[发明专利]球形键盘

说明书

技术领域

本发明涉及各种电子设备的数据输入装置，特别是可以应用于计算机的人体工学键盘。

背景技术

普通的计算机键盘包括1个扁平的壳体，壳体上装有几十个，或者是上百个键盘键。操作键盘时，由于使用者的手腕部，肘部和肩部移动幅度很小，而且移动方式仅限于平面移动，长时间使用后容易引起肌肉酸痛和不适。

发明内容

本发明的目的是通过适当加大使用者手腕部，肘部和肩部的移动幅度和改变移动方式来减轻长时间使用键盘引起的肌肉酸痛和不适。

 本发明是一种计算机键盘，其特征在于：2个外形为球形的壳体；每个壳体上安装有5个按键；每个壳体内安装有1个角度捕获装置，该装置用来捕获壳体的转动角度；1个信号处理单元，该信号处理单元根据壳体上按键的状态和壳体的转动角度来模拟普通键盘键的状态。

 使用本发明的键盘时，使用者需要将双手放置于两个球形的壳体上，每个手的5个手指分别对应每个壳体上的5个按键。当使用者转动两个球形的壳体时，壳体内的角度捕获装置可以捕获壳体转动的角度。本发明的键盘的信号处理单元根据壳体转动的角度和壳体上按键的状态来模拟普通键盘键的状态。

 由于使用本发明的键盘时，使用者需要转动两个球形的壳体，因此使用者的手腕部，肘部和肩部可以在更大范围内转动，克服了使用普通键盘时只能在小范围内平移的缺点，帮助使用者减轻由于长时间使用键盘而引起的肌肉酸痛与不适。

附图说明

图1 是本发明的计算机键盘的操作示意图；

图2是本发明的计算机键盘模拟普通键盘键的状态的示意图；

图3是本发明的计算机键盘的一个角度捕获装置的示意图；

图4是本发明的计算机键盘的另一个角度捕获装置中使用的位置开关的示意图。

具体实施方式

 本发明的计算机键盘有2个球形的壳体，每个壳体上安装有5个按键，分别对应5个手指。操作键盘时使用者需要转动壳体。壳体内的角度捕获装置可以捕获壳体转动的角度。根据壳体转动的角度可以定义9种倾斜状态，分别为中间、前方、后方、左方、右方、右前、右后、 左前、左后，如图1所示。

 本发明的计算机键盘的信号处理单元根据壳体的转动角度和壳体上按键的状态来模拟普通键盘键的状态。如图2所示，当左壳体转动到前方状态，并且使用者按下左手小指对应的按键时，信号处理单元会通知计算机字母Q键被按下。如果同时右壳体处于右方状态，并且右手小指对应的按键被按下时，信号处理单元会通知计算机字母Q键与shift键被同时按下。

 本发明的计算机键盘的信号处理单元可以通过位于壳体内的硬件实现，也可以通过设备驱动软件来实现。

 本发明的计算机键盘的壳体可以做成不倒翁，这样，当使用者的双手离开时，键盘可以呆在原地，不会从工作台面上滚落。有很多种方法可以达到这个目的，比如可以在壳体的下半球中增加重块。

 本发明的计算机键盘还可以和一个计算机屏幕上的虚拟键盘协同工作。该虚拟键盘的布局类似于普通的计算机键盘。当壳体处于某个角度时，壳体上的5个按键可以模拟的键盘键会在虚拟键盘上被高亮显示。这样使用者就可以根据需要及时调整壳体的转动位置，从而减少误操作。例如，当左壳体处于左方时，如图2所示，左壳体上的5个键可以分别模拟shift键，Ctrl键，Alt键，Tab键和Fn键。 这时， 在虚拟键盘上这5个键盘键会被高亮显示。

本发明的计算机键盘的角度捕获装置可以由很多种方法得以实现。 在图3显示的实现方法中，键盘壳体内固定安装了一块平板，平板上装有2个互相垂直的角度传感器 – 传感器1和传感器2。当壳体转动时，这2个角度传感器可以将壳体相对于水平面的的转动角度的电子信号传送至信号处理单元。

上述的2个角度传感器也可以用一个双轴角度传感器替代。

本发明的计算机键盘的角度捕获装置还可以通过如图4中所示的位置开关来实现。这种开关主要由3部分组成，端子a, 端子b和开关臂c。 开关臂c的一端连接端子a，另一端可以自由转动。安装时，端子a和端子b固定于壳体内，他们的连线与重力线呈一定角度，比如说15度。端子a位于端子b的上部。壳体处于中间位置时，由于重力的作用，开关臂c与重力线平行，因此它的另一端无法接触到端子b, 此时开关处于断开状态。当壳体被转动15度以上时，开关臂c的另一端接触到端子b, 此时开关处于闭合状态。

在壳体内安装4个上述位置开关，对应前、后、左、右4个方向。这4个开关分别用F, B, L, R来表示。当壳体向前转动15度以上时，开关F处于闭合状态，其他3个开关处于断开状态。当壳体向左转动15度以上时，开关L处于闭合状态，其他3个开关处于断开状态。当壳体同时向前，向左转动超过15度时，开关F和开关L同时处于闭合状态，开关B和开关R处于断开状态。依次类推。这样，通过4个开关的状态我们可以得知壳体的9种倾斜状态。