接后一般要 經(jīng)過排序合成以及轉(zhuǎn)換為某種電腦接口標(biāo)準(zhǔn)再傳入電腦，這些信息的處理由信息處理集成電路完成，此集 成電路在本說明中編號(hào)為集成電路13。頭部4、桿一6、桿二7之間的電子電源連接也可以不是引線或無 線方式而是以滑動(dòng)接觸式連接，比如類似于電動(dòng)機(jī)的電刷式連接，或者類似滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)連接，接觸 的摩擦力要盡量小以使它們相對(duì)的運(yùn)動(dòng)自由不受阻礙。桿一 6相對(duì)桿二 7的距離探測器也可以采用滑動(dòng)變 阻器方式，但是摩擦力要盡量小。本發(fā)明結(jié)構(gòu)上一般還要有一到多個(gè)電腦功能按鍵，比如鼠標(biāo)左右鍵；手 繪筆上的滾輪鍵；游戲搖桿上的按鍵；或其它本發(fā)明根據(jù)自身功能特點(diǎn)設(shè)計(jì)的按鍵等。
本發(fā)明最基本原理實(shí)現(xiàn)方法的所有規(guī)律性變換的可能方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法可以通過以下各種規(guī)律性變換形成某種具體實(shí)現(xiàn)方法，也可多種變換共同進(jìn)行 一桿二7與頭部4、桿--6與桿二7之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式稍作改變，比如它們之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡 線形狀稍作改變，只要能夠符合實(shí)際使用效果即可。桿二7也可是只與頭部4做左右或前后傾斜搖擺的。
桿一6與桿二7以及桿二7與頭部4的具體連接的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以有各種方式，無法一一列舉，比如桿一 6與桿二7可以由一個(gè)稍有彎曲的導(dǎo)軌連接，這時(shí)桿一6的運(yùn)動(dòng)軌跡就可以有一定弧度了。桿二7與頭部4可以由另一種結(jié)構(gòu)相連桿二7分為上下兩段，下段與頭部4由前后方向旋轉(zhuǎn)的軸承連接，上段與下段 之間甶左右方向旋轉(zhuǎn)的軸承連接。
二可以有某些實(shí)際產(chǎn)品只具有頭部4和桿二7也就是說桿部5只有桿二7—個(gè)部份，桿二7與頭部 4只做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，沒有桿一6，人手持桿二7使用本發(fā)明的此種實(shí)際產(chǎn)品，主要按鍵如鼠標(biāo)右鍵在桿 二7上，xy軸探測器可以在頭部4中，比如光電鼠標(biāo)的xy軸探猁器在其中，此時(shí)頭部4相當(dāng)于一個(gè)沒有 按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)(如圖16)
可以有某些實(shí)際產(chǎn)品只具有桿一 6和桿二 7或者雖然也具有頭部4但是桿二 7與頭部4固定連接桿二 7不能與頭部4做任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，主要按鍵如鼠標(biāo)右鍵在桿一6上，xy軸探測器可以在頭部4中，比如光 電鼠標(biāo)的xy軸探測器在其中，此時(shí)頭部4相當(dāng)于一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)。(如圖17)
三各種探測器可以采用各種不同的類型，采用不同原理的結(jié)構(gòu)。比如xy軸探測器可以是光電鼠標(biāo)、 機(jī)械鼠標(biāo)、手繪系統(tǒng)、以及其它各種結(jié)構(gòu)的xy軸探測器；壓感探測器可以是壓電陶瓷、壓電晶體等。
四各種探測器在受體2以及在本發(fā)明機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體的各部份中的位置不同進(jìn)行變換。
五--端部3、頭部4、桿一6、桿二7的體積、形狀、結(jié)構(gòu)形態(tài)的不同變換，根據(jù)人手使用的方式進(jìn)行 變換，但是它們之間的運(yùn)動(dòng)方式基本相似或相同。
六電子信息、電源的連接方式不同的變換，以及信息合成處理計(jì)算的方法不同，以及信息標(biāo)準(zhǔn)接口 的不同變換，以及信息處理電路的不同，以及引線連接位置的不同。
七桿二 7與頭部4、桿一 6與桿二 7之間的實(shí)際機(jī)械連接的連接結(jié)構(gòu)不同，但是它們之間的運(yùn)動(dòng)方 式基本相同。比如桿一6與桿二7以活塞式、導(dǎo)軌式、滑竿式、機(jī)械連桿式等等方式連接。
八各種探測器的性能不同，比如壓感探測器可以為有級(jí)數(shù)和無級(jí)數(shù)壓感。
九不同款式的實(shí)際產(chǎn)品并不一定要具有所有探測器，也就是說不一定要具有所有功能。但是xy軸 探測器是必須有的。
十-.根據(jù)本發(fā)明的硬件部份的結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)不同的軟件就能用本發(fā)明做為電腦的其它操作設(shè)備使用， 實(shí)現(xiàn)不同的功能，但是硬件部份的結(jié)構(gòu)仍然是本發(fā)明的專利保護(hù)內(nèi)容。
很顯然用以上某種或多種規(guī)律性變換原理制造的實(shí)際產(chǎn)品也在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的范圍內(nèi)，除去本發(fā)明 人或得到本發(fā)明人授權(quán)外其他人用規(guī)律性變換制造的產(chǎn)品顯然不具有自主創(chuàng)造性及新穎性。
本發(fā)明的桿二7與頭部4的連接方式可以說是桿二7與頭部4由傾斜搖擺接頭連接，此傾斜搖擺接 頭的功能是使桿二 7與頭部4做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)或者說是固定軌跡的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)；桿一 6與桿二 7的連接 方式可以說是桿一 6與桿二 7由距離變化接頭連接,此接頭使桿一 6與桿二 7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)距離大小變化， 運(yùn)動(dòng)的軌跡為固定曲線的軌跡。
本發(fā)明的某種具體實(shí)現(xiàn)方法的較詳細(xì)說明-
其它實(shí)現(xiàn)方法可以參考此實(shí)現(xiàn)方法，此實(shí)現(xiàn)方法中端部3是二維平面，桿二7與頭部4做傾斜搖擺運(yùn) 動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧形，桿一6與桿二7做一維直線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此實(shí)現(xiàn)方法實(shí)際上與本說明書最先的直 觀說明中的方法大致相同。
由于本發(fā)明中的xy軸探測器可以是電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)中的xy軸探測器比如電磁感應(yīng)式手繪筆 中的線圏，也可以是鼠標(biāo)中的xy軸探測器，所以這里結(jié)合這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)中的手繪筆由筆尖、筆頭、筆桿組成；筆尖相當(dāng)于本發(fā)明的端部3它一般可 以看作是一維的點(diǎn)狀，使用中它與手繪板接觸；筆頭相當(dāng)于頭部4其中有xy軸探測器的線圏筆桿相當(dāng) 于桿部5是人手持的部份。實(shí)際上筆尖并不一定要是一維點(diǎn)狀，也可以是一個(gè)面，比如二維平面而不影響 使用，比如本發(fā)明的端部3。
從以上的背景技術(shù)中我們看到，電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)存在四個(gè)問題
問題一在手繪筆作提筆和落筆動(dòng)作中，手繪筆與手繪板有一定距離，這導(dǎo)致線圃和布線電路之間有 一定距離，xy軸探測器需要在它的兩部分也就是線圑和布線電路之間距離較遠(yuǎn)時(shí)工作，這使得xy軸探測器的工作比較困難，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
問題二手繪筆在書寫和繪畫過程中，在手繪板上做各種方式的具體運(yùn)動(dòng)時(shí)，手繪筆中的線圈也隨之 做各種運(yùn)動(dòng)，不止是xy軸坐標(biāo)上的平面的二維運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)都會(huì)對(duì)xy軸探測器的工作有影響，而xy 軸探測器需要從這些復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中，把手繪筆在xy軸平面上的二維運(yùn)動(dòng)的信息分辨出來，產(chǎn)生手繪筆在手 繪板上的位置信息，這就有一定困難，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
問題三電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)不能把手繪筆筆桿的傾斜方向和角度探測出來，用筆桿的傾斜搖擺來控制電腦軟件產(chǎn)生各種功能。
問題四電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)需要手繪筆和手繪板配合工作，它有手繪筆和手繪板兩大部件，且 手繪板體積大，耗電高。
而鼠標(biāo)在作為電腦手寫和繪畫的工具來使用時(shí)，同樣也存在兩個(gè)問題
問題一人手持鼠標(biāo)的方法和姿勢與書寫繪畫的持筆方法不同，這使得使用鼠標(biāo)進(jìn)行手寫和繪畫不方 便，不靈活，也不符合人的習(xí)慣。
問題二人在用鼠標(biāo)進(jìn)行電腦書寫和繪畫時(shí)，需要按下鼠標(biāo)左鍵，然后移動(dòng)鼠標(biāo)，才能在電腦屏幕上 產(chǎn)生書寫和繪畫時(shí)的痕跡，這與鉛筆做落筆動(dòng)作使筆尖與紙面接觸然后運(yùn)筆，在紙面上產(chǎn)生痕跡的動(dòng)作不 同。相比于鉛筆它的動(dòng)作不靈活，不方便，也不符合人的習(xí)慣。
本發(fā)明的創(chuàng)造性、新穎性、實(shí)用性就在于能解決以上所有問題，并且具有多種功能。本發(fā)明的硬件部 分主要為作用體的發(fā)明。為解決以上問題本發(fā)明的作用體大致為一個(gè)筆狀部件，它的結(jié)構(gòu)分為三大部分端部3，頭部4,桿部5;桿部5分為桿一 6和桿二 7兩部分。頭部4是一個(gè)中空的物體，xy軸探測器比如光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管在頭部4中；或者電磁感應(yīng)式手繪筆中的線圏在頭部4中。端部3是頭部4的底面，它是一個(gè)二維的平面，在本發(fā)明的使用過程中，端部3也就是頭部4的底面始終 與受體2保持緊密接觸，并與之平行，頭部4不隨桿部5的提筆動(dòng)作提起。頭部4在受體2平面上隨桿部 5的移動(dòng)，做沿著受體2平面xy軸坐標(biāo)的二維滑動(dòng)或移動(dòng)，同時(shí)xy軸探測器開始工作探測出頭部4在受 體2上的位置或坐標(biāo)或移動(dòng)軌跡信息。頭部4的底部為了減小與受體2的摩擦力可以有幾個(gè)小凸起，這些 小凸起的頂部在一個(gè)平面上，這一個(gè)由小凸起組成的抽象平面也可稱為端部3。(如圖2)
如果頭部4中有電磁感應(yīng)式手繪筆中的線鑭，那么本發(fā)明可以在電磁感應(yīng)式手繪板上使用，由于頭部 4的底部也就是端部3是平面，且在使用中端部3始終與受體2保持接觸并成平行狀態(tài)，可以說是端部3 的平面形態(tài)限定了頭部4的運(yùn)動(dòng)方式，頭部4中的線圈只隨頭部4做以下兩種運(yùn)動(dòng)在受體2上沿著受體 2平面的二維移動(dòng)，和與受體2平行的自旋運(yùn)動(dòng)。頭部4不隨桿部5的提筆動(dòng)作提起。線圈與布線電路的 距離小，且線圈的運(yùn)動(dòng)方式少，這就解決了電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)的第一和第二個(gè)問題。(如圖7、圖8)
然后接著解決電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)的第三個(gè)問題。解決方法為本發(fā)明的桿部5有兩部分，桿一 6和桿二 7。桿二 7的下端750與頭部4由一個(gè)傾斜搖擺接頭相連，此接頭使得桿部5在即使頭部4不動(dòng) 時(shí)，也能做與鉛筆的筆桿相同的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)也類似于游戲搖桿中的搖桿在底座上的傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)。桿部5的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度可以由傾斜搖擺探測器探測出來，并形成電子信息輸入電腦。 這樣人就可以用桿部5的傾斜搖擺來控制電腦軟件的各種功能了。在把本發(fā)明做為游戲搖桿用時(shí)，頭部4 實(shí)際上相當(dāng)于底座，桿部5相當(dāng)于搖桿。這就解決了電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)的第三個(gè)問題。(如圖3)
電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)的xy軸探測器必須有線圈和布線電路兩部分，所以如果本發(fā)明的xy軸探測 器采用電磁感應(yīng)式結(jié)構(gòu)的話，是無法不與手繪板配合使用的。從以上的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中可以看到，頭部4 的形態(tài)結(jié)構(gòu)實(shí)際上相當(dāng)于是一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)，頭部4中的xy軸探測器可以采用鼠標(biāo)中的xy 軸探測器，比如光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管。這樣本發(fā)明就可以無需與手繪板配合使用了， 它可以在任何鼠標(biāo)可以工作的物體平面上使用，如鼠標(biāo)墊和桌面等。并且鼠標(biāo)的耗電小、體積小、成本低， 且分辨率和刷新率都高。
當(dāng)頭部4中的xy軸探測器是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管時(shí)，頭部4相當(dāng)于是一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)，光學(xué)感應(yīng)器芯片可以是集成有其它所需電路比如接口電路等的一體化芯片，這樣 頭部4中就可以只有一塊集成電路芯片了，頭部4的體積可以很小，長寬大致可以為2到3.5厘米左右， 高度大致可以為1到2厘米左右，甚至更小也有可能。人手持桿部5或桿一 6或桿二 7做書寫繪畫動(dòng)作， 因此這也就解決了人手持鼠標(biāo)進(jìn)行電腦書寫繪畫時(shí)的，手持鼠標(biāo)與持筆習(xí)慣不同的問題，也就是鼠標(biāo)在作 為電腦手寫和繪畫的工具來使用時(shí)的問題一。(如圖l)
