УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК G06F3/33 

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники, а более конкретно - к устройствам для ввода информации.

Настоящее изобретение может быть использовано в устройствах манипуляторов, используемых для взаимодействия с интерфейсом вычислительных машин для ввода команд в мультимедийное устройство для ручного управления техническими объектами и технологическими процессами с помощью процессорной техники.

Широко известны устройства для ввода информации, основанные на преобразовании движения ручного манипулятора, например, типа компьютерная «мышь» или «джойстик», в цифровые сигналы, управляющие перемещением курсора на экране монитора.

Например, известные устройства типа компьютерная «мышь» обычно содержат корпус, одна поверхность которого приспособлена для скольжения по опорной, как правило, горизонтальной поверхности. Перемещение указанной поверхности корпуса по горизонтальной опорной поверхности улавливают посредством расположенного в корпусе блока ввода информации, что позиционирует курсор на экране монитора в соответствующее положение, обеспечивающее управление мультимедийным устройством.

Компьютерная «мышь» (RU 24670) является одним из основных типов ручных манипуляторов при управлении мультимедийным устройством (компьютером).

Несмотря на огромное количество вариантов конструктивного выполнения компьютерной «мыши», основные ее конструктивные особенности остаются неизменными. Это наличие преимущественно горизонтальной опорной поверхности, по которой скользит приспособленная для этого поверхность корпуса компьютерной «мыши». При этом возникает необходимость упора запястья руки пользователя на какое-либо возвышение, размещенное непосредственно за «мышью». Однако это не снимает нагрузку с руки пользователя, что, в свою очередь, приводит к быстрой усталости руки, в результате чего возможны физические отклонения, а также различные заболевания руки пользователя.

Аналогичная эргономическая и ортопедическая проблема возникает при работе пользователя за письменным столом: упор предплечья перед локтевым суставом в относительно острую кромку стола нарушает нормальное функционирование руки, что приводит к вышеописанным негативным последствиям.

Известно наручное приспособление для работы с компьютерным манипулятором типа «мышь» (RU 2230354), содержащее мягкую упругую подушечку и средство ее фиксации на руке пользователя с тыльной стороны запястья и прилегающей к нему части предплечья. Подушечка выполнена цельной, а средство ее фиксации представляет собой обрезанный чулок или перчатку без пальцев.

Данное устройство несколько облегчает пользователю работу с компьютерной «мышью», однако наличие мягкой упругой подушечки не исключает необходимости наличия опоры локтевой части руки пользователя на горизонтальную опорную поверхность, что также приводит к быстрой усталости руки, в результате чего возможны физические отклонения, а также различные заболевания руки пользователя.

В настоящее время стали широко известны пульты управления, приспособленные для функционирования без опорной поверхности, например, модель «MX Air Mouse», разработанная фирмой Logitech.

В патенте FR 2931965 описано устройство для ввода информации в компьютер, приспособленное для функционирования без опорной поверхности. Это устройство содержит плоский удлиненный четырехгранный корпус, приспособленный для удержания в руке пользователя между его ладонью и одним или несколькими сжатыми в кулак пальцами. Поверхность корпуса, предназначенная для контактирования со сжатыми пальцами, имеет конфигурацию, соответствующую рельефам сжатой ладони в области пальцев. На торцевой поверхности корпуса, предназначенной для контактирования с большим пальцем руки пользователя, выполнено средство перемещения курсора, а на поверхности корпуса, доступной для других пальцев руки пользователя, выполнены тактильные коммутирующие элементы.

Данное устройство позволяет пользователю вводить информацию в компьютер без использования опорной поверхности и, значит, предоставляет возможность работать в более комфортных условиях, чем описанные выше при работе пользователя за опорной поверхностью.

Однако данное конструктивное выполнение устройства предполагает постоянное напряжение кисти руки пользователя, в том числе его пальцев, предназначенных для удержания указанного устройства. Указанные особенности также, как и в описанных выше устройствах, приводят к быстрой усталости руки, в результате чего возможны физические отклонения, а также различные заболевания руки пользователя.

Известно устройство (JP 2004078346) для ввода информации в компьютер, содержащее компьютерную «мышь», содержащую прокладку под пальцы руки пользователя. Прокладка поддерживает пальцы над тактильными коммутирующими элементами и обеспечивает возможность расслабления пальцев в неработающем состоянии.

Однако указанное конструктивное выполнение также приводит к усталости работающей руки в результате необходимости опоры локтевой части руки за корпусом «мыши» и невозможности расслабления пальцев, расположенных на компьютерной «мыши», без опасения непроизвольного ложного нажатия на тактильный коммутирующий элемент.

Известно наручное устройство (RU 2294557) для работы с манипулятором типа компьютерная «мышь» для ввода информации в компьютер, содержащее мягкую упругую подушечку и средство ее фиксации на руке пользователя с тыльной стороны запястья и прилегающей к нему части предплечья. Подушечка имеет полость для размещения газообразной или жидкой среды под давлением и заправочно-регулировочно-запорный клапан. Средство фиксации подушечки на предплечье выполнено с возможностью регулирования диаметра при заданном усилии охвата руки пользователя.

Указанное конструктивное решение обеспечивает возможность оперативного регулирования толщины, жесткости и места расположения подушечки на запястье и прилегающей к нему части предплечья. Это облегчает установку и снятие подушечки, а также улучшает ее фиксацию от продольного смещения.

