一种电子写字笔的制作方法

本实用新型属于新型电子产品领域，尤其涉及一种电子写字笔。

背景技术：

随着电子技术的发展和进步，越来越多的电子产品出现在人们的工作和学习中，电子写字笔作为电子产品中的一种，辅助人们健康的工作与学习。

目前市面上方案更多的是去纠正儿童的写字姿势，如坐直身体，头离桌面不能太近，胸部离课桌一寸等，使得儿童从小形成良好的写字姿势，保护儿童的脊椎与视力。

但是，初学写字的儿童，在写字力度上还不能完全掌控。例如，儿童写字时会紧紧的握住笔，用很大的力度去书写，甚至写破书本。这样导致儿童写完后的手指头都会有凹凸的痕迹，手臂也酸痛，影响儿童的手指健康发育以及降低书写兴趣。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种电子写字笔，帮助儿童更好的掌握书写握笔力度，有助于儿童的手指关节健康发育。

本实用新型实施例提供一种电子写字笔，包括：笔尖、写字笔本体和压力传感器；

所述笔尖位于所述写字笔本体的第一端部；

所述压力传感器位于所述写字笔本体内表面，用于检测握住所述写字笔本体的握笔力度。

进一步的，还包括提醒模块；

所述提醒模块位于所述写字笔本体的外表面，并与所述压力传感器通信连接，用于根据所述压力传感器检测到的握笔力度进行信息提醒。

进一步的，所述提醒模块包含：显示屏和/或扬声器；

所述显示屏，用于显示握笔力度，和/或根据所述握笔力度显示相应的提醒文字；

和/或，所述扬声器，用于根据所述握笔力度进行语音提醒。

进一步的，所述压力传感器包括：感应单元；

所述感应单元位于所述压力传感器内部，用于将所述握笔力度转换为电压，并将所述电压发送至所述提醒模块。

进一步的，所述感应单元为硅感应元器件。

进一步的，所述压力传感器还包括：不锈钢柱塞；

所述不锈钢柱塞位于所述压力传感器内部，并与所述硅感应元器件通信连接，用于接收所述握笔力度并传递给硅感应元器件。

进一步的，所述硅感应元器件包含至少2个引脚；

所述至少2个引脚中有至少1个引脚为电源引脚，用于连接电源，且剩余引脚中有至少1个引脚为电压输出端，用于连接所述提醒模块。

进一步的，还包括：电压放大器；

所述电压放大器位于所述写字笔本体内部，所述电压放大器的电压输入端与所述硅感应元器的电压输出端连接，用于对所述电压进行放大。

进一步的，还包括：单片机；

所述单片机位于所述写字笔本体内部，并与所述电压放大器的电压输出端通信连接，用于对不同的所述握笔力度进行不同的信息提醒。

进一步的，所述写字笔本体包含：笔筒；

所述压力传感器位于所述笔筒内表面。

进一步的，还包括：柔软度大于预设阈值的软性笔套；

所述软性笔套嵌套在所述写字笔本体的外表面。

进一步的，所述压力传感器包含按键；

所述软性笔套嵌套在所述按键外表面。

进一步的，还包括：笔芯；

所述笔芯设置在所述写字笔本体的内部，并与所述笔尖硬件连接。

本实用新型实施例提供的一种电子写字笔，通过在写字笔本体内表面设置压力传感器，实时监测儿童写字时的握笔力度，降低了儿童由于握笔力度过大造成的纸张写破的可能性，有助于儿童掌握适宜的写字力度，从而有助于儿童的手指关节的健康发育。

附图说明

图1A是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图1B是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的部分写字笔本体纵向剖面结构示意图；

图1C是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的写字笔本体横截面剖面结构示意图；

图1D是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图2A是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图2B是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图3A是本实用新型实施例中的一种电子写字笔中压力传感器的结构示意图；

图3B是本实用新型实施例中的一种电子写字笔中硅感应元器件结构示意图；

图4A是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图4B是本实用新型实施例中的一种电子写字笔的结构示意图；

图4C是本实用新型实施例中的一种电子写字笔握笔部位的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A为本实用新型实施例一提供的一种电子写字笔的结构图，本实施例所述的电子写字笔可适用于适龄儿童初学写字的场景，如图1A所示，具体包括：笔尖11、写字笔本体12和压力传感器13；

所述笔尖11位于所述写字笔本体12的第一端部；

所述压力传感器13位于所述写字笔本体12内表面，用于检测握住所述写字笔本体12的握笔力度。

其中，笔尖11位于写字笔本体12的第一端部，具体可为写字笔本体12的底端，即用于接触书本的一端。笔尖11的材质可以为金属也可以为塑料，如PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、ABS(Acrylonitrile–Butadiene–Styrene copolymer，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂等。

