CN109017012A - 一种360度旋转探测的自动伸缩笔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种360度旋转探测的自动伸缩笔，包括笔杆、握笔套、笔头、以及笔芯；所述笔杆内自上而下依次分布有上轴座、带红外距离传感器的PCB电路板、下轴座、主控PCB板、供电电池、以及驱动笔芯伸缩的驱动机构，所述笔头与所述笔芯连接，所述笔芯位于所述握笔套内，所述驱动机构驱动笔芯在握笔套内进行前后伸缩，所述PCB电路板后设置有偏心重锤，所述主控PCB板上设置主控芯片，所述主控芯片连接有伸缩笔状态唤醒电路、开关按钮、充电接口以及所述红外距离传感器；所述开关按钮和充电接口设置于笔杆外侧壁，所述主控芯片通过伸缩笔状态唤醒电路感应使用者是否操作笔来控制自动伸缩笔进行开启或者关闭操作；能够有效预防使用者书写时近视。
Description
技术领域
本发明涉及笔的生产技术领域，特别是一种360度旋转探测的自动伸缩笔。
背景技术
现有的具有触摸书写功能的笔，包括笔身，所述笔身内设置有笔芯和驱动笔芯伸缩的驱动机构，笔身顶部螺接有笔帽，但是该笔不具有防近视功能。即现有学生在使用笔书写过程中，当脸部过于接近桌面，笔无法判断后进行伸缩操作，这样就导致使用者经常近距离书写而产生近视。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种360度旋转探测的自动伸缩笔，具有防近视功能。
本发明采用以下方案实现：一种360度旋转探测的自动伸缩笔，包括笔杆、握笔套、笔头、以及笔芯；所述笔杆内自上而下依次分布有上轴座、带红外距离传感器的PCB电路板、下轴座、主控PCB板、供电电池、以及驱动笔芯伸缩的驱动机构，所述笔头与所述笔芯连接，所述笔芯位于所述握笔套内，所述驱动机构驱动笔芯在握笔套内进行前后伸缩，所述PCB电路板后设置有偏心重锤，所述主控PCB板上设置主控芯片，所述主控芯片连接有伸缩笔状态唤醒电路、开关按钮、充电接口以及所述红外距离传感器；所述开关按钮和充电接口设置于笔杆外侧壁，所述主控芯片通过伸缩笔状态唤醒电路感应使用者是否操作笔来控制自动伸缩笔进行开启或者关闭操作。
进一步的，所述驱动机构包括电机、减速齿轮机构、伸缩结构以及活塞，所述电机经减速齿轮机构与所述伸缩机构连接，所述活塞的一端与所述伸缩机构连接，所述活塞的另一端为开口，所述笔芯塞在所述活塞开口内，所述伸缩机构为曲轴连杆、往复丝杆、或者旋转丝杆；所述活塞的前后端设置有伸缩止位件，所述伸缩止位件触发主控芯片控制笔芯进行伸缩的距离。
进一步的，所述伸缩止位件包括前限位开关和后限位开关，所述前限位开关设置于活塞的前端，所述后限位开关设置于活塞的后端，且前限位开关和后限位开关均与所述主控芯片连接；所述活塞伸出触碰前限位开关后获得伸出信号，活塞回缩触碰后限位开关后获得回缩信号，主控芯片根据伸出信号和回缩信号控制电机进行伸缩的距离。
进一步的，所述伸缩止位件包括前限位卡片和后限位卡片，所述前限位卡片设置于活塞的前端，所述后限位卡片设置于活塞的后端，且前限位卡片和后限位卡片均与所述电机连接；所述活塞伸出触碰到前限位卡片，前限位卡片触发电机使电机电流加大给主控芯片一个伸出信号，主控芯片给电机终止伸出的信号；所述活塞回缩触碰到后限位卡片，后限位卡片触发电机使电机电流变大给主控芯片一个回缩信号，主控芯片给电机终止回缩的信号。
进一步的，所述伸缩笔状态唤醒电路为感应片或者感应圈，所述感应片设置于所述握笔套的左右两侧壁或者所述感应圈分布于握笔套周围，所述感应片或者感应圈与所述主控芯片连接。
