CN107943327A - 一种智能直写笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能直写笔，包括笔帽、笔后端、笔芯、笔中端和笔前端。其中，智能直写笔微处理器用于处理中波长红外线接收器接收的中波长红外信号，在实现书写的同时，准确判断智能直写笔与笔帽的相对位置。智能直写笔中的第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器向外发射1.5‑5.6微米波长段的中波长红外线，中波长红外线对人体和眼睛安全无害；同时，该智能直写笔结构简单，携带、使用方便，自配可充电式电池，适用于初中及其以上人群在任意场合、任意环境下使用，另一方面，由于该智能直写笔在设计中充分结合了具体使用中的情况，使得书写本或纸张可以在不印刷格子情况下实现直写，使用方便，对人体无害且实用性强，适合大范围推广。

Description

一种智能直写笔

技术领域

本发明涉及智能文具领域，尤其涉及一种智能直写笔。

背景技术

笔是一种常用的书写工具，可以用来记录、交流信息，是人类生活中不可或缺的文化用品。笔大致分为铅笔、中性笔、水性笔、原子笔、投影笔等，随着科技的发展，各类人群、各个行业、各种环境对于笔的功能需求也逐渐增加。

人们在学习或办公时，用得最多的是中性笔，但是中性笔除了书写功能外，都不能保证在空白纸张上写的一行字在书写方向上的水平直线度在可控可接受范围内，若一行字各个字体在垂直书写方向上距离偏差较大，即影响下行字的书写，也不美观。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够保持一行字的水平直线度的智能直写笔。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种智能直写笔，该直写笔主要包括笔帽、笔后端、笔芯、笔中端、以及笔前端。所述笔前端、笔中端和笔后端之间依次固定连接。所述笔芯设置在笔中端内。所述笔帽卡套在笔前端或笔后端上。

具体的，所述笔帽包括笔帽筒、笔帽可充电式电池、笔帽夹、用于定位的第一中波长红外线发射器、以及第二中波长红外线发射器。所述笔帽夹的一端与笔帽筒固定连接，所述第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器分别固定安装在笔帽夹上。所述笔帽可充电式电池固定设置在笔帽筒内，分别与第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器电连接。工作时，笔帽上的第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器向外发射中波长红外信号，并通过笔芯上的中波长红外线接收器来接收该信号，最后提供给智能直写笔微处理器进行分析，最终确定笔芯的书写点的相对位置，从而确定并矫正书写的直线度。

所述笔后端包括笔后端外壳、智能直写笔微处理器、用于控制笔芯伸出笔身的伸缩按钮、用于定义零点的零点定位按钮、用于复位零点的复位按钮、以及与智能直写笔微处理器电连接的笔后端可充电式电池。所述笔后端外壳固定设置在笔中端上。所述智能直写笔微处理器和笔后端可充电式电池均安装在笔后端外壳内，并分别与伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮电连接。所述伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮均固定设置在笔后端外壳上；当按伸缩按钮时，即可将缩回智能直写笔内的笔芯弹出，可供再次书写；当按下零点定位按钮时，将智能直写笔笔芯放置在某点处2秒以上，待零点定位按钮复位后，智能直写笔微处理器即将此处定位记录为零点位置，智能直写笔微处理器最多可定位记录三个零点位置；当按复位按钮时，即可复位清除智能直写笔微处理器定位记录的零点，此后即可重新定位记录零点。

具体的，所述笔芯包括子弹头、压力感应器、中波长红外线接收器、以及笔芯管。所述子弹头设置在笔芯管的前端，与笔芯管固定连通。所述压力感应器设置在子弹头的前端，所述中波长红外线接收器设置在子弹头的外侧。所述智能直写笔微处理器分别与压力感应器和中波长红外线接收器电连接，分别接受来自压力感应器的压力信号、以及接收来自中波长红外接收器的红外信号，最后用于分析并得出用户当前对直写笔的书写压力和书写点的相对位置，从而矫正书写的直线度。

具体的，所述笔中端包括笔身和短距离微型推拉电磁铁。所述笔身的后端与笔后端外壳固定连接。所述短距离微型推拉电磁铁安装在笔身的后端内分别与智能直写笔微处理器和笔后端可充电式电池电连接。所述笔身后端的中部还设有用于引导笔芯管滑动的中心孔，所述笔芯管末端插入中心孔内，与短距离微型推拉电磁铁传动连接，由短距离微型推拉电磁铁驱动笔芯做伸缩运动。

