本发明专利技术公开了一种轨迹球装置及其实现方法和系统，将线路板倾斜侧放在轨迹球本体球心以下的侧面位置，保证轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；使线路板上激光或光电的发送/接收芯片的导光透镜底面朝向轨迹球本体表面且相对轨迹球本体的底平面倾斜设置。由于采用了线路板倾斜侧放在轨迹球本体侧面，克服了激光或光电式轨迹球装置比机械传动式轨迹球装置较厚的缺陷，避免了因体积变大而缩小其使用领域和限制其发展范围；而在激光或光电的发送/接收芯片中仅对其微芯片中的FIRMWARE程序稍加修正，就能为实现完全防水结构的轨迹球装置提供了较为可行的解决方案，以较低的成本方式满足了在公共场合使用时的防暴抗拆除要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公共场合使用的光学跟踪球设备及其实现系统领域，更具体的说，改进涉及的是一种轨迹球装置及其实现方法和系统。
技术介绍
现有的光学跟踪球设备如激光轨迹球装置或者光电轨迹球装置，其激光或光电的发送/接收芯片均平放在轨迹球装置的底部。如图Ia所示，当导光透镜底面101水平设置在轨迹球本体100的正下方时，其X向与Y向的速度是相同的，发送/接收芯片中的微芯片在计算X轴和Y轴移动方向和距离时，由于X-Y方向的运动速度一致，并不需要进行任何调节或修正，其比例关系可表示为X:Y=D:D=1，其中D为轨迹球本体100的直径。另一方案可在轨迹球本体100侧边呈90°各放置一光电(或激光)发送/接收芯片101，如图Ib所示，分别识别X向与Y向的运动，其比例关系亦可为X Y=D:D=I，因其需要两路发送/接收芯片101，成本高，结构复杂，故没有采用。但是，现有技术中将发送/接收芯片平放在轨迹球装置的底部，就意味着轨迹球装置的线路板也需要平放在其底部，因为发送/接收芯片是焊接在线路板上的；由此使得整个轨迹球装置的高度或厚度超过传统的机械传动式轨迹球装置的高度或厚度，从而限制了激光或光电式轨迹球的使用领域和发展范围。此外，因为轨迹球在工作状态下是运动的，现有轨迹球装置很难以较低的成本做到完全防水的结构，例如专利申请号为200620013555. 0的光电不锈钢轨迹球，运动时渗入的积水积存在底部，影响平放在线路板底部发送/接收芯片的光路。有产品采用在轨迹球上方设计一可开启的封盖，打开其取出轨迹球清除积水，使用不方便，也无法满足公共场合防暴抗拆除的使用要求。因此，现有技术尚有待改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种轨迹球装置及其实现方法和系统，可减薄现有激光或光电式轨迹球装置的厚度，避免因体积较大而缩小其使用领域和限制其发展范围。本专利技术的另一个目的在于，为实现完全防水结构的轨迹球装置提供较为可行的解决方案，可以较低成本方式满足在公共场合使用时的防暴抗拆除要求。本专利技术的技术方案如下一种轨迹球装置，包括轨迹球本体和线路板；在线路板上设置有激光或光电的发送/接收芯片；发送/接收芯片的导光透镜底面朝向轨迹球本体表面设置；轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；其中导光透镜底面设置在轨迹球本体的侧面；导光透镜底面相对轨迹球本体的底平面倾斜设置。所述的轨迹球装置，其中导光透镜底面相对轨迹球本体的底平面倾斜角度β范围可设置在0° < β < 90°之间。所述的轨迹球装置，所述的轨迹球本体包裹在上固定架和下固定架之间；轨迹球本体的上部从上固定架的中心孔中露出；轨迹球本体的下部支撑在下固定架中可滚动设置；其中下固定架的侧壁倾斜设置；在倾斜的侧壁上设置有适配导光透镜底面的窗口 ；线路板固定设置在该倾斜侧壁的外表面上。 所述的轨迹球装置，其中在窗口处的下固定架侧壁与发送/接收芯片的导光透镜底面之间设置有防水硅胶。所述的轨迹球装置，其中在下固定架的侧壁或底部设置有用于排出内部积水的泄水孔。所述的轨迹球装置，其中在泄水孔处可设置连接导水管的接头。所述的轨迹球装置，其中轨迹球本体与上固定架之间设置有透明或半透明的防尘罩。所述的轨迹球装置，其中轨迹球本体设置为钢球。一种轨迹球实现方法，其中，包括以下步骤将线路板倾斜侧放在轨迹球本体球心以下的侧面位置，保证轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；使线路板上激光或光电的发送/接收芯片的导光透镜底面朝向轨迹球本体表面且相对轨迹球本体的底平面倾斜角度β ；发送/接收芯片中的图像采集系统通过导光透镜和照明系统取得轨迹球表面的微缩图像数据；发送/接收芯片中的数字信号处理器根据表面微缩图像数据确定轨迹球本体移动的方向和距离。