一种带有3D造型笔头的笔具的制作方法

本发明属于文具领域，涉及一种带有3D造型笔头的笔具。

背景技术：

市场上有铅笔等笔具，带有造型的笔头，大部分是装饰，完全无功能；有一小部分笔具，造型的笔头有简单的机械功能，例如按压嘴巴张开等功能。现有的发声笔是有笔芯、笔芯传动、笔大身、笔挂、笔帽、电池箱、喇叭、客制化IC等电子零件及五金件组成, 除了笔的书写功能之外, 按压笔帽, 可以触发客制化IC 将预先储存编程的语音透过笔帽里面的喇叭播放出来, 但比较单调, 缺乏趣味性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种带有3D造型笔头的笔具，具备发声、发光、转动功能，增加趣味性。

本发明通过如下技术方案实现。

一种带有3D造型笔头的笔具，包括3D造型笔头和笔身，所述3D造型笔头设置在所述笔身上，所述3D造型笔头包括笔头外壳、PCB板、动力机构、传动机构、离合机构、导光机构，所述PCB板、动力机构、传动机构、离合机构、导光机构设置在所述笔头外壳内，所述笔头外壳包括头部和身体部，所述头部通过所述离合机构连接在所述身体部上，所述动力机构通过所述传动机构、离合机构驱动所述头部转动，所述PCB板上设有发光元件和发声元件，所述发光元件发出的光通过所述导光机构传输至所述笔头外壳外部，所述PCB板与所述动力机构电连接。

优选的，所述传动机构包括蜗杆、双联齿轮A、双联齿轮B、牙箱，所述蜗杆、双联齿轮A、双联齿轮B设置在所述牙箱内，所述动力机构、蜗杆、双联齿轮A、双联齿轮B、离合机构依次啮合连接并将所述动力机构输出的动力传动至所述离合机构。

优选的，所述牙箱包括牙箱盖和牙箱底，所述双联齿轮A、双联齿轮B通过铁轴固定在所述牙箱盖和牙箱底之间，所述动力机构固定在所述牙箱底上。

优选的，所述离合机构包括头底盖、O型圈、内齿轮、连接件，所述内齿轮与所述双联齿轮B啮合，所述连接件转动连接所述头底盖和所述内齿轮，所述O型圈设置在所述内齿轮和所述头底盖之间且卡在所述连接件外。

优选的，所述PCB板包括主PCB板和副PCB板，所述发声元件设置在所述主PCB板上，所述发光元件设置在所述副PCB板上，所述主PCB板与所述动力机构电连接。

优选的，所述主PCB板通过螺丝固定在所述笔头外壳内，所述主PCB板上设有触发开关，所述触发开关的触头位于所述笔头外壳外部，所述副PCB板通过螺丝固定在头底盖上。

优选的，所述导光机构包括反光镜、凸透镜、灯光探测孔，所述发光元件、反光镜、凸透镜依次相差45°，使所述发光元件发出的光经反光镜90°转弯后传输至凸透镜，再经凸透镜和灯光探测孔传输至所述笔头外壳外部。

优选的，所述主PCB板上设有延时装置，所述头部设有复位信号弹簧且随所述头部转动，所述复位信号弹簧在其预紧力作用下的一端紧贴所述副PCB板，所述延时装置经过设定延时时间后使所述PCB板与所述动力机构通电运行，所述副PCB板上设有所述主PCB板复位停止信号的开关触点，所述复位信号弹簧随所述头部转动到所述开关触点位置时触发所述开关触点接通所述主PCB板复位停止信号，使所述主PCB板与所述动力机构断开停止运行。

优选的，所述开关触点为设置在所述副PCB板上的两块铜箔，所述复位信号弹簧随所述头部转动到所述铜箔位置时，瞬间接通所述铜箔给所述主PCB板发出复位停止信号，使所述主PCB板与所述动力机构断开停止运行。

优选的，所述复位信号弹簧设在所述连接件上。

优选的，所述笔身包括笔身外壳、笔挂、笔芯，所述笔挂设置在所述笔身外壳上，所述笔芯设置在所述笔身外壳内，所述笔身外壳内设有电池及固定所述电池的电池箱，所述电池为所述PCB板提供电源。

优选的，所述笔身外壳包括笔大身、传动管、传动管固定件、传动管连接筒、防滑套、笔尖，所述传动管通过传动管固定件固定在所述笔大身内，所述传动管连接筒固定在所述笔大身下端，所述防滑套套在所述传动管连接筒上，所述笔尖通过螺纹固定在所述传动管连接筒下端，所述笔芯通过笔芯头固定在所述笔大身内穿过所述传动管、传动连接筒直达笔尖。

