CN209961371U - 一种轻触压力传感器装置及压力智能笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轻触压力传感器装置及压力智能笔，其中压力感器装置包括FPC线路板和导电橡胶块，导电橡胶块与FPC线路板通过接触压力相连接；FPC线路板包括FPC基板、铜皮和黄膜，FPC基板的一端设有至少两个金手指相间隔；FPC基板的另一端的中间设有若干根金属走线，且若干根金属走线采用直线方式交互间隔分布；铜皮分布在所述金属走线的两侧，且铜皮在所述金属走线两侧均全覆盖所述FPC基板；铜皮在金属走线的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着FPC基板的另一端延伸与金手指相连接；铜皮与金属走线的表面均覆盖有一层所述黄膜，能够应用在压力智能笔上，结构简单，成本低，无污染且经久耐用不变形。

Description

一种轻触压力传感器装置及压力智能笔

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种轻触压力传感器装置及压力智能笔。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。市场上有许多压力传感器，比如：高精度电阻式应变片传感器，该传感器需要多个元器件及放大电路配合使用，利用惠斯通电桥电路进行测量，电路稍微复杂一些，成本略高。同时还有一种薄膜压力传感器，由两片很薄的聚酯薄膜组成，两片薄膜内表铺设导体及半导体，工艺较复杂，成本较高。

此外，还有一种利用导电橡胶，FPC线路板组合成压力传感器器，这种成本价廉。如图6所示，只需将导电橡胶块粘贴在FPC线路板金属线圈表面即可，但这种方式有以下几个缺点：

(1)、金属绕线(该绕线部分需要开窗，也就是将铜皮裸露出来)：对板厂要求较高，用PCB layout软件画很困难，线圈间距不容易掌控，还需借助其他软件制作，再导入PCBlayout软件进行修改。

(2)、金属绕线周边需垫高，如图6中的虚线区域，一般用PI补强垫高0.1mm(防止导电橡胶长期粘在金属绕线上)，这样保证导电橡胶没受到压力时，导电橡胶与金属绕线是隔开的。将PI和FPC线路板结合在一起，需要用特定的胶，将他们粘在一起，这样就会带来一次污染，在加工时，胶可能溢到金属绕线上，导致金属绕线上面被胶覆盖，导电性能受到严重影响。每个FPC金属绕线上，溢到的胶也不一样，导致压力传感器之间一致性较差。

(3)、为了解决第(2)个问题，板厂生产出来后的FPC线路板，需要对金属绕线进行清洗。增加了一道工序，清洗的过程中可能导致金属绕线脱落或损坏。

(4)、导电橡胶要和FPC线路板粘在一起，也需要用到胶。胶不能粘到金属绕线上，加上贴胶的空间极小，给贴胶带来了困难。

(5)、导电橡胶块切成薄片的形式，长期挤压会变形，导致压力传感器的值与初始值相差较大，也就是严重老化,甚至可能会导致导电橡胶与金属线圈粘贴在一起，抬笔后，压力值一直存在，检测不到有抬笔动作，给笔书写带来不好的体验。

因此，有必要提供一种能够应用在压力智能笔上的轻触压力传感器装置，其结构简单，成本低，无污染且经久耐用不变形。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够应用在压力智能笔上的轻触压力传感器装置，其结构简单，成本低，无污染且经久耐用不变形。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该轻触压力传感器装置，包括FPC线路板和导电橡胶块，所述导电橡胶块与所述FPC线路板通过接触压力相连接；所述FPC线路板包括FPC基板、铜皮和黄膜，所述FPC基板的一端设有至少两个金手指相间隔；所述FPC基板的另一端的中间设有若干根金属走线，且若干根所述金属走线采用直线方式交互间隔分布；所述铜皮分布在所述金属走线的两侧，且所述铜皮在所述金属走线两侧均全覆盖所述FPC基板；所述铜皮在所述金属走线的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着所述FPC基板的另一端延伸与所述金手指相连接；所述铜皮与金属走线的表面均覆盖有一层所述黄膜。