接著解決鼠標(biāo)在作為電腦手寫和繪畫的工具來使用時(shí)的問題二。鼠標(biāo)手寫和繪畫中需要按下鼠標(biāo)左鍵，然后移動(dòng)鼠標(biāo)，才可以在電腦中產(chǎn)生書寫和繪畫的痕跡比如筆劃和線條等，放開左鍵后移動(dòng)鼠標(biāo)，則 使屏幕光標(biāo)移動(dòng)；而電磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)中，手繪筆是通過落筆和提筆動(dòng)作，使手繪筆筆尖碰到或離 開手繪板，壓感探測器產(chǎn)生或不產(chǎn)生電子信息來控制電腦軟件，產(chǎn)生手寫和繪畫的痕跡或產(chǎn)生光標(biāo)移動(dòng)的 軌跡。這里提筆動(dòng)作相當(dāng)于鼠標(biāo)使用中放開左鍵的動(dòng)作，落筆動(dòng)作相當(dāng)于按下左鍵的動(dòng)作。為解決這一問 題，所以桿部5要分為兩部分桿一6和桿二7。頭部4只是與桿二 7的下端750由一個(gè)傾斜搖擺接頭相連，頭部4與桿一6無機(jī)械連接，桿一6的下端與桿二7的上端700以一種機(jī)械方式相連，比如以導(dǎo)軌式 結(jié)構(gòu)相連，桿二7的上部份相當(dāng)于導(dǎo)軌中滑動(dòng)的物體，而桿一6的底部有一個(gè)類似于管狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌60。 桿一 6以導(dǎo)軌60套在桿二 7的上部份，并能沿著桿二 7的長度方向，也就是桿二 7的上端700和下端750 之間的方向做上下的一維的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就類似于鉛筆繪畫中鉛筆的落筆提筆動(dòng)作中鉛筆在紙面上方的 z軸運(yùn)動(dòng)了。人在使用本發(fā)明時(shí)，手持桿一6做書寫和繪畫動(dòng)作，在桿一6做提筆動(dòng)作時(shí)頭部4不隨之提 起，而是由于重力作用停留在受體2平面上，桿一6只是與桿二7做向上的一維的z軸運(yùn)動(dòng)。在桿一6做落筆動(dòng)作時(shí)它與桿二 7做向下的一維的z軸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到接近桿二 7下部份時(shí)，可以使一個(gè)壓感探測器受 到壓力，比如在桿一 6導(dǎo)軌60上方安置一個(gè)壓電陶瓷，當(dāng)桿一 6運(yùn)動(dòng)到下方時(shí)桿二 7的上端700碰到壓 電陶瓷，這個(gè)壓電陶瓷相當(dāng)于壓感探測器，它產(chǎn)生出桿一6向下運(yùn)動(dòng)的壓力信息，這一信息也就相當(dāng)于電 磁感應(yīng)式手繪輸入系統(tǒng)中，手繪筆做落筆動(dòng)作使筆尖與手繪板接觸后壓感探測器產(chǎn)生的信息。而當(dāng)人手持 桿一6做運(yùn)筆和移筆動(dòng)作時(shí)，由于桿一6只能沿著桿二7做上下的z軸運(yùn)動(dòng)，且桿二7也只能與頭部4做 傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，所以在運(yùn)筆和移筆動(dòng)作的xy軸平面運(yùn)動(dòng)中，桿一 6將帶動(dòng)桿二 7接著通過桿二 7帶動(dòng)頭 部4，沿著受體2平面移動(dòng)或滑動(dòng)。在頭部4的移動(dòng)過程中頭部4中的xy軸探測器將探測出頭部4在受體 2上移動(dòng)的信息或頭部4的位置信息，而這一信息是由電腦軟件產(chǎn)生書寫繪畫的痕跡還是光標(biāo)移動(dòng)的軌跡 和光標(biāo)的坐標(biāo)，將由桿一 6在頭部4運(yùn)動(dòng)時(shí)是否停留在桿二 7下方并且保持使壓感探測器受到壓力決定。 桿一6在頭部4運(yùn)動(dòng)時(shí)停留在桿二7下方并且保持使壓感探測器受到壓力相當(dāng)于按住鼠標(biāo)左鍵后移動(dòng)鼠標(biāo) 的動(dòng)作，桿一 6在頭部4運(yùn)動(dòng)時(shí)不停留在桿二 7下方并且不使壓感探測器受到壓力相當(dāng)于放開鼠標(biāo)左鍵后 移動(dòng)鼠標(biāo)的動(dòng)作。這就解決了鼠標(biāo)在作為電腦手寫和繪畫的工具來使用時(shí)的問題二。(如圖4)
桿一 6在頭部4運(yùn)動(dòng)時(shí)停留在桿二 7下方并且保持使壓感探測器受到壓力，這類似于鉛筆書寫繪畫中 筆尖保持與紙面接觸，這時(shí)桿一 6帶動(dòng)桿二 7再帶動(dòng)頭部4的移動(dòng)就相當(dāng)于運(yùn)筆動(dòng)作中的筆在紙面上的xy 軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)了，它產(chǎn)生書寫和繪畫的痕跡，反之則相當(dāng)于移筆動(dòng)作。而由于桿一6只能沿著桿二7的 長度方向，與桿二 7做z軸方向上的上下一維運(yùn)動(dòng)，所以桿一 6還能帶動(dòng)桿二 7以傾斜搖擺接頭為中心做 傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的方向和角度由傾斜搖擺探測器探測出來，這就相當(dāng)于是鉛筆筆桿的傾斜搖擺運(yùn) 動(dòng)，和游戲搖桿中搖桿的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)。桿一6對(duì)壓感探測器的壓力大小，相當(dāng)于鉛筆筆尖對(duì)紙面的壓力 大小。(如圖5)
本發(fā)明以上所說的這一種具體實(shí)現(xiàn)方法的某些方面更加詳細(xì)的說明，比如運(yùn)動(dòng)方式的更加詳細(xì)說明
本發(fā)明中頭部4、桿一6和桿二7都各自具有自己的結(jié)構(gòu)，比如機(jī)械結(jié)構(gòu)，電子元件等，但是它們?cè)?相互之間的機(jī)械運(yùn)動(dòng)上都各自成為單獨(dú)的個(gè)體,相互之間以某種機(jī)械結(jié)構(gòu)相連，頭部4與桿二 7的下端750 以一個(gè)傾斜搖擺接頭相連，桿一6不與頭部4有直接的機(jī)械連接，而是以其底部60與桿二 7的上部份70 相連并通過桿二7與頭部4相連。同時(shí)頭部4、桿一6和桿二7也以某種方式做電子線路和電子儀器等的 電源和電子信息連接(電子信息指的是比如數(shù)字信號(hào)等)。頭部4、桿一6和桿二7具體的連接方法和結(jié)構(gòu) 包括機(jī)械連接和電子連接的方法和結(jié)構(gòu)不是很重要，只要能夠達(dá)到所需的功能即可。比如頭部4、桿一6
和桿二7之間的機(jī)械連接方法只要使得它們相互間能夠做以下將說明的相互運(yùn)動(dòng)即可。(如圖1) 頭部4的底部為二維平面，這一平面可以稱為端部3平面，如圖2a中的300平面；如果為了減小摩擦力 頭部4的底部可以有幾個(gè)小凸起，這些小凸起的頂部在一個(gè)平面上，小凸起的頂部構(gòu)成的平面也可以看作 是實(shí)際上的頭部4的底部(因?yàn)樗陬^部4的最下方〉這一虛擬的平面也可以看作抽象的端部3平面，
如圖2b中由31、 32、 33組成的30平面。(如圖2)
桿二 7能以它與頭部4的連接部位的中心84為中心向頭部4的底部也就是端部3平面的xy軸平面做 一種傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，或者說桿二 7能以它與頭部4的連接部位的中心84為中心桿二 7的上端700向頭部4 的底部也就是端部3平面的xy軸平面做一種傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這種傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向可以是xy軸平面坐 標(biāo)的任意方向，可以說是平行于端部3平面的xy軸平面的360度方向，當(dāng)然在這一運(yùn)動(dòng)中桿二 7的上端 700劃出一道與端部3平面的延伸線相切的圓弧，圓弧的切線方向是不斷改變的，但總的來說圓弧的延伸 線將與端部3平面的延伸線相交于兩點(diǎn)，兩點(diǎn)間的連線指向某一方向，這一方向可以是平行于端部3平面 的xy軸平面的360度方向，桿二 7只能與頭部4或者說端部3做這一種運(yùn)動(dòng)。(如圖3)
在本發(fā)明的使用過程中人一般手持桿一6進(jìn)行工作。在另一種無桿一6的結(jié)構(gòu)中手持桿二7工作。
桿一 6能與桿二 7做一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)通常是一維的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)具體為桿一 6沿著桿 二 7的長度方向或者說是桿二 7的上端700與下端750之間的軸線方向，做一維的上下運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng) 過程中桿一 6與頭部4的距離變大或變小，或者在這種運(yùn)動(dòng)過程中桿一 6與頭部4的底部也就是端部3平 面的距離變大或變小，或者在這種運(yùn)動(dòng)過程中桿一 6與頭部4和桿二 7的傾斜搖擺接頭的中心84的距離 變大或變小，當(dāng)桿一6做一維的上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在接近桿二7的某兩個(gè)上下位置時(shí)都能夠停止下來，向上運(yùn)動(dòng) 停止于上端位置706,向下運(yùn)動(dòng)停止于下端位置707。桿一6只能與桿二7做這一種運(yùn)動(dòng)。(如圖4)
桿一6在與桿二7做這一種一維上下運(yùn)動(dòng)時(shí)與頭部4、端部3、傾斜搖擺接頭的中心84的距離變大或 變小，也可以說就是桿一 6在與桿二 7做這一種一維上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，與頭部4、端部3、傾斜搖擺接頭 的中心84做一維的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(如圖4)
由于桿二 7只能與頭部4或者說端部3做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)且桿一 6只能與桿二 7做一維的上下運(yùn)動(dòng)，所
以桿二 7在與頭部4或者說端部3做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，必將伴隨著桿一 6與頭部4做相同的傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)的中心同樣是桿二7與頭部4的傾斜搖擺接頭的中心84，也就是說桿一6將以傾斜搖擺接 頭的中心84為中心向頭部4的底部也就是端部3平面的xy軸平面做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，或者說桿一 6將以傾 斜搖擺接頭的中心84為中心桿一 6的上端65向頭部4的底部也就是端部3平面的xy軸平面做傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上也就是說桿部5的兩部分桿一 6和桿二 7同時(shí)做同樣的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，那么也就是說桿部5 整體做以傾斜搖擺接頭的中心84為中心的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，或者說桿部5將以傾斜搖擺接頭的中心84為中 心桿部5的上端向頭部4的底部也就是端部3平面的Xy軸平面做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)。(如圖3)
傾斜搖擺接頭的中心指的是做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)桿部5、桿一6、桿二7的上端劃出的圓弧的圓心。
當(dāng)桿一6、桿部5、桿二 7在做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿一6也能同時(shí)與桿二7和頭部4、端部3、傾斜搖 擺接頭的中心84，做沿著桿二 7的長度方向或者說是桿二 7的上端700與下端750之間的軸線方向，做一 維的上下運(yùn)動(dòng)。(如圖5)
本發(fā)明的使用過程中頭部4的底部也就是端部3始終與受體2平面緊密接觸并與之平行。由于桿二 7 只能與頭部4做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)且桿一 6只能與桿二 7做一維上下運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)頭部4在受體2平面上不做 與受體2平行的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿部5不能做以其長度方向或其上下端之間的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)，或者說 桿部5與頭部4不能做相反方向的自旋運(yùn)動(dòng)。(如圖6)
頭部4隨桿部5、桿二7、桿一6所做的運(yùn)動(dòng)只有以下兩種當(dāng)桿部5、桿二7、桿一6做沿著受體2 平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)時(shí)，頭部4隨之做沿著受體2平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)；當(dāng)桿部5、 桿二7、桿一6做以自身上下端之間的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，頭部4隨之做平行于受體2平面的自旋運(yùn) 動(dòng)。(如圖7、圖8)
頭部4隨桿部5做的沿著受體2平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于模擬了鉛筆的書寫和繪畫動(dòng) 作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式中的1:筆在紙面上的xy軸坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)。
桿一 6沿著桿二 7的長度方向或者說是桿二 7的上端700與下端750之間的軸線方向，做一維的上下
運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于模擬了鉛筆的書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式中的2:筆在紙面上方的z軸方向
上的運(yùn)動(dòng)。
桿部5或桿二 7和桿一6以傾斜搖擺接頭的中心84為中心向頭部4的底部也就是端部3平面的xy軸 平面做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于是模擬了鉛筆的書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式中的3:筆或筆 桿的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)桿部5、桿二7、桿一6做以自身上下端之間的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，頭部4隨之做平行于受體2 平面的自旋運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于是模擬了鉛筆的書寫和繪畫動(dòng)作過程中筆的具體運(yùn)動(dòng)方式中的- 4:筆以自身長 度方向也就是縱方向的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)。
頭部4隨桿部5做的沿著受體2平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)，能夠由頭部4中的xy軸探測器探測出來。
桿一 6沿著桿二 7的長度方向或者說是桿二 7的上端700與下端750之間的軸線方向，做一維的上下 運(yùn)動(dòng)時(shí)，在向下運(yùn)動(dòng)停止或接近停止于下端位置707時(shí)，能夠使一個(gè)壓感探測器受到向下的壓力，也就是 說這一運(yùn)動(dòng)能夠由壓感探測器探測出來。
桿部5或桿二 7和桿一 6以傾斜搖擺接頭的中心84為中心向頭部4的底部也就是端部3平面的xy軸 平面做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，能夠由傾斜搖擺探測器探測出來。傾斜搖擺探測器可以分為前后方向傾斜搖擺探 測器和左右方向傾斜搖擺探測器兩種，除了前后左右四個(gè)方向外其它方向的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)由它們探測到的 數(shù)值經(jīng)過計(jì)算后產(chǎn)生的數(shù)值共同表示。
當(dāng)桿部5、桿二7、桿一6做以自身上下端之間的軸線為軸的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，頭部4隨之做平行于受體2 平面的自旋運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的探測方式可以是在頭部4中裝置有兩個(gè)xy軸探測器ll和110,它們與桿 部5、桿二7、桿一6的中心軸線的延長線在xy軸平面方向上有一定距離，且它們的距離大小不同， 一個(gè) 距離近另一個(gè)距離遠(yuǎn)，當(dāng)頭部4自旋時(shí)兩個(gè)xy軸探測器隨之在受體2平面上劃出兩個(gè)圓弧lll和112,由 于它們與桿部5、桿二7、桿一6的中心軸線的延長線在xy軸平面方向上有一定距離，且它們的距離大小不同，所以它們劃出的圓弧的長短也不同，根據(jù)圓弧:11和U2的長度及其長度比例、圓弧劃向的方向， 電子儀器比如電子計(jì)算電路或軟件能夠根據(jù)這一不同計(jì)算出頭部4自旋的角度、以及自旋的方向、和自旋 的圓心的位置再與桿二 7和桿一6的長度方向的中心軸線的延長線與受體2平面的交點(diǎn)113的位置或者 傾斜搖擺接頭的中心84的位置進(jìn)行計(jì)算，得出交點(diǎn)113和中心84運(yùn)動(dòng)的方向和距離并且在頭部4同時(shí) 做沿著受體2平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)和頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠分別計(jì)算出頭部4自旋和xy軸 坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)的精確數(shù)值。兩個(gè)xy軸探測器可以是兩個(gè)電磁感應(yīng)式手繪筆中的線圈，或兩個(gè)光電鼠 標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片；或者也可是單一的光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片，但是它有兩個(gè)感光孔，或者是 有兩個(gè)感光部位CMOS傳感器，或者是把感光部位的CMOS傳感器接收到的光線信號(hào)分為兩部分進(jìn)行處理。 (如圖9)(圖中的點(diǎn)113是桿部5或桿二 7或桿一 6的中心軸線的延長線與受體2平面的交點(diǎn))
