CN208993354U - 一种基于磁液的书画装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于磁液的书画装置，包括书写板以及磁性笔；书写板包括上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒、磁液、底壳以及可从底壳下部拆除下来的消磁板，磁性笔包括笔杆、磁铁以及导磁杆，导磁杆包括与磁铁相连接的连接端和当在上透明面板上移动时将对应移动轨迹部分的磁性透光膜和磁液磁化的书写端，磁性透光膜和磁液磁化后在磁液液面升起磁性微粒短链，磁性微粒短链顶部粘附到下透明面板上形成笔迹，书写端伸出于安装孔；消磁板具有与书写端反向磁场的笔迹消除面，当笔迹消除面处于磁液盒下方时，反向磁场将磁性透光膜和磁液消磁使磁性微粒短链消除。本实用新型可呈现的笔迹效果更多、艺术表现力更强。

Description

一种基于磁液的书画装置

技术领域

本实用新型涉及一种书画装置，尤其涉及一种基于磁液的书画装置。

背景技术

磁流体又叫磁性液体，是一种新型的功能材料。它并非磁性材料的液态状态，而是把表面活性剂处理过的超细磁性微粒(10nm左右)高度分散在基液中形成一种磁性胶体溶液。磁性微粒通常是由 Fe3O4，∑-Fe2O3，Ni，Co，和Fe等金属组成的，表现出磁性。而基液可以是由水、有机溶液、碳氢化合物以及汞等单一或通过配方组合的液态物质，这使得磁流体也具有流体的性质。磁液中的微粒尺寸很小，可以看作是单畴或近单畴的，故有自发磁化的特征。这些磁性微粒，在基液中处于布朗运动状态，它们的磁矩是混乱无序的，故磁性液体显现超顺磁性。当外加磁场时，粒子的磁矩便趋向有序排列，即磁液处于被磁化的状态。可见，饱和磁化强度Ms是磁液的基本性能指标之一。其磁化——退磁——磁化过程的曲线呈S形状，这表明磁性液体没有矫顽力和剩余磁感应强度。磁流体达到饱和时的磁场强度大约为1000-1300Gs左右。磁流体由液态向类固态转变的过程中，存在三个临界场强H1<H2<H3。当H<H1时，磁流体处颗粒悬浮，无规则分布的“气态”磁性微粒做布朗运动；当H1<H<H2时，出现短链与颗粒共存的状态；当H2<H<H3时，处于向列型晶流状态；当 H>H3时，系统出现稳定的柱状固体状态。

正是由于磁流体具有这样的特点，因此精确控制磁场，将可以呈现不同的“态”效果。

现有磁性画板均是使用被若干小型存储结构(网格、小格栅、容纳仓等)分隔开的磁粉或者磁珠，通过磁性笔吸引小型存储结构内的磁粉在画板上留下痕迹实现书写功能。但无论是磁粉还是磁珠在笔迹的控制和表现力方面均欠缺，主要是由于小型储存结构的存在，使像素面积过大或者笔迹不连续。这些磁性画板均难以达到传统书画艺术在技巧、技法方面的表现力要求，只能应用在简笔书画领域。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种基于磁液的书画装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种基于磁液的书画装置，包括书写板以及磁性笔；

书写板包括上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒、磁液、底壳以及可从底壳下部拆除下来的消磁板，上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒和底壳从上往下依次设置，其中，下透明面板盖合于磁液盒顶部的开口中，磁液填充于磁液盒中，磁液液面与下透明面板之间形成磁变区间；

磁性笔包括笔杆、磁铁以及导磁杆，笔杆一端面上开设有安装孔，磁铁固定设置于安装孔中，导磁杆包括与磁铁相连接的连接端和当在上透明面板上移动时将对应移动轨迹部分的磁性透光膜和磁液磁化的书写端，磁性透光膜和磁液磁化后在磁液液面升起磁性微粒短链，磁性微粒短链顶部粘附到下透明面板上形成笔迹，书写端伸出于安装孔；

消磁板具有与书写端反向磁场的笔迹消除面，当笔迹消除面处于磁液盒下方时，反向磁场将磁性透光膜和磁液消磁使磁性微粒短链消除。

优选的，磁性笔还包括用于根据书写时力度大小从而控制笔迹粗细的笔迹感应结构，笔迹感应结构包括弹簧以及中空导磁管，弹簧设置到中空导磁管中，中空导磁管一端与磁铁固定连接，导磁杆的连接端从中空导磁管的另一端插入且与弹簧一端相连接，弹簧另一端固定设置。

