CN106354285B - 带原子笔芯的无源电磁笔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带原子笔芯的无源电磁笔，其通过在笔芯内舱内设置弹性部件、与原子笔芯固定连接的笔芯夹具、以及与笔芯夹具固定连接的活动铁粉芯，在笔芯内舱外设置与笔芯内舱固定连接的固定铁粉芯、以及PCBA电路板，通过向所述原子笔芯施加不同的书写力度，带动笔芯夹具对弹性部件产生不同的挤压力，使得笔芯夹具以及活动铁粉芯在笔芯内舱内产生位移，进而在活动铁粉芯与固定铁粉芯之间形成不同的间隔距离，从而改变线圈绕组的电感值，使得所述线圈绕组与电容产生不同谐振频率，通过不同谐振频率在电子手写板上产生粗细不同的电子笔迹，将纸张叠加放置于电子手写板上，就可以同时获得纸质书写文件以及具有粗细不同的笔迹的电子书写文件。

Description

带原子笔芯的无源电磁笔
技术领域
本发明涉及电子笔领域，尤其涉及一种带原子笔芯的无源电磁笔。
背景技术
电子笔是一种仿形的笔，一般用来代替手指对手机、平板电脑等产品的屏幕进行操作，是一种辅助书写工具。
笔迹，指各个人所写的字所特有的形体特点一指手迹。不同的人通常会在书写时通常会有不同的笔迹，它能反映不同书写者的特征。通过专业的笔迹鉴定可以确定某一段文字是否为特定人书写，但在书写人刻意仿冒他人笔迹进行书写时，就会给笔迹鉴定带来较大障碍，无法准确判定。
而最初用电子笔在屏幕上书写的字通常都是以图片形式保存的电子数据，可以被随意复制和篡改，无法满足现实生活中众多需要可信笔迹的场景，因此，现有技术出现了电子笔迹认证技术，该电子笔迹存有时间顺序的笔划顺序以及在各时间点所施力于笔而产生不同的笔划粗细而形成的3D笔迹图档，这种因个人写字签名习惯不同所产生的3D笔迹图档，具有很好防伪性能。
虽然随着无纸化办公的普及，现代人的交流更多靠网络传递图像声音，汉字书写的实用性也在弱化，但这并不影响其存在价值，许多人仍然习惯用笔进行书写，而电子笔的出现正符合这些人的需求，但在很多时候人们不仅希望通过手写保存电子数据，还希望能够同时保存纸质文件，而目前的电子笔往往只能在对应的电子板的进行书写，无法在纸张上书写，无法做到一次书写同时得到纸质文件和电子文件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带原子笔芯的无源电磁笔，既能够实现普通的原子笔在纸张上书写的功能，又能够实现电磁笔在电子书写板书写的功能，并且在电子书写板上书写时还能够形成粗细不同的电子笔迹。
为实现上述目的，本发明提供了一种带原子笔芯的无源电磁笔，包括：原子笔芯、套设于所述原子笔芯上的固定铁粉芯、绕设于所述固定铁粉芯的周面上的线圈绕组、位于所述固定铁粉芯远离笔尖一端的且与所述原子笔芯固定连接的笔芯夹具、与所述笔芯夹具固定连接的活动铁粉芯、与所述固定铁粉芯远离笔尖的一端固定连接的笔芯内舱、设于所述笔芯内舱内的弹性部件、以及与所述线圈绕组电性连接的PCBA电路板；
所述活动铁粉芯以及笔芯夹具均位于所述笔芯内舱内，所述弹性部件被压缩于所述笔芯夹具远离笔尖的一端与笔芯内舱之间；所述PCBA电路板上设有与所述线圈绕组并联的电容；
书写时，将纸张叠加放置于电子手写板上，利用原子笔芯在所述纸张上书写，并通过向所述原子笔芯施加不同的书写力度，来改变活动铁粉芯与固定铁粉芯之间的间隔距离，从而改变线圈绕组的电感值，使得所述线圈绕组与电容产生不同谐振频率，进而在电子手写板上产生粗细不同的电子笔迹，同时获得纸质书写文件以及具有粗细不同的笔迹的电子书写文件。
所述笔芯内舱包括：笔芯内舱头、以及与所述笔芯内舱头固定连接的笔芯内舱管。
所述笔芯内舱头靠近笔尖的一端的与所述固定铁粉芯固定连接，所述固定铁粉芯、笔芯内舱头、以及活动铁粉芯的中央均设有通孔，所述笔芯夹具靠近笔尖的一端设有开口，所述原子笔芯穿过所述固定铁粉芯、笔芯内舱头、以及活动铁粉芯中央的通孔再从设于笔芯夹具靠近笔尖的一端的开口延伸至笔芯夹具远离笔尖的一端。