优选的，所述电池箱包括右电池箱盖、左电池箱盖、PCB盖板，所述右电池箱盖与所述笔挂为一体体式结构，所述做电池箱盖通过机牙螺丝、螺母、PET介子固定在所述右电池箱盖上，所述PCB盖板固定在所述左电池箱盖上方，所述电池箱内设有正极片和负极片。

优选的，所述3D造型笔头通过搓花轴与所述笔身连接。

优选的，所述电池为AG13电池。

优选的，所述发声元件为喇叭，所述喇叭与主PCB板之间设有EVA垫。

优选的，所述发光元件为LED灯。

优选的，所述发光元件为双色LED灯。

优选的，所述动力机构为空心杯马达。

优选的，所述3D造型笔头为R2-D2机器人造型，所述身体部包括前身、后身、左臂、右臂，所述喇叭设置在所述后身内。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明将发声元件、发光元件集中在3D造型笔头，同时使3D造型笔头具备转动功能，增加笔的趣味性；本发明离合机构巧妙运用O型圈传动，使得外力大于O型圈摩擦力时， O型圈打滑保护传动机构。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的3D造型笔头的爆炸图；

图3为本发明的3D造型笔头的剖视图；

图4为本发明的笔身的爆炸图；

图5为本发明的笔身的剖视图；

图中：1、头部，2、反光镜，3。凸透镜，4、螺丝，5、头底盖，6、O型圈，7、内齿轮，8、复位信号弹簧，9、连接件，10、副PCB板，11、牙箱盖，12、双联齿轮B，13、双联齿轮A，14、蜗杆，15、空心杯马达，16、铁轴，17、牙箱底，18、左臂，19、前身，20、主PCB板，21、EVA垫，22、喇叭，23、后身，24、右臂，25、机牙螺丝，26、PET介子，27、左电池箱盖，28、电池，29、PCB盖板，30、负极片，31、搓花轴，32、笔挂，33、正极片，34、螺母，35、笔大身，36、笔芯头，37、笔芯，38、传动管，39、传动管固定件，40、传动管连接筒，41、防滑套，42、笔尖，43、触发开关，100、3D造型笔头，200、笔身。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

一种带有3D造型笔头的笔具，包括3D造型笔头（100）和笔身（200），所述3D造型笔头（100）通过搓花轴（31）与所述笔身（200）连接，所述3D造型笔头（100）包括笔头外壳、PCB板、动力机构、传动机构、离合机构、导光机构，所述PCB板、动力机构、传动机构、离合机构、导光机构设置在所述笔头外壳内，所述笔头外壳包括头部（1）和身体部，所述头部（1）通过所述离合机构连接在所述身体部上，所述动力机构通过所述传动机构、离合机构驱动所述头部（1）转动，所述传动机构包括蜗杆（14）、双联齿轮A（13）、双联齿轮B（12）、牙箱，所述蜗杆（14）、双联齿轮A（13）、双联齿轮B（12）设置在所述牙箱内，所述动力机构、蜗杆（14）、双联齿轮A（13）、双联齿轮B（12）、离合机构依次啮合连接并将所述动力机构输出的动力传动至所述离合机构，所述牙箱包括牙箱盖（11）和牙箱底（17），所述双联齿轮A（13）、双联齿轮B（12）通过铁轴（16）固定在所述牙箱盖（11）和牙箱底（17）之间，所述动力机构固定在所述牙箱底（17）上，所述离合机构包括头底盖（5）、O型圈（6）、内齿轮（7）、连接件（9），所述内齿轮（7）与所述双联齿轮B（12）啮合，所述连接件（9）转动连接所述头底盖（5）和所述内齿轮（7），所述O型圈（6）设置在所述内齿轮（7）和所述头底盖（5）之间且卡在所述连接件（9）外，所述PCB板上设有发光元件和发声元件，所述发光元件发出的光通过所述导光机构传输至所述笔头外壳外部，所述PCB板包括主PCB板（20）和副PCB板（10），所述发声元件为喇叭（22），所述喇叭（22）与主PCB板（20）之间设有EVA垫（21），所述发光元件设置在所述副PCB板（10）上，所述主PCB板（20）与所述动力机构电连接，所述主PCB板（20）通过螺丝（4）固定在所述笔头外壳内，所述主PCB板（20）上设有触发开关（43），所述触发开关（43）的触头位于所述笔头外壳外部，所述副PCB板（10）通过螺丝（4）固定在头底盖（5）上，所述PCB板与所述动力机构电连接，所述导光机构包括反光镜（2）、凸透镜（3）、灯光探测孔，所述发光元件、反光镜（2）、凸透镜（3）依次相差45°，使所述发光元件发出的光经反光镜（2）90°转弯后传输至凸透镜（3），再经凸透镜（3）和灯光探测孔传输至所述笔头外壳外部，所述发光元件为双色LED灯，所述主PCB板（20）上设有延时装置（图中未示出），所述头部（1）设有复位信号弹簧（8）且随所述头部（1）转动，优选所述复位信号弹簧（8）的一端设在所述连接件（9）上，所述复位信号弹簧（8）在其预紧力作用下的另一端紧贴所述副PCB板（10），所述延时装置经过设定延时时间后使所述PCB板与所述动力机构通电运行，所述副PCB板（10）上设有所述主PCB板（20）复位停止信号的开关触点（图中未示出），所述开关触点为设置在所述副PCB板（10）上的两块铜箔（图中未示出），所述复位信号弹簧（8）随所述头部（1）转动到所述铜箔位置时，瞬间接通所述铜箔给所述主PCB板（20）发出复位停止信号，使所述主PCB板（20）与所述动力机构断开停止运行，所述动力机构为空心杯马达（15），所述笔身（200）包括笔身（200）外壳、笔挂（32）、笔芯（37），所述笔挂（32）设置在所述笔身（200）外壳上，所述笔芯（37）设置在所述笔身（200）外壳内，所述笔身（200）外壳内设有电池（28）及固定所述电池（28）的电池（28）箱，所述电池（28）为所述PCB板提供电源，所述电池（28）为AG13电池（28），所述笔身（200）外壳包括笔大身（35）、传动管（38）、传动管固定件（39）、传动管连接筒（40）、防滑套（41）、笔尖（42），所述传动管（38）通过传动管固定件（39）固定在所述笔大身（35）内，所述传动管连接筒（40）固定在所述笔大身（35）下端，所述防滑套（41）套在所述传动管连接筒（40）上，所述笔尖（42）通过螺纹固定在所述传动管连接筒（40）下端，所述笔芯（37）通过笔芯头（36）固定在所述笔大身（35）内穿过所述传动管（38）、传动连接筒直达笔尖（42），所述电池（28）箱包括右电池箱盖、左电池箱盖（27）、PCB盖板（29），所述右电池箱盖与所述笔挂（32）为一体体式结构，所述做电池箱盖通过机牙螺丝（25）、螺母（34）、PET介子（26）固定在所述右电池箱盖上，所述PCB盖板（29）固定在所述左电池箱盖（27）上方，所述电池（28）箱内设有正极片（33）和负极片（30），所述3D造型笔头（100）为R2-D2机器人造型，所述身体部包括前身（19）、后身（23）、左臂（18）、右臂（24），所述喇叭（22）设置在所述后身（23）内。

