CN202533877U - 电子手写笔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电子手写笔，它其外部形状包括笔尖和笔杆，所述电子手写笔内设有三轴陀螺仪、微处理器、电源、A/D转换器、存储器、压力传感器、无线发射模块。本实用新型提供了电子手写的硬件平台，在加载软件后它可以像使用真实的笔一样在任何平面上书写，无需特定的书写屏幕，书写不受制约，用户体验感强，可用于专门的文字输入，携带简便其使用方便、舒适。本实用新型在加载软件后还能将书写轨迹记录下来，并进行识别；还可以实现空间轨迹、擦除和顿笔动作等复杂行为模式的识别，可用于人机交互且饶有趣味。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子手写笔。
背景技术
传统的电子手写笔需要一个特定的书写屏幕，如依靠手写笔在电阻屏幕上产生的压力而在屏幕上输出图形，采用电容屏及电磁技术等，但这些特定的书写屏幕体积大，携带不方便；在屏幕上写字不方便，书写速度慢，受到的制约大，用户体验差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的电子手写笔，它建立了硬件基础，在此基础上能加载软件从而可以提取笔杆本身的运动特征、配合外部接收设备，在任意表面上书写，以克服上述缺点。为此，本实用新型采用以下技术方案：
它其外部形状包括笔尖和笔杆，所述电子手写笔内设有三轴陀螺仪、微处理器、电源、A/D转换器、存储器、压力传感器、无线发射模块；
所述电子手写笔采用双总线结构实现硬件系统的连接，所述双总线为数据总线和控制总线，数据总线用于传输数据，控制总线用于传 送控制信号；
所述三轴陀螺仪设置在笔杆中，其连接A/D转换器和控制总线，用于测量电子手写笔笔杆运动所产生的三个测量坐标轴方向的加速度及旋转产生的角速度；
所述压力传感器中的感应元件作为笔尖，压力传感器连接A/D转换器和控制总线，用于测量在平面书写时产生的压力信息；
所述A/D转换器负责将三轴陀螺仪和压力传感器所采集到的模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器与数据总线和控制总线连接；
所述微处理器连接数据总线和控制总线，负责三轴陀螺仪、压力传感器数据的获取，并对获取的数据进行处理运算后发给无线发送模块，并发送控制信号，负责系统内部的控制流程；
所述无线发射模块连接数据总线和控制总线，所述无线发射模块实现与外部接收设备的连接；
所述存储器连接数据总线和控制总线，用于存储三轴陀螺仪和压力传感器采集到的数据及经微处理器处理后的数据。
进一步地，本实用新型为三轴陀螺仪和压力传感器分别配设A/D转换器，三轴陀螺仪的A/D转换器与三轴陀螺仪相连，将三轴陀螺仪采集的模拟信号转换为数字信号，压力传感器的A/D转换器与压力传感器相连，将压力传感器采集的模拟信号转换为数字信号。
进一步地，三轴陀螺仪安装于电子手写笔的靠近其前端的部位，三轴陀螺仪的Z轴与电子手写笔的轴线重合。
由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了电子手写的硬件平台，在加载软件后它可以像使用真实的笔一样在任何平面上书写，无需特定的书写屏幕，书写不受制约，用户体验感强，可用于专门的文字输入，携带简便其使用方便、舒适。本实用新型在加载软件后还能将书写轨迹记录下来，并进行识别；还可以实现空间轨迹、擦除和顿笔动作等复杂行为模式的识别，可用于人机交互且饶有趣味。
附图说明
图1是本实用新型电子手写笔的外观示意图。
图2是本实用新型电子手写笔的内部结构示意图。
图3是本实用新型电子手写笔的硬件组成框图。
图4是本实用新型电子手写笔的内部实现方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型电子手写笔的实现作进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
图1展示本发明电子手写笔的一种外观形状，从外形上讲，本发明电子手写笔与一般书写笔基本一致，由笔尖和笔杆两部分组成，笔尖用于书写，笔杆用于安装内部结构。
图2示出了本发明电子手写笔的一种内部结构设计，包括压力传感器100、三轴陀螺仪101、A/D转换器102、微处理器103、存储器104、电源105、无线发射模块106和开关107 。
参照图3，所述电子手写笔采用双总线结构实现硬件系统的连接，所述双总线为数据总线和控制总线，数据总线用于传输数据，控制总线用于传送控制信号。
所述三轴陀螺仪设置在笔杆中，其连接A/D转换器和控制总线，用于测量电子手写笔在书写、转动及其他行为模式下，笔杆运动所产生的三个测量坐标轴方向的加速度和角速度。
所述压力传感器中的感应元件作为笔尖，压力传感器连接A/D转换器和控制总线，用于测量在平面书写时产生的压力信息。