具体的，所述笔前端包括前端外壳和增加摩擦力的软胶套。所述前端外壳安装在笔身的前端，与笔身螺纹连接。所述软胶套套设在前端外壳的表面上，与前端外壳固定连接。

作为本发明的优选方案，为了使用户操作更方便，本发明所述伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮之间相距120度间隔设置。由于3个按钮的功能不一样，这样等间距地隔开，使用户在选择按钮时不会操作错误，从而提高了直写笔的便捷性和书写效率。

进一步的，本发明所述笔帽还包括笔帽电源开关，所述笔帽电源开关设置在笔帽筒的后端上，与笔帽可充电式电池电连接。这样设计可以在不使用直写笔时将电源关闭，从而减少整体的能耗，提高笔帽可充电式电池的使用寿命。

进一步的，本发明所述笔帽还包括笔帽可充电式电池充电显示灯，所述笔帽可充电式电池充电显示灯设置在笔帽筒的后端上，与笔帽可充电式电池电连接。这样设计可以使用户直观了解笔帽可充电式电池的电量，从而确定是否要充电，避免使用时出现断电的情况，影响正常的书写作业。

进一步的，本发明所述笔帽还包括用于充电的笔帽充电孔，所述笔帽充电孔设置在笔帽筒的后端上。这样的设计可以方便用户对笔帽可充电式电池进行充电，而不用将电池拆卸，简化了充电步骤，提高了充电效率。

进一步的，本发明所述笔后端还包括笔后端开关，所述笔后端开关设置在笔后端外壳的后端上，与笔后端可充电式电池电连接。这样设计可以在不使用直写笔时将电源关闭，从而减少整体的能耗，提笔后端可充电式电池的使用寿命。

进一步的，所述笔后端还包括笔后端可充电式电池充电显示灯，所述笔后端可充电式电池充电显示灯设置在笔后端外壳的后端上，与笔后端可充电式电池电连接。这样设计可以使用户直观了解笔后端可充电式电池的电量，从而确定是否要充电，避免使用时出现断电的情况，影响正常的书写作业。

进一步的，所述笔后端还包括用于充电的笔后端充电孔，所述笔后端充电孔设置在笔后端外壳的后端上。这样的设计可以方便用户对笔后端可充电式电池进行充电，而不用将电池拆卸，简化了充电步骤，提高了充电效率。

本发明的工作过程和原理是：本发明在电池充好电或者连接电源的情况下，智能直写笔的笔帽夹设有的第一中波长红外线发射器与第二中波长红外线发射器向外发射中波长红外信号，智能直写笔笔芯前端设有的中波长红外线接收器能接收第一中波长红外线发射器与第二中波长红外线发射器发射的中波长红外信号并将接收到的中波长红外信号传送至智能直写笔微处理器，智能直写笔微处理器将中波长红外线接收器接收到的中波长红外信号进行分析处理，便能准确判断出智能直写笔的相对位置，并将此时智能直写笔的位置与按下智能直写笔零点定位按钮时定位记录的定位零点一、定位零点二进行比较，如果智能直写笔与定位零点一、定位零点二的位置偏移超过智能直写笔微处理器设定的范围，则可通过智能直写笔的短距离微型推拉电磁铁将笔芯缩回笔内停止书写，如果智能直写笔与定位零点一、定位零点二的位置偏移未超过智能直写笔设置的距离范围，即可继续书写。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的智能直写笔通过在智能直写笔中设置能够定位、检测智能直写笔相对位置的装置，能够有效地控制智能直写笔的书写点，从而保证使用者书写的一行字在书写方向上的水平直线度在一定的可控、可接受范围内，达到书写格式美观的效果。

(2)本发明所提供的智能直写笔采用两组红外线发射器和一个红外线接收器对书写点进行定位，其定位精度高、速度快、效果好。

(3)本发明所提供的智能直写笔采用压力感应器来采集笔尖上的书写压力，并向智能直写笔微处理器反馈当前检测信号，从而获知用户是否处在书写状态，检测精度高、速度快、效果好。

(4)本发明所提供的智能直写笔笔帽夹正端面设置的第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器只能向外发射1.5-5.6微米波长段的中波长红外线，中波长红外线对人体和眼睛是安全无害的；同时该智能直写笔结构简单，携带、使用方便，自配可充电式电池，适用于初中及其以上人群在任意场合、任意环境下使用，能够满足广大使用者的需求。