本案以迪斯尼星球大战影片里面的 R2-D2机器人的3D造型为例, 可延伸到其它人物,动物及其它图案的3D造型。工作原理：本笔可旋出笔芯（37）书写、旋回保护笔芯（37）、方便更换笔芯（37）和电池（28），采用R2-D2机器人3D造型，模拟R2-D2机器人发声、发光、转动功能，按压机器人身前的触发开关（43），触发主PCB板（20）中的IC工作，使装在后身（23）上的喇叭（22）发声；同时副PCB板（10）上的发光元件发出灯光，灯光束经过反光镜（2）反射使灯光束90°转弯后通过凸透镜（3）聚光从机器人头上的灯光探测孔射出；与此同时主PCB板（20）中的IC给空心杯马达（15）供电，空心杯马达（15）顺逆转动，空心杯马达（15）轴上的蜗杆（14）顺逆转动，并带动与其啮合的双联齿轮A（13）减速并顺逆转动，双联齿轮A（13）带动与其啮合的双联齿轮B（12）减速并顺逆转动，双联齿轮B（12）带动与其啮合的内齿轮（7）减速并顺逆转动，内齿轮（7）通过离合机构使机器人头部（1）顺逆转动，内齿轮（7）通过O型圈（6）上的摩擦力使头部（1）转动，当外力扭转机器人头部（1）时，扭力大于O型圈（6）摩擦力时，使得O型圈（6）打滑保护传动机构；本笔设有七句话，二十八个出音组合，灯光、头部（1）转动与声音相配合，头部（1）转动时间有长有短，转向顺逆交替，头部（1）灯光探测孔所停的位置随机，不在机器人前方居多，影响外观，因此增加一个延时复位功能，由延时装置和复位信号弹簧（8）实现，当空心杯马达（15）停转一段时间无操作时，延时装置动作，主PCB板（20）给空心杯马达（15）供电，空心杯马达（15）带动机器人头部（1）转动，当头上灯光探测孔将转至身体部正前方时，复位信号弹簧（8）动作，发出复位停止信号给主PCB板（20），主PCB板（20）与空心杯马达（15）断开，头部（1）在惯性作用下继续滑过一小角度，使灯光探测孔停在身体部正前方，等待下一次触发操作。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。