采用上述技术方案，不在用绕线的方式，直接使用走直线方式，交互布线，直接用PCB layout软件完成；不在用PI补强的形式垫高，直接用铜皮，该铜皮不能开窗(铜皮不会裸露出来)，该地方是绝缘部分，由于FPC软线路板，表面都会有一层黄膜(该膜起到一个保护作用，保护FPC软线路板耐用、耐弯折等，黄膜不会覆盖到金属走线开窗的地方)；金属走线开窗与铜皮不开窗加上一层黄膜形成高度差，金属走线部分要低于铜皮走线部分；如果高度差不够，还可以在铜皮上面加一层丝印；既保证了金属走线开窗部分不会被污染，减少一道清洗工序，也保证了，没有压力时，导电橡胶块与金属走线是隔开的。

作为本实用新型的进一步改进在于，所述导电橡胶块包括平台和压柱，所述压柱向上延伸形成所述平台，且所述平台向两侧延伸使所述导电橡胶块成T型。采用T型大方块，在定制T型大方块时，可以要求厂家将其弹性力度增大，这样设计的导电橡胶块当压力被释放时，借助导电橡胶的弹性，及笔芯的重力，会很快与金属走线表面脱离，给书写体验更逼真。导电橡胶厚度增大很多，长期挤压也不容易变形。

作为本实用新型的优选技术方案，若干根所述金属走线分别与所述金属走线两侧的铜皮在水平方向均匀交替间隔相连接从而形成金属走线开窗。

作为本实用新型的优选技术方案，所述FPC基板靠近所述金属走线的一端呈弧形；所述FPC基板靠近所述金手指的一端从两侧边缘向内垂直延伸形成凸出端，所述金手指设置在所述凸出端上且与所述凸出端的两侧边缘间隔平行设置从而形成金手指开窗。

作为本实用新型的优选技术方案，所述导电橡胶块的平台的顶部面与所述FPC线路板的金属走线所在的位置通过接触压力相连接。

作为本实用新型的优选技术方案，所述铜皮在所述金属走线的末端从两侧向中间内收的角度为45°。

作为本实用新型的优选技术方案，所述铜皮上设有丝印层。由于金属走线开窗与铜皮不开窗加上一层黄膜形成高度差，金属走线部分要低于铜皮走线部分；如果高度差不够，则需要在铜皮上面加一层丝印。

作为本实用新型的优选技术方案，所述导电橡胶块的平台的顶部面的两侧为弧形；所述金手指的数量为2个，所述金属走线的数量为17个。

本实用新型还要解决的技术问题是，提供一种结构简单，成本低，无污染且经久耐用不变形的压力智能笔。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该压力智能笔，包括笔芯、笔杆、滑块和压力传感器装置，所述笔杆的笔尖端设有开口，所述笔芯设置在所述笔杆内且所述笔芯的笔尖穿过所述开口且露在所述开口外面的长度不超过0.6cm；所述笔芯远离笔尖的一端套接在所述滑块的一端的内部，所述压力传感器装置镶嵌在所述滑块的另一端。

作为本实用新型的优选技术方案，所述笔杆的笔头端设有限位卡槽，所述FPC线路板镶嵌在所述限位卡槽内，所述导电橡胶块镶嵌在所述滑块的另一端。

现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：不在用绕线，制作更容易，结构更简单，不在用PI补强的形式垫高，直接用铜皮；既保证了金属走线开窗部分不会被污染，减少一道清洗工序，也保证了，没有压力时，导电橡胶块与金属走线是隔开的，提高了导电橡胶块的使用寿命；采用该轻触压力传感器装置的压力智能笔借助导电橡胶的弹性，及笔芯的重力，会很快与金属走线表面脱离，给书写体验更逼真，更耐用。