优选的，导磁杆为铁磁性导磁杆；中空导磁管为铁磁性中空导磁管。

优选的，中空导磁管、磁铁与安装孔孔壁之间形成密闭的磁液屏蔽腔，磁液屏蔽腔中填充有屏蔽磁液。

优选的，磁液盒用于装磁液的磁液腔高度为3-10mm。

优选的，磁性笔还包括软性笔触，软性笔触安装于安装孔孔口处。

优选的，所述软性笔触为笔毛。

优选的，上透明面板和下透明面板均为透明玻璃面板。

优选的，磁性透光膜为可透光的铁磁性薄膜。

本实用新型实现的原理：在磁性笔接近磁性透光膜时，由于较强的磁场，使磁性透光膜被饱和磁化，保留剩磁；同时磁液也在较强且不均匀磁场分布下，凝聚为沿磁性笔磁场方向分布的磁性微粒短链。并且由于磁性透光膜的剩磁在极小距离下，恰恰能形成维持磁性微粒短链最上端微粒平衡的力。则在磁性笔离开上透明面板以后，磁性微粒短链的结构依然能够保持竖立状态而不消失，笔迹得以保留下来。消磁时，只需要提供一个反向磁场，抵消由于磁性透光膜的剩磁对磁液的吸引力，则可以达到消磁目的。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型的磁液盒中无需分割为若干小型存储结构，同时，由于磁流体具有流体特性，并且在不同表面张力系数的基载液中，表面形态均呈现不同程度变化，因此，本实用新型可呈现的笔迹效果更多、艺术表现力更强。而磁流体中的磁性微粒尺寸在纳米数量级，形成笔迹的尺寸只取决于磁性笔提供的磁场大小，因而可以实现像素面积细化且笔迹连续的书写效果。

附图说明

图1是本实用新型的书写板的结构示意图；

图2是本实用新型的磁性笔的结构示意图；

图3是本实用新型的书写板产生磁性微粒短链时的示意图。

其中，1、上透明面板，2、磁性透光膜，3、下透明面板，4、磁液盒，5、磁液，6、底壳，7、消磁板，8、安装孔，9、连接端， 10、书写端，11、磁液液面，12、笔迹消除面，13、弹簧，14、中空导磁管，15、软性笔触，16、磁性微粒短链，17、笔杆，18、磁铁，19、屏蔽磁液。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一：

一种基于磁液的书画装置，包括书写板以及磁性笔；

书写板包括上透明面板1、磁性透光膜2、下透明面板3、磁液盒 4、磁液5、底壳6以及可从底壳下部拆除下来的消磁板7，上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒和底壳从上往下依次设置，其中，下透明面板盖合于磁液盒顶部的开口中，磁液填充于磁液盒中，磁液液面与下透明面板之间形成磁变区间；

磁性笔包括笔杆17、磁铁18以及导磁杆，笔杆一端面上开设有安装孔8，磁铁固定设置于安装孔中，导磁杆包括与磁铁相连接的连接端9和当在上透明面板上移动时将对应移动轨迹部分的磁性透光膜和磁液磁化的书写端10，磁性透光膜和磁液磁化后在磁液液面11 升起磁性微粒短链16，磁性微粒短链顶部粘附到下透明面板形成笔迹，连接端插入到中空导磁管14的套孔中且与弹簧13相连接，书写端伸出于安装孔；

消磁板具有与书写端反向磁场的笔迹消除面12，当笔迹消除面正对于磁液盒下部时，反向磁场将磁性透光膜和磁液消磁使磁性微粒短链消除。具体的，消除磁性透光膜磁性使贴附在下透明面板上的磁液掉落回到磁液盒中从而消除笔迹的消磁面。

优选的，磁性笔还包括用于根据书写时力度大小从而控制笔迹粗细的笔迹感应结构，笔迹感应结构包括弹簧以及中空导磁管，弹簧设置到中空导磁管中，中空导磁管一端与磁铁固定连接，导磁杆的连接端从中空导磁管的另一端插入且与弹簧一端相连接，弹簧另一端固定设置。

为减少本实用新型的磁性笔外面的漏磁，减少磁性笔磁性对外界的干扰，优选的，中空导磁管、磁铁与安装孔孔壁之间形成磁液屏蔽腔，磁液屏蔽腔中填充有屏蔽磁液19。

优选的，导磁杆为铁磁性导磁杆；中空导磁管为铁磁性中空导磁管。

此外，导磁杆也可以为铁氧体导磁杆；中空导磁管也可以为铁磁性金属中空导磁管。

优选的，磁液盒用于装磁液的磁液腔高度为3-10mm。

优选的，磁性笔还包括软性笔触15，软性笔触安装于安装孔孔口处。

优选的，所述软性笔触为笔毛。

优选的，上透明面板和下透明面板均为透明玻璃面板。

优选的，磁性透光膜为可透光的铁磁性薄膜。

本实用新型的工作过程及工作原理：

使用磁性笔在上透明面板上方书写时，可透光的铁磁性薄膜中的铁氧体纳米微粒可看作磁性单畴，磁性笔中的磁铁将磁性透光膜饱和磁化，使之在被书写端接触处带有磁性。但由于磁性微粒均匀分散于磁性透光膜中，相同体积下的可透光的磁性透光膜剩磁将远低于同质铁氧体晶体的剩磁。可透光的磁性透光膜的磁滞回线会比铁氧体晶体的磁滞回线更狭长，矫顽磁场更小。

