CN202795271U - 一种带有移动电源的激光笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有移动电源的激光笔，激光笔包括：外壳、位于外壳内的激光发光装置、置于外壳内的移动电源及置于外壳上的第二开关、充电接口、及放电接口，移动电源包括：电池、充电控制单元、放电控制单元、主控单元、及第一开关；电池，用于给激光发光装置及上述各单元供电；充电控制单元，用于检测控制电池的充电状态；放电控制单元，用于检测控制电池的放电状态；第一开关，用于控制电池是否接通激光发光装置以给激光发光装置供电；主控单元，用于控制充电控制单元和放电控制单元，且还用于根据第二开关的命令及上述检测到的电池的充电状态和放电状态来控制第一开关的通断。本实用新型提供的激光笔不用更换电池、寿命较长，且其使用安全可靠。

Description

一种带有移动电源的激光笔

技术领域

本实用新型涉及一种改进的激光笔，尤其涉及一种带有移动电源的激光笔。

背景技术

随着电子技术的日益发展和完善，电子设备和产品已经深入到人们的日常生活的各个方面。而在教育或培训或会议中，激光笔由于具有极好的远程指示功能而被广泛的得到了应用。激光笔又名激光教鞭或指星笔，其低功率的可视激光让使用者在教学、演示时很大限度的发挥肢体语言的优势，例如让教学演讲更生动完美，其大大解决了以往在课堂和会议上使用鼠标的不便，也具有帮助天文爱好者辨认星星等优点。

一般的激光笔均配有电池，但现有技术中应用于激光笔中的电池不能充电，当电池没电时，必须更换；而且，并不容易在市面上买到匹配激光笔的电池，故用户通常在激光笔原有的电池用完时丢弃激光笔，这给用户造成不便，也减少了激光笔的寿命。

同时，现有技术中激光笔使用硬开关控制激光笔的开启，即激光笔上的按键按下，则激光笔亮。这种工作模式虽然简单方便，但对于一些不能避免的误操作（如不小心触到开关），其有可能使激光直射人眼等部位,这样比较危险。而且，更重要的是，激光笔中的激光发光装置的工作电压如果不稳定，其使得激光笔的使用不够安全可靠，且使得激光发光装置极易被损坏，以致减少了激光笔的寿命。 

可以理解的是，本部分的陈述仅仅提供与本实用新型相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中激光笔的电池需要更换、寿命较短、且使用不够安全可靠的缺陷，提供一种不需更换电池、寿命长、且使用安全可靠的激光笔。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种带有移动电源的激光笔，其包括：外壳、位于外壳内的用于提供激光的激光发光装置、及设置于外壳内的用于给所述激光发光装置供电的移动电源，移动电源包括：电池、充电控制单元、放电控制单元、主控单元、第一开关、与电池相连且置于外壳上的用于外界给电池充电的充电接口、及与电池相连且置于外壳上的用于电池给外界负载供电的放电接口；所述激光笔还包括设置于外壳上供用户发出开启或关闭激光笔的命令的第二开关，所述第二开关与主控单元的输入端相连；所述电池，用于给激光发光装置及上述各单元供电；所述充电控制单元，用于检测和控制电池的充电状态；所述放电控制单元，用于检测和控制电池的放电状态；所述第一开关，用于控制电池是否接通激光发光装置以给激光发光装置供电；所述主控单元，用于控制所述充电控制单元和放电控制单元，且还用于根据第二开关的命令及上述检测到的电池的充电状态和放电状态来控制第一开关的通断。

在上述激光笔中，所述充电接口及放电接口均为USB接口。

在上述激光笔中，所述充电控制单元包括：第一采样模块，用于采集充电接口上的电压、电池的充电电压、及电池的充电电流；第一存储模块，用于存储电池安全充电的参数、及存储第一采样模块采集的数据；第一控制模块，用于根据第一采样模块采集的数据及第一存储模块中存储的参数判断和控制电池的充电过程。

在上述激光笔中，所述放电控制单元包括：第二采样模块，用于采集放电接口上的电压、电池的放电电压、及电池的放电电流；第二存储模块，用于存储电池安全放电的参数、及存储第二采样模块采集的数据；第二控制模块，用于根据第二采样模块采集的数据及第二存储模块中存储的参数判断和控制电池的放电过程。

在上述激光笔中，所述第一开关包括三极管Q1、电阻R2、R3；三极管Q1的基极通过电阻R2与所述主控单元的输出端相连，其发射极接地，其集电极通过电阻R3接激光发光装置的负极输入端，激光发光装置的正极输入端接电池的正极，电池的负极接地。