本發(fā)明只要能夠探測到這些運(yùn)動(dòng)的信息并且把這些信息輸入電腦，就可以用這些運(yùn)動(dòng)來控制電腦軟件 產(chǎn)生各種功能了。
由于傾斜搖擺接頭的中心84在做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)在手感上相當(dāng)于是筆尖，所以傾斜搖擺接頭以及傾 斜搖擺接頭的中心應(yīng)該盡量靠近頭部4的底部也就是端部3平面。且頭部4中的xy軸探測器通常不在桿 都5或桿一6的中心軸線的延長線的位置上，所以當(dāng)桿部5或桿一6帶動(dòng)頭部4做自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，xy軸探測 器將繞著桿部5或桿一6的中心軸線的延長線旋轉(zhuǎn)，如果我們無需探測出頭部4的自旋運(yùn)動(dòng)，頭部4中只 有一個(gè)xy軸探測器時(shí)，xy軸探測器繞著桿部5或桿一 6的中心軸線的延長線旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)將影響它探測頭 部4在受體2平面上的xy軸平面運(yùn)動(dòng)，對(duì)探測到的xy軸平面信息的精度將產(chǎn)生不利影響，所以xy軸探 測器應(yīng)該盡量靠近桿部5或桿一 6的中心軸線的延長線尤其是xy軸探測器中的光學(xué)感應(yīng)器芯片的感光部位，如感光孔應(yīng)該盡量靠近桿部5或桿一6的中心軸線的延長線；或者說是在本發(fā)明使用時(shí)xy軸探測 器的感光部位如感光孔所對(duì)的受體2平面，也就是感光 L接收到的光線從其上反射出的受體2平面，應(yīng)該盡量靠近桿部5或桿一 6或桿二 7的中心軸線的延長線，或者說是中心軸線靠近感光 L或此受體2平面。
頭部4、桿一6、桿二 7互相之間除了機(jī)械連接外還必須有電子線路和電子儀器間的引線(引線包括 電源線和數(shù)據(jù)線等)的連接，或者以無線方式連接。鼠標(biāo)的右鍵和滾輪鍵等按鍵通常安裝在桿一6上，xy 軸探測器和自旋探測器在頭部4中，壓感探測器可以在桿一 6或頭部4或桿二 7中，而傾斜搖擺探測器也 可在桿一6或頭部4或桿二7中，為了減少本發(fā)明與電腦之間的引線數(shù)量，在桿一6或桿二7上通常要有 一塊信息處理集成電路13,按鍵的信號(hào)引線和探測器的信號(hào)引線也就是數(shù)據(jù)線連接到這一塊集成電路上， 在集成電路中這些信號(hào)經(jīng)過計(jì)算等處理合成到一起，把這些信號(hào)按照不同的數(shù)據(jù)引線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，比如 按照不同順序排列后就可以從較少的引線輸入電腦了，數(shù)據(jù)引線標(biāo)準(zhǔn)可以是usb或ps2等。如果頭部4中 有自旋探測器和或傾斜搖擺探測器和或壓感探測器等，那么頭部4中還應(yīng)該有這些探測器探測到的模擬信 號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，并且為減少頭部4與桿一6和桿二7之間的引線數(shù)量，頭部4中的電路還應(yīng)該能夠把 這些探測器數(shù)據(jù)和xy軸探測器的數(shù)據(jù)按照某些方法合成到少量的數(shù)據(jù)引線中輸出。
如果頭部4中的xy軸探測器是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管(或撖光二極管〉，那么這 些電路最好都能夠集成在光學(xué)感應(yīng)器芯片中，這可以減小頭部4的體積。即使頭部4中的xy軸探測器采 用其它結(jié)構(gòu)比如機(jī)械鼠標(biāo)和電磁感應(yīng)式手繪筆的線圏，頭部4中也要有這些電路，它們最好也要和其它電 路集成到一塊芯片中。也可以把發(fā)光二極管集成到光學(xué)感應(yīng)器芯片中。桿一6中的探測器的模擬信號(hào)也要 有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
所有的探測器的模擬信號(hào)都要經(jīng)過轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)或者說是O和1的二進(jìn)制數(shù)值，然后互相合成并與 按鍵的信號(hào)數(shù)值合成，把這些數(shù)值按照順序排列，中間加上標(biāo)志數(shù)值，然后輸入電腦。探測器和按鍵的數(shù) 值排列時(shí)要根據(jù)它們的信號(hào)刷新率進(jìn)行合成，比如如果xy軸探測器的刷新率是800，而其它探測器的刷新 率是400,而按鍵的刷新率是200，那么每排列兩次xy軸探測器數(shù)值后才排列一次其它探測器的數(shù)值，每排列四次xy軸探測器數(shù)值和兩次其它探測器的數(shù)值后才加上一次按鍵的數(shù)值。所有探測器的刷新率可以相同，但是按鍵的刷新率通常較少，所以可以在多次循環(huán)排列探測器的數(shù)值后才加上按鍵的數(shù)值。在探測器或按鍵產(chǎn)生數(shù)值時(shí)可以加上它們自己的標(biāo)志數(shù)值，在信息處理集成電路13中合成所有的數(shù)值時(shí)，可以 根據(jù)標(biāo)志數(shù)值分辨出其后的數(shù)值是屬于哪一個(gè)探測器或按鍵的，然后再把它們按照順序排列合成?；蛘呖?以根據(jù)連接引線的不同來分辨出數(shù)值是屬于哪一個(gè)探測器或按鍵的。在頭部4中不同探測器產(chǎn)生的探測器 數(shù)值通常需要加上自身的標(biāo)志數(shù)值。
當(dāng)頭部4中的xy軸探測器是鼠標(biāo)中的xy軸探測器結(jié)構(gòu)(包括光電鼠標(biāo)和機(jī)械鼠標(biāo))時(shí)，頭部4的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)，它的其它結(jié)構(gòu)與鼠標(biāo)大致相同，比如光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二 極管的安裝方法和底部的光線通道開口等的結(jié)構(gòu)相同，這里不做太多介紹。
頭部4中的功能電路集成到一塊光學(xué)感應(yīng)器芯片中，并且可以將這一芯片用貼片工藝裝到電路板上， 并改變發(fā)光二極管的安裝角度和位置，這可以大大減小頭部4的體積。
本發(fā)明使用時(shí)一般是以桿一 6對(duì)壓感探測器的加壓和不加壓動(dòng)作來代替鼠標(biāo)左鍵的點(diǎn)擊動(dòng)作的，桿一 6上通常只有右鍵和滾輪鍵，但是在本發(fā)明做為鼠標(biāo)用時(shí)，桿一6相對(duì)桿二7的上下運(yùn)動(dòng)可能使有的人覺 得不方便，那么可以增加一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)，在本發(fā)明做為鼠標(biāo)用時(shí)將桿一6相對(duì)桿二7的上下運(yùn)動(dòng)鎖定住， 或者使其運(yùn)動(dòng)的相對(duì)距離比較小，然后在桿一6上增加鼠標(biāo)左鍵，還是象鼠標(biāo)一樣使用左鍵點(diǎn)擊。
當(dāng)頭部4中的xy軸探測器是電磁感應(yīng)式手繪筆中的線圈時(shí)，本發(fā)明的新穎性和創(chuàng)造性和實(shí)用性在于 可以在電磁感應(yīng)式手繪板上使用，由于頭部4中的線圈的運(yùn)動(dòng)方式簡單并且它與手繪板中的布線電路的距 離近，因此可以簡化結(jié)構(gòu)包括其它配套電路比如運(yùn)算電路的復(fù)雜性，這使手繪板的結(jié)構(gòu)簡單成本低，并且 還具有探測桿部5傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的功能。
當(dāng)頭部4中的xy軸探測器是鼠標(biāo)中的xy軸探測器結(jié)構(gòu)(包括光電鼠標(biāo)和機(jī)械鼠標(biāo))時(shí)，本發(fā)明的新 穎性和創(chuàng)造性和實(shí)用性在于手持桿一6做書寫繪畫動(dòng)作，使用方法符合人手的書寫和繪畫習(xí)慣，使用方 便靈活，同時(shí)也能做為鼠標(biāo)使用，手持筆的方式不易產(chǎn)生手腕酸痛問題也就是鼠標(biāo)手即腕管綜合癥問題， 并且還具有探測桿部5或桿二7和桿一6的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的功能；只有筆狀單一部件，無需手繪板；功能 多，體積小，重量輕，耗電少，分辨率刷新率比電磁感應(yīng)式手繪筆高，便攜。由于頭部4中無按鍵和滾輪， 再通過各種方法減小頭部4體積，頭部4體積可以很小，且頭部4底部或端部3平面的摩擦力很小，不會(huì)
影響手的書寫繪畫動(dòng)作的靈活性，頭部4的機(jī)械結(jié)構(gòu)材料等可以是重金屬的以增加重量，使用時(shí)較穩(wěn)定。
至于本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品的頭部4、桿部5和桿一6、桿二7的形狀和體積由以下方法決定由于頭部4 中有xy軸探測器所以它有一定的體積大小，但是應(yīng)該盡量按照說明書中的辦法減小其體積，以使頭部4 在手持桿一 6進(jìn)行書寫繪畫動(dòng)作時(shí)不影響動(dòng)作的靈活，由于頭部4中的電子元件一般是平面布置于電路板
上的，所以頭部4的髙度通常會(huì)小于長度和寬度的二份之一到三份之一，桿部5的一部分桿一 6是人手持 的部份所以它的形狀大小應(yīng)該適合人手的隼握和使用，人手對(duì)本發(fā)明的攀握和使用方式不同桿部5和桿一 6、桿二7的形狀大小可以根據(jù)實(shí)際情況決定。如果人手對(duì)本發(fā)明的使用方法與筆相同，那么桿部5的總 體體積和形狀參考筆桿決定， 一般是手持桿一6使用本發(fā)明的，所以桿一6的體積形狀可參考筆桿，但是 由于桿一6中有電子元件，所以它可以比筆桿稍粗。頭部4的底部也就是端部3是平面或抽象平面。
傾斜搖擺接頭的運(yùn)動(dòng)精度和桿一 6與桿二 7之間上下運(yùn)動(dòng)的精度一般達(dá)到100微米左右即可，運(yùn)動(dòng)的
精度將決定本發(fā)明使用時(shí)由機(jī)械結(jié)構(gòu)方面決定的分辨率的高低。
本發(fā)明在做為鼠標(biāo)、手繪筆手寫筆、游戲搖桿、3D軟件操作設(shè)備使用時(shí)都具有與現(xiàn)有技術(shù)相比的極大 的新穎性創(chuàng)造性和實(shí)用性，這從以下的軟件設(shè)計(jì)中可以看到。與本發(fā)明的硬件部份相配合使用的電腦軟件 的設(shè)計(jì)方法包括了屏幕頁面如瀏覽器頁面等頁面滾動(dòng)或翻頁的設(shè)計(jì)；電腦繪圖繪畫軟件如flash、 Photoshop等軟件的設(shè)計(jì)；電玩游戲如網(wǎng)絡(luò)游戲等的設(shè)計(jì)；以及3D軟件控制方法的設(shè)計(jì)。
這里介紹一套本發(fā)明硬件的按鍵和探測器的功能以及配合這些功能的電腦軟件的設(shè)計(jì)方法 桿一6上有鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵，此右鍵功能和鼠標(biāo)右鍵相同，滾輪鍵的使用方法以下將詳細(xì)介紹。當(dāng) 用本發(fā)明控制頁面滾動(dòng)或移動(dòng)時(shí)方法如下方法共有三種
一按住滾輪鍵后把桿一6下壓使壓感探測器受壓，此時(shí)屏幕光標(biāo)可以變?yōu)樽ナ中螤?，在保持壓力?情況下移動(dòng)桿一 6并帶動(dòng)頭部4沿受體2表面向某方向移動(dòng)一定距離，電腦光標(biāo)同樣向此方向移動(dòng)一定距 離，頁面跟隨光標(biāo)移動(dòng)，頁面移動(dòng)的速度與光標(biāo)移動(dòng)速度相同，就像抓手形狀的光標(biāo)抓住頁面拖動(dòng)一樣； 如果桿一 6提起不保持壓力的情況下只是按住滾輪鍵此時(shí)光標(biāo)為手形，此時(shí)移動(dòng)頭部4則只是光標(biāo)移動(dòng)頁 面不動(dòng)。并且也可以在以上方法的基礎(chǔ)上增加功能如下按住滾輪鍵后把桿一6下壓后向某方向移動(dòng)光標(biāo) 一定距離，頁面隨之向此方向移動(dòng)一定距離后如果桿一6不提起不撤銷對(duì)壓感探測器的壓力的話，頁面連
續(xù)向此方向不斷滾動(dòng)，滾動(dòng)速度由軟件設(shè)計(jì)決定，這就像將頁面抓住后向某方向拋擲一樣，如果桿一6提 起則頁面滾動(dòng)停止；當(dāng)桿一6提起后再次下壓并在保持壓力的情況下向其它方向移動(dòng)光標(biāo)一定距離，則頁 面的移動(dòng)與以上方法相同只是方向改為現(xiàn)在光標(biāo)移動(dòng)的方向；如果桿一 6提起后沒有移動(dòng)頭部4并且當(dāng)桿 一 6再次下壓時(shí)仍然沒有移動(dòng)頭部4則頁面依然向此方向滾動(dòng)，滾動(dòng)速度不變。
二可以雙擊滾輪鍵而不是按住滾輪鍵然后按照與以上第一種方法相同的方法操作，此時(shí)頁面移動(dòng)的 速度與以上方法不同，頁面隨光標(biāo)移動(dòng)的速度可以是與鼠標(biāo)按住左鍵拖動(dòng)滾動(dòng)條的速度相同，當(dāng)然頁面旁 的滾動(dòng)條移動(dòng)的速度與光標(biāo)相同，在此移動(dòng)速度中頁面移動(dòng)的速度和拖動(dòng)滾動(dòng)條一樣是隨頁面的長寬不同 而不同的。另外也可以是不按照拖動(dòng)滾動(dòng)條的速度而是固定為一個(gè)比第一種方法快的某種速度，此速度是 固定的不隨頁面長寬變化。
三；除以上方法外還有一種方法是當(dāng)按住滾輪鍵后不下壓桿一 6,只是向某方向移動(dòng)頭部4使光標(biāo) 隨之向此方向移動(dòng)一定距離，然后下壓桿一6點(diǎn)擊一下壓感探測器后快速提起，此時(shí)頁面向此方向滾動(dòng)一 格，滾動(dòng)的距離由軟件設(shè)計(jì)決定，如果在桿一6不下壓的情況下將頭部4向其它方向移動(dòng)一定距離后，桿 一6做與以上相同的點(diǎn)擊動(dòng)作時(shí)頁面向此方向滾動(dòng)一格，滾動(dòng)的距離與以上相同只是方向不同；桿一6點(diǎn) 擊后在不移動(dòng)頭部4的情況下繼續(xù)點(diǎn)擊則每點(diǎn)擊一次頁面向同一方向滾動(dòng)相同的距離f桿一6點(diǎn)擊后不提
起則頁面可以連續(xù)滾動(dòng)也可以不滾動(dòng)。按住滾輪鍵后光標(biāo)可以變?yōu)槟撤N樣式比如按鈕狀，桿一6點(diǎn)擊時(shí)光 標(biāo)也可以顯示為按鈕按動(dòng)的動(dòng)作。
這三種方法可以根據(jù)某種方式由用戶選擇使用，比如軟件設(shè)置的方法或者按鍵的方法。在三種方法中 都可以用桿一 6下壓的壓力使壓感探測器產(chǎn)生的壓力大小不同來控制頁面滾動(dòng)的快慢。
這里介紹一套配合本發(fā)明硬件的3D軟件操作的設(shè)計(jì)方法
可以用頭部4沿受體2表面的移動(dòng)產(chǎn)生的xy軸探測器信息來控制3D軟件中3D物體或場景的xy軸移 動(dòng)，用桿一 6與桿二 7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離變化由距離探測器探測的信息來控制3D軟件中3D物體或場景的 z軸移動(dòng)；用桿二 7與頭部4或端部3的相對(duì)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)使傾斜搖擺探測器產(chǎn)生的信息來控制3D軟件中
3D物體或場景的xy軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用頭部4在受體2表面上的自旋運(yùn)動(dòng)使自旋探測器產(chǎn)生的信息來控制3D 軟件中3D物體或場景的z軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然控制的也可以是視角的方向和角度。當(dāng)然以上的操作方法可 以與按鍵或快捷鍵以及屏幕窗口按鈕配合進(jìn)行以使功能更多。
本發(fā)明的其它軟件設(shè)計(jì)方法參考以上提過的本發(fā)明人申請(qǐng)的其它三項(xiàng)專利。
圖l:是本發(fā)明硬件的某種實(shí)現(xiàn)方法的基本結(jié)構(gòu)。在圖1中桿二7與頭部4連接的底端，繪制為筆尖狀是
為了觀察和繪制方便，尖端可以表示傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的中心，在這些圖中繪制的頭部4和桿一6和桿二7的
比例、形狀、以及它們的結(jié)構(gòu)位置等不是太準(zhǔn)確，只是表示出大致的原理。桿二 7在桿一 6導(dǎo)軌腔60中
的部份以虛線繪制出輪廓，導(dǎo)軌腔60也以虛線繪制出輪廓。
圖2:是本發(fā)明硬件的頭部4的底視圖，也就是端部3的底視圖。
圖3:是本發(fā)明硬件的桿部5以及桿一 6和桿二 7的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方式。
圖4:是桿一6與桿二7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式。
圖5:是說明當(dāng)桿部5即桿一6和桿二7在做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿一6還能與桿二7做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
