一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置及方法与流程

本申请涉及按键操作，尤其涉及一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置及方法。

背景技术：

1、人的手指是由指骨和血肉组成的活体组织，当有光线照射手指时，一部分光线被指骨遮挡、皮肤和血液吸收，剩余部分则穿过手指，使手指有三个显著的特征：透光率特征，脉搏频率特征，血氧饱和度特征。

2、活体组织透光率、脉搏频率和血氧饱和度的测量方法为：氧合血红蛋白和还原血红蛋白在红光(660nm)和红外光(940nm)的频谱范围内具有不同的吸收特性，还原血红蛋白吸收红光较多、红外光较少；氧合血红蛋白吸收红外光较多、红光较少。红光和红外光经由ic控制并间隔发射，发射的光线透过人体内的单组织点(比如人的手指)，在经过组织中的氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收后被能响应红光和红外光的光电二极管接收，就可以将光线强度转换成电压值并送入ic中，ic分析电压值并换算成氧合血红蛋白和还原血红蛋白对红光和红外光的吸收率(即计算出光线的透光率)，进而根据公式“氧合血红蛋白/(氧合血红蛋白+还原血红蛋白)x100％”，计算得出血氧饱和度，最后再根据动脉搏动期间血液流量会有变化，进而影响光吸收量的变化，ic计算变化频率即可得到脉搏频率。

3、机器仿真手指由金属框架和仿真皮肤组成，仿真皮肤可以模仿人类皮肤的纹理和质感，并且让它们尽量接近人类手指的外形和活动方式，但仿真皮肤无法或没有必要完全模拟活体组织所具有的脉搏频率、血氧饱和度和透光率等三个特征。

4、随着科技的发展和人类对高品质生活的追求越来越高，在工业车间和生活场所等场景中越来越大量使用机器人来代替人完成各种各样的工作。

5、在车间和生活场景中有很多工具仍将人的控制权设为最高优先级，为此这些工具配置有适合人操作的控制台，并在控制台上装有适合人的手指操作的按键。为了让机器人能代替人进行部分操作，一般在机器人上安装有“仿真手指”，就是机器人的手指能模仿人的手指进行按键操作。然而，在生命维持系统的控制、爆破系统的控制等，它们的按键必须由人来操作，即它们必须做到只有人的手指亲自按键才能有效，为了防止这些被机器人的手指误操作，这些按键必须能区分出是人的手指在操作还是机器人的手指在操作，且它们只响应人的手指进行的操作。因此如何区分手指按键操作和仿真手指按键操作是本申请即将解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置及方法，其技术目的是区分人手指按键操作和仿真手指按键操作，保障人具有操作按键的最有优先权。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置，包括按键、ic芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述ic芯片包括输入端口、输出端口、驱动r端口、驱动ir端口、电源端口和接地端口；所述第一电阻的一端与电源连接，另一端与所述按键和所述输入端口均连接；所述第二电阻的一端与所述按键连接，另一端与所述驱动r端口连接；所述第三电阻的一端与所述按键连接，另一端与所述驱动ir端口连接；所述第一电容和所述第二电容的一端均与所述按键连接、另一端均接地。

4、进一步地，所述按键包括凹形体，所述凹形体的两侧分别设有第一透光晶体和第二透光晶体，所述第一透光晶体内设有第一发光二极管和第二发光二极管，所述第二透光晶体内设有光敏二极管，所述第一发光二极管的阳极与所述第二电阻连接，所述第二发光二极管的阳极与所述第三电阻连接，所述光敏二极管的阳极与所述第一电阻和所述输入端口均连接；所述凹形体底部依次开有圆孔和通孔，所述圆孔顶部周围设有金属片，所述金属片、所述第一发光二极管的阴极、所述第二发光二极管的阴极、所述光敏二极管的阴极、第一电容的一端以及第二电容的一端均连接；所述圆孔内设有弹簧，一个工字型金属杆的腹部穿过所述弹簧和所述通孔，所述弹簧将所述工字型金属杆的上翼缘顶起，所述工字型金属杆的下翼缘在所述通孔外部，所述工字型金属杆的下翼缘接地。

5、进一步地，所述凹形体为塑料材质。

6、进一步地，所述第一发光二极管能够发射红光，所述第二发光二极管能够发射红外光，所述光敏二极管能够接收红光和红外光。

7、进一步地，所述第一透光晶体和所述第二透光晶体相对放置，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管发射的光线透过所述第一透光晶体和所述第二透光晶体被所述光敏二极管接收。