Однако указанное конструктивное решение также приводит к усталости работающей руки в результате необходимости опоры локтевой руки за корпусом «мыши» и невозможности расслабления пальцев, расположенных на компьютерной «мыши», так как предполагает постоянное напряжение кисти руки пользователя, в том числе его пальцев для удержания компьютерной «мыши». Это, как и в описанных выше устройствах, приводит к быстрой усталости руки, в результате чего возможны физические отклонения, а также различные заболевания руки пользователя.

Кроме того, использование всех вышеописанных устройств «привязывает» пользователя к определенному месту работы и дает ему возможность использования только заранее заданных положений работающей руки.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания устройства для ввода информации, имеющего такие конструктивные особенности, которые позволили бы исключить необходимость удержания в руке пользователя какого-либо приспособления для ввода информации в компьютер, а также обеспечить возможность длительного ввода информации без усталости руки, что исключает образование физических отклонений и приобретение различных заболеваний руки пользователя.

Эта задача решена созданием устройства для ввода информации, содержащего блок ввода информации и тактильные коммутирующие элементы, электрически связанные с блоком ввода информации и выполненные с возможностью срабатывания при контакте, по меньшей мере, с одним пальцем руки пользователя, при этом согласно изобретению устройство содержит ложемент, выполненный с возможностью размещения, по меньшей мере, части руки пользователя, а, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов расположен на ложементе в зоне, доступной для контакта, по меньшей мере, с одним пальцем указанной руки пользователя, при этом устройство имеет средство фиксации ложемента, по меньшей мере, на одном сегменте тела пользователя с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца указанной руки пользователя.

Указанное конструктивное выполнение обеспечивает возможность размещения и фиксации, по меньшей мере, части руки пользователя, предназначенной для работы с предлагаемым устройством, в удобном для него положении, исключающем необходимость удержания в руке пользователя какого-либо приспособления для ввода информации в компьютер. Это исключает усталость работающей руки пользователя, так как обеспечивает релаксацию мышц работающей части руки пользователя, в том числе его пальцев. Кроме того, это дает возможность расслабления пальцев, расположенных на тактильных коммутирующих элементах, что исключает описанные выше негативные последствия, связанные с непроизвольным ложным нажатием на тактильные коммутирующие элементы. В результате описанного выше исключается возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет пользователю не быть «привязанным» только к заранее заданному положению работающей руки и позволяет ему выбирать пригодное для него положение, обеспечивающее наиболее комфортабельные условия для работы.

А также использование предлагаемого устройства дает возможность свободного перемещения пользователя, и при необходимости обеспечивает возможность ввода информации при перемещении пользователя в пространстве.

При этом в предлагаемом устройстве отсутствуют основные негативные конструктивные особенности компьютерной «мыши». То есть исключена необходимость опоры локтевой части руки пользователя на горизонтальную опорную поверхность. Исключена необходимость упора запястья руки пользователя на какое-либо возвышение. Это снимает нагрузку с руки пользователя и приводит к возможности длительной работы с предлагаемым устройством без усталости руки. А это, в свою очередь, также исключает возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя. Кроме того, использование предлагаемого устройства исключает необходимость работы пользователя за письменным столом, что не требует упора предплечья перед локтевым суставом в относительно острую кромку стола и нарушение нормального функционирования руки пользователя, что приводит к вышеописанным негативным последствиям.

Целесообразно, чтобы ложемент был выполнен с возможностью фиксации, по меньшей мере, на кисти руки пользователя, при которой остается свободной фаланга, по меньшей мере, одного пальца. Это обеспечивает возможность использования предлагаемого устройства, имеющего минимальные вес и габариты.

Для наиболее комфортного расположения различных частей руки пользователя в разных вариантах предлагаемого устройства желательно, чтобы ложемент имел поверхность, эргономически приспособленную для размещения ладони пользователя, или чтобы ложемент дополнительно имел поверхность, эргономически приспособленную для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя, или чтобы ложемент имел поверхности, эргономически приспособленные для размещения, по меньшей мере, части предплечья, по меньшей мере, части ладони и ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

В различных вариантах выполнения предлагаемого устройства и в зависимости от варианта использования конкретных видов тактильных коммутирующих элементов и их комплектации благоприятно, чтобы, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов был размещен на ложементе на поверхности, которая приспособлена для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя или, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов был размещен на ложементе на поверхности, противолежащей поверхности, которая приспособлена для размещения ладони пользователя, или чтобы, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов был размещен на торцевой поверхности ложемента.

Для обеспечения эффективной релаксации мышц полезно, чтобы ложемент был выполнен из жесткого материала, выбранного из группы: металл, полимер, армированная ткань, жесткий нетканый материал, гипс, взятые порознь или в сочетании.

Для исключения аллергических проявлений, а также для удобства пользователя предпочтительно, чтобы ложемент был выполнен, по меньшей мере, двухслойным и имел поверхностный слой, выполненный из экологически чистого материала, совместимого с поверхностью руки пользователя.

Для обеспечения более точного размещения пальцев пользователя относительно положения тактильных коммутирующих элементов возможно, чтобы ложемент был выполнен составным и имел соединенные между собой, по меньшей мере, первую и вторую части.