圖6:是說明桿一6能帶動(dòng)桿二7再帶動(dòng)頭部4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圖7:說明頭部4在受體2上的二維運(yùn)動(dòng)。
圖8:說明頭部4在受體2上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圖9:說明頭部4在受體2上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的自旋探測器的原理。
圖10:說明本發(fā)明硬件的無桿一6的一種實(shí)現(xiàn)方法的基本結(jié)構(gòu)。
圖11:說明本發(fā)明硬件的頭部4與桿二 7固定連接的一種實(shí)現(xiàn)方法的基本結(jié)構(gòu)。
圖12:本發(fā)明硬件的桿一6帶有防止下滑的凸起的結(jié)構(gòu)。
圖13:發(fā)光二極管的一種安裝方法。
圖14:發(fā)光二極管的另一種安裝方法。
圖15:發(fā)光二極管安裝于電路板下的一種安裝方法。
圖16:頭部4的較具體的機(jī)構(gòu)。
圖17:本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中桿二7的較具體的結(jié)構(gòu)。
圖18:本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中桿一6的大致結(jié)構(gòu)。
圖19:十字形四叉軸桿8的大致結(jié)構(gòu)。軸桿沒有繪制出軸環(huán)，且軸桿的相貫線是示意的簡化繪制。
圖20:十字形四叉軸桿8與頭部4連接后的結(jié)構(gòu)。
圖21:桿二7與頭部4由十字形四叉軸桿8連接后的大致結(jié)構(gòu)。扇形狹長縫板90在其中。
圖22:本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中的引線連接的方法，以及桿二7與桿一6連接的方法，未按照機(jī)械 制圖的標(biāo)準(zhǔn)繪制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不以虛線繪制，位置、比例等等并不太準(zhǔn)確，也可大致視為剖視圖。引線的長 度余量部份用不規(guī)則細(xì)線繪出，其它部份用直的細(xì)線繪出。未繪制出發(fā)光二極管和它的引線。未繪制出頭
部4。
圖23:前后方向傾斜搖擺探測器的扇形狹長縫板90的大致結(jié)構(gòu)。
圖24:前后方向傾斜搖擺探測器的感光元件92和感光元件撥桿93的結(jié)構(gòu)。
圖25:前后方向傾斜搖擺探測器的扇形狹長縫板90安裝于十字形四叉軸桿8上的方法。
圖26:左右方向傾斜搖擺探測器的四份之一圓狹長縫板100的結(jié)構(gòu)。
圖27:十字形四叉軸桿8前軸桿撥桿103的結(jié)構(gòu)。
圖28:左右方向傾斜搖擺探測器安裝于頭部4中的方式。
圖29:左右方向傾斜搖擺探測器的感光元件的齒輪驅(qū)動(dòng)方法。
圖30:桿一6與桿二 7相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離探測器的結(jié)構(gòu)原理。
附圖標(biāo)記:
頭部4:前面42、前面的內(nèi)表面46、感光元件102導(dǎo)軌460、滑桿導(dǎo)軌461、頭部槽49、槽前壁492、 槽后壁493、槽左壁494、槽底開口491、槽前壁軸孔4恥、槽后壁軸孔497、槽后壁引線孔498、 頭部4引線1100 桿部5:桿二7:桿二7上端700、下端750、桿二7四棱柱體70、四棱柱體頂面700、四棱柱體前面凸起71、四棱柱體后面凸起72、四棱柱體空腔73、空腔導(dǎo)軌74、導(dǎo)軌頂部開口 740、導(dǎo)軌后壁743、導(dǎo)軌右壁745、 四棱錐臺(tái)75、四棱錐臺(tái)頂面750、四棱錐臺(tái)槽76、槽底部761、槽左壁軸孔77、槽右壁軸孔78、 撥桿通道79、撥桿通道上開口 790、撥桿通道下開口791、撥桿槽792、頭部引線通道799、 引線通道799下端開口 7990、上端開口 7991桿--6:導(dǎo)軌腔60、導(dǎo)軌腔前壁槽606、導(dǎo)軌腔后壁槽607、容線腔61、容線腔頂部隔板610、 容線腔隔板引線孔612、電子元件腔62、十字形四叉軸桿8、前軸桿80、后軸桿81、左軸桿82、 右軸桿83、中心軸線交點(diǎn)84桿一 6向上運(yùn)動(dòng)停止于上端位置706、桿一 6向下運(yùn)動(dòng)停止于下端位置707、防滑凸起600前后向傾斜搖擺探測器扇形狹長縫板90、圓弧邊904、圓心卯l、前半徑邊恥2、后半徑邊903、狹長縫900、縫前端905、縫后端恥6、縫上邊907、縫下邊908、發(fā)光二極管91、感光元件92、感光元件撥桿93、撥桿頂端930、頂端小圓柱體931、撥桿通道79、撥桿通道上開口 790、撥桿槽792左右向傾斜搖擺探測器四份之一圓狹長縫板100、圓弧邊1004、圓心IOOI、垂直邊1002、平行邊1003、 狹長縫IOOO、縫左端1005、缺口 1009、感光元件102、發(fā)光二極管IOI、十字形四叉軸桿8前軸桿撥桿103、撥桿小圓柱體1031、感光元件102導(dǎo)軌460、滑桿導(dǎo)軌461、滑桿104、 感光元件102連桿105、導(dǎo)軌460的后面4600、狹長開口 4601、前軸桿80齒輪106、齒輪107、齒條108壓感探測器12、 xy軸探測器ll、桿一6的集成電路13、右鍵14、滾輪鍵15距離探測器16:狹長的三角形反光面160、反光面周圍是深色表面1600、并排的管狀擋板161和162、 發(fā)光元件163和感光元件164發(fā)光二極管114、凸透鏡115、感光孔116、發(fā)光二極管1M的引線腳119、電路板l、透鏡組1112 (注意光學(xué)感應(yīng)器芯片的標(biāo)記也可以是ll)
說明書附圖中繪制的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖中的所有空腔壁只由一條粗線繪制；機(jī)械結(jié)構(gòu)繪制的比例并不太準(zhǔn) 確，主要繪制出機(jī)械結(jié)構(gòu)功能的原理圖；電子引線由細(xì)線繪制，正負(fù)線不分開繪制而由一條細(xì)線表示；在 所有附圖中當(dāng)結(jié)構(gòu)大致表示出后，細(xì)節(jié)部份尤其是需要虛線繪制的部份不繪制出；某些在說明書中提到的 結(jié)構(gòu)表面等，由于附圖的頁面擁擠不繪制出，比如物體的某一表面，可以根據(jù)方向判斷；附圖中所有零件
的方向按照?qǐng)D1中的方向決定，圖l為前面視圖方向受體2平面由細(xì)線繪出xyz軸坐標(biāo)線由細(xì)線加箭 頭表示；桿一 6和桿二 7的指示線匯到一起表示出桿部5,這表示桿部5由桿一 6和桿二 7組成；頭部4 中的xy軸探測器由虛線繪制。在圖7、圖8、和圖10到圖15中的俯視圖中只繪制出頭部4。 在圖17的主視圖和頂視圖中引線通道799的不可見部份沒有用虛線繪制出。
在圖3、圖5、圖7中的圓圏和其中的箭頭表示運(yùn)動(dòng)的方向，每一根箭頭都是圓圈的半徑，這表示圓圏的 每一條半徑都可以是運(yùn)動(dòng)的方向，運(yùn)動(dòng)的方向可以是圓的360度各種方向。圓圈外指向圓圈的箭頭表示哪 一結(jié)構(gòu)可以做這一運(yùn)動(dòng)。
在圖16、圖20、圖21中頭部4中是空腔，實(shí)際上只有空腔壁上和其中的一段有軸孔，所以軸孔不會(huì)這么 長，為了觀察方便附圖中是示意的繪制。
在圖26、圖28中所指的后視圖意思是指頭部4前面的內(nèi)表面46是從頭部4前面42的后方方向觀看的， 內(nèi)表面46是頭部4空腔的壁。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按照以上所說的這一種具體實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的兩種
具體實(shí)施例方式
第一種
具體實(shí)施例方式桿一6是桿二7的外套管，此結(jié)構(gòu)連接方式類似于活塞式連接，桿二7的與桿 一 6套在一起的部份橫截面不是圓形，同樣桿一 6的中空部份橫截面與桿二 7此橫截面形狀相同且不是圓 形，但是稍微大幾十微米或一百幾十微米左右，這使得桿一6與桿二7的相對(duì)運(yùn)動(dòng)極為自由摩擦力小但是 又不產(chǎn)生大的晃動(dòng)。桿二7的某一表面上有一個(gè)長條形凹槽，凹槽的長度方向與桿一6相對(duì)桿二7運(yùn)動(dòng)的 方向相同，凹槽的長度與運(yùn)動(dòng)的距離相同，壓感探測器在槽底部，桿一6的空腔內(nèi)表面上有一個(gè)凸起，此 凸起剛好在桿二7的凹槽中，當(dāng)桿一6向下運(yùn)動(dòng)時(shí)此凸起將會(huì)壓到壓感探測器，此結(jié)構(gòu)原理與第二種具體 實(shí)施方式中的桿一 6的凹槽和桿二 7的凸起相似，只是所在位置相反。這種結(jié)構(gòu)的好處是桿二 7體積較大， 大多數(shù)電子元件都在桿二 7中，比如壓感探測器、信息處理集成電路13等等，當(dāng)本發(fā)明與電腦間以無線 方式連接時(shí)，信息發(fā)射器和做為本發(fā)明工作所需的電源的電池也在桿二7上，桿一6上可以只有按鍵，這 樣桿一6重量可以較小。
第二種
具體實(shí)施例方式桿二7體積較小，桿一 6底部有一個(gè)導(dǎo)軌空腔60,此導(dǎo)軌空腔60套在桿二7 上，桿二7的上部份能在導(dǎo)軌60中做一維滑動(dòng)，導(dǎo)軌空腔60的空腔橫截面與桿二7的上部份橫截面形狀 相同且不是圓形，電子元件大多在桿一6中。詳細(xì)說明如下
本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)中xy軸探測器是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管或 激光二極管。說明分為三部份機(jī)械結(jié)構(gòu)說明；電子元件的功能說明；電子元件間的引線連接方法說明。
本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)說明(說明中的前后左右方向由本說明的觀察方向決定，以圖1為前方向視圖。) 機(jī)械結(jié)構(gòu)分為四部份端部3、頭部4、桿一6、桿二7，桿一6和桿二7合起來成為桿部5。
端部3是頭部4的底部，在它的四角有四個(gè)凸起，凸起的頂部在一個(gè)平面上，這可以減小摩擦力。 頭部4是一個(gè)中空物體，光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管在頭部4的空腔中，頭部4底部 也就是端部3有一個(gè)開口，當(dāng)xy軸探測器工作時(shí)發(fā)光二極管發(fā)出的光線通過這一開口照在受體2平面上, 當(dāng)然頭部4中還有光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管工作所需的透鏡，頭部4的結(jié)構(gòu)和原理相當(dāng)于一個(gè)沒有鼠 標(biāo)左右鍵和滾輪的小光電鼠標(biāo)(它的具體結(jié)構(gòu)可參考光電鼠標(biāo)，這里不多說了)。為了使用時(shí)頭部4體積 不影響手的書寫繪畫動(dòng)作，頭部4的高度通常小于長和寬的二份之一到三份之一。頭部4的高度可以小于 1.5厘米，長寬可以小于3到3.5厘米。頭部4的右側(cè)有一個(gè)槽49與桿二7相連，槽49的前后側(cè)壁上接 近端部3各有一個(gè)軸孔前軸孔496、后軸孔497。(如圖16)
桿二7的上半部份為一個(gè)四棱柱體70,下半部份為一個(gè)倒置的四棱錐臺(tái)75,四棱柱體70和四棱錐臺(tái) 75的高度(也就是長度)都為1.5到2厘米左右。桿二7下方的四棱錐臺(tái)75的頂部750也有一個(gè)槽76, 槽76的左右壁上各有一個(gè)軸孔左軸孔77、右軸孔78。(如圖17)
四棱錐臺(tái)75槽76的軸孔與頭部4槽49的軸孔由一個(gè)四叉軸桿8相連。(如圖19、圖20、圖21)
桿一 6底部也就是接近頭部4和桿二 7上端700的位置有一個(gè)導(dǎo)軌空腔60，導(dǎo)軌60底部開口 ，桿一 6能夠以這一導(dǎo)軌空腔60套在桿二 7的四棱柱體70上，并沿著桿二 7的長度方向做上下的一維運(yùn)動(dòng)，也 只能做這一種運(yùn)動(dòng)。桿一6運(yùn)動(dòng)到四棱柱體70上端706和下端707位置附近都能停止下來。導(dǎo)軌60形狀 與四棱柱體70相同，體積稍大幾十微米左右，這使它們能自由滑動(dòng)但是又能緊密配合。(如圖18、圖22)
頭部4的具體結(jié)構(gòu)為頭部4為一個(gè)右側(cè)有槽的中空體。當(dāng)頭部4不開槽時(shí)為一個(gè)中空的四棱柱體或 者說六面體，頭部頂面40和頭部底面41為大小差不多的長方形或正方形，它們的長寬為3到3. 5厘米； 頭部4的四個(gè)側(cè)面頭部前面、頭部后面、頭部左面、頭部右面都為長方形，高度是長的二份之一到三份 之一，大體為1.3厘米左右。(如圖16)
頭部底面41的四個(gè)角附近各有一個(gè)小凸起，以減小頭部4在受體2上移動(dòng)時(shí)的摩擦力。小凸起的頂 部在一個(gè)平面上，它們的頂部組成的抽象平面可以稱為抽象平面端部3。(如圖16)
頭部4的右側(cè)有一個(gè)開槽49,槽49由前壁492、后壁493、左壁494、頂開口、底開口 491、右開 口組成，頂開口大于底開口491。槽49的開口在頭部4的頂面、底面和右側(cè)面上，槽49的前壁492、后 壁493、左壁494都是斜面，它們的頂邊都與頭部4的頂面相交，如果槽49的前壁492、后壁493的傾斜 角度較大或頭部4高度較小的話它們的頂邊將與頭部4的前面和后面相交。槽49的底部開口 491的大小 比桿二 7的底部也就是四棱錐臺(tái)75的頂面750稍大。槽49的前壁492、后壁493的傾斜角度應(yīng)該使桿二 7在做前后方向的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)的角度大于45度左右，角度是由桿二 7從垂直狀態(tài)開始傾斜的角度來計(jì) 算，以下所提到的桿二 7或桿一 6和桿部5的傾斜都與此相同。槽49的左壁494的傾斜角度可以較小， 但也應(yīng)該使桿二 7在做左方向的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)的角度大于30度左右。槽49的前壁492、后壁493的底 邊與頭部4的底面41相交，它們的交線就是底開口 491的其中兩條邊；槽49的前壁492、后壁493的頂 邊和底邊與頭部4的前面、后面平行；槽49的左壁4M的頂邊和底邊與頭部4的左面平行槽49的前壁 492、后壁493的右邊與頭部4的右面相交，它們的交線就是右開口的其中兩條邊。槽49的前壁492、后 壁493、左壁494和頭都4的六個(gè)面組成了封閉的空腔，當(dāng)然頭部4的底部有光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極 管工作所需的開口。頭部4槽49的前壁492和后壁493上各有一個(gè)軸孔前壁軸孔496、后壁軸孔497，軸孔的直徑為2毫米左右，兩軸孔的連線與頭部底面41和右面平行且距離極為接近，大致為1到2毫米。 槽49的壁的傾斜角度限定了桿二 7傾斜搖擺的角度大小，所以壁的傾斜角度應(yīng)該設(shè)計(jì)的盡量大(如圖16) 桿二 7大致為一個(gè)底部帶槽的組合體，組合體上方為一個(gè)中空并頂部開口的四棱柱體70，下方為一個(gè) 倒置的四棱錐臺(tái)75，四棱錐臺(tái)75的頂面750也就是桿二 7的底部有一個(gè)梯形槽76。四棱柱體70有六個(gè) 面頂面、底面、前面、后面、左面、右面，頂面和底面為正方形，四個(gè)側(cè)面為長方形，四棱柱體70的
高度或者說長度也就是四個(gè)側(cè)面的長度比桿一6相對(duì)桿二7上下運(yùn)動(dòng)的距離稍大，這里為2厘米左右，頂 面和底面的寬度也就是四棱柱體70的寬度，這里為6毫米左右。前面、后面的上方上各有一個(gè)小凸起 前面凸起71和后面凸起72,凸起高度2毫米左右，凸起的形狀可以是四棱柱體。(如圖17〉
桿二7四棱柱體70的中間有一個(gè)空腔73,空腔73的形狀為四棱柱體，空腔73由頂部開口、底部、 前壁、后壁、左壁、右壁組成，空腔73的四壁與四棱柱體70的四個(gè)側(cè)面平行，空腔73壁厚1亳米左右， 也就是說空腔73寬4毫米左右，空腔73長度與四棱柱體70相同?？涨?3的左壁上有一個(gè)沿著空腔73
長度方向也就是上下方向的導(dǎo)軌74,導(dǎo)軌74內(nèi)部空腔為四棱柱體形狀，導(dǎo)軌74的后壁743與空腔73的 后壁平行并距其l毫米左右，導(dǎo)軌74的后壁743與空腔73的左壁垂直相交，導(dǎo)軌74的左壁就是空腔73 的左壁的一部份，導(dǎo)軌74的右壁745與空腔73的右壁平行并距其1毫米左右，導(dǎo)軌74的前壁就是空腔 73的前壁的一部份。導(dǎo)軌74的右壁745上有一個(gè)沿其長度方向的狹長開口 746。導(dǎo)軌74的作用在傾斜搖 擺探測器中說明。(如圖17)
桿二 7組合體的另一部份四棱錐臺(tái)75有六個(gè)面頂面、底面、前面、后面、左面、右面。底面與四 棱柱體70的底面的形狀大小相同并與之相接，它們實(shí)際上是一個(gè)面。四棱錐臺(tái)75的頂面750為正方形且 長寬都為4毫米左右。四棱錐臺(tái)75的前后左右四個(gè)側(cè)面都為斜面且傾斜角度相等。四棱錐臺(tái)75的頂面750 也就是桿二7的底部上有一個(gè)梯形槽76,槽76由頂部開口、底部761、前面開口、后面開口、左壁、
