一种隧道结测力笔装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种隧道结测力笔装置，尤其是在写字时测量笔尖压力大小的装置。
【背景技术】
[0002]自1982年国际商业机器公司苏黎世实验室Gerd Binnig博士和Heinricn Rohrer博士利用量子力学中的隧道效应研制出世界上首台扫描隧道显微镜STM，使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质，不仅为纳米技术的发展提供了强有力地观察和实验工具，而且直接促进了纳米科技的快速发展，作为纳米技术纳米技术发展历史上里程碑式的发明，扫描隧道显微镜被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一，其发明者在1986年被授予诺贝尔物理学奖。
[0003]STM基本的工作原理是量子理论中的隧道效应，通过探针针尖和样品表面间的隧穿电流来探测探针和样品之间的距离，分辨率达到0.0lnm,即可分辨出单个原子。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是构建隧道效应实现的条件，提供一种隧道结测力笔装置。该隧道结测力笔的中心思想也就是通过笔芯在写字时不断发生着不同情况的形变，形变的大小跟写字时用力大小成正比，而笔芯的形变会改变笔芯内封存的金属电极之间的距离发生改变，从而两电极之间的隧道电流也会随着改变，通过单片机换算便可以显示出写字时用力的大小了。
[0005]上述目的通过以下技术方案实现，一种隧道结测力笔装置，包括笔壳、笔芯、金属电极、微型单片机，笔芯、金属电极、微型单片机设置在笔壳，两金属电极封装在笔芯内部，两金属电极顶端相对，两金属电极顶端之间的距离为0.01nm~100nm，两金属电极顶端及之间为真空状态，两金属电极尾端设有导线连接微型单片机，两金属电极中有一金属电极尾端置于笔芯的笔尖处。
[0006]所述金属电极的材料为铂金、钨、铱，或为铂金、钨、铱的合金材料。
[0007]所述金属电极顶端为针尖形状或近似于针尖形状的多面体或类似圆形。
[0008]所述笔壳的材料为硬性有机材料。
[0009]所述笔芯的材料为硬性绝缘有机材料。
[0010]本实用新型的隧道结测力笔装置，不受使用环境的限制，灵巧轻便，可以通过测试写字时用力的大小，来端正学生写字时一些不良习惯是非常有实用价值的。隧道结测力笔基本的工作原理是量子理论中的隧道效应，通过两金属探针针尖间的隧穿电流的改变来间接表示出写字时使用的力的大小。隧穿电流对距离非常敏感，而距离的变化会因外界的变形所引起，距离改变I埃米所带来的隧道电流是10倍的变化关系。因此，将隧道效应引入到写字所用笔的制作中，将金属电极埋入到笔芯的基体里，在写字时，随着笔尖用力的大小，笔芯会发生相应的变形，这会导致两电极之间的距离会发生改变，隧道电流也会与之对应改变，不同大小的力对应不同大小的隧道电流，将隧道电流引出通过笔芯内微型单片机处理便可算出对应写字时所用力的大小并且显示在笔杆上。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构意图。
[0012]图中:1笔壳、2笔芯、3金属电极、4微型单片机。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
[0014]一种隧道结测力笔装置，包括笔壳1、笔芯2、金属电极3、微型单片机4，笔芯2、金属电极3、微型单片机设置在笔壳I，两金属电极3封装在笔芯内部，两金属电极3顶端相对，两金属电极3顶端之间的距离为0.01nm~100nm，两金属电极3顶端及之间为真空状态，两金属电极3尾端设有导线连接微型单片机4，两金属电极3中有一金属电极3尾端置于笔芯2的笔尖处。金属电极的材料为铂金、钨、铱，或为铂金、钨、铱的合金材料。金属电极顶端为针尖形状或近似于针尖形状的多面体或类似圆形。笔壳I的材料为硬性有机材料。笔芯2的材料为硬性绝缘有机材料。
[0015]本实用新型可以通过测试写字时用力的大小，来端正学生写字时一些不良习惯是非常有实用价值的。隧道结测力笔基本的工作原理是量子理论中的隧道效应，通过两金属探针针尖间的隧穿电流的改变来间接表示出写字时使用的力的大小。隧穿电流对距离非常敏感，而距离的变化会因外界的变形所引起，距离改变I埃米所带来的隧道电流是10倍的变化关系。因此，将隧道效应引入到写字所用笔的制作中，将金属电极埋入到笔芯的基体里，在写字时，随着笔尖用力的大小，笔芯会发生相应的变形，这会导致两电极之间的距离会发生改变，隧道电流也会与之对应改变，不同大小的力对应不同大小的隧道电流，将隧道电流引出通过笔芯内微型单片机处理便可算出对应写字时所用力的大小并且显示在笔杆上。
【主权项】
1.一种隧道结测力笔装置，其特征在于，包括笔壳(1)、笔芯(2)、金属电极(3)、微型单片机(4)，笔芯(2)、金属电极(3)、微型单片机(4)设置在笔壳(1)，两金属电极(3)封装在笔芯内部，两金属电极(3)顶端相对，两金属电极(3)顶端之间的距离为0.01nm~100nm，两金属电极(3)顶端及之间为真空状态，两金属电极(3)尾端设有导线连接微型单片机(4)，两金属电极(3)中有一金属电极(3)尾端置于笔芯(2)的笔尖处。2.根据权利要求1所述的一种隧道结测力笔装置，其特征在于，所述金属电极的材料为铂金、钨、铱，或为铂金、钨、铱的合金材料。3.根据权利要求1所述的一种隧道结测力笔装置，其特征在于，所述金属电极顶端为针尖形状或近似于针尖形状的多面体或类似圆形。4.根据权利要求1所述的一种隧道结测力笔装置，其特征在于，所述笔壳(I)的材料为硬性有机材料。5.根据权利要求1所述的一种隧道结测力笔装置，其特征在于，所述笔芯(2)的材料为硬性绝缘有机材料。
【专利摘要】一种隧道结测力笔装置，包括笔壳1、笔芯2、金属电极3、微型单片机4，笔芯2、金属电极3、微型单片机设置在笔壳1，两金属电极3封装在笔芯内部，两金属电极3顶端相对，两金属电极3顶端之间的距离为0.01nm~100nm，两金属电极3顶端及之间为真空状态，两金属电极3尾端设有导线连接微型单片机4，两金属电极3中有一金属电极3尾端置于笔芯2的笔尖处。采用本实用新型写字时，随着笔尖用力的大小，笔芯会发生相应的变形，这会导致两电极之间的距离会发生改变，隧道电流也会与之对应改变，不同大小的力对应不同大小的隧道电流，将隧道电流引出通过笔芯内微型单片机处理便可算出对应写字时所用力的大小并且显示在笔杆上。
【IPC分类】B43K29/08
【公开号】CN204915001
【申请号】CN201520640938
【发明人】边义祥, 钱国明
【申请人】扬州大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月24日