(5)本发明所提供的智能直写笔在设计中充分结合了具体使用中的情况，使得书写本或纸张可以在不印刷格子情况下实现直写，使用方便，对人体无害且实用性强，适合大范围推广。

附图说明

图1是本发明所提供的智能直写笔的结构示意图。

图2是本发明所提供的笔帽的立体图。

图3是本发明所提供的笔帽的剖视图。

图4是本发明所提供的笔帽的主视图。

图5是本发明所提供的笔帽的后端结构示意图。

图6是本发明所提供的笔后端的立体图。

图7是本发明所提供的笔后端的剖视图。

图8是本发明所提供的笔后端的主视图。

图9是本发明所提供的笔后端的左视图。

图10是本发明所提供的笔芯的主视图。

图11是本发明所提供的笔芯的剖视图。

图12是本发明所提供的子弹头的结构示意图。

图13是本发明所提供的笔身的立体图。

图14是本发明所提供的笔身的剖视图。

图15是本发明所提供的笔前端的立体图。

图16是本发明所提供的笔前端的剖视图。

图17是本发明所提供的智能直写笔的结构示意图。

图18是本发明所提供的智能直写笔的控制系统结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-笔帽，11-笔帽充电孔，12-笔帽可充电式电池充电显示灯，13-笔帽筒，14-笔帽可充电式电池，15-第一中波长红外线发射器，16-笔帽夹，17-第二中波长红外线发射器，18-笔帽电源开关；

2-笔后端，21-伸缩按钮，22-笔后端充电孔，23-笔后端电源开关，24-笔后端可充电式电池充电显示灯，25-智能直写笔微处理器，26-零点定位按钮，27-笔后端可充电式电池，28-复位按钮；

3-笔芯，31-笔芯管，32-子弹头，33-中波长红外线接收器，34-压力感应器；

4-笔中端，41-短距离微型推拉电磁铁装置，42-笔身；

5-笔前端，51-前端外壳，52-软胶套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1和图17所示，本发明公开了一种智能直写笔装置的一个实施例包括：笔帽1、笔后端2、笔芯3、笔中端4、笔前端5；笔中端4连接在笔后端2和笔前端5之间；笔芯3配合在笔前端5和笔中端4内部；笔帽1配合在笔前端5外部。

如图2至图5所示，本发明实施例中提供的一种智能直写笔装置的笔帽的一个实施例包括：笔帽充电孔11、笔帽可充电式电池充电显示灯12、笔帽筒13、笔帽可充电式电池14、第一中波长红外线发射器15、笔夹16、第二中波长红外线发射器17、笔帽电源开关18；笔帽充电孔11设置在笔帽可充电式电池14的外壳上，充电器通过笔帽充电孔11对笔帽可充电式电池14充电，笔帽可充电式电池充电显示灯12、笔帽电源开关18位于壳体上；第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17设置在笔夹16的正端面，第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17与笔帽可充电式电池14相连，在笔帽电源开关18开通的情况下，可以向外发射中波长红外信号。

如图6至图9所示,本发明实施例中提供的一种智能直写笔装置的笔后端的一个实施例包括：伸缩按钮21、笔后端充电孔22、笔后端电源开关23、笔后端可充电式电池充电显示灯24、智能直写笔微处理器装置25、零点定位按钮26、笔后端可充电式电池27、复位按钮28。伸缩按钮21、零点定位按钮26、复位按钮28各相邻120°设置在笔后端2的中部外壳上；笔后端可充电式电池27设置在笔后端2的中部外壳内；笔后端充电孔22设置在笔后端可充电式电池27的外壳上，充电器通过笔后端充电孔22对笔后端可充电式电池27充电，笔后端电源开关23、笔后端可充电式电池充电显示灯24位于壳体上；智能直写笔微处理器装置25设置于笔后端2的内部，智能直写笔微处理器装置25与笔后端可充电式电池27相连，智能直写笔微处理器25应用于整个智能系统，并对整个智能系统进行智能控制。

如图10至图12所示，本发明实施例中提供的一种智能直写笔装置的笔芯的一个实施例包括：笔芯管31、子弹头32、中波长红外线接收器33、压力感应器34；所述子弹头32设置在笔芯管31的端部位置；压力感应器34设置在子弹头32的顶尖处；中波长红外线接收器33设置于子弹头32外侧。

