一种无源电磁出水笔的制作方法

1.本实用新型属于笔技术领域，具体涉及一种无源电磁出水笔。


背景技术：

2.目前，市场上的无源电磁笔根据笔芯类型分为两种，一种使用不出水的塑胶短笔头，广泛应用于美术应用的数位板市场，另一种是出水笔，也就是使用墨水笔芯，有着较好的书写体验，应用于在线教育的纸笔互动。现有的无源笔实现笔压变化的方式分为两种，一种是变电感方式，一种是变电容的方式。而变电感的主要有两种方案，一是通过笔尖受压力运动而改变一个绕线磁芯和一个非绕线磁芯之间的相对位置来改变电感，二是依靠笔尖运动改变磁芯和绕线在螺管上的线圈相对位置来改变电感。
3.现有技术方案中，多数都是采用依靠非绕线磁芯与绕线磁芯相对位置来改变电感，由于笔芯较长，绕线磁芯又必须在笔芯的笔尖附近。所以技术方案要不就是采用多层套管来实现，导致笔的直径较粗，要么就是三个磁芯来实现，结构非常复杂。而如果采用依靠磁芯和线圈相对运动的方式干变电感，笔芯尾部带动磁芯套，磁芯套来带动磁芯原理线圈的话，会造成磁芯和线圈位置变化，进而导致发射能量和接受的灵敏度的不同。另外，绕线磁芯的电感和非绕线磁芯个体物料之间都存在一定的误差。所以导致笔的初始频率一致性非常差，所以全都是采用通过调节pcb上的电容配置焊点来改变初始频率。对于产线批量生产的效率和可操作性非常差。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型提供一种无源电磁出水笔，以解决现有无源电磁笔结构复杂、笔与笔之间的初始频率控制误差大及调节电容的繁琐费时问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无源电磁出水笔，包括笔外壳，所述笔外壳内部设有笔芯体，笔外壳端部设有笔芯出口，所述笔芯体的书写端裸露出所述笔芯出口，所述笔外壳的内部还设有笔芯支架，所述笔芯支架的内部形成有第一腔体和第二腔体，所述第二腔体的内部填充有笔芯夹和磁芯；
6.所述笔芯支架的外侧设有第一安装槽和第二安装槽；所述第一安装槽设有套在笔芯支架外围的电感线圈，所述第二安装槽设有套在笔芯支架外围的调节线圈，所述电感线圈与调节线圈串联；
7.所述笔芯体穿过所述第一腔体，笔芯体的末端由第一腔体伸入第二腔体并被所述笔芯夹进行夹持，笔芯夹的另外一端插入所述磁芯。
8.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述第一腔体和第二腔体之间形成有处于所述笔芯支架内壁的间隔台阶，所述笔芯夹被所述间隔台阶限位在所述第二腔体的内部。
9.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述笔芯支架的一端被所述笔芯出口阻挡在所述笔外壳的内部，笔芯支架和笔外壳同轴。
10.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述笔芯夹为带台阶的且直径变化的圆柱体，
笔芯夹的右端直径等于磁芯上的接口内径，笔芯夹右端插入磁芯的接口。
11.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述第二腔体的内部还设有塔型硅胶，所述塔型硅胶接触所述磁芯端部。
12.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述第二腔体的内部还设有弹簧，所述弹簧一端套在所述塔型硅胶的外围。
13.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述笔外壳的内部设有谐振电路组件，所述谐振电路组件与所述笔芯支架的一端通过螺纹旋接；所述弹簧被限位在所述谐振电路组件与笔芯支架形成的封闭空间内。
14.作为无源电磁出水笔的优选方案，所述第二安装槽安装所述调节线圈后形成有空余调节间隙。
