具有握姿检测功能的智能笔的制作方法

本发明涉及一种书写笔，尤其涉及一种纠正儿童和青少年坐姿、握姿、保护视力的智能笔。

背景技术：

目前市场上作为青少年儿童的书写笔多种多样，除了书写功能外，都不能实现对学生的写字时的握姿、坐姿及双眼与桌面的距离判断功能，因长期错误的书写姿势，容易导致学生驼背、眼睛近视等问题。目前市场上出现的类似智能笔可追溯2010年前，如市场上的全自动防近视、防驼背学生书写笔（专利号为200620010200.6），其仅具备纠正坐姿及预防近视的功能。如一款名为正姿笔（专利号：201010229113.0）的产品，其通过在设计笔的外壳结构方式限定了握笔区域，如学生没按要求正常握笔就无法提醒修正。

技术实现要素：

本发明根据以上不足，提供了一种具有握姿检测功能的智能笔，通过检测握姿和坐姿，经电机带动螺纹丝杆上下移动来控制笔芯收缩或伸出。

本发明的技术方案是：

一种具有握姿检测功能的智能笔，包括：

笔杆；

笔芯，其安装在笔杆内的下部；

笔芯伸缩控制装置，安装在笔杆内，能控制笔芯伸出或内缩；

其特征是，笔杆接近笔芯笔尖的外壁握笔处至少一侧固定有触摸片；

还包括：触摸感应芯片，其输入端连接触摸片，其输出端连接笔芯伸缩控制装置的控制芯片，当人正常握笔书写时，手指能接触触摸片，笔芯伸缩控制装置能控制笔芯伸出，笔尖外露能用于书写，当人非正常握笔书写时，手指不接触触摸片，笔芯伸缩控制装置能控制笔芯内缩，笔尖内缩不能用于书写。

选择合适的触摸片大小，可以选择正确的握笔位置。

触摸感应芯片选成品元器件，感应人体信号。

所述笔芯伸缩控制装置包括：

所述笔杆的内壁开设有轴向的定位卡槽；

电机，其安装在笔杆内的上部；

齿轮传动组件，其输入端与电机转动轴联动，其输出端设置有螺纹；

螺纹丝杆，其与齿轮传动组件输出端的螺纹啮合，电机转动带动齿轮传动组件、最后能使螺纹丝杆上下移动；

笔芯套，其下部与笔芯的顶部套接、上部与螺纹丝杆底部固定，套接部设置有台阶，防止笔芯套与笔芯书写时相对移动；

上定位霍尔传感器、下定位霍尔传感器，固定在螺纹丝杆上；

定位卡柱，其与笔芯套固定，定位卡柱嵌入定位卡槽，仅能沿着定位卡槽上下移动；

红外发射管、红外接收管，其安装在笔杆上部，红外发射管、红外接收管能对准笔使用者头部，红外接收管能接受预定头部距离内的红外反射信号；

电路板，其安装在笔杆内，所述控制芯片安装在该电路板上，电路板分别电连接电机、红外发射管、红外接收管、上定位霍尔传感器和下定位霍尔传感器，所述的触摸感应芯片安装在该电路板上；