附图说明

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案：

图1是本实用新型的轻触压力传感器装置的FPC线路板的结构示意图；

图2是本实用新型的轻触压力传感器装置的导电橡胶块的结构示意图；

图3是本实用新型的使用该轻触压力传感器装置的压力智能笔的结构示意图；

图4是本实用新型的使用该轻触压力传感器装置的压力智能笔的局部放大图；

图5是本实用新型的使用该轻触压力传感器装置的电路原理图；

图6是现有技术的FPC线路板与导电橡胶块组合的压力传感器的结构图；

其中，1-FPC线路板；101-FPC基板；102-铜皮；103-金手指；104-金属走线；2-导电橡胶块；201-压柱；202-平台；2021-顶部面；3-笔芯；4-笔杆；401笔尖端；402-笔头端；403-限位卡槽；5-滑块。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例1：如图1～2所示，该轻触压力传感器装置，包括FPC线路板1和导电橡胶块2，所述导电橡胶块2与所述FPC线路板1通过接触压力相连接；所述FPC线路板1包括FPC基板101、铜皮102和黄膜，所述FPC基板101的一端设有至少两个金手指103相间隔；所述FPC基板101的另一端的中间设有若干根金属走线104，且若干根所述金属走线104采用直线方式交互间隔分布；所述铜皮102分布在所述金属走线104的两侧，且所述铜皮102在所述金属走线104两侧均全覆盖所述FPC基板101；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着所述FPC基板101的另一端延伸与所述金手指103相连接；所述铜皮102与金属走线104的表面均覆盖有一层所述黄膜；所述导电橡胶块2包括平台202和压柱201，所述压柱201向上延伸形成所述平台202，且所述平台202向两侧延伸使所述导电橡胶块2成T型；采用T型大方块，在定制T型大方块时，可以要求厂家将其弹性力度增大，这样设计的导电橡胶块2当压力被释放时，借助导电橡胶的弹性，及笔芯的重力，会很快与金属走线104表面脱离，给书写体验更逼真；导电橡胶厚度增大很多，长期挤压也不容易变形；若干根所述金属走线104分别与所述金属走线104两侧的铜皮102在水平方向均匀交替间隔相连接从而形成金属走线开窗；所述FPC基板101靠近所述金属走线104的一端呈弧形；所述FPC基板101靠近所述金手指的一端从两侧边缘向内垂直延伸形成凸出端105，所述金手指103设置在所述凸出端105上且与所述凸出端105的两侧边缘间隔平行设置从而形成金手指开窗；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021与所述FPC线路板的金属走线所在的位置通过接触压力相连接；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收的角度为45°；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021的两侧为弧形；所述金手指103的数量为2个，所述金属走线104的数量为17个。

实施例2：与实施例1的区别在于，所述铜皮102上设有丝印层；具体地：该轻触压力传感器装置，包括FPC线路板1和导电橡胶块2，所述导电橡胶块2与所述FPC线路板1通过接触压力相连接；所述FPC线路板1包括FPC基板101、铜皮102和黄膜，所述FPC基板101的一端设有至少两个金手指103相间隔；所述FPC基板101的另一端的中间设有若干根金属走线104，且若干根所述金属走线104采用直线方式交互间隔分布；所述铜皮102分布在所述金属走线104的两侧，且所述铜皮102在所述金属走线104两侧均全覆盖所述FPC基板101；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着所述FPC基板101的另一端延伸与所述金手指103相连接；所述铜皮102与金属走线104的表面均覆盖有一层所述黄膜；所述导电橡胶块2包括平台202和压柱201，所述压柱201向上延伸形成所述平台202，且所述平台202向两侧延伸使所述导电橡胶块2成T型；采用T型大方块，在定制T型大方块时，可以要求厂家将其弹性力度增大，这样设计的导电橡胶块2当压力被释放时，借助导电橡胶的弹性，及笔芯的重力，会很快与金属走线104表面脱离，给书写体验更逼真；导电橡胶厚度增大很多，长期挤压也不容易变形；若干根所述金属走线104分别与所述金属走线104两侧的铜皮102在水平方向均匀交替间隔相连接从而形成金属走线开窗；所述FPC基板101靠近所述金属走线104的一端呈弧形；所述FPC基板101靠近所述金手指的一端从两侧边缘向内垂直延伸形成凸出端105，所述金手指103设置在所述凸出端105上且与所述凸出端105的两侧边缘间隔平行设置从而形成金手指开窗；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021与所述FPC线路板的金属走线所在的位置通过接触压力相连接；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收的角度为45°；所述铜皮102上设有丝印层；由于金属走线开窗与铜皮102不开窗加上一层黄膜形成高度差，金属走线104部分要低于铜皮102走线部分；如果高度差不够，则需要在铜皮102上面加一层丝印；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021的两侧为弧形；所述金手指103的数量为2个，所述金属走线104的数量为17个。