15.本实用新型具有如下优点：笔外壳的内部还设有笔芯支架，笔芯支架的内部形成有第一腔体和第二腔体，第二腔体的内部填充有笔芯夹和磁芯；笔芯支架的外侧设有第一安装槽和第二安装槽；第一安装槽设有套在笔芯支架外围的电感线圈，第二安装槽设有套在笔芯支架外围的调节线圈；笔芯体穿过第一腔体，笔芯体的末端由第一腔体伸入第二腔体并被笔芯夹进行夹持，笔芯夹的另外一端插入磁芯。本实用新型除了一个固定电感线圈固定在笔尖附近外，利用笔芯尾部的调节线圈和磁芯的相对运动来实现电感的变化，电感线圈和调节线圈采用串联连接，结构实现简单化，并且利用调节线圈和磁芯的初始相对位置，间接实现初始频率的一致的快速调节，有利于生产，结构简单，避免了传统调节电容的繁琐费时，提升了产品竞争力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
17.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
18.图1为本实用新型实施例中提供的一种无源电磁出水笔结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例中提供的一种无源电磁出水笔电路示意图。
20.图中：1、笔外壳；2、笔芯体；3、笔芯出口；4、笔芯支架；5、第一腔体；6、第二腔体；7、笔芯夹；8、磁芯；9、第一安装槽；10、第二安装槽；11、电感线圈；12、调节线圈；13、间隔台阶；14、塔型硅胶；15、弹簧；16、谐振电路组件；17、空余调节间隙。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是
本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.参见图1和图2，提供一种无源电磁出水笔，包括笔外壳1，所述笔外壳1内部设有笔芯体2，笔外壳1端部设有笔芯出口3，所述笔芯体2的书写端裸露出所述笔芯出口3，所述笔外壳1的内部还设有笔芯支架4，所述笔芯支架4的内部形成有第一腔体5和第二腔体6，所述第二腔体6的内部填充有笔芯夹7和磁芯8；
23.所述笔芯支架4的外侧设有第一安装槽9和第二安装槽10；所述第一安装槽9设有套在笔芯支架4外围的电感线圈11，所述第二安装槽10设有套在笔芯支架4外围的调节线圈12，所述电感线圈11与调节线圈12串联；
24.所述笔芯体2穿过所述第一腔体5，笔芯体2的末端由第一腔体5伸入第二腔体6并被所述笔芯夹7进行夹持，笔芯夹7的另外一端插入所述磁芯8。
25.具体的，电感线圈11的位置固定放置在笔芯支架4靠近笔芯体2的书写端，负责主要的电磁波的发射和接收。压感的变化是由放置在笔芯夹7一端的磁芯8在笔芯体2的推动而产生和调节线圈12的相对位移条件下产生。
26.具体的，电感线圈11的两个引线和调节线圈12的两个引线进行串联到电路当中，进行电感线圈11的串联，通过调节线圈12的位置，来间接调节初始笔的电路系统中的总电感。使得每只笔的初始频率控制在一个范围内，确保笔的压感的一致性。使得书写体验的轻重感一致。
27.本实施例中，所述第一腔体5和第二腔体6之间形成有处于所述笔芯支架4内壁的间隔台阶13，所述笔芯夹7被所述间隔台阶13限位在所述第二腔体6的内部。第一腔体5和第二腔体6之间有间隔台阶13，保证笔芯夹7在笔芯体2没有受力时有一个结构固定位置。
28.本实施例中，所述笔芯支架4的一端被所述笔芯出口3阻挡在所述笔外壳1的内部，笔芯支架4和笔外壳1同轴。笔芯体2采用的是一种出墨水的长笔芯，笔外壳1保护内部传动机构和电路。
29.本实施例中，所述笔芯夹7为带台阶的且直径变化的圆柱体，笔芯夹7的右端直径等于磁芯8上的接口内径，笔芯夹7右端插入磁芯8的接口。所述第二腔体6的内部还设有塔型硅胶14，所述塔型硅胶14接触所述磁芯8端部。所述第二腔体6的内部还设有弹簧15，所述弹簧15一端套在所述塔型硅胶14的外围。所述笔外壳1的内部设有谐振电路组件16，所述谐振电路组件16与所述笔芯支架4的一端通过螺纹旋接；所述弹簧15被限位在所述谐振电路组件16与笔芯支架4形成的封闭空间内。所述第二安装槽10安装所述调节线圈12后形成有空余调节间隙17。