充电电池，其安装在笔杆内，向电路板供电；

电源开关，其固定在笔杆顶部，与充电电池串联；

充电接插口，其安装在笔杆的顶部，充电接插口电连接充电电池；

磁性材料，固定在笔杆的内壁，能触发上定位霍尔传感器、下定位霍尔传感器。

作为优选，所述齿轮传动组件的输出端设置有螺帽，螺帽设置有内螺纹，所述螺纹丝杆与内螺纹啮合。

作为优选，所述齿轮传动组件为减速齿轮组。

作为优选，所述笔芯套顶部开设有空腔，所述定位卡柱的一端固定在该空腔内，所述定位卡柱的另一端嵌入所述的定位卡槽。

作为优选，所述笔杆上部设置有外凸的腔体，所述电机、充电电池、齿轮传动组件、电路板安装在腔体内。

作为优选，所述充电电池为锂电池。

作为优选，所述充电接插口为usb接口。

作为优选，所述触摸片为金属片或导电橡胶。

当握笔姿势不正确时，笔尖内缩，同理，当红外发射管、红外接收管距离人脸较远时，电机转动带动螺纹丝杆、笔芯套和笔芯向下移动，笔头伸出可以写字，当红外发射管、红外接收管距离人脸较近时，电机反转，带动螺纹丝杆、笔芯套和笔芯向上移动，笔头收缩无法写字，螺纹丝杆、笔芯套和笔芯的行程由上定位霍尔传感器、下定位霍尔传感器和磁性材料来控制，红外发射管、红外接收管与人脸的检测距离由电路板控制，该部分为现有技术，不再赘述。

本发明具有结构合理、成本低、无电不影响使用、能对握笔姿势和头部姿势进行矫正的有益效果。

附图说明

图1为本发明整体结构的一个示意图。

图2为本发明整体结构的另一个示意图。

图3为图1的俯视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

如图所示，一种具有握姿检测功能的智能笔，包括：

笔杆3；

笔芯1，其安装在笔杆3内的下部；

笔芯伸缩控制装置，安装在笔杆3内，能控制笔芯1伸出或内缩；

笔杆3接近笔芯1笔尖的外壁握笔处至少一侧固定有触摸片20；

触摸感应芯片，其输入端连接触摸片20，其输出端连接笔芯伸缩控制装置的控制芯片，当人正常握笔书写时，手指能接触触摸片20，笔芯伸缩控制装置能控制笔芯1伸出，笔尖外露能用于书写，当人非正常握笔书写时，手指不接触触摸片20，笔芯伸缩控制装置能控制笔芯1内缩，笔尖内缩不能用于书写。

笔芯伸缩控制装置包括：

笔杆3的内壁开设有轴向的定位卡槽19；

电机7，其安装在笔杆3内的上部；

齿轮传动组件8，其输入端与电机7转动轴联动，其输出端设置有螺纹；

螺纹丝杆14，其与齿轮传动组件8输出端的螺纹啮合，电机7转动带动齿轮传动组件8、最后能使螺纹丝杆14上下移动；

笔芯套4，其下部与笔芯1的顶部套接、上部与螺纹丝杆14底部固定，套接部设置有台阶；

上定位霍尔传感器15、下定位霍尔传感器16，固定在螺纹丝杆14上；

定位卡柱18，其与笔芯套4固定，定位卡柱18嵌入定位卡槽19，仅能沿着定位卡槽19上下移动；

红外发射管11、红外接收管12，其安装在笔杆3上部，红外发射管11、红外接收管12能对准笔使用者头部，红外接收管12能接受预定头部距离内的红外反射信号；

电路板10，其安装在笔杆3内，控制芯片安装在该电路板10上，电路板10分别电连接电机7、红外发射管11、红外接收管12、上定位霍尔传感器15和下定位霍尔传感器16，触摸感应芯片安装在该电路板10上；

充电电池17，其安装在笔杆3内，向电路板10供电；

电源开关9，其固定在笔杆3顶部，与充电电池17串联；

充电接插口21，其安装在笔杆3的顶部，充电接插口21电连接充电电池17；

磁性材料，固定在笔杆3的内壁，能触发上定位霍尔传感器15、下定位霍尔传感器16。

齿轮传动组件8的输出端设置有螺帽13，螺帽13设置有内螺纹，螺纹丝杆14与内螺纹啮合。

齿轮传动组件8为减速齿轮组。

笔芯套4顶部开设有空腔，定位卡柱18的一端固定在该空腔内，定位卡柱18的另一端嵌入定位卡槽19。

笔杆3上部设置有外凸的腔体，电机7、充电电池17、齿轮传动组件8、电路板10安装在腔体内。

充电电池17为锂电池。

充电接插口21为usb接口。

触摸片20为金属片或导电橡胶。