CN103612515A - 一种旋转式智能发光笔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转式智能发光笔，包括由旋转组件、纽扣电池组、感光元件、紧凑电路板、发光组件构成的智能光控部分，实现智能照亮功能，以及由笔杆、笔帽、笔芯组成的书写部分。本发明提供的旋转式智能发光笔通过感光元件实现了光照的自动调节，在书写照明度有限时可以为用户提供适宜的书写照明度，通过旋转组件，用户可以根据需要设置照明、书写、书写光线补偿三种不同的工作模式，根据个人适应情况设置基本发光强度，结构设计巧妙、紧凑，美观，能耗低，绿色环保，使用寿命长。

Description

一种旋转式智能发光笔

技术领域

本发明涉及一种旋转式智能发光笔，具体是涉及到一种以LED为照明光源的智能调光书写笔。

背景技术

笔是人们学习、工作必须的工具，千百年来人们一直使用笔来书写文件、信件，记录各种资料，但是夜晚笔的使用都要伴随着各种灯、烛，偶尔人们也需要在无照明或光线微弱的条件下进行工作、学习。例如记者采访、水电工抄写水表、警察夜间查岗等，若一手拿手电筒，一手拿笔写字，极不方便，工作效率也很低。

随着LED技术的迅猛发展，目前市场上，已经出现了许多以LED为照明光源的LED发光笔，但是现在LED发光笔只是通过开关控制LED的亮灭，简单的实现了照明功能，如申请号为95108205.1(公开号CN1140663)，公开的一种控制LED亮灭的发光笔，申请号为200710307578.1(公开号CN101214767A)的中国发明专利申请《一种旋转式LED发光笔》，在已有技术上公开了一种更安全的发光笔，但是也只是简单实现LED灯的亮灭，无法满足不同光线下光度的自动调节，用来书写会出现光照强度不可调，用户不适应等情况，只能用来进行充当手电筒功能，不能满足智能化、人性化的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以设置工作模式，按照每个人的适应情况设置基本发光强度，达到多功能化、人性化、智能化、节能的目的的旋转式智能发光笔。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种旋转式智能发光笔，其特征在于：包括互相配合的笔杆和笔帽，设置在笔杆内部的笔芯、纽扣电池组、紧凑电路板和发光组件，设置在笔杆外部的感光元件和旋转组件；

笔杆包括通过上笔杆、中笔杆和下笔杆，下笔杆采用透明导光材料；

感光元件固定在上笔杆外侧顶部，感光元件与紧凑电路板连接，用于检测光强度；

旋转组件设于上笔杆外部，由上旋转键和下旋转键组成；

上旋转键包括第一衬里和设于第一衬里外侧的第一外部旋转环；第一衬里上设有一个半圆环形金属片和2个弹性金属片，2个弹性金属片位于第一衬里的另外一半圆周上，半圆环形金属片和2个弹性金属片分别与一第一金属触点连接；第一外部旋转环内侧设有2个相连接的第一金属块，2个第一金属块在第一外部旋转环圆周上成180°布置；

下旋转键包括第二衬里和设于第二衬里外侧的第二外部旋转环，第二衬里上设有可变电阻和金属片，可变电阻和金属片均为半圆环状，可变电阻的两端分别与一第二金属触点连接，金属片与另一第二金属触点连接；第二外部旋转环内侧设有2个相连接的第二金属块，2个第二金属块在第二外部旋转环圆周上成180°布置；

