CN208999973U - 一种永磁位置指示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁位置指示器，用于笔芯，内部为空腔结构的外壳以及依次顺序安装于所述空腔结构中的前壁软磁铁、永磁铁、侧壁软磁铁、后壁软磁铁、与所述侧壁软磁铁形成第一杠杆的支撑臂、与所述支撑臂相接触且活动连接的第二杠杆、与所述第二杠杆连接的连杆和一端与所述连杆连接、另一端固定于所述外壳中的弹簧，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁组成磁轭腔体，所述永磁铁安装于所述磁轭腔体中，当所述笔芯受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁能够在所述连杆、第二杠杆和支撑臂的作用下向外张开。本实用新型能够有效提高电能量的利用效率，大大延长电池的持续供电时间周期以及实现各位置指示器之间的通用性。
Description
技术领域
本实用新型属于电磁手写输入设备技术领域，尤其是涉及一种永磁位置指示器。
背景技术
目前，电磁触摸书写装置主要是靠电磁笔发射电磁波和感应天线阵列接收电磁波，并计算出对各组天线阵列接收到的电磁波磁通量大小来确定电磁笔相对于设置在感应天线阵列上的面板的坐标位置的。而位置指示器利用电能量发射不同频率的电磁波信号返回面板的感应天线阵列，通过面板主控电路重复扫描并计算感应天线阵列接收到的电磁波磁通量，从而得出位置指示器的坐标位置值和书写压力值。
现有技术中，采用的位置指示器必须连续重复发射电磁波，这个过程需要消耗大量的电量，特别是在便携式的电磁触摸书写装置中，能源的利用效率非常低，大大缩短了电池的持续供电时间周期，给实际使用带来不便。另外，各个厂家的位置指示器发射电磁波的中心频率、发射和接收方式无法统一，导致各个厂家的位置指示器之间互不通用，大大限制了电磁书写行业的应用场景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种永磁位置指示器，能够有效提高电能量的利用效率，大大延长电池的持续供电时间周期以及实现各位置指示器之间的通用性。
本实用新型实施例提供的一种永磁位置指示器，包括用于书写的笔芯，内部为空腔结构的外壳以及依次顺序安装于所述空腔结构中的前壁软磁铁、永磁铁、包围在所述永磁铁侧面的侧壁软磁铁、后壁软磁铁、与所述侧壁软磁铁形成第一杠杆的支撑臂、与所述支撑臂相接触且活动连接的第二杠杆、与所述第二杠杆连接的连杆和一端与所述连杆连接、另一端固定于所述外壳中的弹簧，所述笔芯穿过所述前壁软磁铁、永磁铁和后壁软磁铁与所述连杆固定连接，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁组成磁轭腔体，所述永磁铁安装于所述磁轭腔体中，当所述笔芯受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁能够在所述连杆、第二杠杆和支撑臂的作用下向外张开。
进一步地，所述支撑臂与所述侧壁软磁铁固定连接，所述后壁软磁铁上设置有与所述侧壁软磁铁对应的支撑点，且所述支撑臂到所述支撑点的距离大于所述侧壁软磁铁到所述支撑点的距离。
进一步地，所述后壁软磁铁固定连接于所述永磁铁，所述后壁软磁铁远离所述永磁铁一面的边长大于其靠近所述永磁铁一面的边长。
进一步地，所述第二杠杆为L型杠杆，所述L型杠杆与所述支撑臂接触的一段的长度大于其与所述连杆连接的一段的长度，所述支撑臂能够在所述L型杠杆与所述支撑臂接触的一段上进行滑动。
进一步地，所述永磁铁的两个磁极所在的直线方向与所述笔芯的长度方向一致。
进一步地，所述笔芯由非导磁材料制造而成，且所述笔芯穿过所述前壁软磁铁、永磁铁和后壁软磁铁的中心通孔与所述连杆固定连接。
进一步地，所述永磁铁为长方体结构，所述侧壁软磁铁设置于所述永磁铁的四个侧面。
进一步地，所述前壁软磁铁为椎体结构，且所述前壁软磁铁固定连接于所述永磁铁。
进一步地，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁由纯铁或硅钢材料制造而成。
综上所述，本实用新型在外壳的空腔结构中依次顺序安装前壁软磁铁、永磁铁、包围在所述永磁铁侧面的侧壁软磁铁、后壁软磁铁、与所述侧壁软磁铁形成第一杠杆的支撑臂、与所述支撑臂相接触且活动连接的第二杠杆、与所述第二杠杆连接的连杆和一端与所述连杆连接、另一端固定于所述外壳中的弹簧。其中，所述笔芯穿过所述前壁软磁铁、永磁铁和后壁软磁铁与所述连杆固定连接，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁组成磁轭腔体，所述永磁铁安装于所述磁轭腔体中，当所述笔芯受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁能够在所述连杆、第二杠杆和支撑臂的作用下向外张开。