如图13和14所示，本发明实施例中提供的一种智能直写笔装置的笔中端的一个实施例包括：短距离微型推拉电磁铁装置41、笔身42；笔身42内部设置有法兰中心孔。

如图15和图16所示，本发明实施例中提供的一种智能直写笔装置的笔前端的一个实施例包括：前端外壳51、软胶套52。

如图1、图17和图18所示，本发明提供的一种智能直写笔包括：笔帽1，笔后端2，笔芯3，笔中端4，前端5五大部分组成。

智能直写笔的笔帽1由笔帽可充电式电池、笔帽筒、笔夹装置构成。

进一步地，在笔帽的末端，设置有笔帽可充电式电池14，外壳上对应笔帽可充电式电池充电处设置有笔帽充电孔11、笔帽可充电式电池充电显示灯12，可以通过充电器对笔帽可充电式电池14进行充电，同时保证笔帽在通电或断电的情况下都能正常使用。

进一步地，笔夹16的正端面设置有第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17，第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17与笔帽可充电式电池14相连，将笔帽1放置在书写平面且与书写方向垂直，在笔帽电源开关18开通的情况下，笔夹16装置的第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17可以向外发射中波长红外信号。

智能直写笔的笔后端2由可充电式电池、微处理器装置构成。

进一步地，在笔后端的末端，设置有笔后端可充电式电池27，外壳上对应笔后端可充电式电池充电处设置有笔后端充电孔22、笔后端可充电式电池充电显示灯24，可以通过充电器对笔后端可充电式电池27进行充电，同时保证智能直写笔在通电或断电的情况下都能正常使用。

进一步地，智能直写笔微处理器25设置于笔后端2的内部，智能直写笔微处理器25与笔后端可充电式电池27相连，智能直写笔微处理器25应用于整个智能系统，并对整个智能系统进行智能控制。

进一步地，在智能直写笔微处理器装置的外壳设置有相邻120°的可按压式伸缩按钮21、零点定位按钮26和复位按钮28。按伸缩按钮21，即可将缩回智能直写笔内的笔芯3弹出，可供再次书写。按下零点定位按钮26，将智能直写笔笔芯3放置在某点处2秒以上，待零点定位按钮26复位后，智能直写笔微处理器25即将此处定位记录为零点位置，智能直写笔微处理器25最多可定位记录三个零点位置(定位零点一、定位零点二、定位零点三)。按复位按钮28，即可复位清除智能直写笔微处理器25定位记录的零点，此后即可重新定位记录零点。

智能直写笔的笔中端4由短距离微型推拉电磁铁装置、笔身构成。

进一步地，推拉式电磁铁41与智能直写笔微处理器25、笔后端可充电式电池27相连，笔身42内部设置有法兰中心孔，笔芯管31穿过法兰中心孔与短距离微型推拉电磁铁装置41相连，短距离微型推拉电磁铁装置41可带笔芯3在法兰中心孔内上下滑动。

智能直写笔的笔芯3由笔芯管、子弹头装置构成，子弹头装置设置有中波长红外线接收器33、压力感应器34，笔芯管31穿过笔身42内部设置的法兰中心孔与短距离微型推拉电磁铁装置41相连，短距离微型推拉电磁铁装置41可带笔芯3在法兰中心孔内上下滑动。

进一步地，压力感应器34设置在子弹头32的顶尖处，压力感应器34与智能直写笔微处理器25相连，智能直写笔微处理器25的工作信号来自于压力感应器34。

进一步地，中波长红外线接收器33设置于子弹头32外侧，中波长红外线接收器33与智能直写笔微处理器25、笔后端可充电式电池27相连，在笔后端电源开关23开通的情况下，中波长红外线接收器33能检测第一中波长红外线发射器15、第二中波长红外线发射器17发射的中波长红外信号。

进一步地，智能直写笔微处理器25处理中波长红外线接收器33接收到的红外信号，并准确判断智能直写笔与定位零点一、定位零点二的相对位置。

进一步地，若智能直写笔与定位零点一、定位零点二的位置偏移超过智能直写笔微处理器25设定的范围，则短距离微型推拉电磁铁装置41得电启动工作，带动笔芯管31运动将笔芯3缩回智能直写笔笔前端5，立即停止书写，