采用上述技术方案，不在用绕线的方式，直接使用走直线方式，交互布线，直接用PCB layout软件完成；不在用PI补强的形式垫高，直接用铜皮，该铜皮不能开窗(铜皮不会裸露出来)，该地方是绝缘部分，由于FPC软线路板，表面都会有一层黄膜(该膜起到一个保护作用，保护FPC软线路板耐用、耐弯折等，黄膜不会覆盖到金属走线开窗的地方)；金属走线开窗与铜皮不开窗加上一层黄膜形成高度差，金属走线部分要低于铜皮走线部分；如果高度差不够，还可以在铜皮上面加一层丝印；既保证了金属走线开窗部分不会被污染，减少一道清洗工序，也保证了，没有压力时，导电橡胶块与金属走线是隔开的；其中如图5所示，电路原理如下：R1就是压力传感器部分，压力传感器的金手指分别接在VCC端和Q点，R2为精密采样电阻；

(1)、当压力传感器没有压力值，R1电阻值为无穷大，相当于断路，Q点电压为0V；

(2)、当压力传感器受到压力挤压时，导电橡胶块与金属走线的接触面积也就越大，两个金手指上并联了许多无数个电阻，并联的电阻越多(图5的右边图中)，总电阻会减小，接上电源VCC，将电阻变化值，转换为电压值，利用这个原理，从而可以从Q点得到不同的电压值；