右壁組成。槽76的三個(gè)方向開口頂部開口、前面開口、后面開口在四棱錐臺(tái)75的頂面750、前面、后 面上，槽的底部761與四梭錐臺(tái)75的底面平行。槽76的深度為8到9毫米。槽76的左壁、右壁上相對(duì) 方向各有一個(gè)軸孔槽左壁軸孔77和槽右壁軸孔78,軸孔在四棱錐臺(tái)75的前面和后面的正中間位置并距 離頂面750為1毫米。(如圖17)。桿二 7還有一些機(jī)械結(jié)構(gòu)在以后的傾斜搖擺探測器的結(jié)構(gòu)中說明。
桿一6是人手持的部份，因此大致為圓柱體，中空，內(nèi)部有電子元件。桿一6左側(cè)靠近頭部4有兩到 三個(gè)按鍵，做為鼠標(biāo)左右鍵和滾輪鍵使用。桿一6長度為13厘米左右，粗為1.6厘米左右。(如圖18)
桿一 6內(nèi)部有三個(gè)空腔，第一個(gè)空腔導(dǎo)軌腔60在桿一 6的底部中間，導(dǎo)軌腔60形狀與桿二 7四棱柱 體70相同，體積稍大幾十微米左右，導(dǎo)軌腔60底部開口在桿一 6的底部，這使得桿一 6能以導(dǎo)軌腔60 套在桿二 7的四棱柱體70上做上下的自由的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)精度達(dá)到幾十微米左右。導(dǎo)軌腔60的前后側(cè)壁上 沿長度方向也就是上下方向各有一個(gè)狹長的槽:前壁槽606和后壁槽607,槽的長度比導(dǎo)軌腔60長度稍短， 槽的下端也就是接近導(dǎo)軌腔60底部位置不開口 ，后壁槽607的上端也就是接近導(dǎo)軌腔60上方位置有一個(gè) 壓感探測器12，當(dāng)導(dǎo)軌腔60套在桿二 7四棱柱體70中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，四棱柱體70的前面凸起71和后面凸 起72在槽中滑動(dòng)，當(dāng)桿一 6向上運(yùn)動(dòng)到上端位置706時(shí)，凸起71、 72剛好被槽的下端封口擋住停止運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)桿一 6向下運(yùn)動(dòng)到下端位置707時(shí)凸起72碰到壓感探測器12的壓力感受部位，桿一 6向下的運(yùn)動(dòng)停止 (當(dāng)然桿一6對(duì)壓感探測器12的加減壓動(dòng)作相當(dāng)于桿一6做微小的上下運(yùn)動(dòng))，并把桿一6向下運(yùn)動(dòng)的力 傳遞給壓感探測器12。(如圖18、圖22)
導(dǎo)軌腔60的頂部也開口，開口使導(dǎo)軌腔60與桿一6的第二個(gè)空腔容線腔61相連，容線腔61是用來 容納引線的長度余量的，具體功能以后說明。容線腔61可以與導(dǎo)軌腔60—樣是四棱柱體形狀，寬度與導(dǎo) 軌腔60—樣，長度可以為5到7厘米。容線腔61頂部由一個(gè)隔板610封閉，但是隔板610有一到幾個(gè)引線通過的小孔。(如圖18)
容線腔頂部隔板610、導(dǎo)軌腔60以及容線腔61的側(cè)壁板與桿一6的外殼共同組成了第三個(gè)空腔電 子元件腔62。電子元件腔62是用來容納桿一6中的電子元件和按鍵的，比如信息處理集成電路13、壓感 探測器12、電路板、鼠標(biāo)左右鍵和滾輪鍵(這里只有鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵)、電子引線、以及其它電子元件 等等，其中壓感探測器12的壓力感受部位凸出在導(dǎo)軌腔60的后壁槽607上端。(如圖18)
桿二7與頭部4的機(jī)械連接方式為桿二7底部的槽76的左右側(cè)壁上的軸孔槽左壁軸孔77和槽右 壁軸孔78與頭部4右側(cè)的槽49的前后壁軸孔前壁軸孔496和后壁軸孔497通過一個(gè)十字形四叉軸桿8 相連。十字形四叉軸桿8有前后左右四個(gè)十字形交叉的軸桿前軸桿80、后軸桿81、左軸桿82、右軸桿83,前后軸桿的中心軸線在一條線上，左右軸桿的中心軸線在一條線上，前后軸桿的中心軸線與左右軸桿的中心軸線垂直相交于交點(diǎn)84。前后軸桿較長，左右軸桿短，它們的直徑相同且比軸孔稍小幾十微米左右。 (十字形四叉軸桿8的前軸桿80上還有一個(gè)撥桿結(jié)構(gòu)，這將在以后的傾斜搖擺探測器中說明，這里的附圖不繪制出，前后軸桿有軸環(huán)但不繪制出)。(如圖19)
頭部4的槽49的前軸孔496、后軸孔497與四叉軸桿8的前軸桿80、后軸桿81相連，前軸桿80比 較長它通過前軸孔496進(jìn)入頭部4空腔中直達(dá)頭部4的前壁；四棱錐臺(tái)75的槽76的左軸孔77、右軸孔 78與四叉軸桿8的左軸桿82、右軸桿83相連。安裝后軸桿在軸孔中能夠自由旋轉(zhuǎn)但是不進(jìn)行軸向滑動(dòng)，軸桿中心軸線交點(diǎn)84在頭部4槽49底部的前后方向正中，中心軸線交點(diǎn)84也在四棱錐臺(tái)75的槽76的 兩壁間。頭部4的槽49和四棱錐臺(tái)75的槽76以及十字形四叉軸桿8還有它們的軸孔和軸桿共同組成了 桿二 7和頭部4之間的傾斜搖擺接頭，它所能做的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)是平行于頭部4底部平面的360度方向的 傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)。以上說過的傾斜搖擺接頭的中心84在這里就是十字形四叉軸桿8軸線交點(diǎn)84。軸孔接近 端部3以使桿二 7傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的中心接近端部3。(如圖19、圖20、圖21)
本發(fā)明整體安裝后，桿一 6或桿二 7的長度方向的中心軸線的延長線通過十字形四叉軸桿8的軸桿中 心軸線交點(diǎn)84。(參考圖21)
桿一 6和桿二 7的連接方式實(shí)際以上已經(jīng)說明過了桿一 6底部的導(dǎo)軌腔60套在桿二 7的四棱柱體70上，并能上下滑動(dòng)。桿一6與導(dǎo)軌腔60的上下方向的中心軸線在一條線上。(如圖22)
桿二7的傾斜搖擺的動(dòng)作的方向和角度可以由兩個(gè)傾斜搖擺探測器共同配合探測出來，它們是前后 方向傾斜搖擺探測器和左右方向傾斜搖擺探測器，它們共同探測出的桿二7的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的前后左右方 向和角度，經(jīng)過計(jì)算能夠得出桿二 7做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的360度方向和角度。也就是說桿二 7做前后左右四 個(gè)方向之間的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)它運(yùn)動(dòng)的方向和角度由前后方向傾斜搖擺探測器和左右方向傾斜搖擺探測 器共同探測的信息經(jīng)過計(jì)算產(chǎn)生出來。
前后方向傾斜搖擺探測器的結(jié)構(gòu)(不包括運(yùn)算部份)主要有扇形狹長縫板恥、發(fā)光二極管91、感 光元件92、感光元件撥桿93、感光元件92導(dǎo)軌74、感光元件撥桿93通道79等。(如圖23、 24、 17)
扇形狹長縫板90的外形為扇形的板狀，板90半徑為8毫米，其上有一個(gè)狹長的縫900，縫900的前 端905距離板90的圓弧邊904極近，這里為1毫米，縫900的后端906距離板90的圓弧邊904較遠(yuǎn)，這 里為4毫米，縫900的兩端之間跨越了板90的弧度為90度?？p恥0的上下兩邊907和908之間的距離始 終不變，距離為1毫米，縫900的兩端之間的狹長縫隙與圓弧邊904的距離根據(jù)兩端跨越的板％的弧度 均勻加大，也就是說縫900的上下兩邊907和908與圓弧邊904的距離根據(jù)兩端跨越的板90的弧度均勻 加大?？p900的兩端與板90的兩條半徑邊前半徑邊恥2和后半徑邊903的距離相等。(如圖23)
感光元件92的底部有一個(gè)垂直于其底部的撥桿93,撥桿93為細(xì)長的圓柱體，直徑為1毫米，在它的 底端有一個(gè)與其垂直的短圓柱體931,直徑稍小于l毫米，長1到2毫米，感光元件92的引線在其一側(cè)而 不在底部。(如圖24)
扇形狹長縫板恥安裝于十字形四叉軸桿8的前軸桿80和后軸桿81上方，板90的圓心恥l與四叉軸 桿8的左右軸桿和前后軸桿的中心軸線交點(diǎn)84重合。板恥的前半徑邊902和后半徑邊恥3與圓弧邊904 的交點(diǎn)之間的連線與前軸桿80和后軸桿81平行，板90的前半徑邊902和后半徑邊恥3之間的中心軸線
與四叉軸桿8的左軸桿82和右軸桿83的中心軸線垂直。板90和十字形四叉軸桿8機(jī)械固定不能移動(dòng)。 本發(fā)明整體安裝后板90位于桿二 7四棱錐臺(tái)75的槽76的左右壁之間。(如圖25、圖21)
感光元件92安裝于桿二 7的四棱柱體空腔73的導(dǎo)軌74中，感光元件92的引線通過導(dǎo)軌74的右壁 745上的狹長開口 746引出，感光元件92的形狀與導(dǎo)軌74相同但是長度只有5毫米左右，寬度和厚度比 導(dǎo)軌74小10微米左右，感光元件92能夠在導(dǎo)軌74中自由的上下滑動(dòng)，導(dǎo)軌74底部有一個(gè)撥桿通道79,而桿二 7的槽76的左壁764上方有一個(gè)撥桿槽792，撥桿通道79與撥桿槽792相通并且它們都在桿二 7 的四棱錐臺(tái)75的前面752和后面753的正中間,感光元件92底部的撥桿93通過撥桿通道79和撥桿槽792， 并且撥桿93的底端短圓柱體931剛好在扇形狹長縫板90的縫900的上邊恥7和縫下邊恥8之間，撥桿通 道79和撥桿槽792的橫截面形狀大小使撥桿93能在其中自由的一維上下滑動(dòng)，隨著桿二 7的前后搖擺，短圓柱體931在縫900中滑動(dòng)，由于縫900與圓弧邊904的距離在縫900兩端之間變化，所以當(dāng)短圓柱體 931在縫900中滑動(dòng)時(shí)縫上邊907和縫下邊908將推動(dòng)它上下運(yùn)動(dòng)，短圓柱體931帶動(dòng)感光元件撥桿93然 后帶動(dòng)感光元件92在導(dǎo)軌74中做上下的一維運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿二 7傾斜搖擺到縫900距離圓弧邊904遠(yuǎn)的后端 906時(shí)感光元件92剛好運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌74底部，感光元件92上方與其相對(duì)著固定安裝有發(fā)光二極管91，當(dāng) 桿二 7傾斜搖擺到縫900距離圓弧邊904近的前端905時(shí)感光元件92剛好運(yùn)動(dòng)到與發(fā)光二極管91最近的 位置。發(fā)光二極管91的發(fā)光部位與感光元件92的感光部位相對(duì)著，當(dāng)感光元件92在導(dǎo)軌74中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)它與發(fā)光二極管91的距離不斷變化，由于發(fā)光二極管91發(fā)出的光線是發(fā)散開的，所以當(dāng)感光元件92 與發(fā)光二極管91的距離不同時(shí)它接收到的光線量不同，感光元件92感光產(chǎn)生的電壓或電流大小不同，我 們就可以把電壓或電流大小的模擬量通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，表示出桿二 7前后方向傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)的方向和角度。由于縫900跨越了扇形狹長縫板90的90度弧度，所以桿二 7的前后方向傾斜搖擺運(yùn) 動(dòng)就可以有恥度。(如圖17、圖21)
左右方向傾斜搖擺探測器的原理與前后方向傾斜搖擺探測器相同，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)稍有不同。它的結(jié)構(gòu) 主要有四份之一圓狹長縫板100、發(fā)光二極管IOI、感光元件102、十字形四叉軸桿8前軸桿撥桿103、 滑桿1Q4、感光元件連桿105、感光元件102導(dǎo)軌460、滑桿導(dǎo)軌461。(如圖26、圖27、圖28)
四份之一圓狹長縫板100為四份之一圓形的板狀，它的結(jié)構(gòu)原理與扇形狹長縫板恥相同，它的半徑 為8毫米，其上有一個(gè)狹長縫，狹長縫的上邊1007和下邊1008之間的距離始終不變，這里為i毫米，縫 的右端距離板100的圓弧邊1004極近，這里為1毫米，縫的左端1005距離板100的圓弧邊1004較遠(yuǎn)， 這里為4毫米，縫的兩端距離板100的兩條半徑邊垂直邊1002和平行邊1003為0.5毫米左右，縫的兩 端跨越了板100的弧度為接近卯度，為了安裝方便板100的圓心1001處有一個(gè)同心圓形小缺口。板ioo 的圓弧邊1004的兩端附近各固定有一個(gè)細(xì)長的連桿連桿105和滑桿104，它們都與板100的平行邊1003 的延長線平行。連桿105的另一端與感光元件102底部相連并與其底部垂直。(如圖26)
十字形四叉軸桿8的前軸桿80的端點(diǎn)處固定有一個(gè)與其垂直的撥桿103，撥桿103為圓柱體，直徑1 毫米，撥桿103頂端有一個(gè)與其垂直的短圓柱體1031。(如圖27)
左右方向傾斜搖擺探測器安裝于頭部4的空腔中，在十字形四叉軸桿8的前軸桿80旁。頭部4的前 面42的內(nèi)表面46也就是頭部4空腔的前壁上有感光元件102的導(dǎo)軌460和滑桿的導(dǎo)軌461。當(dāng)四份之一 圓狹長縫板100和感光元件102安裝于內(nèi)表面46上時(shí)，感光元件102和滑桿104能在導(dǎo)軌460和導(dǎo)軌461 中做自由的一維左右滑動(dòng)，滑動(dòng)的精度為10微米左右。感光元件102的導(dǎo)軌460左側(cè)與感光元件102相 對(duì)安裝有一個(gè)發(fā)光二極管101。安裝后四叉軸桿8的前軸桿80上的撥桿103頂端的短圓柱體1031在板100 的狹長縫1000之中，前軸桿80的軸心延長線通過板100的圓心1001。四份之一圓狹長縫板100的平行邊 1003與頭部4底面和前面42以及前面的內(nèi)表面46平行，并且距離底面極近，距離小于1毫米；垂直邊 1002與前面42以及前面的內(nèi)表面46平行并與底面垂直，距離頭部4右面極近，距離小于1毫米。當(dāng)桿二 7做左右方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，前軸桿80帶動(dòng)撥桿103再帶動(dòng)短圓柱體1031使其在狹長縫的兩端之間滑 動(dòng)，由于狹長縫1000的兩端之間的上邊1007和下邊1008與圓弧邊1004的距離變化，短圓柱體1031將 會(huì)推動(dòng)板100然后通過連桿105推動(dòng)感光元件102在導(dǎo)軌460中左右一維滑動(dòng)，當(dāng)短圓柱體1031在狹長 縫的右端1006時(shí)板100最靠近頭部4右面45,并且此時(shí)感光元件102距離發(fā)光二極管101最遠(yuǎn)，當(dāng)短圓 柱體1031在狹長縫的左端1005時(shí)板100離頭部4右面45最遠(yuǎn)，并且此時(shí)感光元件102距離發(fā)光二極管 101最近，并且此時(shí)桿二 7傾斜搖擺到左方向的最大角度處，此時(shí)四叉軸桿8前軸桿撥桿103與頭部4的 底面接近平行。左右方向傾斜搖擺探測器的信息探測的工作原理與前后向傾斜搖擺探測器9相同，把感光 元件102產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后即可得出桿二 7左右方向傾斜搖擺的方向和角度。(如圖28)
將左右方向傾斜搖擺探測器和前后向傾斜搖擺探測器的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算后即可得出桿二 7做前后左
右四個(gè)方向間的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度，桿二 7的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度實(shí)際上也就是桿一 6和 桿部5的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度。
本發(fā)明的電子元件的功能的說明(注意在發(fā)明書中提到的探測器的"信號(hào)"和"信息"是一個(gè)意思, 探測器的數(shù)字信號(hào)和數(shù)值是一個(gè)意思)
本發(fā)明的電子元件主要有xy軸探測器11、前后方向傾斜搖擺探測器、左右方向傾斜搖擺探測器、 壓感探測器12、集成電路13、鼠標(biāo)左右鍵和滾輪鍵(這里只有鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵)。xy軸探測器ll在頭 部4的空腔中，前后方向傾斜搖擺探測器如上所說在四叉軸桿8和桿二 7中，左右方向傾斜搖擺探測器在
頭部4的空腔中，壓感探測器12、集成電路13、鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵都在桿一6的電子元件腔62中。
左右方向傾斜搖擺探測器的感光元件102產(chǎn)生的模擬信號(hào)，通過引線(也就是電源數(shù)據(jù)線)接入xy
軸探測器的光學(xué)感應(yīng)器芯片中，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者說二進(jìn)制數(shù)值并與xy軸探測器探測到的信息的二進(jìn) 制數(shù)值一起引出到桿一 6中的集成電路13中進(jìn)行處理。