在上述激光笔中，还包括防止电流倒流的保护单元，保护单元连接于电池与主控单元之间，所述保护单元包括二极管D1及电阻R1，二极管的阳极接地，其阴极通过电阻R1接电池正极，电池负极接地。

在上述激光笔中，所述第二开关为手动开关，其一端同时接二极管D1的阴极和主控单元的输入端，其另一端接地。

在上述激光笔中，还包括用于充放电异常及开启激光笔异常时报警的报警单元，所述报警单元同时与充电控制单元、放电控制单元、及主控单元相连。

本实用新型提供的带有移动电源的激光笔，其在外壳内同时设置激光发光装置及移动电源，通过主控单元同时控制移动电源中充电控制单元、放电控制单元、及控制第一开关来控制电池是否给激光发光装置供电，从而其将移动电源及激光笔的功能结合为一整体。即移动电源中可以充电的电池可以长久持续的给激光笔供电，所以激光笔不用更换电池，使得激光笔寿命较长，而且，通过主控单元控制充电控制单元及放电控制单元可以检测判断电池是否在充电和/或放电，且主控单元根据第二开关的有效的触发命令结合判断的电池的状态，使得仅当电池处于既不充电也不放电的状态时，才闭合第一开关，即使得激光发光装置的驱动电压稳定时才能接通激光发光装置使激光笔开启发光。故其使激光笔的使用更安全可靠。  

附图说明

图1是本实用新型提供的带有移动电源的激光笔的外壳内的结构示意图；

图2是本实用新型提供的激光笔一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的激光笔一实施例中第二开关结合保护单元与主控单元的连接示意图；

图4是本实用新型提供的激光笔一实施例中第一开关及其周围结构的电路示意图；

图5是本实用新型提供的一实施例中开启激光笔的工作流程图。  

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的激光笔结合移动电源，使得激光笔的电池不用更换，可以长期使用移动电源中的电池，从而提高了激光笔的使用寿命，而且其能够使激光笔的使用更安全可靠。参见图1至图5所示，本实用新型提供的带有移动电源的激光笔主要包括：外壳、激光发光装置7、移动电源、及用于开启或关闭激光笔的第二开关8。激光发光装置7设置于外壳内，其用于提供使激光笔发光的激光源。移动电源设置于外壳内，以给激光发光装置7供电，进而驱动激光发光装置7发出激光。第二开关8设置于外壳上，以供用户发出开启或关闭激光笔的命令，第二开关8通过与主控单元5的输入端相连，以向主控单元5发出指令，进而由主控单元5控制最终是否开启或关闭激光笔。移动电源包括电池2、充电控制单元4、放电控制单元3、主控单元5、第一开关6、与电池2相连且置于外壳上的用于外界给电池2充电的充电接口1、及与电池相连且置于外壳上的用于电池给外界负载供电的放电接口。其中，电池2用于给激光发光装置7、充电控制单元4、放电控制单元3、主控单元5及其它所有需要供电的单元供电；充电控制单元4用于检测和控制电池2的充电状态，即充电控制单元4检测电池2是否处于充电状态及检测电池2充电的电压电流等状态，且充电控制单元4控制电池2的充电状态；同样，放电控制单元3，用于检测和控制电池2的放电状态；第一开关6用于控制电池2是否接通激光发光装置7以给激光发光装置7供电；即第一开关6的通断决定电池2是否可以开始给激光发光装置7供电，而第一开关6的通断受控于主控单元5。具体的，主控单元5用于控制充电控制单元4的工作、放电控制单元3的工作、且根据第二开关8的命令和电池2的充电状态和放电状态来控制第一开关6的通断。

当主控单元5接收到第二开关8发出的开启激光笔的命令后，主控单元5通过输出指令控制充电控制单元4及放电控制单元3的工作，即检测控制电池2的状态，主控单元5接收到充电控制单元4反馈回来的电池2的充电状态及放电控制单元3反馈回来的电池2的放电状态后，如果电池2处于既未充电也未放电，则其发出指令闭合第一开关6，进而使电池2给激光发光装置7供电，即最终开启激光笔。激光笔开启后，当主控单元5检测到第二开关8闭合后，主控单元5发出指令断开第一开关6，即使电池2停止给激光发光装置7供电，进而使激光笔关掉；同时，主控单元5根据情况控制是否使充电控制单元4及放电控制单元3停止工作，例如，此时电池2依然既未充电也未放电，则主控单元5使充电控制单元4及放电控制单元3停止工作，如果电池2处于充电和/或放电，则主控单元5继续控制充电控制单元4和/或放电控制单元3的工作。

