CN209305180U - 一种电磁出水笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁出水笔，包括笔芯、外壳和位于外壳内的笔本体，外壳包括前壳和后壳，笔本体包括第一铁芯和铁芯座舱，所述铁芯座舱设置有笔芯夹具连杆、第二铁芯和第三铁芯，第一铁芯外和第二铁芯外均绕有线圈，第一铁芯靠近笔芯的笔尖端，笔芯穿过第一铁芯的中心后被笔芯夹具连杆的一端夹持，笔芯夹具连杆的另一端穿过第二铁芯的中心进而推动第三铁芯运动；后壳内设有PCBA电路板，PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构。本实用新型采用了变电感技术来取代变电容技术，价格更低，性能更好；在前壳的铁芯座舱与PCBA电路板之间增设了弹性结构，尺寸一致性好，有利于批量生产，且使用寿命长，可广泛应用于信息输入设备领域。

Description

一种电磁出水笔

技术领域

本实用新型涉及信息输入设备领域，尤其是一种电磁出水笔。

背景技术

随着数字化电子信息技术的不断发展，人机交互越来越贴近生活。电磁触控凭借其能够完美呈现原笔迹输入而越来越受到人们的追捧。

电磁触控主要器件包含天线板、控制板和电磁笔。其中电磁笔作为电磁触控的关键组成部分，不但可以点控，还可以利用其压感的特点进行绘画、练字等。

电磁笔依靠其内部的振荡电路与应用电磁触控技术设备上的天线板传递电磁波来实现电磁笔的定位。电磁笔的一般由电感和电容组成，其中电感由铁芯和线圈组成，调整电感或电容的值可以改变电磁笔的频率。

虽然电磁输入技术现已广泛应用在平板、手机、电纸书、手写板、电子白板等电子设备上，但常见的电磁笔只能工作在相应的电磁设备上，无法在纸张上进行书写。为此，市场上出现了同时具有电磁书写和墨水书写功能的电磁出水笔。

目前电磁出水笔，大都通过变电容技术来实现，但变电容技术受限于可变电容的精度与价格，使得电磁出水笔在性能、价格等方面出现了普及上的困难。此外，电磁出水笔是由多件零件组成的，各零件有各自制造误差，各零件又是不同材质，所以往往在组装生产时会产生尺寸不一致的问题，导致电磁笔出厂时的实际尺寸小于或大于标准尺寸，不利于批量生产。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种价格低和尺寸一致性好的电磁出水笔。

本实用新型所采取的技术方案是：一种电磁出水笔，包括笔芯、外壳和位于外壳内的笔本体，所述外壳包括前壳和后壳，所述笔本体包括第一铁芯和铁芯座舱，所述铁芯座舱设置有笔芯夹具连杆、第二铁芯和第三铁芯，所述第一铁芯外和第二铁芯外均绕有线圈，所述第一铁芯靠近笔芯的笔尖端，所述笔芯穿过第一铁芯的中心后被笔芯夹具连杆的一端夹持，所述笔芯夹具连杆的另一端穿过第二铁芯的中心进而推动第三铁芯运动；所述后壳内设有 PCBA电路板，所述PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构。

进一步，所述笔本体还包括笔芯杆，所述笔芯依次穿过第一铁芯的中心和笔芯杆的中心后被笔芯夹具连杆的一端夹持。

进一步，所述铁芯座舱上开有凹槽，所述凹槽与第二铁芯相配合。

进一步，所述第二铁芯位于铁芯座舱的内部。

进一步，所述铁芯座舱后方设有螺丝柱，所述PCBA电路板上设有螺孔，所述螺丝柱通过螺丝固定在螺孔上。

进一步，所述铁芯座舱包括铁芯座舱前部和铁芯座舱尾部，所述铁芯座舱尾部以旋转的方式与铁芯座舱前部相结合。

进一步，所述笔芯夹具连杆上设有阶梯。

进一步，所述PCBA电路板上设有PCBA外设固定卡位。

进一步，所述弹性结构采用硅胶环。

进一步，所述第二铁芯的外径小于第三铁芯的外径。

本实用新型的有益效果是：笔本体包括铁芯座舱和绕有线圈的第一铁芯，铁芯座舱设置有笔芯夹具连杆、第三铁芯以及绕有线圈的第二铁芯，通过笔芯的运动配合笔芯夹具连杆改变第二铁芯和第三铁芯的间的距离来改变无源电磁出水笔的电感，进而改变出水笔的频率，采用了变电感技术来取代变电容技术，价格更低，性能更好；在前壳的铁芯座舱与后壳的 PCBA电路板之间增设了弹性结构，在前后壳与笔本体组装的过程中，通过弹性结构的弹性余量消除组装误差，使得电磁出水笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，有利于批量生产；同时弹性结构也能起到缓冲作用，减少零件因机械撞击或磨损而损坏的几率，延长电磁出水笔的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型电磁出水笔的结构示意图；

