CN108984005A - 一种电磁笔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁笔，包括外壳和位于外壳内的笔本体，外壳包括前壳和后壳，笔本体包括笔芯、第一铁芯、铁芯座舱和PCBA电路板，第一铁芯外绕设有线圈，第一铁芯固定于铁芯座舱靠近笔芯笔尖的一端，铁芯座舱内设有第二铁芯，笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；在PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构，PCBA电路板上设有卡槽，后壳上设有与卡槽相配合的端部。本发明在前壳的铁芯座舱与PCBA电路板之间增设了弹性结构，通过弹性结构的弹性余量，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，有利于批量生产，同时减少零件因机械撞击或磨损而损坏的几率，延长电磁笔的使用寿命。本发明可广泛应用于信息输入设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及信息输入设备领域，尤其是一种电磁笔。
背景技术
随着计算机技术的快速发展，各种硬件设备也是日新月异，层出不穷。在输入设备中，为了更利于手写文字与绘图输入的需求，出现了各种手写绘图输入设备，包括手写板、绘图板等，可统称为“绘图板”。
绘图板在技术上可分为电阻式、电容式、电磁式、表面声波式、光学(红外)等。其中电磁式应用最广，并已经被市场所认可。电磁式绘图板又分有源和无源两种。相应地，电磁式绘图板系统内所包含的电磁笔也分有源和无源两种。无源电磁笔的频率大小变化可通过变电容技术或变电感技术来实现。采用无源电磁笔变电感技术的电磁式绘图板系统，初始时，发生变化的电感与PCBA上的电容并联，天线板会发射一频率对笔充电；当天线板停止发射时，笔会从接收能量，变为发射能量，笔上电感发生变化时与PCBA上的固定电容并联，会改笔发射的频率，进而令天线板能获得不同的笔频率，产生不同笔压值(反映了书写的轻重感)的变化。
无源电磁笔的变电感技术，大多使用在绕线的螺线管中，通过移动螺线管内的铁芯，进而改变电感值；或者在同一轴在线两铁芯中，一铁芯绕线，另一铁芯不绕线，通过两铁芯的远近关系变化，而达到电感值的变化目的。前者因要绕线在螺丝管上，所以笔的直径会较后者的粗；而且前者，线圈绕在螺丝管上，增加了线圈与铁芯间的距离，使得前者的能量损失，也较后者的大。
然而，目前采用两铁芯远近关系的结构的电磁笔是由多件零件组成的，各零件有各自制造误差，各零件又是不同材质，所以往往在组装生产时会产生尺寸不一致的问题，导致电磁笔出厂时的实际尺寸小于或大于标准尺寸，不利于批量生产。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种尺寸一致性好的电磁笔。
本发明所采取的技术方案是：一种电磁笔，包括外壳和位于外壳内的笔本体，所述外壳包括前壳和后壳，所述笔本体包括笔芯、第一铁芯、铁芯座舱和PCBA电路板，所述第一铁芯外绕设有线圈，所述第一铁芯固定于铁芯座舱靠近笔芯笔尖的一端，所述铁芯座舱内设有第二铁芯，所述笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；在所述PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构，所述PCBA电路板上设有卡槽，所述后壳上设有与卡槽相配合的端部。
进一步，所述铁芯座舱后方设有螺丝柱，所述PCBA电路板上设有螺孔，所述螺丝柱通过螺丝固定在螺孔上。
进一步，在第一铁芯与第二铁芯之间还设有薄膜片。
进一步，所述铁芯座舱内还设有笔芯夹具，所述笔芯夹具位于第二铁芯的后方。
进一步，所述笔芯的尾端设有阶梯。
进一步，所述第一铁芯的中心开有第一通孔，所述第二铁芯的中心开有第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径。
进一步，所述第一铁芯的外径小于第二铁芯的外径。
进一步，所述弹性结构采用硅胶环。
进一步，所述螺丝柱为圆柱，所述螺孔为椭孔。
本发明的有益效果是：本发明的电磁笔，笔本体的PCBA电路板上设有卡槽，后壳上设有与卡槽相配合的端部，通过卡槽与端部的配合在前壳和后壳结合时使得后壳将笔本体顶向前壳，能实现前壳和后壳的紧密贴合或连接；在前壳的铁芯座舱与PCBA电路板之间增设了弹性结构，通过弹性结构的弹性余量，消除笔芯的笔尖往笔尾轴向各部分零件的制造误差，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，有利于批量生产，同时弹性结构也能起到缓冲作用，减少零件因机械撞击或磨损而损坏的几率，延长电磁笔的使用寿命。