本实用新型提供的激光笔通过充电接口1能随时给电池2充电，同时，激光笔的外壳上设置有用于电池2给外界负载供电的放电接口，故其可以同时具有移动电源的功能，既可以随时给电池2充电也可以通过电池2随时给外界放电。更优选地，充电接口1及放电接口均为USB接口，以便与各种型号的终端匹配，使其通用性和方便性更好。其中，激光发光装置7的结构为现有技术所熟知，在此不再赘述。

再次参见图2所示实施例，充电控制单元4包括第一采样模块、第一存储模块、及第一控制模块。其中，第一采样模块用于采集充电接口1上的电压及采集电池2的工作特性，例如电池2充电时，采集电池2的充电电压、充电电流、工作温度等工作特性；第一存储模块将第一采样模块采集的数据进行存储，同时，第一存储模块存储有电池2处于安全充电状态时的参数；第一控制模块，用于根据第一采样模块采集的数据及第一存储模块中存储的参数判断和控制电池2的充电过程。具体的，第一控制模块接收到主控单元5发出的开始采集电池2的状态的信号后，其发出指令给第一采样模块开始采样。当第一控制模块接收到第一采样模块采集的数据后，其如果发现充电接口1上的电压不为零，例如为5V时，其判断电池2处于充电状态，则第一控制模块发出指令使第一采样模块继续采集电池2的充电电压、充电电流、及温度，并将采集到的数据与第一存储模块中安全充电的参数比较判断电池2是否处于过充或温度过高，如果是，则第一控制模块发出指令停止充电。上述中，充电控制模块通过检测判断充电接口1上的电压来判断电池2是否处于充电状态，但本实用新型提供的激光笔并不局限于此，也可以采用本领域熟知的其它方式。则充电控制单元4会局部的据此有相应的改动，判断电池2是否处于充电的方法及第一采样模块的结构为本领域技术人员所熟知的技术，在此不再赘述。

优选地，放电控制单元3包括：第二采样模块，用于采集放电接口9上的电压、电池2的放电电压、及电池2的放电电流；第二存储模块，用于存储电池2安全放电的参数、及存储第二采样模块采集的数据；第二控制模块，用于根据第二采样模块采集的数据及第二存储模块中存储的参数判断和控制电池2的放电过程。放电控制单元3的结构及原理与上述充电控制单元4的类似。第二控制模块根据第二采样模块采集到的放电接口9上的电压来判断电池2是否处于放电状态，如果是，则发出指令检测并控制其放电过程。

第一开关6主要用于接通或断开电池2与激光发光装置7的回路，实现电池2是否给激光发光装置7供电。参见图4所示实施例，优选地，第一开关6包括三极管Q1、电阻R2、R3；三极管Q1的基极通过电阻R2与所述主控单元5的输出端相连，其发射极接地，其集电极通过电阻R3接激光发光装置7的负极输入端（图中J1代表激光发光装置），激光发光装置7的正极输入端接电池2的正极，电池2的负极接地。其中，三极管Q1为NPN型三极管。其工作原理如下：主控单元5与电阻R2相连的一端通常为低电平，故三极管通常处于断开状态，而三极管的集电极接激光发光装置7的负极输入端，且激光发光装置7的正极输入端接电池2的正极，电池2的负极接地，故通常情况下，电池2与激光发光装置7之间处于断开，电池2无法给激光发光装置7供电。当主控单元5发出指令闭合第一开关6时，主控单元5与电阻R2相连的一端输出高电平，故三极管导通，其发射极接地，故电池2与激光发光装置7与地构成完整的回路，电池2可以开始给激光发光装置7供电，进而可以实现开启激光笔。由上可知，第一开关6结构简单，且其响应速度快，使得激光笔的开启与关闭更快捷。优选地，第二开关8为手动开关，在一实施例中，第二开关S2的一端同时接二极管D1的阴极和主控单元5的输入端，其另一端接地。即第二开关S2相当于激光笔外壳上的为用户所熟知的按键，以供用户发出开启或关闭激光笔的命令。当用户按下按键时，与按键相连的主控单元5的输入端接收到接地信号，于是，主控单元5被触发开始命令充电控制单元4及放电控制单元3开始检测反馈电池2的状态。

主控单元5主要通过单片机结合程序实现。优选地，激光笔还包括保护单元，保护单元连接于电池2与主控单元5之间，电池2用于给主控单元5供电。保护单元包括二极管D1及电阻R1，二极管的阳极接地，其阴极通过电阻R1接电池2正极，电池2负极接地。如果电池2提供的电压较高，通常会在电池2与主控单元5之间增加一将电池2电压降低的转换器，以驱动主控单元5中的单片机，此时，保护单元连接于转换器与主控单元5之间。例如图3中，经转换器将电池2的电源转换为低电压后的DVCC端，保护单元连接于DVCC与主控单元5的输入端之间。保护单元可以用于防止电池2或转换器至主控单元5之间的电流倒流。