图2为本实用新型电磁出水笔的剖视图；

图3为本实用新型电磁出水笔的一种实施例结构分解图；

图4为本实用新型电磁出水笔的另一种实施例结构分解图；

图5为PCBA电路板的结构示意图；

图6为本实用新型两铁芯间距与线圈电感值的关系曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

参照图1至图4，一种电磁出水笔，包括笔芯1、外壳和位于外壳内的笔本体，所述外壳包括前壳(图中未示出)和后壳(图中未示出)，所述笔本体包括第一铁芯2和铁芯座舱，所述铁芯座舱设置有笔芯夹具连杆3、第二铁芯4和第三铁芯5，所述第一铁芯2外和第二铁芯4外均绕有线圈，所述第一铁芯2靠近笔芯1的笔尖端，所述笔芯1穿过第一铁芯2的中心后被笔芯夹具连杆3的一端夹持，所述笔芯夹具连杆3的另一端穿过第二铁芯4的中心进而推动第三铁芯5运动；所述后壳内设有PCBA电路板7，所述PCBA电路板7与铁芯座舱之间设有弹性结构8。

本实用新型使用了三铁芯的结构来实现电感的改变，其中，第一铁芯2这一绕线铁芯，靠近笔芯的笔尖端，负责收发能量。而第二铁芯4为绕线铁芯，第三铁芯5为不绕线的铁芯。第二铁芯4中心的通孔，较第三铁芯5的中心通孔的大，这两铁芯置于笔芯后方，且第二铁芯4比第三铁芯5更靠近笔芯笔尖，这种结构可以让第三铁芯5的后方有足够的空间，去设计内部的弹性部件等结构，让笔尖有优异的力反馈表现。

笔芯夹具连杆3，具有夹持笔芯和连杆的功能。如图3或图4所示，笔芯夹具连杆3的一端可夹持笔芯1；笔芯夹具连杆3的另一端具有连杆功能，为一细长塑件长杆。笔芯夹具连杆3可从铁芯座舱的笔尖方向装入。

当笔芯受力时，笔芯1穿过第一铁芯2的中心后被笔芯夹具连杆3的一端夹持，笔芯夹具连杆3的另一端穿过第二铁芯4的中心进而推动第三铁芯5运动，改变第二铁芯4和第三铁芯5这两铁芯间的距离，造成电感值变化。

如图6所示，本实用新型当第二铁芯4和第三铁芯5这两铁芯紧贴时，两铁芯间气隙极小，当铁芯被笔芯微微推动时，两铁芯间产生气隙，此时磁路(即磁场封闭回路)上，增加了磁阻，电感值会大幅度地变低。本实用新型利用此特性，当笔芯微动时，就能产生够大的笔频率变化。运用在出水笔的使用场合，电子笔迹能在轻画时就能显现，能与真实的墨水笔、铅笔的使用感觉相同。

PCBA电路板7上有固定电容值，第一铁芯2和第二铁芯4这两绕线电感，与板上电容并联接PCBA电路板7上。初始时天线板发射一频率对笔充电，当天线板停止发射时，笔会从接收能量改为发射能量，而笔上的绕线电感发生变化，与PCBA电路板7上的固定电容并联，会改笔发射的频率，进而使天线板能获得不同的笔频率，产生不同笔压值的变化。

如图1和2所示，本实用新型第一铁芯2、第二铁芯4和第三铁芯5可均为中空的结构，而笔芯1的笔尖端在左，笔尾端在右。如图3或图4所示，铁芯座舱包括相互配合的铁芯座舱前部61和铁芯座舱尾部62，第二铁芯4可从笔尾方向固定在铁芯座舱前部61；而第三铁芯5位于第二铁芯4之后，安装在铁芯座舱的内部，可在铁芯座舱中移动；笔芯夹具连杆3 穿过第二铁芯4的中心后推动第三铁芯5在铁芯座舱中移动。

弹性结构8，具有一定的弹性余量，用于消除吸收电磁出水笔笔尖往笔尾轴方向的误差，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸。此外，弹性结构8还可以起到缓冲的作用，防止PCBA电路板7和铁芯座舱等零件因机械撞击或磨损而损坏，延长了使用寿命。弹性结构 8可采用橡胶环(如硅胶环)、弹性金属片、薄膜片等具有弹性的结构来实现。

本实用新型的笔芯1可采用现有的墨水笔笔芯来实现。

如图1至图4所示，进一步作为优选的实施方式，所述笔本体还包括笔芯杆9，所述笔芯1依次穿过第一铁芯2的中心和笔芯杆9的中心后被笔芯夹具连杆3的一端夹持。

具体地，笔芯杆9位于第一铁芯2和笔芯夹具连杆3之间，可保护笔芯1。装配时先将笔芯夹具连杆3从铁芯座舱的笔尖方向装入；笔芯夹具连杆3装入后，再将笔芯杆9从笔尖方向与铁芯座舱前部61结合。

参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱上开有凹槽611，所述凹槽611与第二铁芯4相配合。具体地，第二铁芯4可以通过凹槽611安装固定于铁芯座舱前部61(即从侧面装入铁芯座舱前部61)。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述第二铁芯4位于铁芯座舱的内部。具体地，第二铁芯4可以完全安装固定在铁芯座舱的内部。