所述的轨迹球实现方法，其中，在确定轨迹球本体移动的方向和距离时，还包括 发送/接收芯片中的微芯片在计算Y轴方向的移动距离时采用β角的三角函数进行修正。一种轨迹球实现系统，包括轨迹球本体和线路板；在线路板上设置有激光或光电的发送/接收芯片；其中线路板倾斜侧放在轨迹球本体球心以下的侧面位置，轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；线路板上发送/接收芯片的导光透镜底面朝向轨迹球本体表面且相对轨迹球本体的底平面倾斜角度β ；发送/接收芯片包括用于采集轨迹球本体移动时表面微缩图像数据微芯片的图像采集系统、根据表面微缩图像数据确定轨迹球本体移动方向和距离的数字信号处理器、以及计算X轴和Y轴移动方向和距离的微芯片。所述的轨迹球实现系统，其中所述微芯片包括一用于在计算Y轴方向的移动距离时进行修正的Y位移修正固件。所述的轨迹球实现系统，其中所述Y位移修正固件在计算Y轴方向的移动距离时采用β角的三角函数进行修正。本专利技术所提供的一种轨迹球装置及其实现方法和系统，由于采用了线路板倾斜侧放在轨迹球本体侧面的技术手段，一来克服了现有激光或光电式轨迹球装置的厚度或高度要比同类型机械传动式轨迹球装置较厚或较高的缺陷，避免了因整个轨迹球装置体积变大而缩小其使用领域和限制其发展范围；二来仅在激光或光电的发送/接收芯片中，革命性地对其微芯片中的FIRMWARE程序稍加修正，解决了线路板倾斜侧放带来的X-Y方向运动速度不一致问题，就能为实现完全防水结构的轨迹球装置提供了较为可行的解决方案，以较低的成本方式满足了在公共场合使用时的防暴抗拆除要求。附图说明图Ia是现有技术中轨迹球装置中的线路板平放底部实现方法原理图。图Ib是现有技术中轨迹 球装置中的线路板竖放侧边实现方法原理图。图2是本专利技术轨迹球装置中的线路板斜放侧放实现方法原理图。图3是本专利技术轨迹球装置的外观立体图。图4是本专利技术轨迹球装置的内部剖视图。图5是本专利技术轨迹球装置的爆炸图。具体实施例方式以下将结合附图，对本专利技术的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的具体实施方式。本专利技术的一种轨迹球装置，可以是激光轨迹球装置，或者也可以是光电轨迹球装置，其具体实施方式之一，如图3所示，包括上固定架140、下固定架110、轨迹球本体100和线路板170 ；上固定架140可通过螺钉固定连接在下固定架110上，将轨迹球本体100包裹在中间；轨迹球本体100的上部从上固定架140的中心孔中露出；轨迹球本体100的下部支撑在下固定架110中可滚动设置；如图4所示，下固定架110的一边侧壁倾斜设置；线路板 170可通过螺钉固定连接在该倾斜侧壁的外表面上；在线路板170上设置有激光或光电的发送/接收芯片171 ；发送/接收芯片171的导光透镜底面朝向轨迹球本体100表面设置； 在该倾斜的侧壁上设置有适配导光透镜底面的窗口 111 ；如图2所示，轨迹球本体100的球心位于导光透镜底面102的法向面上；导光透镜底面102倾斜设置在轨迹球本体100的侧面，导光透镜底面102的位置可优选位于轨迹球本体100球心以下的位置；导光透镜底面 102相对轨迹球本体100的底平面倾斜角度β。基于上述轨迹球装置，本专利技术还提出了一种轨迹球实现方法，其具体实施方式之一，包括以下步骤将线路板倾斜侧放在轨迹球本体球心以下的侧面位置，保证轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；使线路板上激光或光电的发送/接收芯片的导光透镜底面朝向本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种轨迹球装置，包括轨迹球本体和线路板；在线路板上设置有激光或光电的发送／接收芯片；发送／接收芯片的导光透镜底面朝向轨迹球本体表面设置；轨迹球本体的球心位于导光透镜底面的法向面上；其特征在于：导光透镜底面设置在轨迹球本体的侧面；导光透镜底面相对轨迹球本体的底平面倾斜设置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晟，陈荣华，陈晓，
申请(专利权)人：深圳市科羽科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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