CN206133509U - 压感检测装置和压感笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压感检测装置和压感笔，其中，该装置包括检测板、弹性导电体、电源和微控制器；检测板设置有第一检测电阻、分压电阻和电源接入点，第一检测电阻的一端通过分压电阻与电源的一极相连，第一检测电阻的另一端与电源接入点分离设置；微控制器与第一检测电阻的一端相连以检测电压值；电源接入点与电源的另一极相连；弹性导电体的一端连接有驱动件，另一端与检测板分离；当驱动件受力时，弹性导电体的另一端与检测板接触，导通第一检测电阻与电源接入点形成回路，弹性导电体受力发生形变改变第一检测电阻的一端与电源接入点之间的阻值。实现了压感检测装置在低功耗下待机，减少了制造成本。

Description

压感检测装置和压感笔

技术领域

本实用新型实施例涉及智能输入设备领域，尤其涉及压感检测装置和压感笔。

背景技术

随着科技的发展，人们对压感笔的要求不仅仅是能书写，还要求它能实现书写笔迹的粗细随着用户书写的力度不同而变化。

目前压感笔中多使用压力传感器实现压力检测，进而根据压力大小来决定笔迹的粗细，比如使用压电传感器、压容传感器或压阻传感器等来检测书写的压力大小。以采用压电传感器检测压力为例，由于压电材料受到压力时会在其表面产生电荷，压力材料受力所产生的电荷量与压力的大小成正比，因而通过相关电路可以把压力值转换为电压值，但是需要一直处在工作状态，功耗大。

虽然现有技术中压感笔能实现对压力的检测，但是存在压力检测电路待机功耗大的问题，如果设计专门的电路在压感笔暂时不用时，用来关闭压感笔以降低功耗，压感笔的制造成本会随之增加。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种压感检测装置和压感笔，以实现压感笔在低功耗下待机的同时减少制造成本。

第一方面，本实用新型提供了一种压感检测装置，包括检测板、弹性导电体、电源和微控制器；

所述检测板设置有第一检测电阻、分压电阻和电源接入点，所述第一检测电阻的一端通过所述分压电阻与所述电源的一极相连，所述第一检测电阻的另一端与所述电源接入点分离设置；所述微控制器与所述第一检测电阻的一端相连以检测电压值；所述电源接入点与所述电源的另一极相连；

所述弹性导电体的一端连接有驱动件，另一端与所述检测板分离；

当所述驱动件受力时，所述弹性导电体的另一端与所述检测板接触，导通所述第一检测电阻与所述电源接入点形成回路，所述弹性导电体受力发生形变改变所述第一检测电阻的一端与所述电源接入点之间的阻值。

上述装置中，可选的是，所述检测板还设置有第二检测电阻，所述电源接入点通过所述第二检测电阻与所述电源的另一极相连，当所述驱动件受力时，所述弹性导电体受力发生形变改变所述第二检测电阻接入回路的阻值。

上述装置中，可选的是，所述检测板包括多个所述第一检测电阻。

上述装置中，可选的是，多个所述第一检测电阻沿着以所述电源接入点为圆心的圆的径向排列。

上述装置中，可选的是，所述检测板包括多组所述第一检测电阻和所述第二检测电阻。

上述装置中，可选的是，所述第一检测电阻和所述第二检测电阻为线性碳膜电阻。

上述装置中，可选的是，所述弹性导电体为导电硅胶体。

上述装置中，可选的是，所述弹性导电体的阻值小于100OHM。

上述装置中，可选的是，所述弹性导电体为锥形或半球形。

第二方面，本实用新型提供了一种压感笔，包括上述任一压感检测装置。

本实用新型的有益效果为，通过使用驱动件驱动弹性导电体，使弹性导电体的另一端与检测板接触，导通第一检测电阻与电源接入点形成回路，弹性导电体受力后发生形变，改变第一检测电阻的一端与所述电源接入点之间的阻值，随着该阻值的变化，与第一检测电阻的一端相连的微控制器所检测到的电压值也会发生变化；当驱动件不受力时，弹性导电体的另一端与检测板不接触，回路就会断开，功耗降低，微控制器接收回路断开触发信号后，会处于睡眠状态以降低功耗，另外，由于不需要设计专门的开关控制电路，所以实现了压感检测装置在低功耗下待机，也即实现了包括该压感检测装置的压感笔在低功耗下待机的同时减少了制造成本。