В разных вариантах предлагаемого устройства целесообразно, чтобы первая часть ложемента была эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части ладони, а вторая часть ложемента была эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части предплечья руки пользователя или чтобы первая часть ложемента была эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части ладони, а вторая часть ложемента была эргономически приспособлена для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

Для изменения положения пальцев пользователя относительно положения тактильных коммутирующих элементов желательно, чтобы первая и вторая части ложемента были соединены между собой подвижно с возможностью изменения положения первой части ложемента относительно его второй части и возможностью фиксации измененного положения.

В частности благоприятно, чтобы первая и вторая части ложемента были соединены между собой с возможностью поворота или чтобы первая и вторая части ложемента были соединены между собой шарнирно.

Для более полного использования возможностей движения руки для ввода информации полезно, чтобы шарнирное соединение указанных первой и второй частей ложемента было расположено в области, предназначенной для размещения лучезапястного сустава руки пользователя, и содержало коммутирующий элемент, выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части ложемента относительно второй его части путем изменения положения указанной кисти руки относительно предплечья руки пользователя или возможно, чтобы шарнирное соединение указанных первой и второй частей ложемента было расположено в области, предназначенной для размещения, по меньшей мере, одного пястного сустава кисти руки пользователя, и содержало коммутирующий элемент, выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части ложемента относительно второй его части путем изменения положения, по меньшей мере, одного соответствующего пальца руки относительно ладони пользователя.

Для увеличения комфортабельности предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, часть ложемента представляла собой опорную пластину, которая имеет выпукло-вогнутую форму, соответствующую анатомической форме, по меньшей мере, части руки пользователя.

Целесообразно, чтобы ложемент представлял собой лангету, имеющую желобообразную форму, или ложемент и средство его фиксации представляли собой лучезапястный ортез, основание которого представляет собой поверхность для размещения, по меньшей мере, части руки пользователя.

Это дает возможность использовать для изготовления предлагаемого устройства готовые комплектующие изделия.

В разных вариантах конструктивного выполнения желательно, чтобы ложемент был закреплен на пястье, запястье, предплечье, плече, теле пользователя по отдельности или в различных сочетаниях с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца, кисти, предплечья, плеча по отдельности или в различных сочетаниях соответственно.

Благоприятно, чтобы средство фиксации ложемента представляло собой, по меньшей мере, одну манжету, охватывающую ложемент и выполненную с возможностью фиксации ложемента на руке пользователя.

Для расширения ассортимента изделий предпочтительно чтобы, по меньшей мере, один тактильный коммутирующий элемент представлял собой элемент, выбранный из группы: тачпад, трекбол, спейсболл.

Для возможности выбора более удобного положения ложемента относительно руки пользователя полезно, чтобы средство крепления ложемента было выполнено с возможностью плавного изменения положения ложемента относительно этого средства или чтобы средство крепления ложемента было выполнено с возможностью дискретного изменения положения ложемента относительно этого средства.

Целесообразно, чтобы средство крепления ложемента было выполнено с возможностью изменения его положения относительно ложемента и фиксации его измененного положения.

Указанное конструктивное выполнение обеспечивает возможность размещения, по меньшей мере, части руки пользователя, предназначенной для работы с предлагаемым устройством, в удобном для него положении, исключающем необходимость удержания в руке пользователя какого-либо приспособления для ввода информации в компьютер. Это исключает усталость работающей руки пользователя, так как обеспечивает релаксацию мышц работающей части руки пользователя, в том числе его пальцев. Кроме того, это дает возможность расслабления пальцев, расположенных на тактильных коммутирующих элементах, что исключает описанные выше негативные последствия, связанные с непроизвольным ложным нажатием на тактильные коммутирующие элементы. В результате описанного выше исключается возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет пользователю не быть «привязанным» только к заранее заданному положению работающей руки и позволяет ему выбирать пригодное для него положение, обеспечивающее наиболее комфортные условия для работы.

А также использование предлагаемого устройства дает возможность свободного перемещения пользователя, и при необходимости обеспечивает возможность ввода информации при перемещении пользователя в пространстве.

При этом в предлагаемом устройстве отсутствуют основные негативные конструктивные особенности компьютерной «мыши». То есть исключена необходимость опоры локтевой части руки пользователя на горизонтальную опорную поверхность, а также исключена необходимость упора запястья руки пользователя на какое-либо возвышение. Это снимает нагрузку с руки пользователя и приводит к возможности длительной работы с предлагаемым устройством без усталости руки. А это, в свою очередь, также исключает возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя. Кроме того, использование предлагаемого устройства исключает необходимость работы пользователя за письменным столом, что не требует упора предплечья перед локтевым суставом в относительно острую кромку стола и нарушение нормального функционирования руки пользователя, что приводит к вышеописанным негативным последствиям.

Для лучшего понимания изобретения ниже мы приводим конкретные примеры его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации с изображением руки пользователя согласно изобретению, изометрия;

фиг.2 - вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации без изображения руки пользователя согласно изобретению, изометрия;

фиг.3 - другой вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации без изображения руки пользователя, изометрия;

фиг.4 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, вид сверху;

фиг.5 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, вид сбоку;

фиг.6 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, изометрия вида сверху;

фиг.7 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, изометрия вида снизу;

фиг.8 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, изометрия вида сверху;

фиг.9 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, изометрия с вырывом;

фиг.10 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, изометрия вида снизу;

фиг.11 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, вид сверху;

фиг.12 - еще один вариант конструктивного выполнения устройства для ввода информации согласно изобретению, вид сверху.

