一种自发热暖手笔及其组装方法与流程

本发明属于手写笔领域，涉及一种自发热暖手笔及其组装方法。

背景技术：

随着人们对生活质量和舒适度要求的提高，很多日常用品在冬季都增加了加热保温功能，如usb保暖鼠标垫、发热衣服、发热手套、暖手宝等发热保暖产品，一直受到广大消费者的热捧。这些保暖产品的兴起主要是因为秋冬季节天气变冷，尤其是在北方，气候寒冷，人们经常会出现风湿痛、关节炎等疾病，使得人们希望很多工具在冬季有发热保暖功能，因而开发安全有效、携带轻便、产热量大并附带保健功能的发热物品具有广阔的前景。手写笔作为一种写字、标记、画画工具，是人们日常生活、工作必不可少的工具之一；然而，在秋冬季节，由于天气寒冷手指冻僵，使用手写笔时会极大的不舒适，而戴起保暖手套不方便写字。如何在寒冷的冬天也能舒适、方便的使用手写笔工作学习，是一个非常具有应用前景和实用价值的研究内容。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出一种自发热暖手笔，利用电热效应，通过改造现有的手写笔，使手写笔有自发热功能，解决了冬季由于天气寒冷冻手而不能舒适的使用手写笔的问题，实现了手写笔自发热暖手功能，有一定的保健作用，即使在寒冷的冬天，也能舒适、方便的使用手写笔工作学习。本发明可改善人们在严寒季节里写字而冻伤手问题，且具有构造简单、温暖舒适、安全可靠和价格低廉等优点。

本发明还提出一种自发热暖手笔的组装方法。

本发明暖手笔采用如下技术方案实现：一种自发热暖手笔，包括笔壳、发热电路系统和笔芯；发热电路系统包括发热模块、供电模块和充放电保护模块，供电模块为发热模块提供电源，使发热模块的发热片能够产生热量，充放电保护模块内的电源输入接口的正负极对应连接供电模块的正负极，充放电保护模块内的电源输出接口连接发热模块的发热片电极。

优选地，笔壳包括笔尖盖、笔杆和笔后盖；笔尖盖、笔杆和笔后盖均为独立可拆卸部件，笔尖盖和笔杆通过螺纹连接，方便更换笔芯；笔后盖为笔杆顶部封口，内设有充放电保护模块的充电接口的开口，笔后盖通过螺纹连接笔杆顶部。

优选地，笔杆为流线圆柱形，内设有笔芯放置区、发热模块放置区、供电模块放置区和充放电保护模块放置区；另外还设置有电源开关开口和充电显示灯开口。

优选地，充放电保护模块包括一块集成电路板及连接导线，集成电路板内设有ic芯片，可实现电源超载、过流保护，集成电路板内还设有充电接口、电源输入接口、电源输出接口和充电状态显示灯，实现对电源充放电及充电状态显示功能；供电模块包括可充电源、电源开关及其连接电路，为发热模块提供所需电源；发热模块包括发热片及连接导线，发热片为辐射发热，具有安全、保健等特点。

本发明暖手笔的组装方法采用如下技术方案实现：一种自发热暖手笔的组装方法，包括以下步骤：

将发热模块的发热片卷成圆桶状，放入笔杆内发热模块放置区；

将供电模块的可充电源放置于笔杆内供电模块放置区；

将充放电保护模块放置于笔杆内充放电保护模块放置区，充放电保护模块内的充电状态显示灯应对准笔杆壳上的充电状态显示灯开口；

将供电模块的电源开关放置于笔杆上的电源开关开口；

将笔杆顶部用笔后盖封住，充放电保护模块上的充电接口从笔后盖上的充电接口的开口露出；

将笔芯从笔杆下端口放入笔芯放置区，拧上笔尖盖。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明对现有的手写笔改装，加入发热模块、供电模块、充放电保护模块，实现手写笔自发热保暖功能。

2、本发明设计的可发热暖手的手写笔外观及尺寸和普通手写笔基本一致，不影响书写，适配普通中性笔芯，方便更换笔芯。

3、本发明采用碳纤维发热材料，发热速度快，发热温度适宜，具有一定保健功能。

4、本发明内部植入供电模块；无需外部供电即可使用，方便、实用。

5、本发明植入电路保护模块，整个硬件电路安全可靠。

总而言之，本发明的自发热暖手笔可实现写字、安全发热、充电等功能，具有美观、方便、实用、安全等优点，可改善人们因冬季寒冷使用普通手写笔写字而冻手的问题。

附图说明

图1是本发明一个实施例中自发热暖手笔的笔壳结构示意图；

图2是本发明一个实施例中发热电路系统的结构示意图；

图3是本发明一个实施例中自发热暖手笔的发热效果温度-时间曲线图；

其中，1-笔尖盖；2-笔芯放置区；3-笔杆内壳；4-发热模块放置区；5-笔杆外壳；6-供电模块放置区；7-充放电保护模块放置区；8-充电状态显示灯开口；9-电源开关开口；10-笔后盖；11-充电接口开口；12-发热片；13-发热片电极；14-连接导线；15-电源开关；16-电源输入接口；17-电源输出接口；18-充电接口；19-电源正负极；20-电源；21-充电状态显示灯；22-集成电路板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