纽扣电池组设于上笔杆内，用于为感光元件、发光组件和紧凑电路板提供所需的工作电源；

笔芯设于中笔杆和下笔杆中；

发光组件包括发光二极管，发光二极管两端连接金属环，发光二极管设于中笔杆底部，金属环设于中笔杆上部，中笔杆与上笔杆固定后，金属环与紧凑电路板导电；

紧凑电路板设于上笔杆内，紧凑电路板包括稳压模块，稳压模块连接纽扣电池组正极端，发光二极管负极通过金属环连接NPN型三极管Q1发射极、电容C一端、与半圆环形金属片连接的第一金属触点和稳压模块，发光二极管正极通过金属环连接PNP型三极管Q2集电极，NPN型三极管Q1集电极连接PNP型三极管Q2基极和电阻R3一端，PNP型三极管Q2集电极和电阻R3另一端连接稳压模块；可变电阻两端的两个第二金属触点分别连接电阻R3另一端和电阻R1一端，与第二衬里上的金属片连接的第二金属触点连接电阻R1一端；电阻R1另一端连接电阻R2一端、感光元件一端、电容C另一端和NPN型三极管Q1基极，感光元件另一端、电阻R2另一端和纽扣电池组负极端分别与与3个弹性金属片连接的第一金属触点连接。

优选地，所述笔杆采用绝缘材料，所述上笔杆与中笔杆、中笔杆与下笔杆之间均通过螺纹连接固定。

优选地，所述中笔杆前部设有卡扣装置，所述笔帽通过卡扣装置与所述笔杆配合连接。

优选地，所述第一衬里和第二衬里均相对于所述上笔杆固定，所述第一外部旋转环、第二外部旋转环分别可旋转地嵌在所述第一衬里、第二衬里的凹槽内；转动所述第一外部旋转环，第一金属块依次与三个所述弹性金属片接触；通过转动所述第二外部旋转环，对所述可变电阻的大小进行调节。

优选地，所述半圆环形金属片的两端与2个弹性金属片之间设有第一限位挡板，所述可变电阻和金属片之间设有第二限位挡板。

优选地，所述第一金属触点和第二金属触点均通过导线连接到所述紧凑电路板，导线的长度满足正常装卸不致断裂。

优选地，所述纽扣电池组由三个纽扣电池串联组成。

优选地，所述纽扣电池组与上笔杆之间设有绝缘套，绝缘套内设有弹簧。

优选地，所述发光二极管为至少3个，所述发光二极管之间并联连接。

优选地，所述纽扣电池组负极端直接与所述紧凑电路板连接，所述纽扣电池组正极端通过导线连接到所述紧凑电路板。

与现有技术相比，本发明提供的旋转式智能发光笔具有如下有益效果：

1)采用了感光元件，能够自动根据需要调节发光亮度，为使用者提供最佳书写光照，在没有灯光的环境中也可以正常书写。

2)采用了旋转组件，使用者可以根据需要设置工作模式，根据个人适应情况设置基本发光强度，并且结构设计巧妙、紧凑，美观，不影响正常的书写。

3)可以设置不同的工作模式，满足不同功能的需要。功能一：照明，功能二：书写，功能三：书写光线补偿。

4)笔芯与市面上常用笔芯尺寸相同，能够在使用完后进行更换，提高了旋转式智能发光笔的使用寿命。

5)上笔杆内部的纽扣电池组能够取出，进行更换，满足多次使用。

6)发光组件采用发光二极管，体积小，运用冷光源，眩光小，无辐射，能耗低，绿色环保，使用寿命长。

7)发光组件中发光二极管通过合理位置排放，达到无影效果，能够让用户看清书写时的任何角落。

附图说明

图1为本发明提供的旋转式智能发光笔纵剖面图；

图2为本发明提供的旋转式智能发光笔爆炸图；

图3为笔杆与笔帽局部剖面图；

图4为旋转组件上旋转键的横剖面图；

图5为旋转组件下旋转键的横剖面图；

图6为紧凑电路板的电路图；

图7为旋转组件上旋转键等效电路示意图；

图8为旋转组件下旋转键等效电路示意图；

图9为发光部分功能框图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1和图2分别为本发明提供的旋转式智能发光笔纵剖面图和爆炸图，图3为笔杆与笔帽局部剖面图，所述的旋转式智能发光笔包括互相配合的笔杆和笔帽9，设置在笔杆内部的笔芯8、纽扣电池组5、紧凑电路板6和发光组件10，设置在笔杆外部的感光元件4和旋转组件7。