本实用新型提供的激光笔还包括报警单元，其同时与充电控制单元4、放电控制单元3、及主控单元5的输出端相连。当充电控制单元4检测到电池2充电异常时，其发出指令驱动报警单元报警，同时发出指令断开电池2停止给电池2充电；同理，放电控制单元3检测到电池2放电异常时，驱动报警单元报警并停止放电；当主控单元5检测到开启激光笔异常时，主控单元5驱动报警单元报警。具体的，当主控单元5受到第二开关8的开启命令时，若主控单元5发现电池2不是出于待机状态（即既未被充电也未放电）时，为了保护激光笔，主控单元5不开启激光笔，其同时通过报警单元发出警报，以通知用户激光笔暂时不能开启。

本实用新型提供的带有移动电源的激光笔的开启方法依次包括以下步骤：

S1、主控单元检测判断其是否接受到开启激光笔的命令，若是，执行步骤S2，若否，继续检测判断；即主控单元检测判断是否有用户按下激光笔上的按键发出开启激光笔的命令；

S2、主控单元发出指令使移动电源中的充电控制单元开始检测电池的状态并根据检测到的状态判断电池是否在被充电，同时，主控单元发出指令使移动电源中的放电控制单元开始检测电池的状态并根据检测到的状态判断电池是否在放电，即主控单元命令充电控制单元和放电控制单元检测并判断电池的状态；

S3、主控单元结合充电控制单元及放电控制单元判断的结果判断电池是否处于既未被充电也未放电的状态，若是，则执行S4，若否，返回步骤S1；

S4：主控单元发出指令开启激光笔，即主控单元发出指令闭合第一开关，以使电池给激光发光装置供电。

所以，本实用新型提供的激光笔的开启方法可以控制实现激光发光装置仅在驱动电压稳定时工作，即仅在电池处于待机时才工作。这样可以保证激光发光装置的工作电压稳定，进而使激光笔的工作安全可靠，也延长了激光发光装置及激光笔的寿命。同时，结合移动电源使得激光笔的电池不用更换，也增加了激光笔的寿命。

优选地，在骤S1与S2之间还包括：等待预定时间段后，主控单元再次检测判断其是否接受到开启激光笔的命令，若是，执行步骤S2，若否，返回步骤S1。即如果外界不小心触发按了下按键（即第二开关），如果是误操作，通常第二开关会反弹回来继续保持断开状态，通过延时检测会检测到第二开关处于断开状态，则主控单元不使激光笔亮，如果真的是用户通过第二开关发出开启激光笔的命令，则主控单元延时一很小的时间段后依然可以检测到第二开关发出的开启命令。故本实用新型提供的激光笔可以避免误操作开启激光笔带来的危险。同时优选地，步骤S3还包括：在判断为否时，返回步骤S1的同时，主控单元发出指令驱动报警单元报警，即向用户发出开启异常的报警，以便用户知道激光笔的状态。

结合图5所示的实施例说明其工作过程如下：首先，执行步骤S11，主控单元检测判断其是否接受到开启激光笔的命令，此时，若有按键按下发出开启命令，执行步骤S12，若否，继续检测判断；步骤S12，等待200MS后，主控单元再次检测判断其是否接受到开启激光笔的命令，若是，执行步骤S13，若否，返回步骤S11；即依然检测到开启激光笔的命令时，表示本次开启命令非误操作，开始执行步骤S13：主控单元中单片机输出高电平驱动充电控制单元及放电控制单元开始检测电池的状态；充电控制单元将检测判断的结果反馈给主控单元，且发电控制单元将检测到的结果反馈给主控单元，然后执行步骤S14：主控单元根据接收到充电控制单元及放电控制单元反馈的判断结果判断出电池是否处于待机状态，若是，执行步骤S15，则主控单元输出高电平命令使第一开关闭合，从而电池连接到激光发光装置，则激光笔亮，同时主控单元通过控制信号使移动电源不能充电也不能对外界放电。若上面主控单元判断电池不是处于待机状态，则其返回步骤S11继续检测判断是否有开启激光笔的命令，同时，主控单元会控制充电控制单元和/或放电控制单元的充放电状态，而且，主控单元发出指令驱动报警单元报警，以告诉用户开启异常。在激光笔亮后，若主控单元检测到关闭激光笔的命令（即第二开关闭合），则单片机输出低电平，即主控单元发出指令断开第一开关，激光笔灭。