Предлагаемое устройство для ввода информации в мультимедийное устройство (компьютер) содержит ложемент 1, выполненный с возможностью размещения на нем, по меньшей мере, части руки 2 (фиг.1) пользователя. Например, предплечья и кисти руки 2.

Под словом «ложемент» мы понимаем сложное слово, первой составной частью которого является слово «ложе», функции которого совершенно очевидны. Второй составной частью слова «ложемент» является часть слова элемент, свидетельствующее о том, что это «ложе» предназначено для размещения какого-то элемента. Ложемент может быть изготовлен под любую вещь и может представлять собой приспособление, содержащее специально подготовленное место для размещения и крепления какой-либо определенной детали или части тела.

Таким образом, в предлагаемом изобретении под словом «ложемент» мы понимаем своеобразное «ложе» для размещения, по меньшей мере, части руки.

Предлагаемое устройство содержит блок ввода информации и тактильные коммутирующие элементы 3 (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12), электрически связанные с блоком ввода информации. Блок ввода информации на чертежах не показан. Предполагается, что указанный блок ввода информации размещен внутри ложемента 1, например, под местом расположения тактильных коммутирующих элементов 3. Однако указанное конструктивное выполнение не является единственно возможным и блок ввода информации может быть размещен в любом другом удобном месте, позволяющем ему выполнять свои функции. Элементы устройства, обеспечивающие электрическую связь между коммутирующими элементами 3 и блоком ввода информации, могут быть выполнены любой известной конструкции, предназначенной для указанных целей.

На фиг.1, 2, 3 изображены варианты конструктивного выполнения предлагаемого устройства, в которых ложемент 1 представляет собой удлиненное основание 1₁, на конце которого, предназначенном для размещения кисти пользователя, выполнено утолщение 1₂, приспособленное для удобного размещения пальцев 4 пользователя. Указанное утолщение 1₂ может быть выполнено цилиндрическим (как изображено на фиг.1 и 2) или конусообразным (как изображено на фиг 3).

В вариантах конструктивного выполнения, изображенных на фиг.1, 2, предлагаемое устройство имеет три тактильных коммутирующих элемента 3, каждый из которых расположен на ложементе 1 в зоне, доступной для контакта, по меньшей мере, с одним пальцем 4 указанной руки 2 пользователя. Два тактильных коммутирующих элемента 3 размещены на боковой поверхности утолщения 12 в зоне ложемента 1, доступной для указательного, среднего пальцев 4, безымянного пальцев и мизинца, а один тактильный коммутирующий элемент 3 размещен на торце утолщения 1₂ в зоне ложемента 1, доступной для большого пальца 4 пользователя.

В других вариантах конструктивного выполнения настоящего изобретения может быть иное количество тактильных коммутирующих элементов 3. Например, на фиг.3 изображен вариант конструктивного выполнения, при котором устройство имеет один тактильный коммутирующий элемент 3, расположенный на торце ложемента 1 в зоне, доступной для контакта с большим пальцем 4 указанной руки 2 пользователя.

В одном из вариантов конструктивного выполнения настоящего изобретения ложемент 1 (фиг.4) выполнен с возможностью фиксации, по меньшей мере, на кисти руки пользователя, при которой остается свободной фаланга, по меньшей мере, одного пальца (в данном случае указательного).

Возможны варианты конструктивного выполнения настоящего изобретения, при которых ложемент 1 имеет гладкую поверхность (как изображено, например, на фиг.1, 2, 3) для размещения, по меньшей мере, части руки пользователя или варианты, при которых ложемент 1 имеет поверхность 5, эргономически приспособленную для размещения, например, ладони пользователя (фиг.5), или дополнительную поверхность 6, эргономически приспособленную для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя, или варианты, при которых ложемент 1 имеет поверхности 7, 5, 6 (фиг.6), эргономически приспособленные (на чертеже не показано) для размещения соответственно, по меньшей мере, части предплечья, по меньшей мере, части ладони и ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя (в данном случае указательного, среднего, безымянного пальцев и мизинца).

Выбор вида поверхности ложемента зависит от вида используемых тактильных коммутирующих элементов 3, их компоновки и индивидуальных особенностей пользователя, на которые ориентируются при изготовлении устройства.

Ложемент 1 выполнен из жесткого материала, выбранного из группы: металл, полимер, армированная ткань, жесткий нетканый материал, гипс, взятые порознь или в сочетании. При этом ложемент 1 может быть выполнен и из другого материала, пригодного для выполнения предназначенной для него функции - обеспечения четкого и удобного положения руки пользователя относительно тактильных коммутирующих элементов 3.

Возможен вариант выполнения ложемента 1, по меньшей мере, двухслойным и имеющим поверхностный слой 8 (фиг.5), выполненный из экологически чистого материала, совместимого с поверхностью руки пользователя, например из материала, который используют при изготовлении медицинских ложементов, например материал Трикор, выпускаемый ЗАО НПЦ «Огонек» в соответствии с патентом РФ на полезную модель №45265.

В разных вариантах конструктивного выполнения настоящего изобретения ложемент 1 выполнен составным и имеет соединенные между собой, по меньшей мере, первую и вторую части.

Возможен вариант, при котором первая часть 9 ложемента 1 эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части ладони (фиг.7, 10), а вторая часть 10 ложемента 1 эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части предплечья руки пользователя.

