专利名称：防近视太阳能自动调控书写笔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种写字用笔具，尤其是一种有利青少年视力保护的防近视太阳能自动调控书写笔。
传统的用于青少年尤其是中小学生使用的各种书写笔具，有各种铅笔、各种圆珠笔和笔芯长度可调的活动铅笔等等，当学生利用这些笔具进行书写时，常不能保持正确姿态和让双眼自动保持正常距离进行书写，容易导致近视或其他视力障碍，因长期书写的姿势不正确，极易引起学生脊柱弯曲变形出现驼背现象。为了克服上述缺陷，有人设计出一种防近视书写笔，它包括夹持笔芯的笔头、握笔套、笔杆，在握笔套的前端设有作为固定握笔点(部位)的对称双凹部、在笔杆尾部没有一对红外线探头，在握笔套内腔设有带凸起的笔芯套、笔芯套上设有挡圈和复位弹簧，在笔杆内腔设有内连接套和止推挡杆，此外在笔杆内腔还设有磁铁块、组扣电池和通电后可产生磁场的线圈及拉制电路板，当学生写字没有正确握笔时，止推挡杆将会偏离止挡位置让笔芯缩回笔套中无法书写，当小于规定距离书写时、控制电路让线圈通电产生磁场，并对磁铁块产生作用力使止推档杆发生偏移，让笔芯缩回也不能书写。上述技术能自动纠正学生坐姿和书写的眼睛距离，有利于防近视、防驼背。缺点是写字时一定要用手握住握笔套的双凹处、才能让红外接收管与红外发射管朝向人的脸部实现自动控制作用，这样学生使用起来不方便，另外，整支笔内部结构复杂，加工装配不便，还要用三粒纽扣电池，因耗电量较大(150微安)，要经常更换电池污染环境，纽扣电池价格高，有时还很难买到。
本实用新型的目的是设计一种防近视太阳能自动调控书写笔，该笔具可利用太阳能(或普通日光)为电池供电，进行自动调节控制并随时提醒学生端正书写姿势和正确握笔，使双眼保持正常距离书写，具有使用方便，握笔随意性好，耗电省(3微安)，不需纽扣电池，不污染环境。
本实用新型是以如下技术方案实现的参照
图1，它包括夹持笔芯的笔头2、握笔套3，笔杆及电路板23构成，其中在握笔套3的内腔设有一个尾端带有凸起的活动式笔芯套32，在该笔芯套上设有挡圈33和套装有复位弹簧4，在笔杆内腔设有一个用于装接握笔套的内连接套6，所述笔芯套32可通过滑套5活动安装在内连接套6的前端，在靠近中后端部笔杆内腔的电路板上设有一对可朝向人脸方向的红外线发射和接收探头，其特征是a、在所述内连接套6的内腔还设有一根可与笔芯套32尾端凸起32.1对应配合的杠杆状活动止推挡杆，在中间笔杆内腔设有一个单相永磁微型电机即两极双凹坑式单相永磁微型电机，在电机转子的销轴8上固定套装有可与杠杆状活动止推挡杆31的后端部相碰触的拨头7，当学生有按规定距离和正确姿势写字时，杠杆状活动止推挡杆(因自重)可保持止档位置，使笔芯不会缩回笔头2内并可保证正常书写，而当学生没有按规定距离和正确姿势写字时，电路板的自动拉制电路会让电机定子的铁芯线圈9通电并产生磁场磁力使转子上的拨头7转动并与杠杆状活动止推挡杆后端部碰触，使其产生摆动并偏移止挡位置，从而让笔芯向后缩入笔头内部而不能书写。
b、在安装有红外线发射和接收探头的四周外沿，即在(位于)中间笔杆28和后端笔杆21之间装设有一段透明套圈10。
c、所述装有红外探头的电路板23是与位于后端笔杆21内腔中的一根可自由转动的活动轴13固定连接，活动轴13又与位于后端笔杆21外沿的一块重量板(又称重量块)固定连接(套接)，在重量板上装有太阳能电池板19，活动轴13自身在装配时又与转动外套15.1、15.2固定套接，起滑动轴承套作用的转动外套15.1、15.2与固定内套16.1、16.2活动配合(松配合)，该固定内套又通过固定套14固定套接在后端笔杆21的内腔，装配后可让起重锤作用重量板(块)始终都处于后端笔杆21的下方，从而使握笔写字时红外接收管11和红外发射管12始终都朝着人脸的方向。