主控单元的输入端可以通过多种方式检测判断用户是否发出开启激光笔的命令。由于第二开关优选为手动开关，开启激光笔的命令通过闭合第二开关实现，故主控单元检测判断其是否接受到开启激光笔的命令是通过检测判断第二开关是否闭合。更优选地，作为第二开关的手动开关的一端接地，故优选地，检测判断第二开关是否闭合是通过检测判断主控单元上与第二开关相连的端子是否接地，即检测判断该端子是否有接地信号输入。

因为充放电会使电池电压有明显的波动,所以电池对外界放电或受外界充电的过程与激光笔发出激光的过程分开使用，可以避免激光发光装置在工作时因电压不稳定而损坏，从而可以提高激光笔的寿命。本实用新型提供的激光笔的外壳可以做出常规的笔的形状，也可以做出常规的移动电源的形状，其可以同时具有激光笔及移动电源的功能。

综上所述，本实用新型提供的激光笔通过移动电源中的主控单元、充电控制单元、放电控制单元、结合第一开关、第二开关的控制，可以实现只在电池处于待机的时候开启第二开关才能开启激光笔。所以，其可减少对激光笔的损伤，而且，主控单元还可以根据对第二开关的命令进行延时检测，可以避免外界对激光笔的误操作导致的误启动，所以，本实用新型提供的激光笔的开启更安全可靠，进而能有效的保护电池及激光笔。同时，激光笔中的电池不用更换，其能长期使用，进而提高了激光笔的寿命。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有移动电源的激光笔，其特征在于，包括：外壳、位于外壳内的用于提供激光的激光发光装置、及设置于外壳内的用于给所述激光发光装置供电的移动电源，移动电源包括：电池、充电控制单元、放电控制单元、主控单元、第一开关、与电池相连且置于外壳上的用于外界给电池充电的充电接口、及与电池相连且置于外壳上的用于电池给外界负载供电的放电接口；

所述激光笔还包括设置于外壳上供用户发出开启或关闭激光笔的命令的第二开关，所述第二开关与主控单元的输入端相连；

所述电池，用于给激光发光装置及上述各单元供电；

所述充电控制单元，用于检测和控制电池的充电状态；

所述放电控制单元，用于检测和控制电池的放电状态；

所述第一开关，用于控制电池是否接通激光发光装置以给激光发光装置供电；

所述主控单元，用于控制所述充电控制单元和放电控制单元，且还用于根据第二开关的命令及检测到的电池的充电状态和放电状态来控制第一开关的通断。

2.如权利要求1所述的激光笔，其特征在于，所述充电接口及放电接口均为USB接口。

3.如权利要求1所述的激光笔，其特征在于，所述充电控制单元包括：

第一采样模块，用于采集充电接口上的电压、电池的充电电压、及电池的充电电流；

第一存储模块，用于存储电池安全充电的参数、及存储第一采样模块采集的数据；

第一控制模块，用于根据第一采样模块采集的数据及第一存储模块中存储的参数判断和控制电池的充电过程。

4.如权利要求1所述的激光笔，其特征在于，所述放电控制单元包括：

第二采样模块，用于采集放电接口上的电压、电池的放电电压、及电池的放电电流；

第二存储模块，用于存储电池安全放电的参数、及存储第二采样模块采集的数据；

第二控制模块，用于根据第二采样模块采集的数据及第二存储模块中存储的参数判断和控制电池的放电过程。

5.如权利要求1所述的激光笔，其特征在于，所述第一开关包括三极管Q1、电阻R2、R3；

三极管Q1的基极通过电阻R2与所述主控单元的输出端相连，其发射极接地，其集电极通过电阻R3接激光发光装置的负极输入端，激光发光装置的正极输入端接电池的正极，电池的负极接地。

6.如权利要求1至5中任一项所述的激光笔，其特征在于，还包括防止电流倒流的保护单元，保护单元连接于电池与主控单元之间，所述保护单元包括二极管D1及电阻R1，二极管的阳极接地，其阴极通过电阻R1接电池正极，电池负极接地。

7.如权利要求6所述的激光笔，其特征在于，所述第二开关为手动开关，其一端同时接二极管D1的阴极和主控单元的输入端，其另一端接地。

8.如权利要求1至5中任一项所述的激光笔，其特征在于，还包括用于充放电异常及开启激光笔异常时报警的报警单元，所述报警单元同时与充电控制单元、放电控制单元、及主控单元相连。

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