CN109885188A - 一种点阵智能笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点阵智能笔，包括：笔壳体，所述笔壳体内设置有支架，所述支架上设置有压力感应器、信号发射器、信号接收器、A接口；还包括笔帽，所述笔帽内设置有处理器、B接口；所述处理器，通过B接口连接A接口与所述压力传感器和信号接收器相连接，接收所述信号接收器发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包；所述笔帽还设置有数据接口，所述数据接口与所述处理器相连接，将所述传输数据包传输到上位机。优点在于：可以减少笔体体积，且降低成本。

Description

一种点阵智能笔

技术领域

本发明涉及智能书写笔技术领域，尤其是涉及一种可以减小笔体体积的点阵智能笔。

背景技术

现有的智能笔有很多种类，例如利用光学扫描成像，生成电子位图。或者利用发射装置发射定位电波，遇到障碍物(标的物)反射回波，确定方向和距离来确定障碍物(标的物)的位置和轨迹。还有例如感应和电磁技术。而这些现有技术具有如下缺点：定位精度低、电子数据非矢量、易受干扰、装置复杂、不易部署使用等等。

且现有智能笔基本都是将零部件装设在笔体中，此种做法一方面需要将零部件做的极小，一方面增加了笔体体积；零部件包括一些芯片及感应器，如果做的极小成本也会增加，不能降低智能笔成本。

综上所述，我们需要一种能减小笔体体积、减少成本的智能笔。

发明内容

鉴于目前技术存在的上述不足，本发明提供一种点阵智能笔，利用笔帽可以容纳一部分零部件，来解决智能笔体积及成本问题。

为实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：一种点阵智能笔，包括：笔壳体，所述笔壳体内设置有支架，所述支架上设置有压力感应器、信号发射器、信号接收器、A接口；压力传感器，与所述笔芯的尾端相连接，当所述笔芯书写时产生所产生的压力传递到 所述压力传感器，产生传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器；信号发射器，与所述压力传感器相连接，向所述笔头周围的待测物发射探测信号；信号接收器，与所述压力传感器相连接，接收从所述待测物反射的探测信号，生成图像数据；笔芯，所述笔芯的笔头从所述笔壳体伸出；还包括笔帽，所述笔帽内设置有处理器、B接口；所述处理器，通过B接口连接A接口与所述压力传感器和信号接收器相连接，接收所述信号接收器发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包；所述笔帽还设置有数据接口，所述数据接口与所述处理器相连接，将所述传输数据包传输到上位机。

作为本发明的优选技术方案，所述A接口与B接口为数据接口，且可以集成为电源接口。

作为本发明的优选技术方案，所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口；所述有线数据接口具体为USB口、 MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、 Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。

作为本发明的优选技术方案，所述笔帽内还设置有：电源，所述电源为电池，与所述数据接口相连接，所述数据接口集成电源接口为所述电源充电；所述电源与B接口相连接，为所述压力传感器、信号发射器、信号接收器提供电力。

作为本发明的优选技术方案，所述笔帽内还设置有：开关电路，与所述电源相连接。

作为本发明的优选技术方案，所述智能笔还包括通过A接口与B接口连接的第二电路板和第一电路板，所述笔帽内设置有第一电路板，所述开关电路、处理器、数据接口位于所述第一电路板，所述压力传感器、信号发射器、信号接收器位于第二电路板。

作为本发明的优选技术方案，所述笔帽内还设置有：存储器，与所述处理器相连接，存储所述图像数据和传输数据包。

作为本发明的优选技术方案，所述第一电路板、存储器、B接口设置在笔帽内的笔帽支架上。

综合上述技术方案，我们有区别于传统点阵智能笔。本发明的有益效果：将位于所述第一电路板的开关电路、处理器、数据接口、存储器；及B接口、电源分别设置在笔帽内，可以减少笔体体积，且降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述点阵智能笔的结构图。

图2为本发明所述点阵智能笔的模块示意图。

附图标记说明

1、笔壳体；2、笔芯；3、压力传感器 ；4、信号发射器；5、信号接收器；6、处理器；7、数据接口；8、存储器；9、开关电路；10、电源；11、笔帽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“外”、“内”、 “上”“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解 为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。