附图说明
图1为本发明电磁笔的整体结构示意图；
图2为本发明电磁笔的立体分解图；
图3为本发明PCBA电路板的结构示意图；
图4为本发明电磁笔的笔本体装配后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。
参照图1、图2、图3和图4，一种电磁笔，包括外壳和位于外壳内的笔本体7，所述外壳包括前壳8和后壳9，所述笔本体7包括笔芯1、第一铁芯2、铁芯座舱和PCBA电路板，所述第一铁芯2外绕设有线圈21，所述第一铁芯2固定于铁芯座舱靠近笔芯1笔尖的一端，所述铁芯座舱内设有第二铁芯42，所述笔芯1穿过第一铁芯2的中心进而推动第二铁芯42运动；在所述PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构5，所述PCBA电路板上设有卡槽62，所述后壳9上设有与卡槽62相配合的端部91。
现有技术使用两铁芯远近关系的结构的电磁笔，一般采用没绕线线圈的铁芯在靠近笔尖端的结构；其笔尖顶着没绕线线圈的铁芯，当笔尖受力时，会迫使没绕线线圈的铁芯，靠近有绕线线圈的铁芯，造成电感的变化；但这种结构往往导致两铁芯中间的距离无法太远，所以只能置入很薄的弹性材料组成的弹性元，在长时间的使用后，该弹性元会弹性疲乏，造成两铁芯间的距离失控，该电磁笔就无法正常工作。
本发明的电磁笔同样使用两铁芯远近关系的结构来造成电感变化，但在结构上不同的是有绕线线圈的铁芯(即第一铁芯)靠近笔尖端，而笔芯穿过第一铁芯的中心，去推动没绕线的铁芯(即第二铁芯)，这种结构可以让第二铁芯的后方有足够的空间，可以去设计笔芯夹具、内部弹性部件等结构，让笔尖有优异的力反馈表现。而且这种笔前端为绕线铁芯的结构，与线圈绕在螺线管的变电感结构相比，笔的直径较细，笔外观可以因此做的较细，也较为美观；笔获得的能量，也较绕在螺线管上的结构的大；也没有过于单薄的弹性组件，产品寿命佳。本发明当第二铁芯被推动时，绕线线圈上的电感值会发生变化，变化的电感与PCBA电路板上的电容并联，天线板会发射一频率对笔充电，当天线板停止发射时，笔会从接收能量，改为发射能量，而笔上的绕线电感发生变化，与PCBA电路板上的固定电容并联，会改笔发射的频率，进而使得天线板能获得不同的笔频率，产生不同笔压值的变化。
PCBA电路板与线圈21电连接，以将变化的电感转换为频率的变化，进而令天线板能获得不同的笔频率，产生不同的笔压值。具体地，PCBA电路板位于铁芯座舱的后面，可以通过螺丝等方式与铁芯座舱固定连接。
如图2所示，本发明第一铁芯2和第二铁芯42均为中空的结构，可容纳笔芯1在内部沿着轴向运动；而笔芯1的笔尖端在左，笔尾端在右。如图2所示，铁芯座舱包括相互配合的前部41和底部44，第一铁芯2从笔尖方向固定在铁芯座舱的前部41上；而第二铁芯42则由笔尾方向装入铁芯座舱中；第一铁芯2是被固定的，第二铁芯42是可以被笔芯1在铁芯座舱中推动的。底部44能以旋转的方式与前部41相结合组成铁芯座舱。
卡槽62主要起固定作用，能实现前壳和后壳的紧密贴合或连接。卡槽62位于PCBA电路板的中后部(即笔本体7的尾端)，其可与后壳9的端部91卡接。如图1和图3所示，当前壳8和后壳9结合时，后壳9的端部91会被卡槽62通过卡接固定，从而将整个笔本体7顶向前壳8。
弹性结构5，具有一定的弹性余量，用于消除吸收电磁笔笔尖往笔尾轴方向的误差，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸。此外，弹性结构5还可以起到缓冲的作用，防止后壳和铁芯座舱等零件因机械撞击或磨损而损坏，延长了使用寿命。弹性结构5可采用橡胶环(如硅胶环)、弹性金属片、薄膜片等具有弹性的结构来实现。
参照图2和图3，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱后方设有螺丝柱45，所述PCBA电路板上设有螺孔61，所述螺丝柱45通过螺丝固定在螺孔61上。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，在第一铁芯2与第二铁芯42之间还设有薄膜片3。