压力传感器13可以为电阻应变片压力传感器，也可以为半导体应变片压力传感器。压力传感器13的数量可以为一个或多个，遍布于写字笔本体12的内表面，例如可镶嵌在写字笔本体12的内表面。如图1B所示，为本实施例提供的部分写字笔本体12纵向剖面图，如图1C所示，为本实施例提供的写字笔本体12横截面剖面图，压力传感器13镶嵌在其内表面。

具体的，由于儿童在学习写字的时候经常会遇到很多问题，比如坐姿不正确，握笔姿势不对等，这些显性的问题，可以通过观察而矫正。但是，握笔力度的大小不会被感知，只有儿童握笔力度过大导致纸写破，手指头有凹痕才会被家长看见，家长经常会告知儿童握笔轻一些，但是即使这样，儿童也并不知道最适宜的握笔力度。因此，儿童可以使用电子写字笔来调节自己的握笔力度，通过使用电子写字笔可以轻松完成练字、写作业、考试等多项学习任务。电子写字笔可以为铅笔，也可以为自动铅笔，还可以为水笔以及圆珠笔等。本实用新型通过写字笔本体12内表面的压力传感器13，即可检测儿童的握笔力度。

本实用新型通过在电子写字笔中设置压力传感器13来检测儿童的握笔力度，从而有助于儿童掌握适宜的写字力度，轻松写字。

在上述实施例的基础上，电子写字笔不仅包括笔尖11、写字笔本体12和压力传感器13，还可以包括软性笔套15和/或笔芯16，其中，写字笔本体12包含笔筒14，如图1D所示。其中，压力传感器13位于所述笔筒14内表面，笔筒14的材质可以为金属也可以为塑料(如PVC、ABS等)，笔尖11和笔筒14可通过螺纹连接；软性笔套15嵌套在写字笔本体12的外表面，并且，电子写字笔中的软性笔套15为柔软度大于预设阈值的软性笔套15，柔软度过高不利于软性笔套15的成型，柔软度过低会导致软性笔套15的手感生硬，因此，软性笔套15材料的选取一般会选取柔软度大于预设阈值的材料，如硅胶材料；笔芯16设置在写字笔本体12的内部与笔尖11硬件连接，相应的，电子写字笔的笔芯16同样可以为铅笔笔芯，水笔笔芯和圆珠笔笔芯等。

实施例二

图2A为本实用新型实施例二提供的一种电子写字笔的结构图，本实施例在上述实施例的基础上，还包括提醒模块21。

具体的，提醒模块21位于写字笔本体12的外表面，可以位于写字笔本体12的顶部，或位于写字笔本体12的中上部位，其中，图2A为提醒模块21位于写字笔本体12的顶部的示例图，图2B为提醒模块21位于写字笔本体12的中上部位的示例图。提醒模块21与压力传感器13通信连接，用于根据所述压力传感器13检测到的握笔力度进行信息提醒。其中，信息提醒可以通过显示器提醒，也可以通过语音提醒，还可以通过显示器和语音双重提醒。

更为具体的，提醒模块21包含显示屏和/或扬声器。其中，显示屏可设置在写字笔本体12的外表面，用于显示握笔力度，如0.1N，0.7N，0.5N或1N等；也可以根据握笔力度通过显示屏显示相应的提醒文字，如力度太小，力度适中，力度太大等。其中，所述扬声器可内嵌于写字笔本体12的内部，并在写字笔本体12的外表面开设通声口，使所述握笔力度通过扬声器进行语音提醒，如“哎呀，好疼呀！小朋友，你写字太用力了！”。

或者，提醒模块21可同时包括显示屏和扬声器。例如，当用户A握笔力度很大时，电子写字笔的显示屏显示“力度太大”，并且电子写字笔的扬声器会发出卡通童声的信息提示音“哎呀，好疼呀！小朋友，你写字太用力了！”。

本实用新型通过在电子写字笔中设置提醒模块21，具有可观性，有助于儿童更好的控制自己的写字力度，并且增加儿童写字的乐趣。

实施例三

图3A为本实用新型实施例三提供的一种电子写字笔中压力传感器的结构图，本实施例在上述实施例的基础上对压力传感器13的内部结构进行优化，提供了优化的压力传感器13，压力传感器13包括感应单元31和不锈钢柱塞32。

具体的，感应单元31位于压力传感器13内部。当压力传感器13为半导体应变片压力传感器时，相应的，感应单元31为硅感应元器件，用于将检测到的握笔力度转换为电压，并将所述电压发送至所述提醒模块21。

其中，硅感应元器件优选包含至少2个引脚，至少2个引脚中有至少1个引脚为电源引脚，用于连接电源，且剩余引脚中有至少1个引脚为电压输出端，用于连接所述提醒模块。例如，以压力传感器13的硅感应元器件优选为4个引脚为例，具体如图3B所示。在本实施例中，将引脚301与引脚303为电源引脚，将引脚302与引脚304为电压输出端。