磁液中的微粒尺寸很小，可以看作是磁单畴或近单畴的，按磁畴的自发磁化特点，均应有自发磁化的特征。而微粒中由于有基载液和活性剂，因此磁液中的磁畴壁厚度比固态晶体中要厚，而磁畴壁角度将在较大范围内变化。并且这些磁性微粒，在基液中处于布朗运动状态，它们的磁矩是混乱无序的，故磁液体显现超顺磁性。其磁化——退磁——磁化过程的曲线则呈S形状。在微弱磁场1-5mT 的范围内，磁液中铁磁性微粒能够按磁场方向自组装为磁性微粒短链；在约5-15mT的磁场范围内，磁液中铁磁性微粒将继续组装为长链结构。

磁性笔的书写端由于嵌套有软性笔触和笔迹感应结构，因此，在书写力度较大时，弹簧收缩导磁杆凸出安装孔部分被按压缩入中空导磁管，磁铁离面板距离变近，磁性透光膜被磁化范围变大，整体表现为笔迹变粗。反之，由于书写端远离磁铁导致书写端上的总磁场减弱，但由于导磁杆突出部分截面积比导磁杆压入中空导磁管时更小，因此，得到磁场强度与粗笔迹时近似的范围较小磁场。因此，磁性透光膜被磁化范围相应变小，使得笔迹变细。

除被书写端书写过的磁性透光膜被磁化带有剩磁，磁液也会被磁铁的磁场磁化而形成连接在磁液液面与下透明面板之间的磁性微粒短链，而当书写端移开以后，只剩下磁性透光膜的微弱剩磁，该剩磁仅能满足磁液中磁性微粒维持磁性微粒短链的结构继续连接在磁液液面与下透明面板之间，由于磁性微粒短链破坏上透明面板、磁性透光膜和下透明面板的透光性能，因此即形成笔迹亮度反差(形成笔迹)。

因此本实用新型的笔迹得以长时间保留下来。形成与运笔方式一致的连贯笔迹。要消除笔迹，将消磁板置于底壳下方，提供磁性透光膜的矫顽磁场即可破坏磁性微粒短链的结构，使笔迹消除。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于磁液的书画装置，其特征在于：包括书写板以及磁性笔；

书写板包括上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒、磁液、底壳以及可从底壳下部拆除下来的消磁板，上透明面板、磁性透光膜、下透明面板、磁液盒和底壳从上往下依次设置，其中，下透明面板盖合于磁液盒顶部的开口中，磁液填充于磁液盒中，磁液液面与下透明面板之间形成磁变区间；

磁性笔包括笔杆、磁铁以及导磁杆，笔杆一端面上开设有安装孔，磁铁固定设置于安装孔中，导磁杆包括与磁铁相连接的连接端和当在上透明面板上移动时将对应移动轨迹部分的磁性透光膜和磁液磁化的书写端，磁性透光膜和磁液磁化后在磁液液面升起磁性微粒短链，磁性微粒短链顶部粘附到下透明面板上形成笔迹，书写端伸出于安装孔；

消磁板具有与书写端反向磁场的笔迹消除面，当笔迹消除面处于磁液盒下方时，反向磁场将磁性透光膜和磁液消磁使磁性微粒短链消除。

2.根据权利要求1所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：磁性笔还包括用于根据书写时力度大小从而控制笔迹粗细的笔迹感应结构，笔迹感应结构包括弹簧以及中空导磁管，弹簧设置到中空导磁管中，中空导磁管一端与磁铁固定连接，导磁杆的连接端从中空导磁管的另一端插入且与弹簧一端相连接，弹簧另一端固定设置。

3.根据权利要求2所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：导磁杆为铁磁性导磁杆；中空导磁管为铁磁性中空导磁管。

4.根据权利要求2所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：中空导磁管、磁铁与安装孔孔壁之间形成磁液屏蔽腔，磁液屏蔽腔中填充有屏蔽磁液。

5.根据权利要求1所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：磁液盒用于装磁液的磁液腔高度为3-10mm。

6.根据权利要求1所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：磁性笔还包括软性笔触，软性笔触安装于安装孔孔口处。

7.根据权利要求6所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：所述软性笔触为笔毛。

8.根据权利要求1所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：上透明面板和下透明面板均为透明玻璃面板。

9.根据权利要求1所述的基于磁液的书画装置，其特征在于：磁性透光膜为可透光的铁磁性薄膜。