本实施例为三轴陀螺仪和压力传感器分别配设A/D转换器，三轴陀螺仪的A/D转换器与三轴陀螺仪相连，转换三轴陀螺仪采集的数据，压力传感器的A/D转换器与压力传感器相连，转换压力传感器采集的数据。
所述A/D转换器负责将三轴陀螺仪和压力传感器所采集到的模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器与数据总线和控制总线连接。
所述微处理器连接数据总线和控制总线，接收来自A/D转换器的数字信号，获取三轴陀螺仪、压力传感器的数据，并对获取的数据进行处理运算后发给无线发送模块，并发送控制信号，负责系统内部的控制流程，对整个系统数据的存储、发送及各部件起控制作用。
所述无线发射模块连接数据总线和控制总线，受微处理器103控制，所述无线发射模块实现与外部接收设备的连接，将来自微处理器103及存储器104的数据信息发送给外部接收设备。所述无线发射模 块可采用执行常用的无线通讯协议的常用无线通讯装置。
所述存储器连接数据总线和控制总线，用于存储三轴陀螺仪和压力传感器采集到的数据及经微处理器处理后的数据。
本实用新型电子手写笔的作用原理是：将压力传感器100安装于笔的前端，其敏感部件作为笔尖使用，当电子手写笔在平面书写时，就可以测得相应的压力信息，可用于判断当前的模态并用于相应的内部数据处理的控制依据。三轴陀螺仪安装于笔靠近前端部分，Z轴与电子手写笔的轴线重合，当电子手写笔进行各种平面运动、转动、空间运动及各种复杂行为模式时，可以测得电子手写笔在测量坐标系各轴向上的加速度和角速度信息，对加速度进行积分得到速度、位移，对角速度进行积分可以得到转过的角度。结合压力传感器的信息，对这些数据进行处理，可以得到运动轨迹信息，并进行相应的识别，就可以知道书写的文字；其他复杂行为模式对应于不同的信息，对这些信息进行相应的模式识别，就可以知道笔的各种复杂动作。
本实用新型的工作流程图如附图4所示。上电后，系统进行相应的自检，笔杆运动带动各传感器运动，压力传感器和三轴陀螺仪测得压力、加速度和角速度信息，经转换后输入微处理器进行处理，然后存入存储器、利用无线发射模块发射给外部接收设备。
本实用新型可设定单独的外部接收设备，该接收设备可与电脑等智能设备相连，也可直接将相应的软件模块设在智能设备中，不再设该外部接收设备。在工作情况下，接收来自无线发射模块的信息，依据相应的软件进行识别，并对结果进行编码、显示等。
Claims (3)
1.电子手写笔，其外部形状包括笔尖和笔杆，所述电子手写笔内设有三轴陀螺仪、微处理器、电源、A/D转换器、存储器，其特征在于所述电子手写笔内还设有压力传感器、无线发射模块；
所述电子手写笔采用双总线结构实现硬件系统的连接，所述双总线为数据总线和控制总线，数据总线用于传输数据，控制总线用于传送控制信号；
所述三轴陀螺仪设置在笔杆中，其连接A/D转换器和控制总线，用于测量电子手写笔笔杆运动所产生的三个测量坐标轴方向的加速度及旋转产生的角速度；
所述压力传感器中的感应元件作为笔尖，压力传感器连接A/D转换器和控制总线，用于测量在平面书写时产生的压力信息；
所述A/D转换器负责将三轴陀螺仪和压力传感器所采集到的模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器与数据总线和控制总线连接；
所述微处理器连接数据总线和控制总线，负责三轴陀螺仪、压力传感器数据的获取，并对获取的数据进行处理运算后发给无线发送模块，并发送控制信号，负责系统内部的控制流程；
所述无线发射模块连接数据总线和控制总线，所述无线发射模块实现与外部接收设备的连接；
所述存储器连接数据总线和控制总线，用于存储三轴陀螺仪和压力传感器采集到的数据及经微处理器处理后的数据。
2.如权利要求1所述的电子手写笔，其特征在于它为三轴陀螺仪和压力传感器分别配设A/D转换器，三轴陀螺仪的A/D转换器与三轴陀螺仪相连，将三轴陀螺仪采集的模拟信号转换为数字信号，压力传感器的A/D转换器与压力传感器相连，将压力传感器采集的模拟信号转换为数字信号。
3.如权利要求1所述的电子手写笔，其特征在于三轴陀螺仪安装于电子手写笔的靠近其前端的部位，三轴陀螺仪的Z轴与电子手写笔的轴线重合。
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| CN104951103A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-09-30 | 闫建伟 | 一种智能电子笔 |
| CN106909238A (zh) * | 2017-02-04 | 2017-06-30 | 广州华欣电子科技有限公司 | 智能笔及智能笔书写方法 |
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