如图3至图5所示，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱后方设有螺丝柱10，所述PCBA电路板7上设有螺孔11，所述螺丝柱10通过螺丝12固定在螺孔11上。

具体地，螺孔11可为椭孔，螺丝柱10可为圆柱，所以PCBA电路板7在锁上螺丝12后，还能往笔尖或笔尾方向小距离移动(椭孔的特性)，方便在安装时进行位置调节，减少安装误差。

参照图3或图4，进一步作为优选的实施方式，所述铁芯座舱包括铁芯座舱前部61和铁芯座舱尾部62，所述铁芯座舱尾部62以旋转的方式与铁芯座舱前部61相结合。

参照图3或图4，进一步作为优选的实施方式，所述笔芯夹具连杆3上设有阶梯31。

本实用新型的笔芯夹具连杆3，一端夹持笔芯1，另一端为一有阶梯差的细长塑件长杆。当笔芯1受力时，笔芯夹具连杆3具有连杆功能，其连杆末端有一阶梯31，能够穿过第二铁芯4的中心，通过阶梯31推动第三铁芯5运动。

参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述PCBA电路板7上设有PCBA外设固定卡位71。

如图4和5所示，当笔芯1、第一铁芯2、第二铁芯4、第三铁芯5、铁芯座舱等部件组装进外壳时，外壳的后壳会顶至PCBA外设固定卡位71上被固定，并且推往笔尖方向。由于笔本体置于前后壳内，当前后壳结合时，后壳会透过PCBA外设固定卡位71，将整个笔本体往前壳方向(即笔尖方向)紧迫，能实现前壳和后壳的紧密贴合或连接。

进一步作为优选的实施方式，所述弹性结构采用硅胶环。

进一步作为优选的实施方式，所述第二铁芯的外径小于第三铁芯的外径。

本实用新型没绕线的第三铁芯外径，比绕线的第二铁芯的大；靠近第二铁芯的一端，第三铁芯外径缩小，使得笔的整体外观，不会因为内部有没绕线的第三铁芯而造成外观突兀，整体外观一致性较好。

进一步作为优选的实施方式，所述第二铁芯的中心开有第一通孔，所述第三铁芯的中心开有第二通孔，所述第一通孔的直径大于第二通孔的直径。

本实用新型第二铁芯的第一通孔，较第三铁芯的第二通孔的直径大，能让笔芯透过笔芯夹具连杆末端的阶梯来推动第三铁芯。

本实用新型一种电磁出水笔的工作原理为：在笔芯笔尖书写受力时，笔芯穿过第一铁芯的中心被笔芯夹具连杆的一端夹持，笔芯夹具连杆的另一端穿过第二铁芯的中心，通过阶梯推动第三铁芯运动，从而在第二铁芯与第三铁芯间形成不同的距离，使得第二铁芯线圈上的电感值发生改变，第二铁芯发生变化的电感和第一铁芯线圈的电感与PCBA电路板上的固定电容并联，进而改变笔发射的频率，产生不同笔压值的变化。此外，本实用新型在铁芯座舱与PCBA电路板之间增设了弹性结构，在前后壳与笔本体组装的过程中，通过弹性结构的弹性余量消除组装误差，使得电磁笔出厂时的实际尺寸等于标准尺寸，有利于批量生产，提高生产直通率；同时弹性结构也能起到缓冲作用，减少零件因机械撞击或磨损而损坏的几率，延长电磁笔的使用寿命。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电磁出水笔，其特征在于：包括笔芯、外壳和位于外壳内的笔本体，所述外壳包括前壳和后壳，所述笔本体包括第一铁芯和铁芯座舱，所述铁芯座舱设置有笔芯夹具连杆、第二铁芯和第三铁芯，所述第一铁芯外和第二铁芯外均绕有线圈，所述第一铁芯靠近笔芯的笔尖端，所述笔芯穿过第一铁芯的中心后被笔芯夹具连杆的一端夹持，所述笔芯夹具连杆的另一端穿过第二铁芯的中心进而推动第三铁芯运动；所述后壳内设有PCBA电路板，所述PCBA电路板与铁芯座舱之间设有弹性结构。

2.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述笔本体还包括笔芯杆，所述笔芯依次穿过第一铁芯的中心和笔芯杆的中心后被笔芯夹具连杆的一端夹持。

3.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述铁芯座舱上开有凹槽，所述凹槽与第二铁芯相配合。

4.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述第二铁芯位于铁芯座舱的内部。

5.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述铁芯座舱后方设有螺丝柱，所述PCBA电路板上设有螺孔，所述螺丝柱通过螺丝固定在螺孔上。

6.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述铁芯座舱包括铁芯座舱前部和铁芯座舱尾部，所述铁芯座舱尾部以旋转的方式与铁芯座舱前部相结合。

7.根据权利要求1所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述笔芯夹具连杆上设有阶梯。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述PCBA电路板上设有PCBA外设固定卡位。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述弹性结构采用硅胶环。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种电磁出水笔，其特征在于：所述第二铁芯的外径小于第三铁芯的外径。