CN214122914U - 一种铅笔头触发开关结构及智能笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铅笔头触发开关结构及智能笔，包括：笔头、笔头固定件、与笔头固定件连接的弹性组件，所述笔头与笔头固定件磁吸连接，所述弹性组件包括顶针固定件及弹簧顶针，所述弹簧顶针从所述顶针固定件一端穿出与压力传感器抵接，所述笔头固定件进入顶针固定件的另外一端与其连接，优点：利用铅笔头触发开关结构，便于铅笔头的压力传递到压力传感器，启动智能笔，来解决智能笔在铅笔上应用问题；还将压力传感器位置设于智能笔前端，有利于更加精准的采集来自抵触到压力传感器上的铅笔头的压力。

Description

一种铅笔头触发开关结构及智能笔

技术领域

本发明涉及智能书写笔技术领域，尤其是涉及一种铅笔头触发开关结构的智能笔。

背景技术

笔，作为书写工具，有着悠久的历史，现有非智能化传统的笔已有多种多样。然而，目前市场上的笔一般包括一个空心圆柱体的笔套以及笔头，笔套内开设内腔，将笔头置入该笔套的内腔后，需要在笔套的前端拧上一个笔头盖，利用笔头盖与笔套的结合使笔头限位在内，避免其掉出。该种结构的笔更换换笔头时，需要拧下笔头盖，过程复杂，使用极为不便。

随着科技的发展，各种智能设备如雨后春笋般出现，深刻改变了人们传统的习惯，由于人们对各种智能设备越来越依赖，人们对文件的电子化产生了越来越大的需求，现在出现了各种电子笔用于在触摸显示屏或触摸屏上书写或绘图，然后在触摸显示屏或显示屏显示出来，并形成电子文件保存，但这些电子笔只能在各种触摸屏或触摸板上使用，不能再传统的纸张或黑板或物体上书写或绘图。

当我们需要在纸张上面绘画或者书写，保留绘画或者书写的痕迹的时候，就不方便，而且目前的笔头都是不含碳的墨水笔，应用与绘画领域时，不能随时在纸上擦除，不能在适应传统铅笔头的基础上改成智能笔。

针对以上，铅笔头不能在智能笔上应用，不能在多种书写领域的应用，是我们面临要解决的问题。

发明内容

鉴于目前技术存在的上述不足，本发明提供一种铅笔头触发开关结构及具有该铅笔头触发开关结构的智能笔，利用铅笔头触发开关结构，便于铅笔头的压力传递到压力传感器，启动智能笔，来解决智能笔在铅笔上应用问题。

为实现上述目的，

本发明的采用如下技术方案：一种铅笔头触发开关结构包括：笔头、笔头固定件、与笔头固定件连接的弹性组件，所述笔头与笔头固定件可拆卸连接，笔头内设置有S极磁性件，与之对应的笔头固定件中设置有N极磁铁；所述弹性组件包括顶针固定件及弹簧顶针，所述弹簧顶针从所述顶针固定件一端穿出与压力传感器抵接，所述笔头固定件进入顶针固定件的另外一端与其连接。

作为本发明的优选技术方案，所述弹簧顶针一端为橡胶材质，与所述压力传感器抵触，控制智能笔启停。

作为本发明的优选技术方案，所述弹簧顶针位于顶针固定件内的一端，被限位与顶针固定件中，且两者之间还设置有弹簧。

作为本发明的优选技术方案，所述笔头包括以下任一项技术特征或者任一项技术特征组合，所述笔头是铅笔头；所述的笔头是油彩笔；所述的笔头是电容笔；所述的笔头是电阻笔；所述的笔头是电磁笔；所述的笔头是白板笔。

作为本发明的优选技术方案，所述油彩笔不含碳。

作为本发明的优选技术方案，智能笔包括以上任一项所述的笔头安装结构，还包括压力传感器，与所述弹簧顶针抵触连接，所述智能笔内包括所述铅笔头触发开关结构与信号发射器和信号接收器对应设置，其后依次设置有压力传感器、电源、电路板，电路板上设置有处理器；当所述笔头书写时产生所产生的压力传递到所述压力传感器，产生传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器；信号发射器，与所述压力传感器相连接，向所述笔头周围的待测物发射探测信号；信号接收器，与所述压力传感器相连接，接收从所述待测物反射的探测信号，生成图像数据；处理器，与所述压力传感器和信号接收器相连接，接收所述信号接收器发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包；无线数据接口，与所述处理器相连接，将所述传输数据包通过无线方式传输到上位机。