30.具体的，塔形硅胶的最大直径与磁芯8直径相同并且紧密接触，保证两者可以挤压传动；笔芯支架4的尾端外径上安装调节线圈12，并且调节线圈12的安装位置有一定的空余调节间隙17，空余调节间隙17用来改变调节线圈12位置间接调整初始频率。
31.具体的，笔芯体2、笔芯夹7，磁芯8和塔形硅胶同轴，弹簧15套在塔形硅胶上并处于一定的压缩状态，使得笔芯体2未受力时笔芯夹7、磁芯8、塔形硅胶向左挤压，以笔芯支架4的台阶圆孔作为限位。
32.具体的，笔芯支架4的尾端和谐振电路组件16依靠螺纹连接；谐振电路组件16包括
电路板支架，电路板支架安装了谐振功能的电路pcb形成谐振电路板；当笔芯体2受力时，笔芯体2会挤压笔芯支架4向右移动；笔芯支架4会带动磁芯8向右运动；进一步带动塔形硅胶和弹簧15向右侧移动；笔芯支架4的尾端和电路板支架依靠螺纹连接形成一个封闭的空间，电路板支架会提供一个向右运动的行程限位，限制住磁芯8、塔型硅胶14和弹簧15的总行程，起到固定移动行程的作用；当磁芯8向右移动时，会导致与调节线圈12的相对位置发生变化，进而使两者行程的电感变化。
33.具体的，电感线圈11和调节线圈12的引线接入到电路系统中形成串联电感电路，与谐振电路板上的固定电容行程谐振电路，谐振频率f的计算公式为：
[0034][0035]
其中，f为谐振频率，l为电感线圈11、调节线圈12与磁芯8组成的电感串联的总电感值，c为谐振电路板上电容的电容值；
[0036]
电感的串联公式：l＝l1+l2；
[0037]
l1是电感线圈11的电感，l2为调节线圈12与磁芯8行程的电感，电感的大小磁芯8和调节线圈12的相对位置决定。
[0038]
由于电感线圈11的绕线难以保证圈数的精准，并且磁芯8也由于加工工艺磁导率个体之间存在差别，所以无论是电感线圈11还是调节线圈12与磁芯8组成的电感的值每只笔的总电感值都存在差异，所以常规的做法是依靠调节电路板当中的电容来使得初始f相等。操作步骤一般如下，将整个笔实用频率测试仪进行测试谐振频率，然后根据测量值和目标值的差值，工人进行手动更改电路板上的电容值。或者电路板上已经焊接好了很多大小不同的电容，通过选择断开或者连接不同的焊接点来让不同大小的电容接入或者断开电路，达到同样的问题。整个调试效率非常慢。而本技术方案采用调节线圈12的位置间接调整初始的总电感值。一边测试频率一边用手去改变线圈的位置，使得每只笔的f相等，操作快速简单。
[0039]
综上所述，本实用新型笔外壳1的内部还设有笔芯支架4，笔芯支架4的内部形成有第一腔体5和第二腔体6，第二腔体6的内部填充有笔芯夹7和磁芯8；笔芯支架4的外侧设有第一安装槽9和第二安装槽10；第一安装槽9设有套在笔芯支架4外围的电感线圈11，第二安装槽10设有套在笔芯支架4外围的调节线圈12；笔芯体2穿过第一腔体5，笔芯体2的末端由第一腔体5伸入第二腔体6并被笔芯夹7进行夹持，笔芯夹7的另外一端插入磁芯8。本实用新型采用一个固定电感线圈11布置在笔尖附近负责电磁波的能量的收发，而依靠另一个调节线圈12和磁芯8的相对运动来改变整个系统的电感值，不需要额外增加磁芯8或者其他复杂的结构去实现。同时笔尖端的电感线圈11位置固定，不会产生笔尖未受力和受力两种状态下，接受和发射能量的不统一问题。并且对于如何修正由于物料的个体差异而导致的初始频率不同，本实用新型利用磁芯8未受力时的初始位置不变，调节线圈12位置可调的办法，进行调整初始的整个系统的电感值，使得笔与笔之间的初始频率控制在一定范围内，解决了调节电容的繁琐费时问题，有利于生产，结构简单，避免了传统调节电容的繁琐费时，提升了产品竞争力。
[0040]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但
在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。