CN103381725A - 智能式防近视笔 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能式防近视笔，包括笔杆及设于笔杆内的笔芯，所述笔杆内设有处理器，其特征在于：还包括设于笔杆内的用以驱动笔芯伸缩的驱动机构，以及同样设于笔杆上的用以对握笔时间进行计时的计时器，所述计时器与处理器的输入端电路连接，所述处理器的输出端与驱动机构电路连接。本发明机械结构简单，智能操作，且工作电路连接关系简单明确，工作性能可靠，能有效提示使用者用笔健康，并且使用人体触摸感应开关能对没有在使用笔和不慎掉落等特殊情况下，将笔芯自动回缩入笔杆内起到保护笔头的作用，具有广阔市场应用前景。

Description

智能式防近视笔
技术领域
本发明涉及一种智能式防近视笔，应用于防近视笔。
背景技术
为了防止使用者在强光下或光线不足地方、不正确的使用姿态、不正确的握笔姿势以及长时间无休息疲劳用眼导致眼睛近视，社会上研发了一种防近视笔，但是现有近视笔的效果还不是很好，其一般只能通过笔体与使用者面部之间的距离来达到提示使用者的作用，这样还无法满足多因素感知来告知使用者用笔健康的要求。因此，针对上述问题是本发明研究的对象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能式防近视笔，有助于解决目前防近视笔感知因素少、防近视效果有待提升等问题。
本发明的技术方案在于：
一种智能式防近视笔，包括笔杆及设于笔杆内的笔芯，所述笔杆内设有处理器，其特征在于：还包括设于笔杆内的用以驱动笔芯伸缩的驱动机构，以及同样设于笔杆上的用以对握笔时间进行计时的计时器，所述计时器与处理器的输入端电路连接，所述处理器的输出端与驱动机构电路连接。
其中，还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体角度位置的角度传感器，所述角度传感器也与处理器的输入端电路连接。
还包括同样设于笔杆上的用以感应书写处外部光线的光线传感器，所述光线传感器也与处理器的输入端电路连接。
还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体与使用者面部距离的距离传感器，所述距离传感器也与处理器的输入端电路连接。
还包括同样设于笔杆上的用以提示使用者用眼健康的显示屏及报警器，所述处理器的输出端与显示屏及报警器电路连接。
所述的驱动机构包括设于笔杆内的与处理器输出端电路连接的微型马达以及平行设置于笔杆内的主动轴及从动轴，所述微型马达的输出轴经涡轮蜗杆机构与主动轴驱动连接，所述主动轴经一对传动齿轮与从动轴驱动连接，所述从动轴经一曲柄连杆机构与用以驱动笔芯伸缩的移动活塞驱动连接。
所述的涡轮蜗杆机构包括与微型马达输出轴连接的蜗杆以及与主动轴固连的涡轮。
所述的一对传送齿轮包括设于主动轴一端上的主动齿轮以及设于从动轴相应端上的从动齿轮。
所述的曲柄连杆机构机构包括设于从动轴上的偏心轮，所述偏心轮上与一连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与移动活塞铰接。
所述笔杆内壁上还设有用以感应移动活塞上、下极限位置的最高位传感器及最低位传感器和用以对设备进行供电的内置充电锂电池，所述最高位传感器及最低位传感器分别与与处理器的输入端电路连接。
本发明的优点在于：本发明机械结构简单，智能操作，且工作电路连接关系简单明确，工作性能可靠，能有效提示使用者用笔健康，并且使用人体触摸感应开关能对没有在使用笔和不慎掉落等特殊情况下，将笔芯自动回缩入笔杆内起到保护笔头的作用，具有广阔市场应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的电路控制原理框图。
图2为本发明实施例的驱动机构（笔芯回收状态）结构示意图。
图3为本发明实施例的驱动机构（笔芯伸出状态）结构示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