xy軸探溯器主要是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管或激光二極管(當(dāng)然還有一些附屬電子 電路和電子元件，如電容等)，但是光學(xué)感應(yīng)器芯片增加了左右方向傾斜搖擺探測器探測的模擬信號(hào)的模
數(shù)轉(zhuǎn)換電路，還有以下功能電路將左右方向傾斜搖擺探測器的轉(zhuǎn)換后的信號(hào)與自身探測的信號(hào)合成并按
順序排列，并在其中加上信號(hào)的標(biāo)志位，以表示此信號(hào)數(shù)值屬于哪一個(gè)探測器的信號(hào)，并把所有排序并加
標(biāo)志位的信號(hào)數(shù)值按照刷新的時(shí)間,排列后，通過引線輸入桿一 6中的集成電路13中進(jìn)行處理。這些 信號(hào)數(shù)值排列在二到三條數(shù)據(jù)線中，數(shù)值的格式可以是usb和ps2等等。信號(hào)數(shù)值排列后可能還要轉(zhuǎn)換為
不同的電腦接口規(guī)范如usb和ps2等等。
前后方向傾斜搖擺探測器和壓感探測器探測到的模擬信號(hào)都要通過引線輸入桿一 6中的集成電路13 中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)值。壓感探測器12的將壓力轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的結(jié)構(gòu)可以是一塊壓電陶瓷，或壓電 晶體等等。按鍵在桿一6左方靠下，右鍵14在下方，滾輪鍵15在上方，按鍵的信號(hào)也要通過引線輸入桿 一 6中的集成電路13中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)值。
桿一 6中的集成電路13中有以下功能的電路
〈1>:將前后方向傾斜搖擺探測器和壓感探測器12探測到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)數(shù)值的電路。
<2>:將所有探測器探測到的信號(hào)，也就是已經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)值，進(jìn)行合成并按顧序排列，并在其 中加上信號(hào)的標(biāo)志位，以表示此信號(hào)數(shù)值屬于哪一個(gè)探測器的信號(hào)，并把所有排序并加標(biāo)志位的信號(hào)數(shù)值 按照刷新的時(shí)間順序排列， 一般來說，兩個(gè)傾斜搖擺探測器的信號(hào)數(shù)值按照順序緊鄰著排列在一起，然后 再加上按鍵的信號(hào)數(shù)值，xy軸探測器ll的信號(hào)數(shù)值一般應(yīng)該排列在最前面，信號(hào)數(shù)值符合某一個(gè)電腦接 口規(guī)范比如usb或者ps2等等，最后通過引線從桿一 6上方輸入到電腦的接口中，接口可以是usb或者ps2 等等。
<3〉所有合成后的按鍵和探測器的信號(hào)數(shù)值，如果需要的話還可以通過無線方式與電腦通訊，比如紅外 線，藍(lán)牙等等方式。那么集成電路13中還要有這些無線通訊功能的信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)發(fā)射接收等等電路。
本發(fā)明的電子元件間的引線連接方法的說明
在頭部4空腔中的左右方向傾斜搖擺探測器的感光元件102的引線接頭在它的側(cè)面，也就是在當(dāng)感光 元件102安裝在導(dǎo)軌460中時(shí)的靠近導(dǎo)軌460的后面的一側(cè)(導(dǎo)軌460的后面指的是與頭部4后面43平 行的這一面)，在導(dǎo)軌460的后面上有一個(gè)狹長開口 4601，感光元件102的引線連接到引線接頭上后通過 狹長開口 4601引出連接到電路板上，引線應(yīng)該留有一定的長度余量，以使感光元件102在導(dǎo)軌460中滑 動(dòng)時(shí)不會(huì)受到引線長度的影響。(如圖28)
頭部4空腔中的xy軸探測器11和左右方向傾斜搖擺探測器的引線1100 (包括電源和數(shù)據(jù)引線)，用 以下方法接入桿一6中在頭部4的槽49的后壁493上靠近上方有一個(gè)引線孔498,頭部4引線1100從 中引出。在桿二7四棱錐臺(tái)75中有一個(gè)頭部4的引線通道799,引線通道799下端開口 7990在四棱錐臺(tái)75的左面754下方靠近軸孔77處，靠近軸孔是為了在桿二 7運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)引線的牽動(dòng)小，下端開口 7990 的后側(cè)有一個(gè)缺口方便引線1100向后彎曲，上端開口 7991在桿二 7四棱柱體70的空腔73中，上端開口 7991具體位置在空腔導(dǎo)軌74和空腔73的后壁之間。頭部4引線1100從引線通道799的下端開口 7990進(jìn) 入后，從上端開口 7991進(jìn)入空腔73然后再進(jìn)入桿一6導(dǎo)軌腔60和容線腔61中，并且通過容線腔頂部隔 板610上的引線孔進(jìn)入電子元件腔62,最后連接到電路板上，數(shù)據(jù)線通過電路板與集成電路13相連。頭 部4引線1100在引線孔498中固定使其不能任意滑動(dòng)，頭部4引線1100在引線孔498與引線通道799的 下端開口 7990之間的這一段，應(yīng)該留有長度余量，使其在桿二 7做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)不影響桿二 7的運(yùn)動(dòng)， 但長度不能過長以免下垂過多。頭部4引線1100在引線通道799和空腔73中以及在引線孔處也應(yīng)該固定 使其不能任意運(yùn)動(dòng)。頭部4引線1100在導(dǎo)軌腔60和容線腔61中的這一段也應(yīng)該留有長度余量，以使桿 一6沿著桿二7的長度方向做上下一維運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)受到引線1100長度的影響。(如圖16、圖17、圖22)
桿二 7的四棱柱體空腔導(dǎo)軌74中的前后向傾斜搖擺探測器的發(fā)光二極管91和感光元件92的引線連 接方式為感光元件92的引線從導(dǎo)軌74的右壁745上的狹長開口中引出后，進(jìn)入導(dǎo)軌74的右壁745與 四梭柱體空腔73的右壁之間的空間中，然后從空間上方進(jìn)入桿一 6導(dǎo)軌腔60和容線腔61中，通過容線 腔頂部隔板610上的引線孔進(jìn)入電子元件腔62,最后連接到電路板上，感光元件92的引線在導(dǎo)軌右壁745 與空腔右壁之間的空間的上方位置固定，并在空間中留下長度余量，以使感光元件92在導(dǎo)軌74中上下滑 動(dòng)時(shí)不受到引線長度的影響；發(fā)光二極管91安裝在導(dǎo)軌74上方，它的引線從導(dǎo)軌74上方進(jìn)入桿一 6導(dǎo) 軌腔60和容線腔61中，通過容線腔頂部隔板610上的引線孔進(jìn)入電子元件腔62,最后連接到電路板上； 發(fā)光二極管91和感光元件92的引線在導(dǎo)軌腔60和容線腔61中的這一段也應(yīng)該留有長度余量，以使桿一6沿著桿二 7的長度方向做上下一維運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)受到引線長度的影響。(如圖22)
壓感探測器12在電子元件腔62中，但是它的壓力感應(yīng)部位或者將壓力傳導(dǎo)到壓力感應(yīng)部位的機(jī)械結(jié) 構(gòu)，凸出在導(dǎo)軌腔60的后壁槽607上端，它的引線接頭在電子元件腔62中，所以它的引線直接在電子元 件腔62中連接到電路板上。(如圖22)
按鍵包括鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵都在電子元件腔62中，所以它的引線直接在電子元件腔62中連接到電路 板上，當(dāng)然它的按鈕部份凸出在桿一6外部左面靠下。
以上本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的優(yōu)化方案
(1) :兩種具體實(shí)施方式
中桿一6在人手持的部份以上靠近人手上方位置可以有防止下滑的結(jié)構(gòu)，比 如凸起600，或者增大一定體積，以使人手持桿一6并將其提起時(shí)桿一6不易下滑。(如圖12)
(2) :發(fā)光二極管114在頭部4空腔中安裝的位置和方向，以及它的結(jié)構(gòu)光電鼠標(biāo)中發(fā)光二極管安 裝在光學(xué)感應(yīng)器芯片的有感光孔的一端，并且是縱向安裝的，發(fā)光二極管有一定長度，所以造成頭部4太 長，可以把發(fā)光二極管114橫過來安裝，發(fā)光二極管離開光學(xué)感應(yīng)器芯片11距離遠(yuǎn)的一側(cè)可以是有反光 板的，反射出的光線通過透鏡向下照在受體2上。發(fā)光二極管114凸起的透鏡部份也可以在其靠近光學(xué)感 應(yīng)器芯片ll一側(cè)。(如圖13)(未繪制透鏡組)
(3) :可以把透鏡組1112 (普通光電鼠標(biāo)的透鏡組)橫過來安裝在光學(xué)感應(yīng)器芯片11下方，發(fā)光二 極管114與發(fā)光二極管的引線平行安裝，發(fā)光二極管的頭部靠近光學(xué)感應(yīng)器芯片11的有感光孔116的一 端，發(fā)光二極管114的引線腳119靠近光學(xué)感應(yīng)器芯片11的另一端。這一個(gè)方案是考慮到光學(xué)感應(yīng)器芯 片ll可能是長方形的，如果是接近正方形就不太適用了。(如圖14)
(4) :將發(fā)光二極管114除開頭部的凸透鏡部份外全部涂上黑色油漆或者其它深色顏料，或者用某種 深色物體包裹或阻擋，使發(fā)光二極管114發(fā)出的光線只能從頭部凸透鏡前方射出，然后將發(fā)光二極管U4 傾斜的安裝于電路板1的下方，頭部凸透鏡朝向光學(xué)感應(yīng)器芯片11感光孔116底部的受體表面，發(fā)光二 極管114發(fā)出的光線照在感光孔116底部的受體表面上，反射回的光線通過感光孔116底部的凸透鏡115 進(jìn)入感光孔116,發(fā)光二極管114底部和或側(cè)面可以是斜面方便它安裝在電路板1上，如果發(fā)出的光線不 夠平行可以在頭部前方加一個(gè)凸透鏡。(如圖15)
(5) :頭部4中的左右方向傾斜搖擺探測器的驅(qū)動(dòng)感光元件102移動(dòng)的機(jī)構(gòu)可以是齒輪驅(qū)動(dòng)方式，這 可以使桿二7的左右方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的幅度更大，結(jié)構(gòu)也更簡單。具體結(jié)構(gòu)為在十字形四叉軸桿8的 前軸桿80上，它的緊靠頭部4前面42的內(nèi)表面46的端點(diǎn)處固定有一個(gè)齒輪106,齒輪106的中心與前軸 桿80的中心軸線重合，齒輪106的直徑等于或稍大于前軸桿80的直徑，齒輪106驅(qū)動(dòng)另一個(gè)大小一樣或 稍大的齒輪107旋轉(zhuǎn)，齒輪107位置比齒輪106更靠上方和更靠近感光元件102，齒輪107再帶動(dòng)感光元 件102底部連接的齒條108,然后帶動(dòng)感光元件102移動(dòng)，齒輪106不接觸齒條108。(如圖29)
注意實(shí)際上根據(jù)本發(fā)明的硬件功能可以據(jù)此設(shè)計(jì)出各種軟件，使本發(fā)明硬件不僅是做為電腦手繪輸 入系統(tǒng)、電腦手寫輸入系統(tǒng)、縱橫滾輪鼠標(biāo)、電玩游戲搖桿、電腦3D軟件操作設(shè)備使用，還可以設(shè)計(jì)出 各種功能，這里無法完全列舉，可以理解的是只要軟件需要用到本發(fā)明的硬件，則硬件的專利權(quán)力仍然在 本發(fā)明專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明硬件部份用幾個(gè)以某種機(jī)械方式連接的機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及本發(fā)明硬件部份自身整體的運(yùn)動(dòng)，或者是機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體的某部份帶動(dòng)其它部份相對(duì)受體也就是某物體表面做的運(yùn)動(dòng)，并用各種探測器探測出這些運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電子信息，將這些電子信息輸入電腦，電腦軟件根據(jù)設(shè)計(jì)的功能將這些電子信息所反映的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用來控制軟件的某些功能，也可以說是用本發(fā)明的各種運(yùn)動(dòng)來操作電腦軟件的各種功能，這些功能可以是電腦手繪手寫輸入系統(tǒng)、縱橫滾輪鼠標(biāo)、電玩游戲搖桿、電腦3D軟件操作設(shè)備比如軌跡球等功能，也可以是根據(jù)本發(fā)明硬件設(shè)計(jì)的其它軟件功能；電腦手繪手寫輸入系統(tǒng)中的手繪手寫筆由端部〔3〕即筆尖、頭部〔4〕即筆頭、桿部〔5〕即筆桿、頭部〔4〕即筆頭中的xy軸探測器的線圈組成；縱橫滾輪鼠標(biāo)由外殼、xy軸探測器、按鍵、滾輪組成；電玩游戲搖桿由搖桿、底座、傾斜搖擺探測器組成；電腦3D軟件操作設(shè)備比如軌跡球由外殼、滾動(dòng)球、xy軸探測器、按鍵組成；本發(fā)明硬件部份，其特征是硬件包括了端部〔3〕、頭部〔4〕、桿部〔5〕三部份，桿部〔5〕分為桿一〔6〕和桿二〔7〕兩部份；端部〔3〕是頭部〔4〕底部的面或是由頭部〔4〕底部的小凸起的頂部組成的抽象的面，這一端部〔3〕表面一般是二維平面；但是如果本發(fā)明在某受體〔2〕上使用時(shí)此受體〔2〕有一定曲率，則端部〔3〕也可以有與之配合的曲率，只要使兩平面能夠緊密配合滿足使用的效果即可；硬件的機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體為頭部〔4〕、桿一〔6〕、桿二〔7〕三部份；桿二〔7〕有上下兩端，桿二〔7〕下端與頭部〔4〕以一個(gè)傾斜搖擺接頭相連，桿一〔6〕不與頭部〔4〕有直接的機(jī)械連接，桿一〔6〕與桿二〔7〕以某種機(jī)械結(jié)構(gòu)相連并通過桿二〔7〕與頭部〔4〕相連；頭部〔4〕、桿一〔6〕、桿二〔7〕內(nèi)部都可以有電子元件和機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件；同時(shí)頭部〔4〕、桿一〔6〕、桿二〔7〕也能夠以某種方式做電子線路和電子儀器等的電源和電子信息連接；頭部〔4〕、桿一〔6〕、桿二〔7〕之間具體的連接方法和結(jié)構(gòu)包括機(jī)械連接和電子連接的方法和結(jié)構(gòu)不是很重要，只要能夠達(dá)到所需的功能即可；桿二〔7〕能以它與頭部〔4〕連接的部位為中心做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的方式類似于筆桿以筆尖為中心的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)或者是游戲搖桿中搖桿的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，桿二〔7〕做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)桿二〔7〕的上端相對(duì)于頭部〔4〕或端部〔3〕劃出一道某種曲線形的運(yùn)動(dòng)軌跡，運(yùn)動(dòng)軌跡一般為圓弧形，也可以是其它線形比如拋物線等，當(dāng)然在同一個(gè)具體的實(shí)際產(chǎn)品中，這一運(yùn)動(dòng)軌跡的線形是固定的，不能夠產(chǎn)生人不能控制的晃動(dòng)，也就是說運(yùn)動(dòng)軌跡的線是無寬度的，桿二〔7〕只能與頭部〔4〕或者說端部〔3〕做這一種運(yùn)動(dòng)；在某一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品中桿二〔7〕也可以只做左右方向或前后方向中的一種傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)；桿一〔6〕能與桿二〔7〕做一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)中桿一〔6〕與桿二〔7〕的距離不斷變化，變大或者變小，桿一〔6〕相對(duì)于桿二〔7〕的運(yùn)動(dòng)軌跡一般是一維的直線，但是也可以是有一定曲率的曲線或弧線，只要不影響實(shí)際使用的效果即可，當(dāng)然在同一個(gè)具體的實(shí)際產(chǎn)品中，這一運(yùn)動(dòng)軌跡的線形是固定的，不能夠產(chǎn)生人不能控制的晃動(dòng)，也就是說運(yùn)動(dòng)軌跡的線是無寬度的，桿一〔6〕與桿二〔7〕只能做這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)；頭部〔4〕能夠隨著桿一〔6〕或桿二〔7〕在受體〔2〕上沿受體〔2〕表面移動(dòng)；電腦功能按鍵通常在桿一〔6〕或桿二〔7〕上；xy軸探測器可以在頭部〔4〕中，當(dāng)頭部〔4〕在某一受體〔2〕表面上沿此表面移動(dòng)時(shí)，xy軸探測器將探測出頭部〔4〕沿此表面移動(dòng)的軌跡或者頭部〔4〕在此表面上的坐標(biāo)，xy軸探測器或其一部份所在的位置也可以不在頭部〔4〕中，只要頭部〔4〕或端部〔3〕或桿部〔5〕或桿一〔6〕或桿二〔7〕的結(jié)構(gòu)、形態(tài)能夠使頭部〔4〕做xy軸移動(dòng)時(shí)，xy軸探測器能夠探測到信息并且此信息主要是xy軸二維信息即可；桿二〔7〕與頭部〔4〕的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠由傾斜搖擺探測器探測出來；桿一〔6〕與桿二〔7〕之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠由壓感探測器和距離探測器探測出來；頭部〔4〕相對(duì)受體〔2〕的自旋運(yùn)動(dòng)能夠由自旋探測器探測出來；在本發(fā)明硬件的實(shí)際產(chǎn)品中可以沒有除了xy軸探測器外的其它某個(gè)或多個(gè)探測器，以及沒有某個(gè)或多個(gè)按鍵，而此產(chǎn)品也在本專利保護(hù)范圍內(nèi)；在本發(fā)明硬件的實(shí)際產(chǎn)品中也可以不具有桿一〔6〕；或者不具有頭部〔4〕；或者桿二〔7〕與頭部〔4〕以固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，互相不能做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而此產(chǎn)品也在本專利保護(hù)范圍內(nèi)；本發(fā)明的實(shí)際產(chǎn)品可以通過各種規(guī)律性變換方法制造出實(shí)際產(chǎn)品，而此產(chǎn)品也在本專利保護(hù)范圍內(nèi)。