本发明第一铁芯2与第二铁芯42这两铁芯，在笔芯1未书写时，必须保持一固定且准确的距离，所以中间夹了一片厚度精准的薄膜片3，来确保两铁芯间的距离。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱内还设有笔芯夹具43，所述笔芯夹具43位于第二铁芯42的后方。
本发明的笔芯夹具43，用于夹持笔芯1。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述笔芯1的尾端设有阶梯11。
其中，阶梯11用于推动第二铁芯42。
参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述第一铁芯2的中心开有第一通孔，所述第二铁芯42的中心开有第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径第二铁芯42。
本发明第一铁芯2的第一通孔，较第二铁芯42的第二通孔的直径大，能让笔芯1透过笔芯1尾端的阶梯11来推动第二铁芯42。
进一步作为优选的实施方式，所述第一铁芯的外径小于第二铁芯的外径。
本发明没绕线的第二铁芯外径，比绕线的第一铁芯的大；靠近第一铁芯的一端，第二铁芯外径缩小，使得笔的整体外观，不会因为内部有没绕线的第二铁芯而造成外观突兀，整体外观一致性较好。
参照图1和图2，进一步作为优选的实施方式，所述弹性结构5采用硅胶环。
进一步作为优选的实施方式，所述螺丝柱为圆柱，所述螺孔为椭孔。
本发明PCBA电路板上的螺孔为椭孔，铁芯座舱的螺丝柱为圆柱，所以PCBA电路板在锁上螺丝后，还能往笔尖或笔尾方向小距离移动(椭孔的特性)，方便在安装时进行位置调节，减少安装误差。
本发明的电磁笔的工作原理为：在笔芯笔尖书写受力时，笔芯穿过第一铁芯的中心和第二铁芯的中心后被笔芯夹具夹持，通过笔芯尾端的阶梯推动第二铁芯沿轴向运动，从而在第一铁芯与第二铁芯间形成不同的距离，使得线圈上的电感值发生改变，发生变化的电感与PCBA电路板上的固定电容并联，进而改变笔发射的频率，产生不同笔压值的变化。此外，本发明笔本体的PCBA电路板上设有卡槽，后壳上设有与卡槽相配合的端部，通过卡槽与端部的配合在前壳和后壳结合时使得后壳将笔本体顶向前壳，能实现前壳和后壳的紧密贴合或连接；在前壳的铁芯座舱与后壳之间增设了弹性结构，通过弹性结构的弹性余量，消除笔芯的笔尖往笔尾轴向各部分零件的制造误差，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，有利于批量生产，提高生产直通率；同时弹性结构也能起到缓冲作用，减少零件因机械撞击或磨损而损坏的几率，延长电磁笔的使用寿命。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种电磁笔，其特征在于：包括外壳和位于外壳内的笔本体，所述外壳包括前壳和后壳，所述笔本体包括笔芯、第一铁芯、铁芯座舱和PCBA电路板，所述第一铁芯外绕设有线圈，所述第一铁芯固定于铁芯座舱靠近笔芯笔尖的一端，所述铁芯座舱内设有第二铁芯，所述笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；在所述PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构，所述PCBA电路板上设有卡槽，所述后壳上设有与卡槽相配合的端部。
2.根据权利要求1所述的一种电磁笔，其特征在于：所述铁芯座舱后方设有螺丝柱，所述PCBA电路板上设有螺孔，所述螺丝柱通过螺丝固定在螺孔上。
3.根据权利要求1所述的一种电磁笔，其特征在于：在第一铁芯与第二铁芯之间还设有薄膜片。
4.根据权利要求3所述的一种电磁笔，其特征在于：所述铁芯座舱内还设有笔芯夹具，所述笔芯夹具位于第二铁芯的后方。
5.根据权利要求4所述的一种电磁笔，其特征在于：所述笔芯的尾端设有阶梯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电磁笔，其特征在于：所述第一铁芯的中心开有第一通孔，所述第二铁芯的中心开有第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种电磁笔，其特征在于：所述第一铁芯的外径小于第二铁芯的外径。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种电磁笔，其特征在于：所述弹性结构采用硅胶环。
9.根据权利要求2所述的一种电磁笔，其特征在于：所述螺丝柱为圆柱，所述螺孔为椭孔。
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