CN109032396B - 一种无源电磁笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源电磁笔，包括笔芯、第一铁芯和铁芯座舱，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，所述铁芯座舱内由前至后依次设有第二铁芯、弹性部件、调压板和与所述调压板相配合的第一结构，所述笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；所述调压板在旋转时通过表面与第一结构表面接触使调压板产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移。本发明调压板在旋转时通过表面与第一结构表面接触使调压板产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移，使得无源电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，能保证每支无源电磁笔的书写轻重感保持一致，有利于批量生产。本发明可广泛应用于信息输入设备领域。

Description

一种无源电磁笔

技术领域

本发明涉及信息输入设备领域，尤其是一种无源电磁笔。

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无源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，导致无源电磁笔出厂时，其内部弹性部件的轴向位移空间小于或大于标准的轴向位移空间(即无源电磁笔的实际尺寸小于或大于标准尺寸)，难以保证每支无源电磁笔的书写轻重感保持一致，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：提供一种一致性好的无源电磁笔。

本发明所采取的技术方案是：一种无源电磁笔，包括笔芯、第一铁芯和铁芯座舱，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，所述铁芯座舱内由前至后依次设有第二铁芯、弹性部件、调压板和与所述调压板相配合的第一结构，所述笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；所述调压板在旋转时通过表面与第一结构表面接触使调压板产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移。

进一步，所述调压板与第一结构的接触面为第一斜面，所述第一结构与调压板的接触面为第二斜面。

进一步，在第一铁芯与第二铁芯之间还设有薄膜片。

进一步，在第二铁芯和弹性部件之间还设有笔芯夹具。

进一步，所述笔芯的尾端设有阶梯。

进一步，所述弹性部件包括硅胶棒和外套于硅胶棒的弹簧，所述硅胶棒与笔芯夹具固定连接。

进一步，所述铁芯座舱外还设有PCBA电路板。

进一步，所述调压板上设有旋柄。

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。

本发明的有益效果是：本发明的无源电磁笔，增设了调压板和与所述调压板相配合的第一结构，调压板在旋转时通过表面与第一结构表面接触使调压板产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移，通过改变弹性部件的轴向位移使得无源电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，能保证每支无源电磁笔的书写轻重感保持一致，有利于批量生产。

附图说明

图1为本发明无源电磁笔的立体分解图；

图2为本发明无源电磁笔装配后的结构示意图；

图3为本发明调压板的剖视图；

图4为本发明第一结构的剖视图。

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和图2，本发明一种无源电磁笔，包括笔芯1、第一铁芯2和铁芯座舱4，所述第一铁芯2外绕设有线圈21，所述第一铁芯1固定于铁芯座舱4靠近笔芯1笔尖的一端，所述铁芯座舱4内由前至后依次设有第二铁芯42、弹性部件、调压板46和与所述调压板46相配合的第一结构47，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；所述调压板46在旋转时通过表面与第一结构47表面接触使调压板46产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移。

现有技术使用两铁芯远近关系的结构的无源电磁笔，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，该无源电磁笔就无法正常工作。

本发明的无源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，可以去设计弹性部件，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，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。

如图1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1和图2所示，铁芯座舱4包括相互配合的前部41和底部(即第一结构)47，第一铁芯2从笔尖方向固定在铁芯座舱4的前部41上；而第二铁芯42则由笔尾方向装入铁芯座舱4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4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。

调压板46在旋转时与第一结构47的接触产生轴向位移的方式可以是通过斜面(二者的接触面为斜面)的高低变化产生轴向位移的方式。

弹性部件，用于给笔芯1提供反向的作用力，使得笔芯1在书写时获得书写的轻重感。此外，弹性部件还提供了一定的弹性余量，能通过轴向位移使得无源电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸。弹性部件可以采用弹簧、橡胶棒(如硅胶棒)等具有弹性的结构，也可以是弹簧和橡胶棒等组成的复合结构。