参考图1，图2和图3，本发明涉及一种智能式防近视笔，包括笔杆1及设于笔杆1内的笔芯2，所述笔杆内设有处理器，还包括设于笔杆内的用以驱动笔芯伸缩的驱动机构，以及同样设于笔杆上的用以对握笔时间进行计时的计时器，其中，计时器可通过设于笔杆握笔处的人体触摸感应开关实现启动，所述计时器与处理器的输入端电路连接，所述处理器的输出端与驱动机构电路连接。本计时功能利用触摸开关实现信号触发；当触摸开关并符合开始伸出状态（即没有其它回缩状态）时，计时器开始工作。具体工作情况可如下设置：
使用人体感应触摸开关来启动笔芯的伸出，能保证使用者不慎将笔丢落，或者放在桌面自动滑落时笔芯的笔尖都是回缩在笔杆中，以保护笔尖不受损坏。
保持触碰开始计时，累积计时满30、40、50、60分钟（多档可设置），自动出现相对应5、10、15、20分钟（多档可设置）回缩状态；人手离开触摸感应开关的触碰点10-30秒，10秒内计时正常计时；10-30秒中止计时，触碰开关后继续计时； 30秒以上，重新计时。
还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体角度位置的角度传感器，所述角度传感器也与处理器的输入端电路连接。使用角度传感器，符合角度范围（即没有其它回缩状态）50-70度为伸出状态，其它角度为回缩状态。50-70度是人正确的写字握笔角度，能够通过握笔姿势的正确，改善用笔者的书写质量，并且对于学前儿童练字时无法用这笔在墙面上乱图乱画，儿童用笔在墙面上写字画画的笔的角度基本都基于负50至正50度之间，笔芯此刻是处于回缩于笔杆内状态。
同时避免了低年级使用者用笔作为武器相互争斗时，普通笔笔芯在外尖锐误伤他人，本笔因为使用握笔处的感应开关与50-70度角度感应双保险，笔芯是回缩在笔杆内的相对安全；
还有因为使用角度传感器，使用者将笔放在口袋中，别在胸口袋中、或者放在背包中，也不会出现笔芯与衣物接触染色的问题。
还包括同样设于笔杆上的用以感应书写处外部光线的光线传感器，所述光线传感器也与处理器的输入端电路连接。使用光线传感器，符合亮度范围（即没有其它回缩状态）为伸出状态，光度太亮或太暗为回缩状态；（具体亮度待定800-1200流明）。
还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体与使用者面部距离的距离传感器，所述距离传感器也与处理器的输入端电路连接。使用测距设备（红外、超声波等，以简便价格低廉为宜）控制笔尾至人脸部距离，距离大于18-25厘米（可设置）为伸出状态，低于18厘米为回缩状态。
以往的只有脸部距离的防近视笔检测的距离是固定的，无法依据使用者的身高变化进行调节，使用期限短暂也无法转送给不同身高的亲友使用，造成了不必要浪费。现才有可设置距离，可以涵盖从幼儿至成年所有年龄用笔者的需求使用，并可以随意赠送转借亲友使用，对社会资源的最大化利用。
还包括同样设于笔杆上的用以提示使用者用眼健康的显示屏及报警器，所述处理器的输出端与显示屏及报警器电路连接。
显示屏显示包括：
电量显示：出现各种状态的闪动提示：光线太强、太弱；显示计时时间、强制回缩倒记时间；角度正常、角度不正确；距离正常、距离不正常；使用时出现回缩状态和设置参数时屏幕背景灯亮，正常使用时背景灯灭。
报警器提示包括：
开关机的欢迎语和结束语；各种状态的提示语（语言）或提示音。
上述的驱动机构包括设于笔杆1内的与处理器输出端电路连接的微型马达3以及平行设置于笔杆内的主动轴4及从动轴5，所述微型马达3的输出轴经涡轮蜗杆机构6与主动轴4驱动连接，所述主动轴经一对传动齿轮7与从动轴5驱动连接，所述从动轴5经一曲柄连杆机构8与用以驱动笔芯2伸缩的移动活塞9驱动连接。移动活塞再与各种笔芯相连接，实现笔芯的伸缩活动；其中，笔芯包括水彩笔芯、自动铅笔芯、圆珠笔芯、中性水笔芯、钢笔芯等覆盖从学前到大学的各种类型用笔芯。
上述的涡轮蜗杆机构6包括与微型马达输出轴连接的蜗杆6-1以及与主动轴4固连的涡轮6-2。
上述的一对传送齿轮7包括设于主动轴4一端上的主动齿轮7-1以及设于从动轴5相应端上的从动齿轮7-2。
上述的曲柄连杆机构机构8包括设于从动轴5上的偏心轮8-1，所述偏心轮8-1上与一连杆8-2的一端铰接，所述连杆8-2的另一端与移动活塞9铰接。
上述笔杆1内壁上还设有用以感应移动活塞上、下极限位置的最高位传感器10及最低位传感器11和用以对设备进行供电的内置充电锂电池，所述最高位传感器及最低位传感器分别与与处理器的输入端电路连接。