其中，半导体应变片压力传感器的型号有很多，例如HDF500S和HFD-5N-A等。以型号为HFD-5N-A的压力传感器13为例，压力传感器13的压力承受范围为0～5N，灵敏度为12mV/N。当有每1N的力的变化时，引脚302与引脚304的电压输出端输出增加12mV的电压，通过监测引脚302与引脚304的电压输出端输出的变化就可以计算出当前力度的大小，再经过单片机中的中央处理器的处理，可以完成提醒的功能。

其次，不锈钢柱塞32也位于压力传感器13内部，与硅感应元器件通信连接，用于接收握笔力度并传递给硅感应元器件。压力传感器13在受到外力而发生弯曲变形的时候，电阻会相应的增大。压力传感器13通过不锈钢柱塞32，将所受外力直接传递到硅感应元器件上，硅感应元器件阻抗就随着所受外力同比例增加，这种电路阻抗的变化将最终导致引脚302与引脚304的电压输出端输出的变化。压力传感器的输出变化体现了儿童的握笔力度，当握笔力度超过一个默认值时，提醒模块会对儿童进行信息提醒。其中，默认值可以为静态的初始默认值，即通过不同儿童的实验结果总结出的一个默认值，如0.5N；也可以为儿童根据自身的体验设定的更适合自己的动态值，如0.6N，0.7N等。一般来说，儿童使用电子写字笔进行写字时的最佳握笔力度的范围为0.15～0.3N，当儿童的握笔力度小于0.15N时，写字不清晰；当儿童的握笔力度在此范围内，写字舒适度最高；当儿童的握笔力度大于0.5N时，手指收到压迫大，胳膊酸痛，容易导致手指不健康发育。

例如，上述用户A使用电子写字笔进行练字时，握笔力度设为默认值，当用户A握笔力度大于0.5N时，有卡通童声语音“哎呀，好疼呀！小朋友，你写字太用力了！”；当用户A握笔力度处于0.15～0.3N时，有卡通童声语音“这个力度最舒服，继续保持哦！”；当用户A握笔力度小于0.15N时，有卡通童声语音“小朋友再靠近我一点点哦，使点力气啊！”，并且，电子写字笔的显示屏22也会有相对应的文字显示。

本实用新型通过对电子写字笔中压力传感器13的优化，经过大量的实验得出儿童控制握笔的最舒适力度，从而有助于儿童更好的控制自己的写字力度。

实施例四

图4A为本实用新型实施例四提供的一种电子写字笔的结构图，本实施例在上述实施例的基础上还包括电压放大器41和单片机42。

具体的，电压放大器41位于写字笔本体12内部，电压放大器41的电压输入端与所述硅感应元器件的电压输出端连接，用于对所述电压进行放大。因为压力传感器13对每1N力的变化，输出增加12mV的电压，由于非常小的变化很难精确的处理，因此通常需要借助电压放大器41，完成对压力传感器13中硅感应元器件输出电压的放大，如型号为AD8605的电压放大器41，通常放大16.5倍左右，以方便单片机的处理。其中，电压放大器41可优选为差分放大器。

同样的，单片机42位于所述写字笔本体12内部，并与电压放大器41的电压输出端通信连接，用于对不同的握笔力度进行不同的信息提醒。单片机42是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器、只读存储器等集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机42对压力传感器13接收到的不同握笔力度进行不同处理，再通过通信传送给提醒模块21。

例如，上述用户A使用电子写字笔进行练字时，当握笔力度大于0.5N时，有卡通童声语音“哎呀，好疼呀！小朋友，你写字太用力了！”；当反复提示几次还是用力过度时，则会鼓励用户A：“小朋友，不要紧张，稍微放松一下再写字吧！”；当用户的力度有所改善时，写了几分钟后，则会有卡通童声提示“被你握住真舒服，不会感觉紧紧的，挤挤的！”并发出开心的笑声等。

由于儿童写字时与写字笔本体12接触最多的部位为握笔位置，即写字笔本体12的中下端，因此可以将压力传感器13优化为只设置在握笔位置，同样在不影响儿童写字舒适度的前提下，也可以将软性笔套15优化为只设置在握笔位置，如图4B所示。通常，电子写字笔的压力传感器13位于写字笔本体12内部靠近笔尖11的握笔位置，由于笔筒14的材质比较坚硬，压力传感器13无法对儿童的握笔力度进行检测，因此通常在笔筒14放置压力传感器13的位置处剪切出一部分小口。由于压力传感器13包含按键，因此还可以在笔筒14上设置两条长方形的开口，尺寸长为8mm～10mm，宽为0.1～0.2mm，用于接收儿童的握笔力度，使用软性笔套嵌套在所述按键外表面，用于增强儿童握笔舒适度，如图4C所示，图4C为电子写字笔握笔部位的结构图。

本实用新型通过提醒和鼓励的方式，让儿童自然而然的减少写字时的握笔力度，缓解初学写字幼儿的书写压力，在轻松愉快的氛围中度过初期枯燥的写字过程，同时也大大减少了因为握笔力度过大造成手指关节及手臂发育不良的健康问题。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。