作为本发明的优选技术方案，所述智能笔还包括：存储器，与所述处理器相连接，存储所述图像数据和传输数据包。

作为本发明的优选技术方案，所述无线数据接口将存储在所述存储器中的传输数据包通过无线方式传输到上位机。

作为本发明的优选技术方案，所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。

作为本发明的优选技术方案，所述智能笔还包括：电源，与所述压力传感器、处理器、信号发射器和信号接收器相连接；开关电路，与所述电源相连接；柔性连接的第一电路板和第二电路板，所述开关电路和无线数据接口位于所述第一电路板，所述压力传感器、处理器、信号发射器、信号接收器位于第二电路板。

综合上述技术方案，我们有区别于传统的智能笔，本发明的有益效果：利用铅笔头触发开关结构，便于铅笔头的压力传递到压力传感器，启动智能笔，来解决智能笔在铅笔上应用问题；还将压力传感器位置设于智能笔前端，有利于更加精准的采集来自抵触到压力传感器上的铅笔头的压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明所述铅笔头触发开关结构的结构示意图图。

图2为本发明所述具有该铅笔头触发开关结构的智能笔的部分结构示意图图。

图3为本发明所述智能笔的模块示意图。

附图标记说明

1、笔壳；101、支架；2、笔头；201、笔头固定件；202、顶针固定件；203、弹簧顶针；3、压力传感器；4、信号发射器；5、信号接收器；6、处理器；7、数据接口；72、无线数据接口；8、存储器；9、开关电路；10、电源；弹簧未示出。204、S极磁性件；205、N极磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“外”、“内”、“上”“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。

本发明提供一种铅笔头触发开关结构及具有该铅笔头触发开关结构的智能笔，如图1所示，如图所示，本发明的铅笔头触发开关结构包括：包括：笔头2、笔头固定件201、与笔头固定件201连接的弹性组件，所述笔头2与笔头固定件201磁吸连接，笔头2内设置有S极磁性件204，与之对应的笔头固定件201中设置有N极磁铁205，S极磁性件204与N极磁铁205相互吸引将笔头2固定在笔头固定件201中，笔头2与S极磁性件204可为一体成型，也可以为装配可拆卸连接；所述S极磁性件204可以为铁块，与N极磁铁205相互磁吸连接；所述N极磁铁205可以为铁块.与所述S极磁性件204相互磁吸连接，所述弹性组件包括顶针固定件202及弹簧顶针203，所述弹簧顶针203从所述顶针固定件202一端穿出与压力传感器3抵触连接，所述弹簧顶针203具有一定的弹性，受到来自笔头2的压力时与压力传感器3抵触，触发压力传感器3，所述笔头固定件201一端设置有卡扣进入顶针固定件202的另外一端与顶针固定件202卡扣连接。上述提到的卡扣连接，不限定任何形态的卡扣连接方式。

本发明的铅笔头触发开关结构包括：包括：笔头2、笔头固定件201、与笔头固定件201连接的弹性组件，所述笔头2与笔头固定件201可拆卸连接，笔头2设置一端为书写端，另一端设置有限位槽，所述限位槽与笔头固定件201卡扣连接，所述弹性组件包括顶针固定件202及弹簧顶针203，所述弹簧顶针203从所述顶针固定件202一端穿出与压力传感器3抵触连接，所述弹簧顶针203具有一定的弹性，受到来自笔头2的压力时与压力传感器3抵触，触发压力传感器3，所述笔头固定件201一端设置有卡扣进入顶针固定件202的另外一端与顶针固定件202卡扣连接。上述提到的卡扣连接，不限定任何形态的卡扣连接方式。

所述弹簧顶针203一端为橡胶材质，与所述压力传感器3抵触，控制智能笔启停，弹簧顶针203一端为橡胶材质与压力传感器3连接，可以让压力传感器3的寿命延长许久。

所述弹簧顶针位203于顶针固定件202内的一端，被限位与顶针固定件202中，且两者之间还设置有弹簧，弹簧有利于弹簧顶针203在顶针固定件202内部来回移动，减少弹簧顶针203与顶针固定件202直接摩擦，让这些小零件的使用寿命延长。

所述笔头2包括以下任一项技术特征或者任一项技术特征组合，所述笔头2是铅笔头；所述的笔头2是油彩笔；所述的笔头是电容笔；所述的笔头2是电阻笔；所述的笔头2是电磁笔；所述的笔头2是白板笔。铅笔头为特别定制的笔头2，该形状为、一端书写端，一端可以与笔头固定件201固定连接的结构，譬如我们用到的限位槽与笔头固定件201的卡扣连接；当然不局限于此类的连接。