2. 本發(fā)明硬件部份用幾個(gè)以某種機(jī)械方式連接的機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及本發(fā) 明硬件部份自身整體的運(yùn)動(dòng)，或者是機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體的某部份帶動(dòng)其它部份相對(duì)受體也就是某物體 表面做的運(yùn)動(dòng)，并用各種探測器探測出這些運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電子信息，將這些電子信息輸入電腦，電腦軟件根據(jù) 設(shè)計(jì)的功能將這些電子信息所反映的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用來控制軟件的某些功能，也可以說是用本發(fā)明的各種運(yùn)動(dòng) 來操作電腦軟件的各種功能，這些功能可以是電腦手繪手寫輸入系統(tǒng)、縱橫滾輪鼠標(biāo)、電玩游戲搖桿、電 腦3D軟件操作設(shè)備比如軌跡球等功能，也可以是根據(jù)本發(fā)明硬件設(shè)計(jì)的其它軟件功能；電腦手繪手寫輸 入系統(tǒng)中的手繪手寫筆由端部(3)即筆尖、頭部(4)即筆頭、桿部(5)即筆桿、頭部(4)即筆頭中的 xy軸探測器的線圏組成；縱橫滾輪鼠標(biāo)由外殼、xy軸探測器、按鍵、滾輪組成；電玩游戲搖桿由搖桿、 底座、傾斜搖擺探測器組成；電腦3D軟件操作設(shè)備比如軌跡球由外殼、滾動(dòng)球、xy軸探測器、按鍵組成本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
其特征為硬件包括了端部(3)、頭部(4)、桿部(5)三部份，桿部(5) 分為桿一 (6)和桿二 (7〕兩部份；端部(3)是頭部(4)底部的面或是由頭部(4)底部的小凸起的頂 部組成的抽象的面，這一端部(3)表面一般是二維平面；硬件的機(jī)械構(gòu)造上的獨(dú)立個(gè)體為頭部(4)、桿一 (6)、桿二 (7)三部份；桿二 (7)有上下兩端,桿二 (7)下端與頭部(4)以一個(gè)傾斜搖擺接頭相連， 比如桿二 (7)下端四棱錐臺(tái)(75)槽(76)的軸孔與頭部(4)槽(49)的軸孔由一個(gè)十字形四叉軸桿(8) 相連；桿二 (7)能以它與頭部U)連接的部位的四叉軸桿(8)的軸桿中心軸線交點(diǎn)(84)為中心做傾 斜搖擺運(yùn)動(dòng)，桿二 (7)做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)桿二 (7)的上端(700)相對(duì)于頭部(4)或端部(3)劃出一 道圓弧形的運(yùn)動(dòng)軌跡，桿二 (7)只能與頭部(4)或者說端部(3)做這一種運(yùn)動(dòng)桿一 (6)不與頭部〔4) 有直接的機(jī)械連接，桿一 (6)與桿二 (7)以某種機(jī)械方式相連并通過桿二 (7)與頭部(4)相連，比如 以導(dǎo)軌式結(jié)構(gòu)相連，桿二 (7)的上部份相當(dāng)于導(dǎo)軌中滑動(dòng)的物體，而桿一 (6)的底部有一個(gè)類似于管狀 結(jié)構(gòu)的導(dǎo)軌60，桿一 (6)以導(dǎo)軌60套在桿二 (7)的上部份，并能沿著桿二 (7)的長度方向，也就是桿二 (7)的上端700和下端750之間的方向做上下的一維的運(yùn)動(dòng)，在這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)中桿一 (6)與桿二 (7) 的距離不斷變化，變大或者變小，桿一 (6)相對(duì)于桿二 (7)的運(yùn)動(dòng)軌跡是一維的直線，桿一 (6)與桿 二 (7)只能做這一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)；頭部(4)、桿一 (6)、桿二 (7)內(nèi)部都可以有電子元件和機(jī)械結(jié)構(gòu)等部 件；同時(shí)頭部(4)、桿一(6)、桿二 (7)也能夠以某種方式做電子線路和電子儀器等的龜源和電子信息 連接；桿一 (6)能夠帶動(dòng)桿二 (7)和頭部(4)運(yùn)動(dòng)比如使頭部(4)在受體(2)上沿受體(2)表面移 動(dòng)，以及使頭部(4)做自旋運(yùn)動(dòng)；xy軸探測器比如光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管或激光二 極管在頭部(4)中，此時(shí)頭部(4〕的結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小光電鼠標(biāo)，當(dāng)頭部(4)在某 一受體(2)表面上沿此表面移動(dòng)時(shí)，頭部(4)中的)y軸探測器將探測出頭部(4)沿此表面移動(dòng)的軌跡 或者頭部(4)在此表面上的坐標(biāo)發(fā)光二極管或激光二極管也可以不在頭部(4〕中，而是通過透鏡、反 光鏡、光纖等光路把發(fā)出的光線導(dǎo)入到頭部〔4)中；桿一 (6)與桿二 〔7)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠由壓感 探測器和距離探測器探測器探測出來，比如桿一 (6)導(dǎo)軌60上方安置一個(gè)壓電陶瓷或其它壓感元件，當(dāng) 桿一 (6)運(yùn)動(dòng)到下方時(shí)桿二 (7)上的凸起碰到壓電陶瓷，這個(gè)壓電陶瓷相當(dāng)于壓感探測器，它產(chǎn)生出桿 一 (6)向下運(yùn)動(dòng)的壓力信息；頭部(4)相對(duì)受體(2)的自旋運(yùn)動(dòng)能夠由自旋探測器探測出來；電腦功 能按鍵通常在桿一 (6)或桿二 (7)上在本發(fā)明硬件的此種具體實(shí)施方式
的實(shí)際產(chǎn)品中可以沒有除了 xy 軸探測器外的其它某個(gè)或多個(gè)探測器，以及沒有某個(gè)或多個(gè)按鍵，而此產(chǎn)品也在本專利保護(hù)范圍內(nèi)；在本 發(fā)明硬件的此種具體實(shí)施方式
的實(shí)際產(chǎn)品中也可以不具有桿一 (6);或者不具有頭部(4):或者桿二 (7) 與頭部(4)以固定的機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，互相不能做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而此產(chǎn)品也在本專利保護(hù)范圍內(nèi)；在本發(fā)明 硬件的此種具體實(shí)施方式
的實(shí)際產(chǎn)品中可以通過各種規(guī)律性變換方法制造出實(shí)際產(chǎn)品，而此產(chǎn)品也在本專 利保護(hù)范圍內(nèi)。
3.本發(fā)明中的探測器以及按鍵產(chǎn)生的信息一般需要處理后通過引線或者無線方式傳輸入電腦，其特征 為電腦功能按鍵通常安裝在桿一 (6)或桿二 (7)上，xy軸探測器或其一部份一般在頭部(4)中，壓 感探測器可以在桿一 (6)或頭部(4〕或桿二 〔7)中，而傾斜搖擺探測器也可在桿一 (6)或頭部(4) 或桿二 (7)中；為了減少本發(fā)明與電腦之間的引線數(shù)量，在桿一 (6)或桿二 (7)上通常要有一塊信息 處理集成電路U3〕，按鍵的信號(hào)引線和探測器的信號(hào)引線也就是數(shù)據(jù)線連接到這一塊集成電路(13)上, 在集成電路U3)中這些信號(hào)經(jīng)過計(jì)算等處理合成到一起，把這些信號(hào)按照不同的數(shù)據(jù)引線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理, 比如按照不同順序排列后就可以從較少的引線輸入電腦了 ，數(shù)據(jù)引線標(biāo)準(zhǔn)可以是usb或ps2等；如果頭部 (4)中有傾斜搖擺探測器和或壓感探測器及自旋探測器等，那么頭部(4)中還應(yīng)該有這些探測器探測到 的模擬信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，并且為減少頭部(4)與桿一 (6)和桿二 (7)之間的引線數(shù)量，頭部(4) 中的集成電路還應(yīng)該能夠把這些探測器的數(shù)據(jù)和xy軸探測器的數(shù)據(jù)按照某些方法合成到少量的數(shù)據(jù)引線 中輸出，比如按照不同順序排列后就可以從較少的引線輸入電腦了，數(shù)據(jù)引線標(biāo)準(zhǔn)可以是usb或ps2等，如果頭部(4)中的xy軸探測器是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管或激光二極管，那么這些電路最好都能夠集成在光學(xué)感應(yīng)器芯片中；本發(fā)明的第二種具休實(shí)施方式中的探測器以及按鍵產(chǎn)生的信息一般需要處理后通過引線或者無線方 式傳輸入電腦，其特征為xy軸探測器(11)在頭部(4)的空腔中，前后方向傾斜搖擺探測器在四叉軸 桿(8)和桿二 (7〕中，左右方向傾斜搖擺探測器在頭部(4〕的空腔中，壓感探測器(12〕、集成電路(13)、 鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵都在桿一 (6)的電子元件腔(62)中；左右方向傾斜搖擺探測器的感光元件U02)產(chǎn) 生的模擬信號(hào)，通過引線接入xy軸探測器的光學(xué)感應(yīng)器芯片中，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者說二進(jìn)制數(shù)值并與 xy軸探測器探測到的信息的二進(jìn)制數(shù)值一起引出到桿-一 (6)中的集成電路(13)中進(jìn)行處理；xy軸探測 器主要是光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管或激光二極管，但是光學(xué)感應(yīng)器芯片增加了左右方向 傾斜搖擺探測器探測的模擬信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，還有以下功能電路將左右方向傾斜搖擺探測器的轉(zhuǎn)換 后的信號(hào)與自身探測的信號(hào)合成并按順序排列，并在其中加上信號(hào)的標(biāo)志位，以表示此信號(hào)數(shù)值屬于哪一 個(gè)探測器的信號(hào)，并把所有排序并加標(biāo)志位的信號(hào)數(shù)值按照刷新的時(shí)間順序排列后，通過引線輸入桿一 (6) 中的集成電路(13)中迸行處理，這些信號(hào)數(shù)值排列在二到三條數(shù)據(jù)線中；前后方向傾斜搖擺探測器和壓 感探測器探測到的模擬信號(hào)都要通過引線輸入桿一 (6)中的集成電路(13)中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)值； 壓感探測器(12)的將壓力轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的結(jié)構(gòu)可以是一塊壓電陶瓷，或壓電晶體等等；按鍵的信號(hào)也 要通過引線輸入桿一 (6)中的集成電路(13)中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)值；信號(hào)數(shù)值符合某一個(gè)電腦接口 規(guī)范比如usb或者ps2等等，最后通過引線輸入到電腦的接口中，接口可以是usb或者ps2等等；所有合 成后的按鍵和探測器的信號(hào)數(shù)值，還可以通過無線方式與電腦通訊，比如紅外線，藍(lán)牙等等方式，那么集 成電路(13)中還要有這些無線通訊功能的信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)發(fā)射接收等等電路。
4.本發(fā)明的第二種實(shí)施方式中，桿一 (6)上有鼠標(biāo)右鍵和滾輪鍵，此右鍵功能和鼠標(biāo)右鍵相同，通 常在使用電腦硬件進(jìn)行軟件操作時(shí)要配合按鍵進(jìn)行使用，以下為兩種與本發(fā)明硬件部份配合的軟件方面的 設(shè)計(jì)方法，包括了控制頁面滾動(dòng)或移動(dòng)的方法以及操作3D軟件的設(shè)計(jì)方法，其特征為當(dāng)用本發(fā)明控制 頁面滾動(dòng)或移動(dòng)時(shí)方法如下，方法共有三種—為按住滾輪鍵后把桿一(6)下壓使壓感探測器受壓，此時(shí)屏幕光標(biāo)可以變?yōu)樽ナ中螤睿诒３?壓力的情況下移動(dòng)桿一 (6〕并帶動(dòng)頭部(4)沿受體(2)表面向某方向移動(dòng)一定距離，電腦光標(biāo)同樣向 此方向移動(dòng)一定距離，頁面跟隨光標(biāo)移動(dòng)，頁面移動(dòng)的速度與光標(biāo)移動(dòng)速度相同，就像抓手形狀的光標(biāo)抓 住頁面拖動(dòng)一樣；如果桿一 (6)提起不保持壓力的情況下只是按住滾輪鍵此時(shí)光標(biāo)為手形，此時(shí)移動(dòng)頭 部(4)則只是光標(biāo)移動(dòng)頁面不動(dòng)；并且也可以在以上方法的基礎(chǔ)上增加功能如下按住滾輪鍵后把桿一 (6)下壓后向某方向移動(dòng)光標(biāo)一定距離，頁面隨之向此方向移動(dòng)一定距離后如果桿一 (6)不提起不撤銷 對(duì)壓感探測器的壓力的話，頁面連續(xù)向此方向不斷滾動(dòng)，滾動(dòng)速度由軟件設(shè)計(jì)決定，這就像將頁面抓住后 向某方向拋擲一樣，如果桿一 (6)提起則頁面滾動(dòng)停止；當(dāng)桿一 (6)提起后再次下壓并在保持壓力的情 況下向其它方向移動(dòng)光標(biāo)一定距離，則頁面的移動(dòng)與以上方法相同只是方向改為現(xiàn)在光標(biāo)移動(dòng)的方向；如 果桿一 (6)提起后沒有移動(dòng)頭部(4)并且當(dāng)桿一 (6)再次下壓時(shí)仍然沒有移動(dòng)頭部(4)則頁面依然向 此方向滾動(dòng)，滾動(dòng)速度不變二為可以雙擊滾輪鍵而不是按住滾輪鍵然后按照與以上第一種方法相同的方法操作，此時(shí)頁面移動(dòng) 的速度與以上方法不同，頁面隨光標(biāo)移動(dòng)的速度可以是與鼠標(biāo)按住左鍵拖動(dòng)滾動(dòng)條的速度相同，當(dāng)然頁面 旁的滾動(dòng)條移動(dòng)的速度與光標(biāo)相同，在此移動(dòng)速度中頁面移動(dòng)的速度和拖動(dòng)滾動(dòng)條一樣是隨頁面的長寬不 同而不同的。另外也可以是不按照拖動(dòng)滾動(dòng)條的速度而是固定為一個(gè)比第一種方法快的某種速度，此速度 是固定的不隨頁面長寬變化；三為除以上方法外還有一種方法是當(dāng)按住滾輪鍵后不下壓桿一 (6),只是向某方向移動(dòng)頭部(4) 使光標(biāo)隨之向此方向移動(dòng)一定距離，然后下壓桿一 (6)點(diǎn)擊一下壓感探測器后快速提起，此時(shí)頁面向此 方向滾動(dòng)一格，滾動(dòng)的距離由軟件設(shè)計(jì)決定，如果在桿一 (6)不下壓的情況下將頭部(4)向其它方向移 動(dòng)一定距離后，桿一 (6)做與以上相同的點(diǎn)擊動(dòng)作時(shí)頁面向此方向滾動(dòng)一格，滾動(dòng)的距離與以上相同只 是方向不同；桿一 (6)點(diǎn)擊后在不移動(dòng)頭部(4〕的情況下繼續(xù)點(diǎn)擊則每點(diǎn)擊一次頁面向同一方向滾動(dòng)相 同的距離；桿一 (6)點(diǎn)擊后不提起則頁面可以連續(xù)滾動(dòng)也可以不滾動(dòng)；按住滾輪鍵后光標(biāo)可以變?yōu)槟撤N 樣式比如按鈕狀，桿--(6)點(diǎn)擊時(shí)光標(biāo)同樣做出按鈕按動(dòng)的動(dòng)作；這三種方法可以根據(jù)某種方式由用戶 選擇使用，比如軟件設(shè)置的方法或者按鍵的方法；在三種方法中都可以用桿一 (6)下壓的壓力使壓感探 測器產(chǎn)生的壓力大小不同來控制頁面滾動(dòng)的快慢；一套3D軟件操作的設(shè)計(jì)方法，其特征為可以用頭部(4)沿受體(2)表面的移動(dòng)產(chǎn)生的xy軸探測 器信息來控制3D軟件中3D物體或場景的xy軸移動(dòng)，用桿一 (6)與桿二 (7〕的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離變化由 距離探測器探測的信息來控制3D軟件中3D物體或場景的z軸移動(dòng)用桿二 (7〕與頭部(4)或端部(3) 的相對(duì)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)使傾斜搖擺探測器產(chǎn)生的信息來控制3D軟件中3D物體或場景的xy軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用 頭部(4)在受體(2)表面上的自旋運(yùn)動(dòng)使自旋探測器產(chǎn)生的信息來控制3D軟件中3D物體或場景的z軸 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)然控制的也可以是視角的方向和角度；當(dāng)然以上的操作方法可以與按鍵或快捷鍵以及屏幕窗 口按鈕配合進(jìn)行以使功能更多。