进一步地，按伸缩按钮21，则短距离微型推拉电磁铁装置41失电停止工作，即可将缩回智能直写笔前端5的笔芯3弹出，供再次书写。

本发明涉及一种智能直写笔，它的结构包括：笔帽1，笔后端2，笔芯3，笔中端4，前端5五大部分组成。其工作原理是：在电池充好电或者连接电源的情况下，智能直写笔的笔帽夹16设有的第一中波长红外线发射器15与第二中波长红外线发射器17向外发射中波长红外信号，智能直写笔笔芯3前端设有的中波长红外线接收器33能接收第一中波长红外线发射器15与第二中波长红外线发射器17发射的中波长红外信号并将接收到的中波长红外信号传送至智能直写笔微处理器25，智能直写笔微处理器25将中波长红外线接收器33接收到的中波长红外信号进行分析处理，便能准确判断出智能直写笔的相对位置，并将此时智能直写笔的位置与按下智能直写笔零点定位按钮26时定位记录的定位零点一、定位零点二进行比较，如果智能直写笔与定位零点一、定位零点二的位置偏移超过智能直写笔微处理器25设定的范围，则可通过智能直写笔的短距离微型推拉电磁铁41将笔芯3缩回笔内停止书写，如果智能直写笔与定位零点一、定位零点二的位置偏移未超过智能直写笔设置的距离范围，即可继续书写。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能直写笔，其特征在于，包括笔帽、笔后端、笔芯、笔中端、以及笔前端；所述笔前端、笔中端和笔后端之间依次固定连接；所述笔芯设置在笔中端内；所述笔帽卡套在笔前端或笔后端上；

所述笔帽包括笔帽筒、笔帽可充电式电池、笔帽夹、用于定位的第一中波长红外线发射器、以及第二中波长红外线发射器；所述笔帽夹的一端与笔帽筒固定连接，所述第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器分别固定安装在笔帽夹上；所述笔帽可充电式电池固定设置在笔帽筒内，分别与第一中波长红外线发射器和第二中波长红外线发射器电连接；

所述笔后端包括笔后端外壳、智能直写笔微处理器、伸缩按钮、零点定位按钮、复位按钮、以及与智能直写笔微处理器电连接的笔后端可充电式电池；所述笔后端外壳固定设置在笔中端上；所述智能直写笔微处理器和笔后端可充电式电池均安装在笔后端外壳内，并分别与伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮电连接；所述伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮均固定设置在笔后端外壳上；

所述笔芯包括子弹头、压力感应器、中波长红外线接收器、以及笔芯管；所述子弹头设置在笔芯管的前端，与笔芯管固定连通；所述压力感应器设置在子弹头的前端，所述中波长红外线接收器设置在子弹头的外侧；所述智能直写笔微处理器分别与压力感应器和中波长红外线接收器电连接；

所述笔中端包括笔身和短距离微型推拉电磁铁；所述笔身的后端与笔后端外壳固定连接；所述短距离微型推拉电磁铁安装在笔身的后端内，分别与智能直写笔微处理器和笔后端可充电式电池电连接；所述笔身后端的中部还设有用于引导笔芯管滑动的中心孔，所述笔芯管末端插入中心孔内，与短距离微型推拉电磁铁传动连接，由短距离微型推拉电磁铁驱动笔芯做伸缩运动；

所述笔前端包括前端外壳和增加摩擦力的软胶套；所述前端外壳安装在笔身的前端，与笔身螺纹连接；所述软胶套套设在前端外壳的表面上，与前端外壳固定连接。

2.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述伸缩按钮、零点定位按钮和复位按钮之间相距120度间隔设置。

3.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔帽还包括笔帽电源开关，所述笔帽电源开关设置在笔帽筒的后端上，与笔帽可充电式电池电连接。

4.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔帽还包括笔帽可充电式电池充电显示灯，所述笔帽可充电式电池充电显示灯设置在笔帽筒的后端上，与笔帽可充电式电池电连接。

5.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔帽还包括用于充电的笔帽充电孔，所述笔帽充电孔设置在笔帽筒的后端上。

6.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔后端还包括笔后端开关，所述笔后端开关设置在笔后端外壳的后端上，与笔后端可充电式电池电连接。

7.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔后端还包括笔后端可充电式电池充电显示灯，所述笔后端可充电式电池充电显示灯设置在笔后端外壳的后端上，与笔后端可充电式电池电连接。

8.根据权利要求1所述的智能直写笔，其特征在于，所述笔后端还包括用于充电的笔后端充电孔，所述笔后端充电孔设置在笔后端外壳的后端上。