8、进一步地，所述ic芯片以大于10hz的频率间隔对驱动r端口和驱动ir端口进行驱动。

9、一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的方法，该方法通过区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置实现，该方法包括：

10、当人手指施压工字型金属杆并使工字型金属杆的上翼缘与金属片接触时，第一发光二极管、第二发光二极管以及光敏二极管的对地线导通，驱动r端口驱动的第一发光二极管和驱动ir端口驱动的第二发光二极管间隔发红光和红外光，红光和红外光经过经过人手指后，部分的红光和红外光被人手指遮挡和吸收，剩余的红光和红外光射向光敏二极管，ic芯片对输入端口上的电压进行侦测，获得与人手指符合的透光率、脉搏频率和血氧饱和度，输出端口输出高电平，即表示此次按键操作为人手指按键操作；

11、当仿真手指施压工字型金属杆并使工字型金属杆的上翼缘与金属片接触时，第一发光二极管、第二发光二极管以及光敏二极管的对地线导通，驱动r端口驱动的第一发光二极管和驱动ir端口驱动的第二发光二极管间隔发红光和红外光，红光和红外光经过仿真手指后，没有或仅有极少部分光线射向光敏二极管，ic芯片对输入端口上的电压进行侦测，未得到与人手指符合的透光率、脉搏频率和血氧饱和度，输出端口输出低电平，即表示此次按键操作为仿真手指按键操作。

12、本申请的有益效果在于：本申请所述的区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置及方法，通过对“活体组织透光率、脉搏频率和血氧饱和度”等特征进行测量从而对人手指和仿真手指进行区分，从而使得系统仅响应人的手指进行的按键操作，而忽略机器人的仿真手指进行的按键操作，最大程度的保障人具有操作按键的最高优先权。

技术特征：

1.一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置，其特征在于，包括按键、ic芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容，所述ic芯片包括输入端口、输出端口、驱动r端口、驱动ir端口、电源端口和接地端口；所述第一电阻的一端与电源连接，另一端与所述按键和所述输入端口均连接；所述第二电阻的一端与所述按键连接，另一端与所述驱动r端口连接；所述第三电阻的一端与所述按键连接，另一端与所述驱动ir端口连接；所述第一电容和所述第二电容的一端均与所述按键连接、另一端均接地。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述按键包括凹形体，所述凹形体的两侧分别设有第一透光晶体和第二透光晶体，所述第一透光晶体内设有第一发光二极管和第二发光二极管，所述第二透光晶体内设有光敏二极管，所述第一发光二极管的阳极与所述第二电阻连接，所述第二发光二极管的阳极与所述第三电阻连接，所述光敏二极管的阳极与所述第一电阻和所述输入端口均连接；所述凹形体底部依次开有圆孔和通孔，所述圆孔顶部周围设有金属片，所述金属片、所述第一发光二极管的阴极、所述第二发光二极管的阴极、所述光敏二极管的阴极、第一电容的一端以及第二电容的一端均连接；所述圆孔内设有弹簧，一个工字型金属杆的腹部穿过所述弹簧和所述通孔，所述弹簧将所述工字型金属杆的上翼缘顶起，所述工字型金属杆的下翼缘在所述通孔外部，所述工字型金属杆的下翼缘接地。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凹形体为塑料材质。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一发光二极管能够发射红光，所述第二发光二极管能够发射红外光，所述光敏二极管能够接收红光和红外光。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一透光晶体和所述第二透光晶体相对放置，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管发射的光线透过所述第一透光晶体和所述第二透光晶体被所述光敏二极管接收。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ic芯片以大于10hz的频率间隔对驱动r端口和驱动ir端口进行驱动。

7.一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的方法，其特征在于，该方法通过权利要求1-6任一所述的区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置实现，该方法包括：

技术总结本发明公开了一种区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的装置及方法，涉及按键操作技术领域，解决了不能区分人手指按键操作和仿真手指按键操作的技术问题，其技术方案要点通过对“活体组织透光率、脉搏频率和血氧饱和度”等特征进行测量从而对人手指和仿真手指进行区分，从而使得系统仅响应人的手指进行的按键操作，而忽略机器人的仿真手指进行的按键操作，最大程度的保障人具有操作按键的最高优先权。技术研发人员：朱文瀚,李银厚,彭新生,张婧受保护的技术使用者：玖矽科技（无锡）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1