本发明提供一种点阵智能笔，如图1、图2所示，如图所示，本发明的点阵智能笔包括：

笔壳体1，所述笔壳体1内设置有支架，所述支架上设置有压力感应器3、信号发射器4、信号接收器5、A接口；笔芯2；笔帽11，所述笔帽内设置有处理器6、B接口；。

笔壳体1可以为工程塑料，通常包括两个可以扣和的笔壳体，其他器件容纳在笔壳体1中。

笔芯2的笔头从笔壳体伸出，笔芯2的作用是用来书写，也就是产生笔画和笔顺，可以 写在纸面上，也可以写在白板上。如果为了书写在纸面上，笔芯可以是油性(圆珠)笔芯、水 性(中性)笔芯、铅笔芯、可擦写(油墨分解)笔芯、可擦写(油墨固化)笔芯、塑胶(PP、PET、PVC 等)笔芯等。如果写在白板上，白板可以是手持白板或者墙面外挂、粘贴的白板。

压力传感器3，与笔芯2的尾端相连接，当笔芯2书写时产生所产生的压力传递到压力传感器3，产生传感信号，启动处理器6、信号发射器4和信号接收器5。

压力传感器3的作用是表示笔芯2已经在书写了，点阵智能笔需要进行工作。压力传感器3可以根据点阵智能笔使用场景进行不同的匹配。例如当书写在纸面上的时候，因为纸面是具有弹性可压缩的，所以压力传感器3的灵敏度需要高一些，否则无法识别笔芯2在书写。当书写在白板上的时候，因为白板是硬质的，弹性很小，所以压力传感器的灵敏度可以稍微小一些，也可以识别笔芯2在书写。

信号发射器4与压力传感器3相连接，向笔头周围的待测物发射探测信号。当压力传感器3感受到笔芯2书写的压力时，信号发射器4开始工作，发射信号。信号发生器4可以为发射声波、超声波、红外线、紫外线、可见光(各波段)、X射线、伽马射线等的发射器。

可选的，信号发射器4发射探测信号的方式有很多种，具体为持续或者定频或者变频或者调频方式向笔头周围的待测物发射探测信号。

信号接收器5与压力传感器3相连接，接收从待测物反射的探测信号，生成图像数据。此时的图像数据是模拟信号。信号接收器5需要与信号发射器4相匹配，可以接收从待测物反射的探测信号。因为发射器4是向笔芯2周围的待测物发射探测信号，所以信号接收器5生成的也是笔芯2周围的待测物图像。当压力传感器3感受到笔芯2书写的压力时，信号接收器5开始工作，接收待测物反射的探测信号，生成模拟图像数据。

处理器6与压力传感器3和信号接收器5相连接，接收信号接收器5发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包。当压力传感器3感受到笔芯2书写的压力时，处理器6开始工作，将接收到的模拟图像数据处理为数字信号的数据，然后生成传输数据包。

可选的，压力传感器3在感受到笔芯2书写的压力时，产生压感数据，发送给处理器6，处理器6将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴编码成标准传输数据包。

数据接口7与处理器6相连接，将传输数据包传输到上位机。数据接口7的作用是利用有线或无线方式传输传输数据包给上位机，因为有线方式比较稳定，不容易丢数据包。具体的，有线数据接口具体可以为USB口、MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；因为无线方式比较方便，不用电缆连接，具体的，无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口为无线局域网通信，而通信接口可以利用2G、3G或者4G技术利用通信网络与上位机进行通信。

所述智能笔还包括通过A接口与B接口连接的第二电路板和第一电路板，所述笔帽内设置有第一电路板，所述开关电路9、处理器6、数据接口7位于所述第一电路板，所述压力传感器3、信号发射器4、信号接收器5位于第二电路板。

所述处理器6，通过B接口连接A接口与所述压力传感器3和信号接收器5相连接，接收所述信号接收器5发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包。

再如图所示，本发明的点阵智能笔还包括：存储器8、电源10、开关电路9。

存储器8与处理器6相连接，存储图像数据和传输数据包。数据接口7将存储在存储器8中的传输数据包通过有线方式传输到上位机。

此处需要说明的是，数据接口7向上位机传输传输数据包有两种情况，一种是实时传输，处理器6实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包，然后数据接口7实时将传输数据包通过有线或无线方式传输到上位机。另外一种是非实时传输，处理器6实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包然后存储在存储器8中，然后在设定时间或者其他非实时方式由数据接口7将存储器8中存储的传输数据包向上位机传输。