附图说明

图1A是本实用新型实施例一中的一种压感检测装置的结构示意图；

图1B是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体发生形变前的结构示意图；

图1C是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体开始发生形变时的结构示意图；

图1D是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体发生形变后的结构示意图；

图1E是本实用新型实施例一中的一种多个第一检测电阻的排列结构示意图；

图1F是本实用新型实施例一中的一种多个第一检测电阻的排列结构示意图；

图2A是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体发生形变前的结构示意图；

图2B是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体开始发生形变时的结构示意图；

图2C是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体发生形变后的结构示意图；

图2D是本实用新型实施例二中的一种多组第一检测电阻和第二检测电阻的排列结构示意图；

图2E是本实用新型实施例二中的一种多组第一检测电阻和第二检测电阻的排列结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A是本实用新型实施例一中的一种压感检测装置的结构示意图，图1B是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体发生形变前的结构示意图。参考图1A，该装置包括弹性导电体10、检测板11、微控制器12和电源13；参考图1B，其中，检测板11设置有第一检测电阻110、分压电阻(图1B中未示出)和电源接入点111，第一检测电阻110的一端(图1B中的左端)通过分压电阻与电源13(图1B中未示出)的一极相连，第一检测电阻110的另一端(图1B中的右端)与电源接入点111分离设置；微控制器12(图1B中未示出)与第一检测电阻110的一端相连以检测电压值；电源接入点111与电源13的另一极相连；弹性导电体10的一端连接有驱动件14，另一端与检测板11分离；当驱动件14受力时，带动弹性导电体10的位置发生变化，弹性导电体10的另一端与检测板11接触，导通第一检测电阻110与电源接入点111形成回路，弹性导电体10受力发生形变改变第一检测电阻110的一端与电源接入点111之间的阻值。

示例性的，参考图1B，当弹性导电体10与检测板11分离时，第一检测电阻110的另一端与电源接入点111是分离的，也即是整个电路是断开的，此时该压感检测装置处于待机状态，由于电路中没有电流通过，其功耗是很低的。

图1C是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体开始发生形变时的结构示意图，参考图1C，弹性导电体10受驱动件14带动与检测板11逐渐接近，当弹性导电体10刚开始短接第一检测电阻110的另一端与电源接入点111时，由于选用的弹性导电体10的阻值很小，这样就相当于使用一根导线使得回路导通，此时微控制器12会接收一个到触发信号，压感检测装置从待机状态变为工作状态。

图1D是本实用新型实施例一中的一种弹性导电体发生形变后的结构示意图，当驱动件14受力加大形成对弹性导电体10的挤压，弹性导电体10发生形变，参考图1D，弹性导电体10受到挤压发生形变后，另一端与检测板11的接触面变大，相当于逐渐的从第一检测电阻110的另一端向第一检测电阻110的一端进行覆盖，由于弹性导电体10的阻值远远小于第一检测电阻110的阻值，此时第一检测电阻110接入回路的阻值就会减少，所以此时第一检测电阻110的一端的电压值就会发生变化，与第一检测电阻110的一端相连的微控制器12接收到的电压值就会发生相应的变化，通过使用模数转换器可以将电压值转化为压力值，从而实现压感的后续功能。

当驱动件14不受力时，弹性导电体10会恢复到原来的样子和位置，此时该压感检测装置重新处于待机状态。本实施例提供的压感检测装置，应用时不需要额外设计专门的开关来唤醒检测装置，将待检测的压力通过驱动件14使得弹性导电体10发生位移和形变，就可以实现压感检测装置的唤醒。

图1E是本实用新型实施例一中的一种多个第一检测电阻的排列结构示意图，参考图1E，在本实用新型实施例中，检测板11可以包括多个所述第一检测电阻110，多个第一检测电阻110可以沿着以电源接入点111为圆心的圆的径向排列，由于弹性导电体10与检测板11接触时是一个圆形的接触面(参见图1E中的虚线圆)，所以可以采用上述排列方式，使得微控制器12可以同时检测到多组电压值。对多组电压值做平均处理，可以优化压力精度，其中，在获取平均值时可以剔除明显偏离的其他电压值的电压值，这些明显偏离的电压值，可能是由这条检测线路中出现故障导致的。

图1F是本实用新型实施例一中的一种多个第一检测电阻的排列结构示意图，参考图1F，多个第一检测电阻110也可以是平行排列的方式，图1F中的虚线圆代表某一时刻弹性导电体10与检测板11的接触面，但是这种排列方式，会使得第一检测电阻110的个数比较少，处于排列阵列两侧的第一检测电阻110被弹性导电体10覆盖的面积会小一点，导致其接入回路中的阻值比较大。因此，第一检测电阻110平行排列时的个数不能太多，在本实施例中优选为3个。