所述活动铁粉芯固定连接于所述笔芯夹具靠近笔尖的一端。
所述弹性部件包括：弹性橡胶以及套设于所述弹性橡胶上的弹簧。
所述PCBA电路板设有第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、以及第二开关，所述第一电容并联与所述线圈绕组的两端，所述第二电容与第一开关串联后共同并联于所述线圈绕组的两端，所述第三电容与第二开关串联后共同并联于所述线圈绕组的两端，通过分别闭合第一开关和第二开关使得设有第二电容和第三电容并联支路分别导通，从而改变并联于线圈绕组的两端的电容大小，在电子手写板上分别完成鼠标的左键点击功能与右键点击功能。
还包括外壳，所述原子笔芯、固定铁粉芯、线圈绕组、笔芯夹具、活动铁粉芯、笔芯内舱、弹性部件、以及PCBA电路板均设于所述外壳内。
所述外壳包括：笔头、与所述笔头固定连接的笔管、以及与所述笔管配套的笔套。
所述PCBA电路板固定连接于所述笔芯内舱的外壁上。
所述PCBA电路板通过螺纹连接固定于所述笔芯内舱的外壁上。
本发明的有益效果：本发明提供了一种带原子笔芯的无源电磁笔，其通过在笔芯内舱内设置弹性部件、与原子笔芯固定连接的笔芯夹具、以及与笔芯夹具固定连接的活动铁粉芯，在笔芯内舱外设置与笔芯内舱固定连接的固定铁粉芯、以及PCBA电路板，通过向所述原子笔芯施加不同的书写力度，带动笔芯夹具对弹性部件产生不同的挤压力，使得笔芯夹具以及活动铁粉芯在笔芯内舱内产生位移，进而在活动铁粉芯与固定铁粉芯之间形成不同的间隔距离，从而改变线圈绕组的电感值，使得所述线圈绕组与电容产生不同谐振频率，通过不同谐振频率在电子手写板上产生粗细不同的电子笔迹，将纸张叠加放置于电子手写板上，就可以同时获得纸质书写文件以及具有粗细不同的笔迹的电子书写文件。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图中，
图1为本发明的带原子笔芯的无源电磁笔立体分解图；
图2为本发明的带原子笔芯的无源电磁笔剖面图；
图3为本发明的带原子笔芯的无源电磁笔的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1至图3，本发明提供一种带原子笔芯的无源电磁笔，包括：原子笔芯1、套设于所述原子笔芯1上的固定铁粉芯2、绕设于所述固定铁粉芯2的周面上的线圈绕组3、位于所述固定铁粉芯2远离笔尖一端的且与所述原子笔芯1固定连接的笔芯夹具4、与所述笔芯夹具4固定连接的活动铁粉芯5、与所述固定铁粉芯2远离笔尖的一端固定连接的笔芯内舱6、设于所述笔芯内舱6内的弹性部件7、以及与所述线圈绕组3电性连接的PCBA电路板8。
具体地，所述笔芯内舱6中间形成有容置空间，所述活动铁粉芯5以及笔芯夹具4位于所述笔芯内舱6内的容置空间内，所述容置空间除了在靠近笔尖的一端设有供原子笔芯1穿过的开口为外整体为一个封闭的空间，所述弹性部件7被压缩于所述笔芯夹具4远离笔尖的一端与笔芯内舱6的内壁之间。具体地，所述PCBA电路板8上设有与所述线圈绕组3并联的电容。
具体地，所述PCBA电路板8固定连接于所述笔芯内舱6的外壁上，优选地，所述PCBA电路板8通过螺纹连接固定于所述笔芯内舱6的外壁上。
优选地，所述PCBA电路板8设有第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一开关SW1、以及第二开关SW2，所述第一电容C1并联与所述线圈绕组3的两端，所述第二电容C2与第一开关SW1串联后共同并联于所述线圈绕组3的两端，所述第三电容C3与第二开关SW2串联后共同并联于所述线圈绕组3的两端。
具体地，笔芯内舱头61、以及与所述笔芯内舱头61固定连接的笔芯内舱管62，所述笔芯内舱头61靠近笔尖的一端的与所述固定铁粉芯2固定连接，所述固定铁粉芯2、笔芯内舱头61、以及活动铁粉芯5的中央均设有通孔，所述笔芯夹具4靠近笔尖的一端设有开口，所述原子笔芯1穿过所述固定铁粉芯2、笔芯内舱头61、以及活动铁粉芯5中央的通孔再从设于笔芯夹具4靠近笔尖的一端的开口延伸至笔芯夹具4远离笔尖的一端，优选地，所述笔芯内舱头61与笔芯内舱管62直接通过螺纹进行连接，所述固定铁粉芯2卡合所述笔芯内舱头61靠近笔尖的一端，所述活动铁粉芯5固定连接于所述笔芯夹具4靠近笔尖的一端，其在非书写状态下会延伸至笔芯内舱头61内与所述固定铁粉芯2接触，但并不与笔芯内舱头61固定，从而可以跟随笔芯夹具4进行位移。