Другой вариант конструктивного выполнения настоящего изобретения предполагает наличие первой части 9 (фиг.8) ложемента 1, эргономически приспособленной для размещения, по меньшей мере, части ладони, и второй части 11 ложемента 1, эргономически приспособленной для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

При этом возможны варианты конструктивного выполнения настоящего изобретения, при которых первая и вторая части предназначены для размещения частей руки пользователя в различных других сочетаниях. Например, на фиг.9 изображен вариант, при котором первая часть 9 ложемента 1 приспособлена для размещения ладони и ладонных поверхностей пальцев кисти пользователя, а вторая часть 10 ложемента 1 приспособлена для размещения предплечья руки пользователя.

Возможен вариант конструктивного выполнения предлагаемого изобретения, при котором первая и вторая части 9, 10 (фиг.6, 9, 10, 11) ложемента 1 соединены между собой подвижно с возможностью изменения положения первой части 9 ложемента 1 относительно его второй части 10 и возможностью фиксации измененного положения.

Подвижное соединение первой и второй частей 9, 10 ложемента 1 и фиксация измененного положения могут быть выполнены любой известной конструкции, пригодной для аналогичных целей. Например, первая и вторая части 9, 10 (фиг.11) могут быть соединены между собой телескопически, при этом фиксация может быть осуществлена с помощью фиксатора 12, представляющего собой, например, упорный винт.

Возможны варианты, при которых первая и вторая части 9, 10 ложемента 1 соединены между собой с возможностью поворота или первая и вторая части 9, 10 ложемента 1 соединены между собой шарнирно, например, с помощью шарнирного соединения 13. При этом возможны варианты, при которых части 9, 10 ложемента 1 соединены между собой неподвижно, например, с помощью удлиненной пластины 13₁.

Шарнирное соединение 13 указанных первой и второй частей 9, 10 ложемента 1 расположено в области, предназначенной для размещения лучезапястного сустава руки пользователя, и содержит коммутирующий элемент (на чертеже не показан), выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части 9 ложемента 1 относительно второй его части 10 путем изменения положения указанной кисти руки относительно предплечья руки пользователя. При этом фиксация измененного положения может быть осуществлена с помощью фиксатора (на чертеже не показан) шарнирного соединения 13.

В другом варианте конструктивного выполнения предлагаемого изобретения шарнирное соединение 13 указанных первой и второй частей 9, 11 ложемента 1 расположено в области, предназначенной для размещения, по меньшей мере, одного пястного сустава кисти руки пользователя, и содержит коммутирующий элемент (на чертеже не показан), выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части 9 ложемента 1 относительно второй его части 11 путем изменения положения, по меньшей мере, одного соответствующего пальца руки относительно ладони пользователя.

Возможен вариант конструктивного выполнения предлагаемого изобретения, при котором, по меньшей мере, часть ложемента 1 представляет собой опорную пластину 14, которая имеет выпукло-вогнутую форму, соответствующую анатомической форме, по меньшей мере, части руки пользователя. При этом опорная пластина 14 может иметь выпукло-вогнутую форму, соответствующую анатомической форме руки пользователя от предплечья до ладонных поверхностей пальцев (не показано). Выбор конкретного варианта выпукло-вогнутую формы основывается на особенностях видов тактильных коммутирующих элементов и их компоновки, а также индивидуальных особенностях пользователя и предполагаемых условиях использования устройства, на которые ориентируются при его изготовлении.

Для удешевления предлагаемого устройства ложемент 1 может представлять собой стандартную лангету 15 желобообразной формы, которую используют в медицинской промышленности.

Как было указано выше, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов 3 расположен на ложементе 1 в зоне, доступной для контакта, по меньшей мере, с одним пальцем 4 указанной руки 2 пользователя. При этом тактильные коммутирующие элементы 3 выполнены с возможностью срабатывания при контакте, по меньшей мере, с одним пальцем 4 руки 2 пользователя.

Количество тактильных коммутирующих элементов 3 зависит от их вида и компоновки. А также от конкретного варианта конструктивного выполнения предлагаемого устройства и может содержать от одного (как изображено на фиг.3, 4, 5, 8, 9, 11, 12) до, например, семи тактильных коммутирующих элементов 3 (на чертеже не показано).

Тактильные коммутирующие элементы могут представлять собой, например, кнопки, колесики, клавиши.

Для расширения ассортимента изделий и удобства ввода информации, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов 3 размещен на ложементе 1 на поверхности, которая приспособлена для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя, то есть сверху ложемента 1 (как изображено на фиг.4, 5, 6, 8, 11, 12).

Для расширения возможностей ввода информации, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов 3 размещен на ложементе 1 на поверхности, противолежащей поверхности, которая приспособлена для размещения ладони пользователя, то есть снизу ложемента 1 (как изображено на фиг.10) или, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов 3 размещен на торцевой поверхности ложемента 1 (как изображено на фиг.1, 2, 3, 7, 9).

Количество коммутирующих элементов 3, размещенных на указанных поверхностях, зависит от вида коммутирующих элементов 3 и особенностей их компоновки, индивидуальных особенностей пользователя и предполагаемых условий использования устройства, на которые ориентируются при его изготовлении.