5. 本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式
，其特征為，可以有某些實(shí)際產(chǎn)品只具有頭部(4)和桿二 (7)也就是 說桿部(5)只有桿二 (7〕-一個(gè)部份，桿二 (7)與頭部(4)只做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，沒有桿一 (6),人手持 桿二 (7)使用本發(fā)明的此種實(shí)際產(chǎn)品，主要按鍵如鼠標(biāo)右鍵在桿二 (7)上，xy軸探測器可以在頭部(4) 中，比如光電鼠標(biāo)的xy軸探測器在其中，此時(shí)頭部U)相當(dāng)于一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)可以有某 些實(shí)際產(chǎn)品只具有桿一 (6)和桿二 (7)或者雖然也具有頭部(4)但是桿二 (7)與頭部(4)固定連接 桿二 (7)不能與頭部(4)做任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，主要按鍵如鼠標(biāo)右鍵在桿一 (6)上，xy軸探測器可以在頭 部(4)中，比如光電鼠標(biāo)的xy軸探測器在其中，此時(shí)頭部(4)相當(dāng)于一個(gè)沒有按鍵和滾輪的小鼠標(biāo)； 可以有某些實(shí)際產(chǎn)品桿二 (7)只與頭部(4)做前后方向、左右方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)中的一種。
6. 本發(fā)明中的桿二 (7)與頭部(4)的傾斜搖擺接頭，其特征為頭部U)的槽(49〕與桿二 (7) 槽76通過十字形四叉軸桿(8)相連，槽(49)的前后側(cè)壁上接近端部(3)各有一個(gè)軸孔，前軸孔(496)、 后軸孔(497),桿二 (7)的下半部份為一個(gè)倒置的四棱錐臺(tái)(75)，四棱錐臺(tái)(75)的頂部(750)也有 一個(gè)槽(76)，槽(76)的左右壁上各有一個(gè)軸孔，左軸孔(77)、右軸孔(78)，四棱錐臺(tái)(75)的槽(76) 的軸孔與頭部(4)的槽(49)的軸孔由十字形四叉軸桿(8)相連，十字形四叉軸桿(8)有前后左右四 個(gè)十字形交叉的軸桿，前軸桿(80)、后軸桿(81)、左軸桿(82)、右軸桿(83),頭部(4)的槽(49) 的前軸孔(4鄰)、后軸孔(497)與四叉軸桿(8)的前軸桿(80)、后軸桿(81)相連，四棱錐臺(tái)(75) 的槽(76)的左軸孔(77)、右軸孔(78)與四叉軸桿(8)的左軸桿(82)、右軸桿(83)相連，軸桿在 軸孔中能夠自由旋轉(zhuǎn)但是不進(jìn)行軸向滑動(dòng)，頭部(4)的槽(49)和四棱錐臺(tái)(75〕的槽(76)以及十字 形四叉軸桿(8〕還有它們的軸孔和軸桿共同組成了桿二 (7)和頭部(4)之間的傾斜搖擺接頭；桿二 (7) 與頭部〔4)可以由另一種結(jié)構(gòu)相連桿二 (7)分為上下兩段，下段與頭部(4)由前后方向旋轉(zhuǎn)的軸承 連接，上段與下段之間由左右方向旋轉(zhuǎn)的軸承連接；本發(fā)明中的桿一 (6)與桿二 (7)的機(jī)械連接方式可以稱為由距離變化接頭連接，其特征為桿一 (6) 是桿二 (7)的外套管；或桿一 (6〕以其底部導(dǎo)軌套在桿二 (7)上或通過滑桿式、機(jī)械連桿式連接； 為使桿一(6)的運(yùn)動(dòng)軌跡有一定弧度，桿一 (6)與桿二 (7)可以由一個(gè)稍有彎曲的導(dǎo)軌連接。
7. 本發(fā)明中的傾斜搖擺探測器分為前后方向傾斜搖擺探測器和左右方向傾斜搖擺探測器，它們可以采 用一對(duì)發(fā)光元件和感光元件，或一對(duì)電感線圈，通過某種機(jī)械結(jié)構(gòu)在桿二 (7)做傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)這 對(duì)元件運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中這對(duì)電子元件距離不斷變化，通過距離的不同使它們感應(yīng)出的電量不同，再通過模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電子數(shù)值，此數(shù)值將反映出桿二 (7)傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度，其特征是-前后方向傾斜搖擺探測器的結(jié)構(gòu)，不包括運(yùn)算部份，主要有，扇形狹長縫板(90)、發(fā)光二極管(91)、 感光元件(92)、感光元件撥桿(93)、感光元件(92)導(dǎo)軌〔74)、感光元件撥桿(93)通道(79)等 扇形狹長縫板(90)上有一個(gè)狹長的縫(900),縫(900)的前端和后端(906)之間距離板(90)的圓弧 邊的距離均勻變化，縫(恥O)的兩端之間跨越了板(90)的一定弧度；感光元件(92)的底部有一個(gè)撥 桿(93)，撥桿(93)的底端有一個(gè)短圓柱體(931);扇形狹長縫板(90)安裝于十字形四叉軸桿(8〕的 前軸桿(80)和后軸桿(81)上方；本發(fā)明整體安裝后板(90)位于桿二 (7)四棱錐臺(tái)(75)的槽(7S) 的左右壁之間感光元件(92〕安裝于桿二 (7)的四棱柱體空腔(73)的導(dǎo)軌(74〕中，能夠在導(dǎo)軌(74) 中自由的上下滑動(dòng)，導(dǎo)軌(74)底部有一個(gè)撥桿通道(79),而桿二 (7)的槽(76)的左壁(764)上方 有一個(gè)撥桿槽(792),撥桿通道(79)與撥桿槽(792)相通，感光元件(92〕底部的撥桿(93)通過撥 桿通道(79)和撥桿槽(792)，并且撥桿(93)的底端短圓柱體(931)剛好在扇形狹長縫板(90〕的縫(900)的上邊(907)和縫下邊(908)之間，撥桿(93)能在撥桿通道(79)和撥桿槽(792〕中自由的 一維上下滑動(dòng)，隨著桿二 (7)的前后搖擺，短圓柱體(931)在縫(900)中滑動(dòng)，由于縫(900)與圓弧 邊(904〕的距離在縫(恥0)兩端之間變化，所以當(dāng)短圓柱體(931)在縫(恥0)中滑動(dòng)時(shí)縫上邊(907) 和縫下邊(908)將推動(dòng)它上下運(yùn)動(dòng)，短圓柱體(931)帶動(dòng)感光元件撥桿(93)然后帶動(dòng)感光元件(92) 在導(dǎo)軌(74)中做上下的一維運(yùn)動(dòng)，感光元件(92)上方與其相對(duì)著安裝有發(fā)光二極管(91)，當(dāng)感光元 件(92〕在導(dǎo)軌(74)中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)它與發(fā)光二極管(91)的距離不斷變化，由于發(fā)光二極管(91)發(fā)出 的光線是發(fā)散開的，所以當(dāng)感光元件(92)與發(fā)光二極管(91)的距離不同時(shí)它接收到的光線量不同，感 光元件(92)感光產(chǎn)生的電壓或電流大小不同，我們就可以把電壓或電流大小的模擬量通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，表示出桿二 (7)前后方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度；左右方向傾斜搖擺探測器的結(jié)構(gòu)主要有四份之一圓狹長縫板(100)、發(fā)光二極管(101)、感光元件(102)、感光元件(102)前軸桿撥桿(103)、滑桿(104)、感光元件連桿(105)、感光元件(102)導(dǎo)軌(460)、滑桿導(dǎo)軌(461〕；狹長縫板(100)上有一個(gè)狹長縫，縫的右端與左端(1005)之間與板(100) 的圓弧邊(1004)距離均勻變化，縫的兩端跨越了板(100) —定弧度，板(100)的圓弧邊(1004)的兩 端附近各固定有一個(gè)細(xì)長的連桿，連桿(105)和滑桿(104)，連桿(105)的另一端與感光元件(102) 底部相連并與其底部垂直，四叉軸桿(8)的前軸桿(80)的端點(diǎn)處固定有一個(gè)撥桿(103)，撥桿(103) 頂端有一個(gè)短圓柱體(1031)，左右方向傾斜搖擺探測器安裝于頭部(4)的空腔中，在感光元件(102) 的前軸桿(80)旁，頭部(4)的空腔內(nèi)表面上有感光元件(102)的導(dǎo)軌(460〕和滑桿的導(dǎo)軌(461), 當(dāng)狹長縫板(100)和感光元件(102)安裝于頭部(4)的空腔內(nèi)表面上時(shí)，感光元件(102)和滑桿(104) 能在導(dǎo)軌(460)和導(dǎo)軌(461)中做自由的一維左右滑動(dòng)，與感光元件(102)相對(duì)安裝有一個(gè)發(fā)光二極 管(101)，安裝后四叉軸桿(8)的前軸桿(80)上的撥桿(103)頂端的短圓柱體(1031)在板(100) 的狹長縫(1000)之中，當(dāng)桿二 (7)做左右方向傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，前軸桿(80)帶動(dòng)撥桿(103)再帶動(dòng) 短圓柱體(1031)使其在狹長縫的兩端之間滑動(dòng)，由于狹長縫(1000)的兩端之間的上邊〔1007)和下邊(1008)與圓弧邊(1004)的距離變化，短圓柱體(1031)將會(huì)推動(dòng)板(100)然后通過連桿(105)推動(dòng) 感光元件(102)在導(dǎo)軌(460)中左右一維滑動(dòng)；將左右方向傾斜搖擺探測器和前后方向傾斜搖擺探測器 的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算后即可得出桿二 (7)做360度的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度，桿二 (7)的傾斜搖擺 運(yùn)動(dòng)的方向和角度實(shí)際上也就是桿一 (6)和桿部(5)的傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)的方向和角度。左右方向傾斜搖擺探測器的驅(qū)動(dòng)感光元件(102)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)可以是齒輪驅(qū)動(dòng)方式，具體結(jié)構(gòu)為在 感光元件(102)的前軸桿(80)上，它的頭部(4)空腔的內(nèi)表面的端點(diǎn)處固定有一個(gè)齒輪(106)，齒輪(106〕的中心與前軸桿(80)的中心軸線重合，齒輪(106)的直徑等于或稍大于前軸桿(80)的直徑， 齒輪(106)驅(qū)動(dòng)另一個(gè)大小一樣或稍大的齒輪(107)旋轉(zhuǎn)，齒輪(107)位置比齒輪(106)更靠上方和 更靠近感光元件(102)，齒輪(107)再帶動(dòng)感光元件〔102)底部連接的齒條(108〕，然后帶動(dòng)感光元件(102)移動(dòng)，齒輪(106)不接觸齒條〔108)。
8.本發(fā)明中距離探測器可以采用光電感應(yīng)式結(jié)構(gòu)，其特征是在桿二 (7)上有一個(gè)狹長的三角形反 光面U60),反光面周圍是深色表面(1600)，反光面長度方向和桿一 (6)與桿二 (7〕的運(yùn)動(dòng)方向相同， 桿一 (6)上有兩個(gè)并排的包圍狀擋板(161)、 (162)，擋板中分別有一個(gè)發(fā)光元件(163)和感光元件(164)， 擋板擋住光線使光線只能從擋板前方射進(jìn)射出，發(fā)光元件的發(fā)光部位和感光元件的感光部位對(duì)著反光面， 當(dāng)桿一 (6)與桿二 (7)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，擋板與其中的發(fā)光元件和感光元件沿著反光面長度方向移動(dòng)，發(fā) 光元件發(fā)出的光線只能經(jīng)過反光面反射后由感光元件接收，由于反光面的兩端之間的寬度不斷均勻變化， 所以反光面反射出的光線量也就是感光元件接收到的光線量，隨發(fā)光元件和感光元件與反光面的相對(duì)位置 決定，實(shí)際上也就是說感光元件接收到的光線量隨桿一 (6〕與桿二 (7)的距離大小變化，感光元件感光 產(chǎn)生的電量大小反映了桿一 (6)與桿二 〔7)的距離。
9. 某種本發(fā)明中的自旋探測器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是在頭部(4)中裝置有兩個(gè)xy軸探測器(11) 和(110)，它們與桿部(5)、桿二 (7)、桿一 (6)的中心軸線的延長線在xy軸平面方向上有一定距離， 且它們的距離大小不同， 一個(gè)距離近另一個(gè)距離遠(yuǎn)，當(dāng)頭部(4)自旋時(shí)兩個(gè)xy軸探測器隨之在受體(2) 平面上劃出兩個(gè)圓弧(111)和(112〕，由于它們與桿部(5)、桿二 (7)、桿一 (6)的中心軸線的延長線 在xy軸平面方向上有一定距離，且它們的距離大小不同，所以它們劃出的圓弧的長短也不同，根據(jù)圓弧(111)和(112)的長度及其長度比例、圓弧劃向的方向，電子儀器比如電子計(jì)算電路或軟件能夠根據(jù)這 一不同計(jì)算出頭部(4〕自旋的角度、以及自旋的方向、和自旋的圓心的位置；再與桿二 (7)和桿一 (6) 的長度方向的中心軸線的延長線與受體(2)平面的交點(diǎn)(113〕的位置或者傾斜搖擺接頭的中心(84〕的 位置進(jìn)行計(jì)算，得出交點(diǎn)(113)和中心(84)運(yùn)動(dòng)的方式、方向和距離；并且在頭部(4)同時(shí)做沿著受 體(2)平面的xy軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)和頭部(4)的自旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠分別計(jì)算出頭部(4)自旋和xy 軸坐標(biāo)上的二維運(yùn)動(dòng)的精確數(shù)值，兩個(gè)xy軸探測器可以是兩個(gè)電磁感應(yīng)式手繪筆中的線圈，或兩個(gè)光電 鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片；或者也可是單一的光電鼠標(biāo)中的光學(xué)感應(yīng)器芯片，但是它有兩個(gè)感光孔，或者 是有兩個(gè)感光部位CMOS傳感器，或者是把感光部位的CMOS傳感器接收到的光線信號(hào)分為兩部分進(jìn)行處理。
10. 本發(fā)明中的頭部(4〕中光學(xué)感應(yīng)器芯片和發(fā)光二極管安裝方法的優(yōu)化方法，其特征是將發(fā)光二 極管(114)除開頭部的凸透鏡部份外全部涂上黑色油漆或者其它深色顏料，或者用某種深色物體包裹或 阻擋，使發(fā)光二極管(114〕發(fā)出的光線只能向頭部前方射出，然后將發(fā)光二極管(114〕傾斜的安裝于電 路板(1)的下方，頭部凸透鏡朝向光學(xué)感應(yīng)器芯片(11)感光孔(116)底部的受體表面，發(fā)光二極管(114〕 發(fā)出的光線照在感光孔(116〕底部的受體表面上，反射回的光線通過感光孔(116)底部的凸透鏡(115) 進(jìn)入感光孔(116)，發(fā)光二極管(114)底部或側(cè)面可以是斜面方便它安裝在電路板(1)上。
全文摘要
本發(fā)明指具電腦手寫手繪、鼠標(biāo)、游戲搖桿、3D軟件控制功能硬件。本發(fā)明可僅有筆狀輸入部件，能在大多數(shù)物體表面上使用，使用范圍不受限制；能分辨出桿部的傾斜角度。本發(fā)明由端部、頭部、桿部組成。頭部的底面也就是端部。端部在使用中始終與物體表面接觸。桿部由桿一和桿二組成，頭部和桿二由傾斜搖擺接頭連接。桿一能與桿二做自由的固定曲線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，桿一作提筆動(dòng)作時(shí)，頭部不隨之提起，而留在物體表面上，桿部沿物體表面移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)頭部移動(dòng)，xy軸探測器能探測出這一移動(dòng)。桿部能相對(duì)頭部作傾斜搖擺運(yùn)動(dòng)，桿一與桿二以及桿二與頭部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和頭部相對(duì)受體的運(yùn)動(dòng)能由探測器探測出來。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101206538SQ20061017134
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者鄭小軍 申請(qǐng)人:鄭小軍