笔杆由上笔杆1、中笔杆2和下笔杆3依次连接组成，笔杆采用绝缘材料，有效的防止漏电、短路等现象。为了使发光组件发出的光源能够充分透射，下笔杆采用具有良好导光能力的绝缘性材料。上笔杆1下部、中笔杆2上部、中笔杆2下部、下笔杆3上部均带有螺纹，上笔杆与中笔杆、中笔杆与下笔杆通过螺纹连接固定。

如图3所示，中笔杆前部有卡扣装置24，用于与笔帽9配合，使笔帽9能够固定在中笔杆上卡扣装置处。

感光元件4固定在上笔杆1外侧顶部，与紧凑电路板6连接，用来检测光强度。感光元件4采用光敏电阻，能够长期有效工作。

旋转组件7在上笔杆1外部，包括上、下两个旋转键，上、下旋转键都固定在上笔杆1外部。

结合图4，上旋转键包括第一衬里和第一衬里外侧的第一外部旋转环。第一衬里上包括一个半圆环形金属片和2个弹性金属片16，三个弹性金属片16位于第一衬里的另外一半圆周上，半圆环形金属片和2个弹性金属片16分别与一第一金属触点18连接。第一外部旋转环内侧有2个相连接的第一金属块17，2个第一金属块17在第一外部旋转环圆周上成180°布置。

结合图5，下旋转键包括第二衬里和第二衬里外侧的第二外部旋转环。第二衬里上有1个可变电阻23和1个金属片20，可变电阻23和金属片20均为半圆环状，可变电阻23的两端分别与一第二金属触点22连接，金属片20与另一第二金属触点22连接。第二外部旋转环内侧有2个相连接的第二金属块21，2个第二金属块21在第二外部旋转环圆周上成180°布置。

第一衬里和第二衬里均相对于上笔杆1固定，为上笔杆1的一部分，向内凹陷，第一、二外部旋转环分别嵌在第一、二衬里的凹槽内，旋转灵活。通过转动第一外部旋转环实现第一金属块17依次与三个弹性金属片16的接触。通过转动第二外部旋转环，实现对可变电阻23大小的调节。2个弹性金属片16的两端与半圆环形金属片之间有第一限位挡板15，可变电阻23和金属片20之间有第二限位挡板19，防止外部旋转环旋转过度。第一金属触点18和第二金属触点22均通过导线连接到紧凑电路板6，导线具有较长距离，满足正常装卸。

纽扣电池组5在上笔杆1内，由三个纽扣电池串联组成，能够为感光元件4、发光组件和紧凑电路板6提供所需的工作电源。纽扣电池组5与上笔杆1之间有绝缘套12，绝缘套12内有弹簧11。

笔芯8在中笔杆2、下笔杆3中，由中笔杆2与下笔杆固定，与市面常用的笔芯通用，方便更换。

发光组件10由至少三个白色贴片发光二极管和2个金属环14组成，发光二极管固定在中笔杆2底部，电源接口为金属环14结构，在中笔杆上部。中笔杆2与上笔杆1通过螺纹13固定好后，与紧凑电路板6良好导电。三个白色贴片发光二极管围绕中心均匀排列，发光柔和。

紧凑电路板6在上笔杆1内，纽扣电池组5下方。纽扣电池组5负极端直接与紧凑电路板6连接，正极端通过导线连接到紧凑电路板6。结合图6，紧凑电路板6包括稳压模块，稳压模块连接纽扣电池组5正极端，三个白色贴片发光二极管并联，发光二极管负极通过金属环14连接NPN型三极管Q1发射极、电容C一端、与半圆环形金属片连接的第一金属触点18和稳压模块，发光二极管正极通过金属环14连接PNP型三极管Q2集电极，NPN型三极管Q1集电极连接PNP型三极管Q2基极和电阻R3一端，PNP型三极管Q2集电极和电阻R3另一端连接稳压模块。可变电阻23两端的两个第二金属触点22分别连接电阻R3另一端和电阻R1一端，与金属片20连接的第二金属触点22连接电阻R1一端。电阻R1另一端连接电阻R2一端、感光元件4一端、电容C另一端和NPN型三极管Q1基极，感光元件4另一端、电阻R2另一端和纽扣电池组5负极端分别与2个弹性金属片16连接的第一金属触点18连接。