所述油彩笔不含碳，不含碳的油彩笔才有利于信号采集器采集码点。

压力传感器3与所述弹簧顶针203抵触连接，所述智能笔内包括所述铅笔头触发开关结构与信号发射器和信号接收器对应设置，其后依次设置有压力传感器3、电源10、电路板，电路板上设置有处理器6；将压力传感器3向笔头2方向前移，有利于采集压力的精准度提升，一般压力传感器3由于笔芯的长度一般设置在电路板附近，本技术由于笔头2为铅笔头，其不需要长长的笔芯来填充墨水，所以压力传感器的位置向前移动到笔头后面。

如图2、图3所示，智能笔包括：笔壳1、笔头2、压力传感器 3、信号发射器4、信号接收器5、处理器6、无线数据接口72。

笔壳1可以为工程塑料，通常包括两个可以扣和的笔壳，其他器件容纳在笔壳1中。

笔头2的笔头从笔壳伸出，笔头2的作用是用来书写，也就是产生笔画和笔顺，可以写在纸面上，也可以写在白板上。如果为了书写在纸面上，笔头可以是铅笔头、可擦写(油墨分解)笔头、可擦写(油墨固化)笔头、塑胶(PP、PET、PVC等)笔头等。如果写在白板上，白板可以是手持白板或者墙面外挂、粘贴的白板。

压力传感器3，与所述弹簧顶针203连接，当笔头2书写时产生所产生的压力传递到压力传感器3，产生传感信号，启动处理器6、信号发射器4和信号接收器5。

压力传感器3的作用是表示笔头2已经在书写了，高舒适度智能笔需要进行工作。压力传感器3可以根据高舒适度智能笔使用场景进行不同的匹配。例如当书写在纸面上的时候，因为纸面是具有弹性可压缩的，所以压力传感器3的灵敏度需要高一些，否则无法识别笔头2在书写。当书写在白板上的时候，因为白板是硬质的，弹性很小，所以压力传感器的灵敏度可以稍微小一些，也可以识别笔头2在书写。

信号发射器4与压力传感器3相连接，向笔头周围的待测物发射探测信号。当压力传感器3感受到笔头2书写的压力时，信号发射器4开始工作，发射信号。信号发生器4可以为发射声波、超声波、红外线、紫外线、可见光(各波段)、X射线、伽马射线等的发射器。

可选的，信号发射器4发射探测信号的方式有很多种，具体为持续或者定频或者变频或者调频方式向笔头周围的待测物发射探测信号。

信号接收器5与压力传感器3相连接，接收从待测物反射的探测信号，生成图像数据。此时的图像数据是模拟信号。信号接收器5需要与信号发射器4相匹配，可以接收从待测物反射的探测信号。因为发射器4是向笔头2 周围的待测物发射探测信号，所以信号接收器5生成的也是笔头2周围的待测物图像。当压力传感器3感受到笔头2书写的压力时，信号接收器5开始工作，接收待测物反射的探测信号，生成模拟图像数据。

处理器6与压力传感器3和信号接收器5相连接，接收信号接收器5发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包。当压力传感器3感受到笔头2书写的压力时，处理器6开始工作，将接收到的模拟图像数据处理为数字信号的数据，然后生成传输数据包。

可选的，压力传感器3在感受到笔头2书写的压力时，产生压感数据，发送给处理器6，处理器6将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴编码成标准传输数据包。

无线数据接口72与处理器6相连接，将传输数据包通过无线方式传输到上位机。无线数据接口72的作用是利用无线方式传输传输数据包给上位机，因为无线方式比较方便，不需要线缆连接。具体的，无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口或者无线通信接口。蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口为无线局域网通信，而通信接口可以利用2G、3G或者4G技术利用通信网络与上位机进行通信。

上位机根据传输数据包，获取到笔头周围待测物的图像信息，利用点阵技术实现精准定位和同步数据电子化。

再3如图所示，本发明的高舒适度智能笔还包括：存储器8、电源10、开关电路9。

存储器8与处理器6相连接，存储图像数据和传输数据包。无线数据接口72将存储在存储器8中的传输数据包通过无线方式传输到上位机。

此处需要说明的是，无线数据接口72向上位机传输传输数据包有两种情况，一种是实时传输，处理器6实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包，然后无线数据接口72实时将传输数据包通过无线方式传输到上位机。另外一种是非实时传输，处理器6实时将图像数据解析为数字信号，并与压力传感器发送的压感数据，以及时钟和时间轴实时编码成标准传输数据包然后存储在存储器8中，然后在设定时间或者其他非实时方式由无线数据接口72将存储器8中存储的传输数据包向上位机传输。