当永磁位置指示器闲置时，永磁铁的磁场被封闭在前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁围成的磁轭腔体中；当永磁位置指示器启用时，由于侧壁软磁铁向外张开，永磁铁的磁场扩散，从而通过检测笔芯周围的磁场强度就能判断和计算出永磁位置指示器的坐标位置值和书写压力值，能够实现各位置指示器之间的通用性；由于永磁铁的磁场能量始终存在，因此能够节省电能量的开支，有效提高电能量的利用效率，大大延长电池的持续供电时间周期。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种永磁位置指示器在闭合状态下的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的一种永磁位置指示器的在开启状态下的结构示意图。
图标：
笔芯100；外壳200；前壁软磁铁101；永磁铁102；侧壁软磁铁103；
后壁软磁铁104；支撑臂105；第二杠杆106；连杆107；弹簧108。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种永磁位置指示器，可以包括用于书写的笔芯100和内部为空腔结构的外壳200；以及依次顺序安装于所述空腔结构中的前壁软磁铁101、永磁铁102、侧壁软磁铁103、后壁软磁铁104、支撑臂105、第二杠杆106、连杆107和弹簧108等。其中，所述侧壁软磁铁103包围在所述永磁铁102侧面；所述支撑臂105与所述侧壁软磁铁103形成第一杠杆；所述第二杠杆106与所述支撑臂105相接触且活动连接；所述连杆107与所述第二杠杆106连接；所述弹簧108的一端与所述连杆107连接、另一端固定于所述外壳200中。
优选地，所述前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104由纯铁或硅钢材料制造而成。所述永磁铁102因具有磁能，其磁力线由所述永磁铁102的N极向立体空间输出，并从所述永磁铁102的S极输入，从而使其周围分布磁场，且磁场强度由其磁通密度决定。所述前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104具有导磁、汇聚和改变磁力线方向的特性。
实施时，所述笔芯100穿过所述前壁软磁铁101、永磁铁102和后壁软磁铁104与所述连杆107固定连接。所述前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104组成磁轭腔体，所述永磁铁102安装于所述磁轭腔体中。当所述笔芯100受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁103能够在所述连杆107、第二杠杆106和支撑臂105的作用下向外张开。
可以理解的是，当所述侧壁软磁铁103开启后，整个磁场结构发生了功能性变化。例如，所述前壁软磁铁101与所述永磁铁102的N极紧贴，被磁化成所述永磁铁102的N极；所述侧壁软磁铁103、后壁软磁铁104与永磁铁102的S极紧贴，被磁化成所述永磁铁102的S极。如果所述永磁铁102磁极相反，则反之。所述永磁铁102的磁极发生了改变，使其在笔芯100周围分布大量的外磁场，所述外磁场在导线检测板上移动，则发生磁力线切割，而在所述检测导线上产生感应电动势信号，起到书写信号传输的作用。另外，所述永磁位置指示器在书写时，受到的外力越大，所述笔芯100推动所述侧壁软磁铁103张开的角度越大，磁极向外磁场分布就越强，实现压力与磁场强度成正比关系，通过检测计算磁场强度的大小可以还原书写者的笔锋等。
具体地，当永磁位置指示器闲置时，永磁铁102的磁场被封闭在前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104围成的磁轭腔体中；当永磁位置指示器启用时，由于侧壁软磁铁103向外张开，永磁铁102的磁场扩散，通过检测笔芯100周围的磁场强度就能判断和计算出永磁位置指示器的坐标位置值和书写压力值，从而能够有效提高电能量的利用效率，大大延长电池的持续供电时间周期以及实现各位置指示器之间的通用性。
进一步地，所述笔芯100穿过所述前壁软磁铁101、永磁铁102和后壁软磁铁104的中心通孔与所述连杆107固定连接。其中，所述笔芯100由非导磁材料制造而成，以利于其在所述中心通孔内自由移动等。
另外，所述支撑臂105与所述侧壁软磁铁103固定连接，所述后壁软磁铁104上设置有与所述侧壁软磁铁103对应的支撑点，且所述支撑臂105到所述支撑点的距离大于所述侧壁软磁铁103到所述支撑点的距离，以保证所述第一杠杆为省力杠杆。所述后壁软磁铁104固定连接于所述永磁铁102，所述后壁软磁铁104远离所述永磁铁102一面的高度大于其靠近所述永磁铁102一面的高度，以起到转动支撑的作用等。
本实施例中，为了减少空间和驱动距离，所述第二杠杆106设置为L型杠杆，所述L型杠杆与所述支撑臂105接触的一段的长度大于其与所述连杆107连接的一段的长度，且所述支撑臂105能够在所述L型杠杆与所述支撑臂105接触的一段上进行滑动。即所述第二杠杆106的支点在活动，为变力杠杆。在所述侧壁软磁铁103张开启动的瞬间，其受到的磁吸力最大，此时所述第二杠杆106为省力杠杆；随着所述侧壁软磁铁103张开的角度越来越大，所述永磁体漏磁越多，对所述侧壁软磁铁103的吸力减小，当所述支撑臂105到与所述L型杠杆的接触点的长度大于所述L型杠杆与所述连杆107连接的一段的长度时，所述第二杠杆106为费力杠杆，能够节省所述笔芯100的推动距离等。