本发明旋转式智能发光笔的工作原理是：

纽扣电池组5为电路提供电源；利用感光元件4检测光信号；旋转组件7用来设置工作模式、基本发光强度；紧凑电路板6为发光组件10提供电源，控制发光二极管的亮灭及发光强度；笔芯8完成书写功能；笔帽9在笔芯8不使用时卡扣在笔杆上，保护笔芯8，防止沾污。

结合图7～图9，旋转组件7的上旋转键与紧凑电路板相互连接，第一金属块17与三个弹性金属片16之间构成3个开关SW1、SW2和SW3，通过旋转第一外部旋转环可以控制三个开关。旋转组件7的下旋转键与紧凑电路板相互连接，通过旋转第二外部旋转环可以控制可变电阻23，通过旋转对可变电阻的参数进行处理，完成基本发光强度的调节。

旋转组件7的上旋转键分别对应常开、智能、关闭三个工作模式：

常开工作模式：设置电路，不检测光照，始终为发光组件10提供电源，此时，使用者可以根据需要调节下旋转键，设置基本发光强度，使用者在夜间可以将本发光笔作为照明装置使用，并且可以根据需要调节亮度；

智能工作模式：设置电路，感光元件4检测环境光照强度，经过紧凑电路板6处理成控制发光组件10亮度的电压信号，并且使用者可以根据适应的书写照明度，补偿书写时照明不足，调节下旋转键，设置基本发光强度，在智能化的基础上，更加人性化；

关闭模式：断开纽扣电池组5供电，节能延长使用时间，节省电源。

感光元件4为光敏电阻，光照强度不同时电阻改变，感光元件4与紧凑电路板6相互连接，通过电阻值的不同获得不同的控制电压，实现发光二极管不同程度的亮灭。

发光组件10在上笔杆1与中笔杆2连接好后，通过金属环状结构，实现供电，电源强度由紧凑电路板控制。

笔帽9在使用者较长时间不使用时，与中笔杆2通过卡扣装置连接，保护笔芯8不受到损坏，防止笔芯8长时间暴露在空气中出现书写不畅等现象，也可有效防止本发明公开的旋转式智能发光笔污损物品。

上笔杆1与中笔杆2、中笔杆2与下笔杆3连接处都有螺纹，可以通过螺纹将两者连接固定。

笔芯8在使用完毕后，将中笔杆2与下笔杆3分离开，更换笔芯。

纽扣电池组5在使用完毕后，将上笔杆1与中笔杆2分离，将紧凑电路板6向外，由于连接的导线足够长，不影响紧凑电路板6、纽扣电池组5的取出，更换相同型号纽扣电池5后可以继续使用。

紧凑电路板6采用PCB电路板，元器件使用贴片元件，体积小，功能强，紧凑电路板6上的稳压模块能够输出平稳电压，减少纽扣电池特性的影响，输出控制信号同样更加稳定，控制发光稳定。紧凑电路能够同时完成对旋转组件7、感光元件4的信号处理，将处理后的信号转化为对应的控制量，控制发光组件10的工作。

Claims (10)

1.一种旋转式智能发光笔，其特征在于：包括互相配合的笔杆和笔帽(9)，设置在笔杆内部的笔芯(8)、纽扣电池组(5)、紧凑电路板(6)和发光组件(10)，设置在笔杆外部的感光元件(4)和旋转组件(7)；

笔杆包括通过上笔杆(1)、中笔杆(2)和下笔杆(3)，下笔杆(3)采用透明导光材料；

感光元件(4)固定在上笔杆(1)外侧顶部，感光元件(4)与紧凑电路板(6)连接，用于检测光强度；

旋转组件(7)设于上笔杆(1)外部，由上旋转键和下旋转键组成；

上旋转键包括第一衬里和设于第一衬里外侧的第一外部旋转环；第一衬里上设有一个半圆环形金属片和2个弹性金属片(16)，2个弹性金属片(16)位于第一衬里的另外一半圆周上，半圆环形金属片和2个弹性金属片(16)分别与一第一金属触点18连接；第一外部旋转环内侧设有2个相连接的第一金属块(17)，2个第一金属块(17)在第一外部旋转环圆周上成180°布置；