电源10与压力传感器3、处理器6、信号发射器4和信号接收器5相连接。电源10的目的是为压力传感器3、处理器6、信号发射器4和信号接收器5供电。

具体的，电源10可以为电池，例如充电电池。

开关电路9与电源10相连接，作用是控制电源10为压力传感器3、处理器6、信号发射器4和信号接收器5供电，可以利用硬开关来实现。

另外，智能笔还可以包括柔性连接的第一电路板和第二电路板，开关电路9和无线数据接口位于第一电路板，压力传感器、处理器、信号发射器、信号接收器位于第二电路板。第一电路板和第二电路板之间隔着电池，而连接方式可以利用柔性连接。

本发明智能笔的具体工作过程如下：

1、打开开关电路，电源接通，压力传感器、处理器、信号发射器和信号接收器，检测自身状态，并处于待机状态；

2、笔头的笔头进行书写，笔头书写时产生所产生的压力传递到压力传感器，产生传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器工作，并将包括受力方向和受力大小数据发送到处理器；

3、信号发射器向笔头周围的待测物发射探测信号；

4、信号接收器按照设定频率接收从待测物反射的探测信号，生成图像数据发送到处理器，此处的图像数据为笔头周围所采集的图像，是模拟图像信号；

5、处理器接收模拟图像信号，通过设定的程序算法，将模拟信号图像解析为数字信号，并与压感数据、时钟、音频时间轴等编码成标准数据包格式的传输数据包；

6、处理器根据任务指令将标准数据格式发送到无线数据接口或存储器；

7、无线数据接口实时的将处理器发送的传输数据包发送到上位机，或者非实时的将存储器存储的传输数据包发送到上位机；

8、笔头停止书写，压力传感器不再产生传感信号，处理器、信号发射器和信号接收器停止工作；

9、关闭开关电路，电源断开，不再为压力传感器、处理器、信号发射器和信号接收器供电。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本发明。

Claims (10)

1.一种铅笔头触发开关结构，包括：笔头、笔头固定件、与笔头固定件连接的弹性组件，其特征在于：所述笔头与笔头固定件非直接接触连接，所述弹性组件包括顶针固定件及弹簧顶针，所述弹簧顶针从所述顶针固定件一端穿出与压力传感器抵接，所述笔头固定件进入顶针固定件的另外一端与其连接。

2.根据权利要求1所述铅笔头触发开关结构，其特征在于，所述笔头与笔头固定件磁吸连接所述笔头内设置有S极磁性件，与之对应的笔头固定件中设置有N极磁铁。

3.根据权利要求2所述铅笔头触发开关结构，其特征在于，所述弹簧顶针一端为橡胶材质，与所述压力传感器抵触，控制智能笔启停。

4.根据权利要求1所述铅笔头触发开关结构，其特征在于，所述弹簧顶针位于顶针固定件内的一端，被限位与顶针固定件中，且两者之间还设置有弹簧。

5.根据权利要求3所述铅笔头触发开关结构，其特征在于，所述笔头包括以下任一项技术特征，所述笔头是铅笔头；所述的笔头是油彩笔；所述的笔头是电容笔；所述的笔头是电阻笔；所述的笔头是电磁笔；所述的笔头是白板笔。

6.一种智能笔，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的铅笔头触发开关结构，还包括压力传感器，与所述弹簧顶针抵触连接，所述智能笔内包括所述铅笔头触发开关结构与信号发射器和信号接收器对应设置，其后依次设置有压力传感器、电源、电路板，电路板上设置有处理器；当所述笔头书写时产生所产生的压力传递到所述压力传感器，产生传感信号，启动处理器、信号发射器和信号接收器；信号发射器，与所述压力传感器相连接，向所述笔头周围的待测物发射探测信号；信号接收器，与所述压力传感器相连接，接收从所述待测物反射的探测信号，生成图像数据；处理器，与所述压力传感器和信号接收器相连接，接收所述信号接收器发送的图像数据，并解析为数字信号，生成传输数据包；无线数据接口，与所述处理器相连接，将所述传输数据包通过无线方式传输到上位机。

7.根据权利要求6所述智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括：存储器，与所述处理器相连接，存储所述图像数据和传输数据包。

8.根据权利要求7所述智能笔，其特征在于，所述无线数据接口将存储在所述存储器中的传输数据包通过无线方式传输到上位机。

9.根据权利要求8所述智能笔，其特征在于，所述无线数据接口具体为蓝牙接口、红外接口、Wifi接口、2.4-5.0GHz波段接口。

10.根据权利要求9所述智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括：电源，与所述压力传感器、处理器、信号发射器和信号接收器相连接；开关电路，与所述电源相连接；柔性连接的第一电路板和第二电路板，所述开关电路和无线数据接口位于所述第一电路板，所述压力传感器、处理器、信号发射器、信号接收器位于第二电路板。

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