Предлагаемое устройство имеет средство 16 фиксации ложемента 1, по меньшей мере, на одном сегменте тела пользователя с возможностью обеспечения релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца 4 указанной руки 2 пользователя. То есть в зависимости от конкретного варианта конструктивного выполнения настоящего изобретения с помощью средства 16 фиксации ложемент 1 закрепляют на ладони, запястье, предплечье, плече, теле пользователя по отдельности или в различных сочетаниях с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца, кисти, предплечья, плеча по отдельности или в различных сочетаниях соответственно.

Наличие средства 16 фиксации ложемента 1, выполненного с возможностью обеспечения релаксации мышц пользователя, значительно уменьшает напряжение руки пользователя при вводе информации и обеспечивает удобный и длительный ввод информации без усталости работающей руки.

В одних вариантах конструктивного выполнения настоящего изобретения средство 16 фиксации ложемента 1 представляет собой, по меньшей мере, одну манжету 17, охватывающую ложемент 1 и выполненную с возможностью фиксации ложемента 1 на руке пользователя. В других вариантах манжет 17 может быть несколько. Каждая манжета 17 может быть выполнена с возможностью изменения ее длины и/или может быть выполнена из эластичного материала, обеспечивающего плотную фиксацию ложемента 1, например, из натуральной кожи или иного материала, отвечающего эргономичным и санитарно-гигиеничным нормам для наручных предметов длительного пользования. Количество манжет 17 зависит от длины ложемента 1 и его конструктивного выполнения, при этом манжеты 17 могут быть размещены от запястья до плеча пользователя. Фиксация каждой манжеты 17 при фиксации ложемента 1 или изменении длины манжеты 17 в процессе работы с предлагаемым устройством может быть осуществлена любым известным способом, например, с помощью застежки «Велькро» (липучка) или с помощью фиксаторов «штырь с головкой - отверстие» или кнопка.

В других вариантах конструктивного выполнения настоящего изобретения средство 16 фиксации ложемента 1 представляет собой, по меньшей мере, один эластичный элемент 18, эргономично охватывающий, по меньшей мере, часть руки пользователя (как изображено на фиг.1, 3, 4) и обеспечивающий надежную фиксацию ложемента 1 на заданной области тела пользователя. Фиксация эластичного элемента 18 и его материал могут быть выполнены аналогично описанному выше относительно манжеты 17.

Возможен вариант конструктивного выполнения, при котором средство 16 фиксации ложемента 1 содержит узкий ремешок 19, охватывающий часть предплечья пользователя сверху эластичного элемента 18, и закрепленный на этом эластичном элементе 18 тренчик 20, посредством которого ремешок 19 фиксирует ложемент 1 на предплечье пользователя с использованием застежки «Велькро».

Возможен вариант конструктивного выполнения, при котором ложемент 1 и средство 16 его фиксации представляют собой лучезапястный ортез, основание которого представляет собой поверхность для размещения, по меньшей мере, части руки пользователя (на чертеже не показано).

Для выбора более удобного положения ложемента 1 относительно руки пользователя средство 16 фиксации ложемента 1 выполнено с возможностью плавного изменения положения ложемента 1 относительно этого средства 16 или средство 16 фиксации ложемента 1 выполнено с возможностью дискретного изменения положения ложемента 1 относительно этого средства 16.

При этом в случае плавного изменения положения ложемента 1 относительно средства 16 фиксации это средство 16 выполнено с возможностью изменения положения ложемента 1 и фиксации его измененного положения, которые могут быть выполнены любой известной конструкции, пригодной для аналогичных целей.

Такое конструктивное выполнение позволяет точнее подстроить положение ложемента под индивидуальные анатомические особенности пользователя, что, в свою очередь, создает больший комфорт, обеспечивает значительное уменьшение напряжения работающей руки при вводе информации, а также удобный и длительный ввод информации без усталости работающей руки.

Для расширения ассортимента предлагаемых устройств для ввода информации и оптимального управления курсором на экране монитора, по меньшей мере, один тактильный коммутирующий элемент 3 представляет собой элемент, выбранный из группы: тачпад 21 (фиг.3, 5, 9, 11, 12), трекбол 22 (фиг.1, 2, 4, 6, 7, 8, 10), спейсболл (на чертеже не показан).

Тачпад 21 - это приспособление, предназначенное для управления компьютером, прежде всего курсором на экране монитора, посредством касания пальцев сенсорной панели.

Трекбол 22 - это приспособление, предназначенное для управления курсором на экране монитора посредством вращения пальцами шарика, который закреплен на неподвижной поверхности.

Спейсболл - это приспособление, предназначенное для управления трехмерным изображением на мониторе компьютера.

Предлагаемое устройство для ввода информации работает следующим образом.

В зависимости от варианта конструктивного выполнения предлагаемого устройства для ввода информации в компьютер, по меньшей мере, часть руки 2 пользователя располагают на ложементе 1 устройства и фиксируют ложемент 1 с помощью средства 16 фиксации, по меньшей мере, на одном сегменте тела пользователя с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца указанной руки 2 пользователя.

Рассмотрим вариант работы предлагаемого устройства, изображенный на фиг.1.