在本实用新型实施例中，弹性导电体10可以为导电硅胶体，也可以是其他导电弹性材料制成的结构体，又或者是包覆有柔性电路板的弹性体，只要满足能够导电和能够发生形变。此外，弹性导电体10的阻值，理想情况下是0OHM，实际情况下，要小于100OHM。弹性导电体10可以为锥形(例如棱锥或圆锥)或半球形。

本实施例提供的压感检测装置，通过使用驱动件驱动弹性导电体，使弹性导电体的另一端与检测板接触，导通第一检测电阻与电源接入点形成回路，弹性导电体受力后发生形变，改变第一检测电阻的一端与所述电源接入点之间的阻值，随着该阻值的变化，与第一检测电阻的一端相连的微控制器所检测到的电压值也会发生变化；当驱动件不受力时，弹性导电体的另一端与检测板不接触，回路就会断开，功耗降低，微控制器接收回路断开触发信号后，会处于睡眠状态以降低功耗，另外，由于不需要设计专门的开关控制电路，所以实现了压感检测装置在低功耗下待机的同时减少了制造成本。

实施例二

图2A是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体发生形变前的结构示意图；本实施例在上述实施例的基础上，参考图2A，在检测板22上除了第一检测电阻220外，还设置有第二检测电阻221，电源接入点(与第二检测电阻221的一端重合)通过第二检测电阻221与电源(图2A中未示出)的另一极相连，当驱动件20受力时，弹性导电体21受力发生形变改变第二检测电阻221接入回路的阻值。

参考图2A，弹性导电体21与检测板22处于分离状态时，第一检测电阻220和第二检测电阻221之间是断开的，电路是断开的，此时该压感检测装置处于待机状态，电路中也不会有电流流过，整个电路的功耗是很低的。

图2B是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体开始发生形变时的结构示意图，参考图2B，弹性导电体21受驱动件20驱动与检测板22逐渐接近，当弹性导电体21刚开始短接第一检测电阻220的另一端与第二检测电阻221的一端时，由于选用的弹性导电体21能够导电，并且阻值远小于第一检测电阻220和第二检测电阻221，这样就相当于使用一根导线使得回路导通，此时微控制器12会接收一个到触发信号，压感检测装置从待机状态变为工作状态，此时电路中接入的电阻主要是第一检测电阻220的整体和第二检测电阻221的整体。

图2C是本实用新型实施例二中的一种弹性导电体发生形变后的结构示意，参考图2C，驱动件20继续驱动弹性导电体21，弹性导电体21与检测板22挤压发生形变，弹性导电体21与检测板22的接触面积变大，逐渐的从第一检测电阻220的另一端向第一检测电阻220的一端进行覆盖，同时也会从第二检测电阻221的一端向第二检测电阻221的另一端进行覆盖。由于弹性导电体21的阻值远远小于第一检测电阻220和第二检测电阻221的阻值，此时第一检测电阻220和第二检测电阻221接入回路的阻值都会减少，所以此时第一检测电阻220的一端的电压值就会发生变化，与第一检测电阻220的一端相连的微控制器(图2C中未示出)接收到的电压值就会发生相应的变化，通过使用模数转换器可以将电压值转化为压力值，从而实现压感的后续功能。

与实施例一中只通过第一检测电阻110接入回路阻值的变化来反应压力的变化相比较，本实施例中通过采用弹性导电体21导通第一检测电阻220和第二检测电阻221的方式，使得在同样的压力值下，微控制器检测到的电压值的变化更大。示例性的，实施例一中的第一检测电阻110的阻值为10k OHM，本实施例中的第一检测电阻220和第二检测电阻221的阻值均为5k OHM，在相同的弹性导电体21受到相同的压力作用而变形时，由于本实施例中的第一检测电阻220和第二检测电阻221均会被弹性导电体21覆盖，所以接入回路中的电阻的阻值变化会更大。这样在要检测的压力比较小时，本实施例中采用两个检测电阻的这种方案，在微控制器端也能得到相对较大的电压值的变化，也即提高了压感检测系统的灵敏度。

当驱动件20不受力时，弹性导电体21会恢复到原来的样子和位置，此时本实施例中的压感检测装置重新处于待机状态。本实施例中的压感检测装置，同样不需要额外设计专门的开关来唤醒压感检测装置，而是通过使用待检测的压力带动驱动件20使得弹性导电体21发生移动和形变，使得检测回路导通，就可以实现压感检测装置的唤醒。