进一步的，所述伸缩笔状态唤醒电路为三轴传感器，所述三轴传感器设置于PCB电路板上，且三轴传感器与所述主控芯片连接。
进一步的，所述伸缩笔状态唤醒电路为红外传感器，所述红外传感器与所述主控芯片连接。
进一步的，所述PCB电路板上下两端分别设置有上顶针和下顶针，所述PCB电路板通过上顶针和下顶针设置在上轴座和下轴座之间。
进一步的，所述笔杆内设置有多个的LED灯，所述LED灯与所述主控芯片连接，所述笔杆外侧壁设置有指示灯图标，所述指示灯图标的位置与所述LED灯相对应。
进一步的，所述笔头上设置有一笔帽。
本发明的有益效果在于：本发明的红外距离传感器设置于笔杆的上部，这样更贴近脸部，电路板后面设置偏心重锤，这样笔在书写时，不论笔怎么转红外距离传感器会一直照射到人脸减少感应盲区，反应更为灵敏；通过红外距离传感器的监测触发主控芯片来控制驱动机构对笔进行伸出或者缩起，从而有效预防学生书写时近视。
附图说明
图1是本发明的第一实施例结构示意图。
图2是本发明的第一实施例正面剖视图。
图3是本发明的第一实施例反面剖视图。
图4是本发明涉及的电路结构示意图。
图5是本发明的第二实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1至图4所示，本发明提供了一种360度旋转探测的自动伸缩笔，包括笔杆1、握笔套2、笔头3、以及笔芯4；所述笔杆1内自上而下依次分布有上轴座5、带红外距离传感器61的PCB电路板6、下轴座7、主控PCB板10、供电电池8、以及驱动笔芯伸缩的驱动机构9，该红外距离传感器61用于检测笔和人脸的距离，所述笔头3与所述笔芯4连接，所述笔芯4位于所述握笔套2内，所述驱动机构9驱动笔芯4在握笔套2内进行前后伸缩，所述PCB电路板6后设置有偏心重锤62，该偏心重锤使得笔在书写时，不论笔怎么转红外距离传感器会一直照射到人脸减少感应盲区，所述主控PCB板10与供电电池8并排设置，所述主控PCB板10上设置主控芯片63，所述主控芯片63连接有伸缩笔状态唤醒电路64、开关按钮65、充电接口66以及所述红外距离传感器61；所述开关按钮65和充电接口66设置于笔杆1外侧壁，所述主控芯片63通过伸缩笔状态唤醒电路64感应使用者是否操作笔来控制自动伸缩笔进行开启或者关闭操作。其中，主控芯片63的型号为：STM8或者Holtek Bs8系列。
在本发明中，所述驱动机构9包括电机91、减速齿轮机构92、伸缩结构93以及活塞94，所述电机91经减速齿轮机构92与所述伸缩机构93连接，其中减速齿轮机构92已经是现有技术，在此不进行详细说明其具体结构；所述活塞94的一端与所述伸缩机构93连接，所述活塞94的另一端为开口，所述笔芯4塞在所述活塞94开口内，所述伸缩机构93为往复丝杆（参见图2），实际应用中伸缩机构93能为曲轴连杆、或者旋转丝杆；所述活塞94的前后端设置有伸缩止位件95，所述伸缩止位件95触发主控芯片63控制笔芯进行伸缩的距离。
请参阅图3所示，所述伸缩止位件95包括前限位开关951和后限位开关952，所述前限位开关951设置于活塞94的前端，所述后限位开关952设置于活塞94的后端，且前限位开关951和后限位开关952均与所述主控芯片63连接；所述活塞94伸出触碰前限位开关951后获得伸出信号，活塞94回缩触碰后限位开关952后获得回缩信号，主控芯片63根据伸出信号和回缩信号控制电机进行伸缩的距离。
在实际应用中，所述伸缩止位件包括前限位卡片和后限位卡片，所述前限位卡片设置于活塞94的前端，所述后限位卡片设置于活塞的后端，且前限位卡片和后限位卡片均与所述电机连接；所述活塞伸出触碰到前限位卡片，前限位卡片触发电机使电机电流加大给主控芯片一个伸出信号，主控芯片给电机终止伸出的信号；所述活塞回缩触碰到后限位卡片，后限位卡片触发电机使电机电流变大给主控芯片一个回缩信号，主控芯片给电机终止回缩的信号。