В данном варианте предплечье, ладонь и ладонные поверхности пальцев 2 пользователя располагают на ложементе 1, который представляет собой удлиненное основание 1₁, на конце которого, предназначенном для размещения кисти пользователя, выполнено цилиндрическое утолщение 1₂, приспособленное для удобного размещения пальцев 4 пользователя. Фиксируют предплечье и ладонь пользователя с помощью средства 16, в данном варианте представляющего собой эргономичный эластичный элемент 18, который надевают на руку 2 пользователя, размещенную на ложементе 1, и фиксируют руку 2 на ложементе 1 с помощью этого элемента 18, который закрепляют посредством ремешка 19 и тренчика 20.

В данном варианте конструктивного выполнения предлагаемое устройство имеет три тактильных коммутирующих элемента 3, каждый из которых расположен на ложементе 1 в зоне, доступной для контакта с соответствующим пальцем 4 указанной руки 2 пользователя. Два тактильных коммутирующих элемента 3 размещены на цилиндрической поверхности утолщения 1₂ в зоне ложемента 1, доступной для указательного и среднего пальцев 4, а один тактильный коммутирующий элемент 3 размещен на торце цилиндрического утолщения 1₂ в зоне ложемента 1, доступной для большого пальца 4 пользователя. Внутри утолщения 1₂ размещен блок ввода информации, выполненный, например, в беспроводном варианте.

При необходимости пользователь приводит соответствующий палец в напряженное состояние и контактирует им с соответствующим тактильным коммутирующим элементом 3, 22, который выполнен с возможностью срабатывания при контакте, по меньшей мере, с одним пальцем руки пользователя.

В данном варианте наличие трекбола 22 в качестве тактильного коммутирующего элемента 3, размещенного под большим пальцем 4 пользователя, обеспечивает управление курсором на экране монитора при вращении большим пальцем 4 трекбола 22. При этом другие тактильные коммутирующие элементы 3 выполняют функции, аналогичные функциям клавиш любой известной компьютерной «мыши».

Поскольку предлагаемое устройство зафиксировано на руке пользователя, при работе с устройством пользователь свободен с выбором позы и передвижением в пространстве при вводе информации. Ввод информации можно производить, например, передвигаясь по помещению и принимая произвольные удобные для пользователя статичные позы. Для ввода информации пользователь обеспечивает срабатывание соответствующих коммутирующих элементов 3, 22 за счет легко осуществимых движений частей руки 2 пользователя. Например, посредством прикасания к ним соответствующими пальцами 4 руки 2.

В некоторых других, описанных выше вариантах выполнения предлагаемого устройства ввод информации осуществляют путем движения различных частей руки 2, например путем движения кисти руки 2 в лучезапястном суставе. При этом комбинируют ввод информации и осуществляют его путем движения кисти руки и путем касания тактильных коммутирующих элементов 3 ладонными поверхностями соответствующих пальцев 4 руки 2.

В любом описанном варианте выполнения настоящего изобретения у пользователя сохраняются свобода в выборе статичной позы, возможность передвижения в пространстве и отсутствуют лишние напряжения руки при вводе информации.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность размещения, по меньшей мере, части руки пользователя, предназначенной для работы с предлагаемым устройством, в удобном для него положении, исключающем необходимость удержания в руке пользователя какого-либо приспособления для ввода информации в компьютер. Это исключает усталость работающей руки пользователя, так как обеспечивает релаксацию мышц работающей части руки пользователя, в том числе его пальцев. Кроме того, это дает возможность расслабления пальцев, расположенных на тактильных коммутирующих элементах, что исключает описанные выше негативные последствия, связанные с непроизвольным ложным нажатием на тактильные коммутирующие элементы. В результате описанного выше исключается возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя.

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет пользователю не быть «привязанным» только к заранее заданному положению работающей руки и позволяет ему выбирать пригодное для него положение, обеспечивающее наиболее комфортные условия для работы.

А также использование предлагаемого устройства дает возможность свободного перемещения пользователя и при необходимости обеспечивает возможность ввода информации при перемещении пользователя в пространстве.

При этом в предлагаемом устройстве отсутствуют основные негативные конструктивные особенности компьютерной «мыши». То есть исключена необходимость опоры локтевой части руки пользователя на горизонтальную опорную поверхность. Исключена необходимость упора запястья руки пользователя на какое-либо возвышение. Это снимает нагрузку с руки пользователя и приводит к возможности длительной работы с предлагаемым устройством без усталости руки. А это, в свою очередь, также исключает возможность образования физических отклонений, а также приобретения различных заболеваний руки пользователя. Кроме того, использование предлагаемого устройства исключает необходимость работы пользователя за письменным столом, что не требует упора предплечья перед локтевым суставом в относительно острую кромку стола и нарушение нормального функционирования руки пользователя, что приводит к вышеописанным негативным последствиям.