优选地，所述弹性部件7包括：弹性橡胶71以及套设于所述弹性橡胶71上的弹簧72，具体地，所述笔芯夹具4远离所述笔尖的一端设有容置弹性橡胶71的凹槽，所述弹性橡胶71的一部分位于所述凹槽内，所述弹簧72套设于所述弹性橡胶71上。
进一步地，本发明的带原子笔芯的无源电磁笔还包括外壳9，所述原子笔芯1、固定铁粉芯2、线圈绕组3、笔芯夹具4、活动铁粉芯5、笔芯内舱6、弹性部件7、以及PCBA电路板8均设于所述外壳9内。优选地，所述外壳9传统的原子笔外壳相同，包括：笔头91、与所述笔头91固定连接的笔管92、以及与所述笔管92配套的笔套93，优选地所述笔头91与笔管92通过螺纹连接。
需要说明的是，本发明的带原子笔芯的无源电磁笔的工作过程为：首先将将纸张叠加放置于电子手写板上，通过原子笔芯1的油墨实现普通的纸张书写功能，通过笔内电子元件与电子手写板内电子元件的配合实现电子书写功能，电子书写功能具体过程为：首先电子手写板向电磁笔发射一电波信号对电磁笔做充电动作，然后电子手写板停止电波信号的发射，电磁笔根据绕组线圈产生的电感L1与其并联电容C1、C2、C3产生LC谐振，并将此时的谐振频率转换成电波信号发射出来，电子手写板接收此时的谐振频率判断笔画的粗细。而谐振频率的改变是通过线圈绕组3的电感值L1来实现，具体是通过改变活动铁粉芯5与固定铁粉芯2之间的间隔距离来实现的，在书写时，通过向所述原子笔芯1施加不同的书写力度，带动与原子笔芯1固定连接的笔芯夹具4挤压所述弹性部件7，使得笔芯夹具4在笔芯内腔内向远离笔尖的一端位移，带动与笔芯夹具4固定连接的活动铁粉芯5也向远离笔尖的一端位移，使得活动铁粉芯5与固定铁粉芯2之间的间隔距离加大，从而改变线圈绕组3的电感值，达到使得所述线圈绕组3与电容产生不同谐振频率的目的，电子手写板根据接收到的电波信号对应的谐振频率的变化，来判断产生的电子笔迹的粗细。
据此，可以理解的是，对于不同弹性的弹性部件7，在同样的书写力度下，会使得活动铁粉芯5与固定铁粉芯2之间的间隔距离不同，从而本发明可以通过调整弹性部件7来改变在产生不同粗细的电子笔迹时所需要的书写力度。
同时，本发明的带原子笔芯的无源电磁笔的还具有鼠标的功能，通过分别闭合第一开关SW1和第二开关SW2使得设有第二电容C2和第三电容C3并联支路分别导通，从而改变并联于线圈绕组3的两端的电容大小，形成一个大幅度变化的谐振频率，从而在电子手写板上分别完成鼠标的左键点击功能与右键点击功能。
值得一提的是，由于本发明中的活动铁粉芯5以及笔芯夹具4的活动均在笔芯内舱6内的容置空间内完成，不会对笔芯内舱6的电子元件产生挤压，保证电子元件的寿命不受外力的影响，保证电磁笔的使用寿命。而通过弹性部件7进行书写，可以书写完成之后即可快速回弹，动作顺畅，没有摩擦干涉。
综上所述，本发明提供了一种带原子笔芯的无源电磁笔，其通过在笔芯内舱内设置弹性部件、与原子笔芯固定连接的笔芯夹具、以及与笔芯夹具固定连接的活动铁粉芯，在笔芯内舱外设置与笔芯内舱固定连接的固定铁粉芯、以及PCBA电路板，通过向所述原子笔芯施加不同的书写力度，带动笔芯夹具对弹性部件产生不同的挤压力，使得笔芯夹具以及活动铁粉芯在笔芯内舱内产生位移，进而在活动铁粉芯与固定铁粉芯之间形成不同的间隔距离，从而改变线圈绕组的电感值，使得所述线圈绕组与电容产生不同谐振频率，通过不同谐振频率在电子手写板上产生粗细不同的电子笔迹，将纸张叠加放置于电子手写板上，就可以同时获得纸质书写文件以及具有粗细不同的笔迹的电子书写文件。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，包括：原子笔芯(1)、套设于所述原子笔芯(1)上的固定铁粉芯(2)、绕设于所述固定铁粉芯(2)的周面上的线圈绕组(3)、位于所述固定铁粉芯(2)远离笔尖一端的且与所述原子笔芯(1)固定连接的笔芯夹具(4)、与所述笔芯夹具(4)固定连接的活动铁粉芯(5)、与所述固定铁粉芯(2)远离笔尖的一端固定连接的笔芯内舱(6)、设于所述笔芯内舱(6)内的弹性部件(7)、以及与所述线圈绕组(3)电性连接的PCBA电路板(8)；