所述伸缩笔状态唤醒电路64为感应片，所述感应片设置于所述握笔套的左右两侧壁，所述感应片与所述主控芯片63连接。感应片或者感应线圈感应到手的触摸通过感应线将感应信号传递给主控芯片上的感应开关，开通自动伸缩笔电路，让笔进入工作状态，手离开触摸感应片，关闭伸缩笔电路，让笔进入待机或者关机状态；（感应可以是单点感应，也可能是2点，多点感应，这个依据产品具体情况进行设计安排）。
实际应用中，所述伸缩笔状态唤醒电路为三轴传感器，所述三轴传感器设置于主控PCB板上，且三轴传感器与所述主控芯片连接。通过三轴传感器的获得运动+角度来唤醒伸缩笔的电路，或者所述伸缩笔状态唤醒电路为红外传感器，所述红外传感器与所述主控芯片连接。如：笔在笔盒等不使用的状态下，红外传感器始终是导通状态，那么伸缩笔的系统默认为休息状态，然后一段时间监测一次与初始默认状态做对比，后续发现状态变化，即伸缩笔开始运作。此外，本实施例中，还能对小孩是否在玩笔进行监控提醒，这里要说明的是，本监控原理是针对用户转笔进行监控和提醒，本申请的伸缩笔，由于是电子化产品，其非常忌讳摔，因此，如何监控用户在玩笔，并进行有效的提醒，能有效延长伸缩笔的使用寿命，本实施例实现原理是：该自动伸缩笔使用状态下，三轴传感器采集笔运动的幅度大于一预定值，例如：笔的倾斜度变化范围大于50度、60度或70度，变化的频率大于3次每秒；则说明该笔被剧烈摆动，所述主控芯片则输出警示信号，可通过发光或者声音或者显示屏进行显示，提示用户不要玩笔，认真书写，这里要说明的是，上述的发光、声音或者显示屏都是一个案例，相应的功能可以在本申请的技术上添加对应的电路模块即可，这种电路都是常规电路，这里就不进行详细说明。
其中，所述PCB电路板6上下两端分别设置有上顶针67和下顶针68，所述PCB电路板通过上顶针67和下顶针68设置在上轴座5和下轴座7之间。红外距离传感器61用于检测笔和人脸的距离，并通过顶针将信号传输给PCB电路板6再反馈给主控芯片。其中，由于PCB板是通过上顶针67和下顶针68设置在上轴座5和下轴座7之间，这样带红外距离传感器61的PCB电路板6能在上轴座5和下轴座7之间进行360度旋转，即实现360度旋转的自动伸缩笔，其中笔杆的外壳是透明色的，这样通过红外距离传感器能获取笔与人脸之间的距离。
所述笔杆1内设置有多个的LED灯11，所述LED灯11与所述主控芯片63连接，所述笔杆1外侧壁设置有指示灯图标12，所述指示灯图标12的位置与所述LED灯相对应。所述笔头3上设置有一笔帽31。主控芯片上可以连接有声音报警器。人脸与笔太近或者太远的时候通过声音报警器进行报警操作。
本发明的工作原理：在PCB电路板和主控PCB板电路工作状态下，开启红外距离传感器工作模式，红外距离传感器给主控PCB板的主控芯片提供人脸是否太近或者太远的信号，主控芯片依据信号做出判断，并执行相应操作指令，例如指示电机伸出或者回缩，指示指示灯亮起还是关闭，指示声音报警器进行报警等。
请参阅图5所示，是本发明的第二实施例结构示意图。该第二实施例与第一实施例的区别在于：所述伸缩笔状态唤醒电路为感应圈，所述感应圈分布于握笔套周围，所述感应圈与所述主控芯片连接。