Настоящее изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах манипуляторов, используемых для взаимодействия с интерфейсом вычислительных машин для ввода команд в мультимедийное устройство для ручного управления техническими объектами и технологическими процессами с помощью процессорной техники с обеспечением возможности длительного ввода информации без усталости работающей руки пользователя. Предлагаемое устройство для ввода информации содержит блок ввода информации и тактильные коммутирующие элементы, электрически связанные с блоком ввода информации и выполненные с возможностью срабатывания при контакте, по меньшей мере, с одним пальцем руки пользователя. Устройство содержит ложемент, выполненный с возможностью размещения, по меньшей мере, части руки пользователя, а, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов расположен на ложементе в зоне, доступной для контакта, по меньшей мере, с одним пальцем указанной руки пользователя. При этом устройство имеет средство фиксации ложемента, по меньшей мере, на одном сегменте тела пользователя с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца указанной руки пользователя. 26 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для ввода информации, содержащее блок ввода информации и тактильные коммутирующие элементы, электрически связанные с блоком ввода информации и выполненные с возможностью срабатывания при контакте, по меньшей мере, с одним пальцем руки пользователя, отличающееся тем, что устройство содержит ложемент, выполненный с возможностью размещения, по меньшей мере, части руки пользователя, а, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов расположен на ложементе в зоне, доступной для контакта, по меньшей мере, с одним пальцем указанной руки пользователя, при этом устройство имеет средство фиксации ложемента, по меньшей мере, на одном сегменте тела пользователя с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца указанной руки пользователя и возможностью выбора статичной позы или перемещения пользователя в пространстве при вводе информации.

2. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент выполнен с возможностью фиксации, по меньшей мере, на кисти руки пользователя, при которой остается свободной фаланга, по меньшей мере, одного пальца.

3. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент имеет поверхность, эргономически приспособленную для размещения ладони пользователя.

4. Устройство для ввода информации по п.3, отличающееся тем, что ложемент дополнительно имеет поверхность, эргономически приспособленную для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

5. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент имеет поверхности, эргономически приспособленные для размещения, по меньшей мере, части предплечья, по меньшей мере, части ладони и ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

6. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов размещен на ложементе на поверхности, которая приспособлена для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

7. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов размещен на ложементе на поверхности, противолежащей поверхности, которая приспособлена для размещения ладони пользователя.

8. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из указанных тактильных коммутирующих элементов размещен на торцевой поверхности ложемента.

9. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент выполнен из жесткого материала, выбранного из группы: металл, полимер, армированная ткань, жесткий нетканый материал, гипс, взятые порознь или в сочетании.

10. Устройство для ввода информации по п.9, отличающееся тем, что ложемент выполнен, по меньшей мере, двухслойным и имеет поверхностный слой, выполненный из экологически чистого материала, совместимого с поверхностью руки пользователя.

11. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент выполнен составным и имеет соединенные между собой, по меньшей мере, первую и вторую части.

12. Устройство для ввода информации по п.11, отличающееся тем, что первая часть ложемента эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части ладони, а вторая часть ложемента эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части предплечья руки пользователя.

13. Устройство для ввода информации по п.11, отличающееся тем, что первая часть ложемента эргономически приспособлена для размещения, по меньшей мере, части ладони, а вторая часть ложемента эргономически приспособлена для размещения ладонной поверхности, по меньшей мере, одного пальца руки пользователя.

14. Устройство для ввода информации по п.11, отличающееся тем, что первая и вторая части ложемента соединены между собой подвижно с возможностью изменения положения первой части ложемента относительно его второй части и возможностью фиксации измененного положения.

15. Устройство для ввода информации по п.14, отличающееся тем, что первая и вторая части ложемента соединены между собой с возможностью поворота.

16. Устройство для ввода информации по п.14, отличающееся тем, что первая и вторая части ложемента соединены между собой шарнирно.

17. Устройство для ввода информации по п.16, отличающееся тем, что шарнирное соединение указанных первой и второй частей ложемента расположено в области, предназначенной для размещения лучезапястного сустава руки пользователя, и содержит коммутирующий элемент, выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части ложемента относительно второй его части путем изменения положения указанной кисти руки относительно предплечья руки пользователя.

18. Устройство для ввода информации по п.16, отличающееся тем, что шарнирное соединение указанных первой и второй частей ложемента расположено в области, предназначенной для размещения, по меньшей мере, одного пястного сустава кисти руки пользователя, и содержит коммутирующий элемент, выполненный с возможностью управления курсором на экране монитора при изменении положения первой части ложемента относительно второй его части путем изменения положения, по меньшей мере, одного соответствующего пальца руки относительно ладони пользователя.

19. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть ложемента представляет собой опорную пластину, которая имеет выпукло-вогнутую форму, соответствующую анатомической форме, по меньшей мере, части руки пользователя.

20. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент представляет собой лангету, имеющую желобообразную форму.

21. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что ложемент и средство его фиксации представляют собой лучезапястный ортез, основание которого представляет собой поверхность для размещения, по меньшей мере, части руки пользователя.

22. Устройство для ввода информации по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что ложемент закреплен на ладони, запястье, предплечье, плече, теле пользователя по отдельности или в различных сочетаниях с возможностью релаксации мышц, по меньшей мере, одного пальца, кисти, предплечья, плеча по отдельности или в различных сочетаниях соответственно.

23. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что средство фиксации ложемента представляет собой, по меньшей мере, одну манжету, охватывающую ложемент и выполненную с возможностью фиксации ложемента на руке пользователя.

24. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один тактильный коммутирующий элемент представляет собой элемент, выбранный из группы: тачпад, трекбол, спейсболл.

25. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что средство крепления ложемента выполнено с возможностью плавного изменения положения ложемента относительно этого средства.

26. Устройство для ввода информации по п.1, отличающееся тем, что средство крепления ложемента выполнено с возможностью дискретного изменения положения ложемента относительно этого средства.

27. Устройство для ввода информации по п.23, отличающееся тем, что средство крепления ложемента выполнено с возможностью изменения положения ложемента и фиксации его измененного положения.