Q点电压：

V＝R2/(R1+R2)*VCC。

实施例2：如图1～4所示，该压力智能笔，包括笔芯3、笔杆4、滑块5和压力传感器装置，所述笔杆4的笔尖端401设有开口，所述笔芯3设置在所述笔杆4内且所述笔芯3的笔尖穿过所述开口且露在所述开口外面的长度不超过0.6cm；所述笔芯3远离笔尖的一端套接在所述滑块5的一端的内部，所述压力传感器装置镶嵌在所述滑块5的另一端；所述笔杆4的笔头端402设有限位卡槽403，所述FPC线路板1镶嵌在所述限位卡槽403内，所述导电橡胶块2镶嵌在所述滑块5的另一端；该压力传感器装置包括FPC线路板1和导电橡胶块2，所述导电橡胶块2与所述FPC线路板1通过接触压力相连接；所述FPC线路板1包括FPC基板101、铜皮102和黄膜，所述FPC基板101的一端设有至少两个金手指103相间隔；所述FPC基板101的另一端的中间设有若干根金属走线104，且若干根所述金属走线104采用直线方式交互间隔分布；所述铜皮102分布在所述金属走线104的两侧，且所述铜皮102在所述金属走线104两侧均全覆盖所述FPC基板101；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着所述FPC基板101的另一端延伸与所述金手指103相连接；所述铜皮102与金属走线104的表面均覆盖有一层所述黄膜；所述导电橡胶块2包括平台202和压柱201，所述压柱201向上延伸形成所述平台202，且所述平台202向两侧延伸使所述导电橡胶块2成T型；采用T型大方块，在定制T型大方块时，可以要求厂家将其弹性力度增大，这样设计的导电橡胶块2当压力被释放时，借助导电橡胶的弹性，及笔芯的重力，会很快与金属走线104表面脱离，给书写体验更逼真；导电橡胶厚度增大很多，长期挤压也不容易变形；若干根所述金属走线104分别与所述金属走线104两侧的铜皮102在水平方向均匀交替间隔相连接从而形成金属走线开窗；所述FPC基板101靠近所述金属走线104的一端呈弧形；所述FPC基板101靠近所述金手指的一端从两侧边缘向内垂直延伸形成凸出端105，所述金手指103设置在所述凸出端105上且与所述凸出端105的两侧边缘间隔平行设置从而形成金手指开窗；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021与所述FPC线路板的金属走线所在的位置通过接触压力相连接；所述铜皮102在所述金属走线104的末端从两侧向中间内收的角度为45°；所述铜皮102上设有丝印层；由于金属走线开窗与铜皮102不开窗加上一层黄膜形成高度差，金属走线104部分要低于铜皮102走线部分；如果高度差不够，则需要在铜皮102上面加一层丝印；所述导电橡胶块2的平台202的顶部面2021的两侧为弧形；所述金手指103的数量为2个，所述金属走线104的数量为17个。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻触压力传感器装置，其特征在于，包括FPC线路板和导电橡胶块，所述导电橡胶块与所述FPC线路板通过接触压力相连接；所述FPC线路板包括FPC基板、铜皮和黄膜，所述FPC基板的一端设有至少两个金手指相间隔；所述FPC基板的另一端的中间设有若干根金属走线，且若干根所述金属走线采用直线方式交互间隔分布；所述铜皮分布在所述金属走线的两侧，且所述铜皮在所述金属走线两侧均全覆盖所述FPC基板；所述铜皮在所述金属走线的末端从两侧向中间内收形成两条平行相隔的直线且沿着所述FPC基板的另一端延伸与所述金手指相连接；所述铜皮与金属走线的表面均覆盖有一层所述黄膜。

2.根据权利要求1所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述导电橡胶块包括平台和压柱，所述压柱向上延伸形成所述平台，且所述平台向两侧延伸使所述导电橡胶块成T型。

3.根据权利要求1所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，若干根所述金属走线分别与所述金属走线两侧的铜皮在水平方向均匀交替间隔相连接从而形成金属走线开窗。

4.根据权利要求3所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述FPC基板靠近所述金属走线的一端呈弧形；所述FPC基板靠近所述金手指的一端从两侧边缘向内垂直延伸形成凸出端，所述金手指设置在所述凸出端上且与所述凸出端的两侧边缘间隔平行设置从而形成金手指开窗。

5.根据权利要求2所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述导电橡胶块的平台的顶部面与所述FPC线路板的金属走线所在的位置通过接触压力相连接。

6.根据权利要求5所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述铜皮在所述金属走线的末端从两侧向中间内收的角度为45°。

7.根据权利要求6所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述铜皮上设有丝印层。

8.根据权利要求6所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，所述导电橡胶块的平台的顶部面的两侧为弧形，所述金手指的数量为2个，所述金属走线的数量为17个。

9.一种压力智能笔，采用了权利要求1-8中任一项所述的轻触压力传感器装置，其特征在于，包括笔芯、笔杆、滑块和压力传感器装置，所述笔杆的笔尖端设有开口，所述笔芯设置在所述笔杆内且所述笔芯的笔尖穿过所述开口且露在所述开口外面的长度不超过0.6cm；所述笔芯远离笔尖的一端套接在所述滑块的一端的内部，所述压力传感器装置镶嵌在所述滑块的另一端。

10.根据权利要求9所述的压力智能笔，其特征在于，所述笔杆的笔头端设有限位卡槽，所述FPC线路板镶嵌在所述限位卡槽内，所述导电橡胶块镶嵌在所述滑块的另一端。

Images