使用本实用新型的书写笔，不仅能自动纠正青少年(学生)写字姿态，让其保持正确姿势和距离进行书写，十分有利于避免学生驼背和保护青少年儿童的视力健康，而且还具有以下几个优点握笔套不必制成双凹处，红外探头的信号都可方便朝向人的脸部，这样改善了制造工艺，学生使用也更方便；使用太阳能电池(板)后不需要用钮扣电池，节药使用成本，又不污染环境，因再不必经常性更换电池，使用也更方便。
以下结合附图实施例对本书写笔的具体结构和使用原理作进一步详细说明。
图1是本实用新型的一种装配结构示意图。
图2是微型电机转子、定子的部件图。
图3是定子内孔具有两个对称半圈凹坑、外部具有两个对称缺口的示意图。
图4是转子拨头碰触杠杆状止推挡杆后端部使其偏移止挡位置的示意图。
其中1-笔芯，2-笔头，3-握笔套(相当于前端笔杆)，4-复位弹簧，5-滑套，6-内连套接，7-拨头，8-活动销轴，9-线圈，10-透明套圈，11-红外接收管，12-红外发射管，13-活动轴，14-固定套，15-转动外套，16-固定内套，17-重量板(块)，18-太阳能电池负极导线，19-太阳能电池板，20-太阳能电池正板导线，21-后端笔杆，22-发射管套，23-电路板，24-微型电机正级导线，25-微型电机负极导线，26-线圈架铁芯，27-固定螺钉，28-中间笔杆，29-定子，30-销轴，31-杠杆状止推挡杆，32-笔芯套，33-挡圈，34-转子磁钢，35-活动销轴安装座，36-定子外沿的对称半圆缺口，37-定子内孔中的两个对称半圆凹坑。。
参照附图可知，本实用新型在具体设计制造时还具有以下几点技术特征一、所述微型电机的定子29的外沿开设有两个对称的半圈缺口36，定子29的内孔开设有两个对称的半圆四坑37。定子外部的两个对称半圆缺口是为了保证定子左右两端的感应磁场的极性(N.S极)能朝向固定方向分布，而定子内孔有两个对称的半圆凹坑可造成定子与转子之间的磁场间隙的不均匀性，从而可控制转子的定位位置和旋转方向(见图3)。
二、所述微型电机转子的磁钢34是用永磁材料制成，定子29材料和线圈架铁芯26的材料皆是采用离磁导率的坡莫合金材料制成。
三、所述的电路板23上的红外(线)探头即红外线发射管12和红外接收管11与重量板17之间是呈相互垂直状态安装。
四、所述定子铁芯线圈9上的两根正、负极导线24、25是分别与固定内套16.1、16.2相联接，电路板23上的正、负极导线是与起电刷作用的转动外套15.1、15.2固定相联接。
本实用新型的电路工作原理如下1、当学生在正常距离书写时，红外发射管11来收到学生脸部的反射讯号，微型电机定子的线圈中没有脉冲电流流过，转子的磁场轴线会稳定地处于微型电机磁间隙最小的位置上，这一位置也就是转子磁场的正、负极轴线和定子内孔两个缺口之间的中心连线两者相互重直的位置，转子(包括拨头7，磁钢34，活动销轴8)停在这个位置上(如图3)，也就是拨头7停在正常书写位置(见
图1总装图)。2、当学生双眼低于正常距离书写时，脸部遮挡了红外发射管12，使挡回的红外线讯号被红外接收管11接收，电路板23工作，正向脉冲电流进入微型电机线圈9，线圈9产生的磁场会磁化定子29(定子29与线圈铁芯26用螺钉27固定，形成了一个磁回路、定子29与线圈铁芯26都是采用高导磁率的坡莫合金材料)，定子被磁化后形成磁场，根据磁场中的磁级之间具有同性相斥，异性相吸的原理，定子29的N级推斥转子(包括拨头7，磁钢34、活动销轴8)，同时又吸引转子的S极；定子29的S极同样推斥转子的S极，而又吸引转子的N极，使转子从0°转向180°，转子的拨头7也从0°转向180°，打向止推挡杆31后端(如图4)，笔芯套32后端凸起没顶住止推挡杆31前端台阶面，止推挡杆31前段往上偏移，笔芯套缩入笔头2里，迫使学生无法写字(笔芯插在笔芯套32内孔里)。3、当学生双眼恢复到正常距离书写时，负脉冲电流(反向电流)进入微型电机线圈9产生的磁场会磁化定子29，定子29被磁化后形成磁场，这时由于电流方向的变化，磁场的方向也相应变化，使定子29左端成为S极而右端则变为N极，随即又在同性相斥，异性相吸的作用下，转子从180°转到360°(转子的拨头7又恢复到原来的位置，见总装