电源10与压力传感器3、处理器6、信号发射器4、信号接收器5。电源10的目的是为压力传感器3、处理器6、 信号发射器4、信号接收器5、供电。

具体的，电源10可以为电池，例如充电电池，与数据接口7相连接，数据接口7集成电源接口为电源10充电。利用如果数据接口为MiniUSB口或MicroUSB口，既可以传输数据也可以供电。

开关电路9与电源10相连接，作用是控制电源10为压力传感器3、处理器6、信号发射器4、信号接收器5供电，可以 利用硬开关来实现。

本发明点阵智能笔的具体工作过程如下：

1、打开开关电路，电源接通，压力传感器、处理器、信号发射器和信号接收器，检测 自身状态，并处于待机状态；

2、笔芯的笔头进行书写，笔芯书写时产生所产生的压力传递到压力传感器，产生 传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器工作，并将包括受力方向和受力大小数据 发送到处理器；

3、信号发射器向笔头周围的待测物发射探测信号；

4、信号接收器按照设定频率接收从待测物反射的探测信号，生成图像数据发送到处理器，此处的图像数据为笔头周围所采集的图像，是模拟图像信号；

5、处理器接收模拟图像信号，通过设定的程序算法，将模拟信号图像解析为数字信号，并与压感数据、时钟等编码成标准数据包格式的传 输数据包；

6、处理器根据任务指令将标准数据格式发送到数据接口或存储器；

7、数据接口实时的将处理器发送的传输数据包发送到上位机，或者非实时的将存储器存储的传输数据包发送到上位机；

8、笔芯停止书写，压力传感器不再产生传感信号，处理器、信号发射器和信号接收器停止工作；

9、关闭开关电路，电源断开。不再为压力传感器、处理器、信号发射器、信号接收器供电。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本发明。

Claims (8)

1.一种点阵智能笔，包括：笔壳体，所述笔壳体内设置有支架，所述支架上设置有压力感应器、信号发射器、信号接收器、A接口；压力传感器，与所述笔芯的尾端相连接，当所述笔芯书写时产生所产生的压力传递到 所述压力传感器，产生传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器；信号发射器，与所述压力传感器相连接，向所述笔头周围的待测物发射探测信号；信号接收器，与所述压力传感器相连接，接收从所述待测物反射的探测信号，生成图像数据；笔芯，所述笔芯的笔头从所述笔壳体伸出；其特征在于，还包括笔帽，所述笔帽内设置有处理器、B接口；所述处理器，通过B接口连接A接口与所述压力传感器和信号接收器相连接，接收所述信号接收器发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包；所述笔帽还设置有数据接口，所述数据接口与所述处理器相连接，将所述传输数据包传输到上位机。

2.根据权利要求1所述点阵智能笔，其特征在于，所述A接口与B接口为数据接口，且可以集成为电源接口。

3.根据权利要求2所述点阵智能笔，其特征在于，所述数据接口为有线数据接口或无线数据接口；所述有线数据接口具体为USB口、 MiniUSB口、MicroUSB口、并口或者串口；所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、 Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。

4.根据权利要求3所述点阵智能笔，其特征在于，所述笔帽内还设置有：电源，所述电源为电池，与所述数据接口相连接，所述数据接口集成电源接口为所述电源充电；所述电源与B接口相连接，为所述压力传感器、信号发射器、信号接收器提供电力。

5.根据权利要求4所述点阵智能笔，其特征在于，所述笔帽内还设置有：开关电路，与所述电源相连接。

6.根据权利要求5所述点阵智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括通过A接口与B接口连接的第二电路板和第一电路板，所述笔帽内设置有第一电路板，所述开关电路、处理器、数据接口位于所述第一电路板，所述压力传感器、信号发射器、信号接收器位于第二电路板。

7.根据权利要求6所述点阵智能笔，其特征在于，所述笔帽内还设置有：存储器，与所述处理器相连接，存储所述图像数据和传输数据包。

8.根据权利要求7所述点阵智能笔，其特征在于，所述第一电路板、存储器、B接口设置在笔帽内的笔帽支架上。