本发明的具体实施过程：本发明在使用过程中，通过设置于笔体上的计时器、角度传感器、光线传感器、距离传感器来分别感应使用者用笔状态及外部环境，处理器将检测到的信号与设定值进行对比，当其中一项没有满足使用要求时，处理器输出执行命令，使与处理器输出端连接的驱动机构工作；其中，驱动机构中的微型马达通过涡轮蜗杆机构使主动轴转动，接下来，利用主动轴与从动轴之间的一对传动齿轮使从动轴转动，然后从动轴带动偏心轮转动，进而使偏心轮带动连杆实现曲柄连杆运动，最后使移动活塞实现收缩，从而驱使笔芯回位至笔杆内，并且也通过显示屏提示使用者哪个方面不符合使用需求，以及发出报警声告知使用者。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种智能式防近视笔，包括笔杆及设于笔杆内的笔芯，所述笔杆内设有处理器，其特征在于：还包括设于笔杆内的用以驱动笔芯伸缩的驱动机构，以及同样设于笔杆上的用以对握笔时间进行计时的计时器，所述计时器与处理器的输入端电路连接，所述处理器的输出端与驱动机构电路连接。
2.根据权利要求1所述的智能式防近视笔，其特征在于：还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体角度位置的角度传感器，所述角度传感器也与处理器的输入端电路连接。
3.根据权利要求1或2所述的智能式防近视笔，其特征在于：还包括同样设于笔杆上的用以感应书写处外部光线的光线传感器，所述光线传感器也与处理器的输入端电路连接。
4.根据权利要求3所述的智能式防近视笔，其特征在于：还包括同样设于笔杆上的用以感应笔体与使用者面部距离的距离传感器，所述距离传感器也与处理器的输入端电路连接。
5.根据权利要求4所述的智能式防近视笔，其特征在于：还包括同样设于笔杆上的用以提示使用者用眼健康的显示屏及报警器，所述处理器的输出端与显示屏及报警器电路连接。
6.根据权利要求1或5所述的智能式防近视笔，其特征在于：所述的驱动机构包括设于笔杆内的与处理器输出端电路连接的微型马达以及平行设置于笔杆内的主动轴及从动轴，所述微型马达的输出轴经涡轮蜗杆机构与主动轴驱动连接，所述主动轴经一对传动齿轮与从动轴驱动连接，所述从动轴经一曲柄连杆机构与用以驱动笔芯伸缩的移动活塞驱动连接。
7.根据权利要求6所述的智能式防近视笔，其特征在于：所述的涡轮蜗杆机构包括与微型马达输出轴连接的蜗杆以及与主动轴固连的涡轮。
8.根据权利要求7所述的智能式防近视笔，其特征在于：所述的一对传送齿轮包括设于主动轴一端上的主动齿轮以及设于从动轴相应端上的从动齿轮。
9.根据权利要求8所述的智能式防近视笔，其特征在于：所述的曲柄连杆机构机构包括设于从动轴上的偏心轮，所述偏心轮上与一连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与移动活塞铰接。
10.根据权利要求9所述的智能式防近视笔，其特征在于：所述笔杆内壁上还设有用以感应移动活塞上、下极限位置的最高位传感器及最低位传感器和用以对设备进行供电的内置充电锂电池，所述最高位传感器及最低位传感器分别与与处理器的输入端电路连接。
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Effective date of registration: 20191017

Address after: 207, room two, floor 1, building 611, Fujian hi tech Innovation Park, No. 350000 Industrial Road, Fujian, Fuzhou

Patentee after: Fuzhou Fuyingcheng Intelligent Technology Co., Ltd.

Address before: No. 6 Guanpu Road, Cangshan District, Fuzhou City, Fujian Province

Patentee before: Chen Liang Bin