下旋转键包括第二衬里和设于第二衬里外侧的第二外部旋转环，第二衬里上设有可变电阻(23)和金属片(20)，可变电阻(23)和金属片(20)均为半圆环状，可变电阻(23)的两端分别与一第二金属触点(22)连接，金属片(20)与另一第二金属触点(22)连接；第二外部旋转环内侧设有2个相连接的第二金属块(21)，2个第二金属块(21)在第二外部旋转环圆周上成180°布置；

纽扣电池组(5)设于上笔杆(1)内，用于为感光元件(4)、发光组件(10)和紧凑电路板(6)提供所需的工作电源；

笔芯(8)设于中笔杆(2)和下笔杆(3)中；

发光组件(10)包括发光二极管，发光二极管两端连接金属环(14)，发光二极管设于中笔杆(2)底部，金属环(14)设于中笔杆(2)上部，中笔杆(2)与上笔杆(1)固定后，金属环(14)与紧凑电路板(6)导电；

紧凑电路板(6)设于上笔杆(1)内，紧凑电路板(6)包括稳压模块，稳压模块连接纽扣电池组(5)正极端，发光二极管负极通过金属环(14)连接NPN型三极管Q1发射极、电容C一端、与半圆环形金属片连接的第一金属触点(18)和稳压模块，发光二极管正极通过金属环(14)连接PNP型三极管Q2集电极，NPN型三极管Q1集电极连接PNP型三极管Q2基极和电阻R3一端，PNP型三极管Q2集电极和电阻R3另一端连接稳压模块；可变电阻(23)两端的两个第二金属触点(22)分别连接电阻R3另一端和电阻R1一端，与第二衬里上的金属片(20)连接的第二金属触点(22)连接电阻R1一端；电阻R1另一端连接电阻R2一端、感光元件(4)一端、电容C另一端和NPN型三极管Q1基极，感光元件(4)另一端、电阻R2另一端和纽扣电池组(5)负极端分别与2个弹性金属片(16)连接的第一金属触点(18)连接。

2.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述笔杆采用绝缘材料，所述上笔杆(1)与中笔杆(2)、中笔杆(2)与下笔杆(3)之间均通过螺纹连接固定。

3.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述中笔杆(2)前部设有卡扣装置(24)，所述笔帽(9)通过卡扣装置(24)与所述笔杆配合连接。

4.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述第一衬里和第二衬里均相对于所述上笔杆(1)固定，所述第一外部旋转环、第二外部旋转环分别可旋转地嵌在所述第一衬里、第二衬里的凹槽内；转动所述第一外部旋转环，第一金属块(17)依次与2个所述弹性金属片(16)接触；通过转动所述第二外部旋转环，对所述可变电阻(23)的大小进行调节。

5.如权利要求1或4所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述半圆环形金属片的两端与2个弹性金属片(16)之间设有第一限位挡板(15)，所述可变电阻(23)和金属片(20)之间设有第二限位挡板(19)。

6.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述第一金属触点(18)和第二金属触点(22)均通过导线连接到所述紧凑电路板(6)，导线的长度满足正常装卸不致断裂。

7.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述纽扣电池组(5)由三个纽扣电池串联组成。

8.如权利要求1或7所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述纽扣电池组(5)与上笔杆(1)之间设有绝缘套(12)，绝缘套(12)内设有弹簧(11)。

9.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述发光二极管为至少3个，所述发光二极管之间并联连接。

10.如权利要求1所述的一种旋转式智能发光笔，其特征在于：所述纽扣电池组(5)负极端直接与所述紧凑电路板(6)连接，所述纽扣电池组(5)正极端通过导线连接到所述紧凑电路板(6)。

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