一种自发热暖手笔，包括笔壳、发热电路系统和笔芯。发热电路系统包括发热模块、供电模块和充放电保护模块，供电模块为发热模块提供电源，使发热模块的发热片能够产生热量，充放电保护模块实现充放电及线路保证作用，充放电保护模块内的电源输入接口正负极对应连接供电模块锂电池正负极，充放电保护模块内的电源输出接口连接发热模块的碳纤维远红外发热片电极，通电后，发热片产生热量。发热电路系统能够给手写笔提供充电、供电、电路保护以及产热等功能，从而实现在寒冷天气手写笔能够自发热暖手保健，提高写字的舒适度。

本发明的自发热暖手笔的工作原理是利用电热效应(即焦耳定律)；焦耳定律定量说明传导电流将电能转换为热能的定律，其计算公式为q＝i²rt；式中q为热量，i为传导电流，r为加热片电阻，t为时间。

为了方便放置发热电路系统，本实施例中，笔壳如图1所示，包括笔尖盖1、笔杆以及笔后盖10；笔尖盖1、笔杆以及笔后盖10均为独立可拆卸部件，笔尖盖1和笔杆通过螺纹连接，方便更换笔芯；笔后盖为笔杆顶部封口，内设有充电接口的开口，笔后盖通过螺纹连接笔杆顶部。

笔杆为流线圆柱形，内设有笔芯放置区、发热模块放置区、供电模块放置区以及充放电保护模块放置区，另外还设置有电源开关的开口和充电状态显示灯的开口。具体为：笔杆下端内部设有镂空圆柱形内壳3，为笔芯放置区2，笔芯放置区2外壳和笔杆外壳5之间设有发热模块放置区4；笔杆中部圆柱形镂空区域为供电模块放置区6；笔杆上段长方体区域为充放电保护模块放置区7，同时该区域笔杆外壳设有充电状态显示灯开口8和电源开关开口9；笔杆顶部由笔后盖10封住，笔后盖顶部设有充电接口开口11。

自发热暖手笔发热系统如图2所示，充放电保护模块包括一块微型集成电路板及连接导线，集成电路板设有ic芯片，可实现电源超载、过流保护，内设有充电接口、电源输入接口、电源输出接口以及充电状态显示灯，实现对电源充放电及充电状态显示功能；供电模块包括可充电源、电源开关及其连接电路，为发热模块提供所需电源；发热模块包括发热片及连接导线，发热片为辐射发热，具有安全、保健等特点。

本实施例中，充放电保护模块包括一块长27mm、宽17mm、厚度为1.5mm的长方体集成电路板22，集成电路板22包括主控ic、id存储器以及电阻、电容等电子元件，可判断发热电路系统是否运行正常；集成电路板22设有电源输出口17、电源输入口16以及microusb充电接口18，另设有充电状态显示灯21；可为发热电路系统提供充电、充电状态显示以及发热电路系统工作是超载保护等功能。

供电模块包括可充电源20、电源开关15以及连接导线14，可充电源的正负极19通过连接导线14对应连接所述充放电保护模块的电源输入接口16，电源开关15设置在连接导线14上；通过所述microusb充电接口18可对可充电源20进行充电；可充电源20包括但不限于10440锂电池，可充电源优选尺寸为r＝10mm，h＝44mm的圆柱体，额定容量一般在320mah－1000mah之间，输出电压为3.7v；连接导线14优选直径为0.1mm的漆包线。

发热模块包括发热片12及连接导线14，发热片12通过所述导线14连接到充放电保护模块的电源输出接口17；闭合电源开关15，发热片通电即可产生热量；发热片12优选碳纤维红外发热片，碳纤维发热片尺寸为25×40mm柔性发热片，通入3.7v电压，温度可维持在63℃左右，发热片12具有柔韧性强，升温速度快、安全性高等优点。

一种基于上述自发热暖手笔的组装方法，包括以下步骤：

s1、将发热模块的发热片12卷成圆桶状，放入笔杆内发热模块放置区4；

s2、将供电模块的可充电源放置于笔杆内供电模块放置区6；

s3、将充放电保护模块的集成电路板放置于笔杆内充放电保护模块放置区7，电路板内的充电状态显示灯21应对准笔杆壳上的充电状态显示灯开口8；

s4、将电源开关15放置于笔杆上的电源开关开口9；

s5、将笔杆顶部用笔后盖10封住，充放电保护模块的集成电路板22上的microusb充电接口18从笔后盖10上的充电接口开口11露出；

s6、将中性笔芯从笔杆下端口放入笔芯放置区2，拧上笔尖盖1。

为了证明本实施例提供的自发热暖手笔的有益效果，对本实施例的提供的自发热暖手笔进行发热效果测试，图3显示了自发热暖手笔不同部位的时间-温度曲线图，从图3可以看出，暖手笔能在5分钟内迅速升温，随后手写笔内部发热片区温度稳定在65℃，手写笔外部下端(即握笔区域)稳定在47℃，该温度非常适合暖手，手写笔外部中部和上端温度分别维持在44℃和35℃不影响电源和电路板正常工作，具有较高的安全性和实用性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。