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360度旋转探测的自动伸缩笔，包括笔杆、握笔套、笔头、以及笔芯；其特征在于：所述笔杆内自上而下依次分布有上轴座、带红外距离传感器的PCB电路板、下轴座、主控PCB板、供电电池、以及驱动笔芯伸缩的驱动机构，所述笔头与所述笔芯连接，所述笔芯位于所述握笔套内，所述驱动机构驱动笔芯在握笔套内进行前后伸缩，所述PCB电路板后设置有偏心重锤，所述主控PCB板上设置主控芯片，所述主控芯片连接有伸缩笔状态唤醒电路、开关按钮、充电接口以及所述红外距离传感器；所述开关按钮和充电接口设置于笔杆外侧壁，所述主控芯片通过伸缩笔状态唤醒电路感应使用者是否操作笔来控制自动伸缩笔进行开启或者关闭操作。
2.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述驱动机构包括电机、减速齿轮机构、伸缩结构以及活塞，所述电机经减速齿轮机构与所述伸缩机构连接，所述活塞的一端与所述伸缩机构连接，所述活塞的另一端为开口，所述笔芯塞在所述活塞开口内，所述伸缩机构为曲轴连杆、往复丝杆、或者旋转丝杆；所述活塞的前后端设置有伸缩止位件，所述伸缩止位件触发主控芯片控制笔芯进行伸缩的距离。
3.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述伸缩止位件包括前限位开关和后限位开关，所述前限位开关设置于活塞的前端，所述后限位开关设置于活塞的后端，且前限位开关和后限位开关均与所述主控芯片连接；所述活塞伸出触碰前限位开关后获得伸出信号，活塞回缩触碰后限位开关后获得回缩信号，主控芯片根据伸出信号和回缩信号控制电机进行伸缩的距离。
4.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述伸缩止位件包括前限位卡片和后限位卡片，所述前限位卡片设置于活塞的前端，所述后限位卡片设置于活塞的后端，且前限位卡片和后限位卡片均与所述主控芯片连接；所述活塞伸出触碰到前限位卡片，前限位卡片触发电机使电机电流加大给主控芯片一个伸出信号，主控芯片给电机终止伸出的信号；所述活塞回缩触碰到后限位卡片，后限位卡片触发电机使电机电流变大给主控芯片一个回缩信号，主控芯片给电机终止回缩的信号。
5.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述伸缩笔状态唤醒电路为感应片或者感应圈，所述感应片设置于所述握笔套的左右两侧壁或者所述感应圈分布于握笔套周围，所述感应片或者感应圈与所述主控芯片连接。
6.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述伸缩笔状态唤醒电路为三轴传感器，所述三轴传感器设置于主控PCB板上，且三轴传感器与所述主控芯片连接。
7.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述伸缩笔状态唤醒电路为红外传感器，所述红外传感器与所述主控芯片连接。
8.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述PCB电路板上下两端分别设置有上顶针和下顶针，所述PCB电路板通过上顶针和下顶针设置在上轴座和下轴座之间。
9.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述笔杆内设置有多个的LED灯，所述LED灯与所述主控芯片连接，所述笔杆外侧壁设置有指示灯图标，所述指示灯图标的位置与所述LED灯相对应。
10.根据权利要求1所述的一种360度旋转探测的自动伸缩笔，其特征在于：所述笔头上设置有一笔帽。
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