所述永磁铁102的两个磁极所在的直线方向与所述笔芯100的长度方向一致。实施时，所述永磁铁102的S磁极和N磁极的方向可以调换。如此，使得所述永磁铁的磁场的磁力线能够和外部切割导线尽量垂直，在所述笔芯100移动时，产生的切割电动势信号更强，从而提高检测精度。
优选地，所述永磁铁102为长方体结构，所述侧壁软磁铁103设置于所述永磁铁102的四个侧面，有利于所述侧壁软磁铁103与永磁铁102的机械闭合和开启。所述前壁软磁铁101为椎体结构，且所述前壁软磁铁101固定连接于所述永磁铁102，有利于所述永磁铁102的磁场向所述笔芯100的端部扩展，且不遮挡书写视线等。
综上所述，本实用新型在外壳200的空腔结构中依次顺序安装有前壁软磁铁101、永磁铁102、包围在所述永磁铁102侧面的侧壁软磁铁103、后壁软磁铁104、与所述侧壁软磁铁103形成第一杠杆的支撑臂105、与所述支撑臂105相接触且活动连接的第二杠杆106、与所述第二杠杆106连接的连杆107和一端与所述连杆107连接、另一端固定于所述外壳200中的弹簧108。其中，所述笔芯100穿过所述前壁软磁铁101、永磁铁102和后壁软磁铁104与所述连杆107固定连接，所述前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104组成磁轭腔体，所述永磁铁102安装于所述磁轭腔体中，当所述笔芯100受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁103能够在所述连杆107、第二杠杆106和支撑臂105的作用下向外张开。
当所述永磁位置指示器闲置时，所述永磁铁102的磁场被封闭在前壁软磁铁101、侧壁软磁铁103和后壁软磁铁104围成的磁轭腔体中；当永磁位置指示器启用时，由于侧壁软磁铁103向外张开，永磁铁102的磁场扩散，通过检测笔芯100周围的磁场强度就能判断和计算出永磁位置指示器的坐标位置值和书写压力值，能够实现各位置指示器之间的通用性；由于永磁铁的磁场能量始终存在，因此能够节省电能量的开支，有效提高电能量的利用效率，大大延长电池的持续供电时间周期。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种永磁位置指示器，其特征在于，包括用于书写的笔芯，内部为空腔结构的外壳以及依次顺序安装于所述空腔结构中的前壁软磁铁、永磁铁、包围在所述永磁铁侧面的侧壁软磁铁、后壁软磁铁、与所述侧壁软磁铁形成第一杠杆的支撑臂、与所述支撑臂相接触且活动连接的第二杠杆、与所述第二杠杆连接的连杆和一端与所述连杆连接、另一端固定于所述外壳中的弹簧，所述笔芯穿过所述前壁软磁铁、永磁铁和后壁软磁铁与所述连杆固定连接，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁组成磁轭腔体，所述永磁铁安装于所述磁轭腔体中，当所述笔芯受到外部压力而发生位移时，所述侧壁软磁铁能够在所述连杆、第二杠杆和支撑臂的作用下向外张开。
2.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述支撑臂与所述侧壁软磁铁固定连接，所述后壁软磁铁上设置有与所述侧壁软磁铁对应的支撑点，且所述支撑臂到所述支撑点的距离大于所述侧壁软磁铁到所述支撑点的距离。
3.根据权利要求2所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述后壁软磁铁固定连接于所述永磁铁，所述后壁软磁铁远离所述永磁铁一面的边长大于其靠近所述永磁铁一面的边长。
4.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述第二杠杆为L型杠杆，所述L型杠杆与所述支撑臂接触的一段的长度大于其与所述连杆连接的一段的长度，所述支撑臂能够在所述L型杠杆与所述支撑臂接触的一段上进行滑动。
5.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述永磁铁的两个磁极所在的直线方向与所述笔芯的长度方向一致。
6.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述笔芯由非导磁材料制造而成，且所述笔芯穿过所述前壁软磁铁、永磁铁和后壁软磁铁的中心通孔与所述连杆固定连接。
7.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述永磁铁为长方体结构，所述侧壁软磁铁设置于所述永磁铁的四个侧面。
8.根据权利要求1所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述前壁软磁铁为椎体结构，且所述前壁软磁铁固定连接于所述永磁铁。
9.根据权利要求1-8任一项所述的永磁位置指示器，其特征在于，所述前壁软磁铁、侧壁软磁铁和后壁软磁铁由纯铁或硅钢材料制造而成。
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Cited By (2)
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