参照图1、图3和图4，进一步作为优选的实施方式，所述调压板46与第一结构27的接触面为第一斜面462，所述第一结构47与调压板46的接触面为第二斜面471。

其中，第一斜面462和第二斜面471，均不垂直或不平行于电磁笔的笔芯轴向。第一斜面462和第二斜面471的倾斜角度和倾斜方式(如左倾斜、右倾斜等)均可以根据实际需要灵活选取。

调压板46与第一结构27的接触面均采用了斜面的结构，这样调压板46在旋转时因与第一结构47的接触是斜面接触，所以会沿斜面升高或降低，进而改变容纳弹性部件的空间，使得弹性部件沿着轴向运动，如此就可以改变笔书写时的轻重感。

参照图1，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1，进一步作为优选的实施方式，在第二铁芯42和弹性部件之间还设有笔芯夹具43。

本发明的笔芯夹具43，用于夹持笔芯1。

参照图1，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1，进一步作为优选的实施方式，所述弹性部件包括硅胶棒44和外套于硅胶棒44的弹簧45，所述硅胶棒44与笔芯夹具43固定连接。

本发明硅胶棒44和弹簧45，用于给笔芯1提供反向的作用力，使得笔芯1在书写时获得书写的轻重感。具体地，硅胶棒44的部分长度，可固定于笔芯夹具43中，而硅胶棒44外套有弹簧45，当笔芯1受力时，硅胶棒44和弹簧45，会往铁芯座舱的底部(即第一结构)47方向施力，以获得反向的作用力。而硅胶棒44或弹簧45与调压板46的接触面可以是平面。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱4外还设有PCBA电路板5。

其中，PCBA电路板5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5位于铁芯座舱4的后面，可以通过螺丝等方式与铁芯座舱4固定连接。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述调压板46上设有旋柄461。

本发明通过增设的旋柄461来使得调压板46旋转起来更加方便。旋柄461可以部分露出铁芯座舱4外表面。

进一步作为优选的实施方式，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。

本发明第一铁芯的第一通孔，较第二铁芯的第二通孔的直径大，能让笔芯透过笔芯尾端的阶梯来推动第二铁芯。

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。

本发明的无源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，同时第二铁芯沿轴向运动会带动笔芯夹具挤压硅胶棒和弹簧，给笔芯反向的作用力，使得笔芯书写时有轻重感。此外，本发明增设了调压板和与所述调压板相配合的第一结构，在要使无源电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸或获得不同的书写轻重感时，只需要旋转调压板的旋柄，使得调压板因与第一结构表面的接触方式改变(如接触的斜面升高或降低)而产生轴向位移即可，调压板产生轴向位移会令容纳硅胶棒和弹簧的空间发生改变，让硅胶棒和弹簧也产生相应的轴向位移(可以使无源电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸或获得不同的书写轻重感)。

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 (10)

1.一种无源电磁笔，其特征在于：包括笔芯、第一铁芯和铁芯座舱，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，所述铁芯座舱内由前至后依次设有第二铁芯、弹性部件、调压板和与所述调压板相配合的第一结构，所述笔芯穿过第一铁芯的中心进而推动第二铁芯运动；所述调压板在旋转时通过表面与第一结构表面接触使调压板产生轴向位移，从而改变弹性部件的轴向位移。

2.根据权利要求1所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述调压板与第一结构的接触面为第一斜面，所述第一结构与调压板的接触面为第二斜面。

3.根据权利要求1所述的一种无源电磁笔，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所述的一种无源电磁笔，其特征在于：在第二铁芯和弹性部件之间还设有笔芯夹具。

5.根据权利要求4所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述笔芯的尾端设有阶梯。

6.根据权利要求4所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述弹性部件包括硅胶棒和外套于硅胶棒的弹簧，所述硅胶棒与笔芯夹具固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述铁芯座舱外还设有PCBA电路板。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述调压板上设有旋柄。

9.根据权利要求1-6任一项所述的一种无源电磁笔，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。

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种无源电磁笔，其特征在于：所述第一铁芯的外径小于第二铁芯的外径。

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