所述活动铁粉芯(5)以及笔芯夹具(4)均位于所述笔芯内舱(6)内，所述弹性部件(7)被压缩于所述笔芯夹具(4)远离笔尖的一端与笔芯内舱(6)之间；所述PCBA电路板(8)上设有与所述线圈绕组(3)并联的电容；
书写时，将纸张叠加放置于电子手写板上，利用原子笔芯(1)在所述纸张上书写，并通过向所述原子笔芯(1)施加不同的书写力度，来改变活动铁粉芯(5)与固定铁粉芯(2)之间的间隔距离，从而改变线圈绕组(3)的电感值，使得所述线圈绕组(3)与电容产生不同谐振频率，进而在电子手写板上产生粗细不同的电子笔迹，同时获得纸质书写文件以及具有粗细不同的笔迹的电子书写文件；
所述笔芯内舱(6)包括：笔芯内舱头(61)、以及与所述笔芯内舱头(61)固定连接的笔芯内舱管(62)；
所述笔芯内舱头(61)靠近笔尖的一端的与所述固定铁粉芯(2)固定连接，所述固定铁粉芯(2)、笔芯内舱头(61)、以及活动铁粉芯(5)的中央均设有通孔，所述笔芯夹具(4)靠近笔尖的一端设有开口，所述原子笔芯(1)穿过所述固定铁粉芯(2)、笔芯内舱头(61)、以及活动铁粉芯(5)中央的通孔再从设于笔芯夹具(4)靠近笔尖的一端的开口延伸至笔芯夹具(4)远离笔尖的一端；
所述PCBA电路板(8)设有第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第一开关(SW1)、以及第二开关(SW2)，所述第一电容(C1)并联与所述线圈绕组(3)的两端，所述第二电容(C2)与第一开关(SW1)串联后共同并联于所述线圈绕组(3)的两端，所述第三电容(C3)与第二开关(SW2)串联后共同并联于所述线圈绕组(3)的两端，通过分别闭合第一开关(SW1)和第二开关(SW2)使得设有第二电容(C2)和第三电容(C3)并联支路分别导通，从而改变并联于线圈绕组(3)的两端的电容大小，在电子手写板上分别完成鼠标的左键点击功能与右键点击功能。
2.如权利要求1所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，所述活动铁粉芯(5)固定连接于所述笔芯夹具(4)靠近笔尖的一端。
3.如权利要求1所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，所述弹性部件(7)包括：弹性橡胶(71)以及套设于所述弹性橡胶(71)上的弹簧(72)。
4.如权利要求1所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，还包括外壳(9)，所述原子笔芯(1)、固定铁粉芯(2)、线圈绕组(3)、笔芯夹具(4)、活动铁粉芯(5)、笔芯内舱(6)、弹性部件(7)、以及PCBA电路板(8)均设于所述外壳(9)内。
5.如权利要求4所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，所述外壳(9)包括：笔头(91)、与所述笔头(91)固定连接的笔管(92)、以及与所述笔管(92)配套的笔套(93)。
6.如权利要求1所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，所述PCBA电路板(8)固定连接于所述笔芯内舱(6)的外壁上。
7.如权利要求6所述的带原子笔芯的无源电磁笔，其特征在于，所述PCBA电路板(8)通过螺纹连接固定于所述笔芯内舱(6)的外壁上。
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