图1)，由于止推挡杆31在销轴30前段重量微大于其后端重量，止推挡杆31前端台阶面又可以与笔芯套32后端凸起相顶住，学生又可以书写了。
权利要求1.一种防近视太阳能自动调控书写笔，它包括夹持笔芯的笔头(2)、握笔套(3)，笔杆及电路板(23)构成，其中在握笔套(3)的内腔设有一个尾端带有凸起的活动式笔芯套(32)，在该笔芯套上设有挡圈(33)和套装有复位弹簧(4)，在笔杆内腔设有一个用于装接握笔套的内连接套(6)，所述笔芯套(32)是通过滑套(5)活动安装在内连接套(6)的前端，在靠近中后端部笔杆内腔的电路板(23)上设有一对可朝向人脸方向的红外线发射和接收探头，其特征是a、在所述内连接套(6)的内腔还设有一根可与笔芯套(32)尾端凸起(32.1)对应配合的杠杆状活动止推挡杆(31)，在中间笔杆(28)内腔设有一个单相永磁微型电机在电机转子的销轴(8)上固定套装有可与杠杆状活动止推挡杆(31)后端部相碰触的拨头(7)，当学生没有按规定距离和正确姿势写字时，自动控制电路会让电机定子的铁芯线圈(9)通电并产生磁场磁力使转子上的拨头(7)转动并与杠杆状活动止推挡杆(31)的后端部碰触，使其偏移止挡位置，从而让笔芯向后缩入笔头内部不能书写；b、在安装有红外线发射和接收探头的四周外沿，即在中间笔杆(28)和后端笔杆(21)之间装设有一段透明套圈(10)；c、所述装有红外探头的电路板(23)是与位于后端笔杆(21)内腔中的一根可自由转动的活动轴(13)固定连接，活动轴(13)又与位于后端笔杆(21)外沿的一块重量板(17)固定连接，在重量板(17)上装有太阳能电池板，活动轴(13)又与转动外套(15.1、15.2)固定套接，起滑动轴承套作用的转动外套(15.1、15.2)与固定内套(16.1、16.2)活动配合套接，该固定内套又通过固定套(14)固定套接在后端笔杆(21)的内腔，装配后可让起重锤作用重量板(17)始终处于后端笔杆(21)的下方，从而使握笔写字时红外探头始终都朝着人脸部的方向。
2.根据权利要求1所述的书写笔，其特征是所述微型电机定子(29)的外沿开设有两个对称的半圈缺口(36)，定子(29)的内孔开设有两个对称的半圆凹坑(37)。
3.根据权利要求1或2所述的书写笔，其特征是所述微型电机转子的磁钢(34)是用永磁材料制成，定子(29)和线圈架铁芯(26)皆为坡莫合金材料制成。
4.根据权利要求1所述的书写笔，其特征是所述电路板(23)上的红外线探头即红外发射管(12)和红外接收管(11)与重量板(17)之间是呈相互垂直状态安装。
专利摘要一种防近视太阳能自动调控书写笔，包括笔芯、握笔套、笔杆和红外探头，其特征是在笔杆的内连接套中设有杠杆状止推挡杆，在笔杆内腔设有单相永磁微型电机，电机转子上有拨头可与止推挡杆碰触，在红外探头外沿设有一段透明套圈，笔杆后端设有活动轴，活动轴固定有起重锤作用的重量板及太阳能电池板，活动轴还通过固定内套与转动外套活动配合，使重量板始终处于后端笔杆的下方，从而使写字的红外探头始终都朝着人脸方向，当学生没按正确姿态和正常距离写字时，自动控制电路会让电机定子铁芯线圈通电产生磁场磁力使转子上的拨头转动并与止推挡杆碰触使之偏移止挡位置，使笔芯缩入笔头不能书写。本实用新型能自动纠正学生坐姿，有利防驼背和防近视，具有握笔随意性好，使用方便，因使用太阳能电池不污染环境。
文档编号B43K29/00GK2521061SQ0221525
公开日2002年11月20日 申请日期2002年1月18日 优先权日2002年1月18日
发明者林文, 林爱金 申请人:林文, 林爱金