图2D是本实用新型实施例二中的一种多组第一检测电阻和第二检测电阻的排列结构示意图，参考图2D检测板22可以包括多组第一检测电阻220和第二检测电阻221，其中，每一组第一检测电阻220和第二检测电阻221沿着以第一检测电阻220的另一端和第二检测电阻221的一端构成的线段的中点为圆心的圆的径向对称排列，图2D中的虚线圆代表某一时刻弹性导电体21与检测板22的接触面。

图2E是本实用新型实施例二中的一种多组第一检测电阻和第二检测电阻的排列结构示意图，参考图2E，每一组第一检测电阻220和第二检测电阻221也可以平行排列，图2E中的虚线圆代表某一时刻弹性导电体21与检测板22的接触面。这种排列方式，由于处于排列阵列两侧的第一检测电阻220和第二检测电阻221被弹性导电体21覆盖的面积会小一点，导致其接入回路中的阻值相对于其他组会比较大。因此，平行排列时的组数不能太多，在本实施例中优选为3组。

可选的，在本实施例中的第一检测电阻220和第二检测电阻221为线性碳膜电阻，优选为高耐磨线性可变碳膜电阻，第一检测电阻220和第二检测电阻221的阻值为200～50kOHM。

本实施例提供的压感检测装置，通过使用驱动件驱动弹性导电体，使弹性导电体的另一端与检测板接触，导通第一检测电阻与第二检测电阻形成回路，弹性导电体受力后发生形变，改变第一检测电阻与第二检测电阻接入回路的阻值，随着该阻值的变化，与第一检测电阻的一端相连的微控制器所检测到的电压值也会发生变化，这种采用两个检测电阻的结构，提高了压感检测系统的灵敏度。当驱动件不受力时，弹性导电体的另一端与检测板不接触，回路就会断开，功耗降低，微控制器接收回路断开触发信号后，会处于睡眠状态以降低功耗，另外，由于不需要设计专门的开关控制电路，所以实现了压感检测装置在低功耗下待机的同时减少了制造成本。

实施例三

本实施例提供了一种压感笔，包括上述实施例中任一压感检测装置。

上述的压感检测装置设置压感笔中，压感笔的笔尖对应设置与压感检测装置的驱动件相连，在压感笔的书写过程中，笔尖受力，驱动件将笔尖受力传到弹性导电体，弹性导电体受力发生形变，基于前述的压感检测装置的工作原理，压感笔实现了压力检测和反馈。

本实施例提供的压感笔，在使用时不需要通过打开压感笔的开关的方式来唤醒压感笔，提笔即可进行书写操作，通过检测书写压力的大小，可以在书写设备上实现笔画的粗细效果。

本实施例中的压感笔包括前述的压感检测装置，压感笔对应具备前述实施例中压感检测装置的有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种压感检测装置，其特征在于，包括检测板、弹性导电体、电源和微控制器；

所述检测板设置有第一检测电阻、分压电阻和电源接入点，所述第一检测电阻的一端通过所述分压电阻与所述电源的一极相连，所述第一检测电阻的另一端与所述电源接入点分离设置；所述微控制器与所述第一检测电阻的一端相连以检测电压值；所述电源接入点与所述电源的另一极相连；

所述弹性导电体的一端连接有驱动件，另一端与所述检测板分离；

当所述驱动件受力时，所述弹性导电体的另一端与所述检测板接触，导通所述第一检测电阻与所述电源接入点形成回路，所述弹性导电体受力发生形变改变所述第一检测电阻的一端与所述电源接入点之间的阻值。

2.根据权利要求1所述的压感检测装置，其特征在于，所述检测板还设置有第二检测电阻，所述电源接入点通过所述第二检测电阻与所述电源的另一极相连，当所述驱动件受力时，所述弹性导电体受力发生形变改变所述第二检测电阻接入回路的阻值。

3.根据权利要求1所述的压感检测装置，其特征在于，所述检测板包括多个所述第一检测电阻。

4.根据权利要求3所述的压感检测装置，其特征在于，多个所述第一检测电阻沿着以所述电源接入点为圆心的圆的径向排列。

5.根据权利要求2所述的压感检测装置，其特征在于，所述检测板包括多组所述第一检测电阻和所述第二检测电阻。

6.根据权利要求2所述的压感检测装置，其特征在于，所述第一检测电阻和所述第二检测电阻为线性碳膜电阻。

7.根据权利要求1所述的压感检测装置，其特征在于，所述弹性导电体为导电硅胶体。

8.根据权利要求1所述的压感检测装置，其特征在于，所述弹性导电体的阻值小于100OHM。

9.根据权利要求1所述的压感检测装置，其特征在于，所述弹性导电体为锥形或半球形。

10.一种压感笔，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述压感检测装置。