一种电子笔的制作方法

本申请涉及智能电子设备，尤其涉及一种电子笔。

背景技术：

随着科技水平以及生活质量的提高，越来越多的智能设备出现在人们的日常工作生活中，触摸设备就是其中之一。人们通过触摸设备可以直接在显示屏上进行操作，无需鼠标或其他设备进行有线或无线的操作，方便快捷。与此同时，能够在触摸设备上进行书写的书写设备也应运而生。人们通过使用书写设备可以像使用笔一样在触摸设备上随意进行书写。

为了能够为用户提供更为良好而真实的书写效果，各大厂家在书写设备中设置了压力传感器。压力传感器的设计在一方面可以作为判断是否发生书写的依据，另一方面，也可以通过压力传感器采集到的压力数值来变化书写笔迹的粗细状态。目前的压力传感器大多都是采用电容或电阻变化的方式对压力进行采集，并在压力传感器上设置有压力采集点，以接触外界物体。这就要求压力传感器需要具有较高的采集精度。但是，采集精度较高的压力传感器的生产、采购和维护的成本都相对较高，对研发者和采购者都具有一定的压力，很难实现大规模的生产应用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种电子笔。

本发明实施例提供了一种电子笔，所述电子笔包括笔尖和笔头，所述笔尖设置在所述笔筒的前端，所述笔筒内部设置有活塞部、弹性部件和压力传感器；

所述笔尖的顶部与所述活塞部的底部固定连接，所述活塞部的外壁与笔筒内壁固定连接，所述活塞部的上方设置有压力传感器，所述压力传感器的压力采集点与所述活塞部的顶部之间连接有弹性部件，所述笔尖在外力或笔尖自身重力作用下可通过所述活塞部改变所述弹性部件的收缩或伸长量。

优选地，所述活塞部包括缓冲部和连接部，所述缓冲部的外壁与笔筒内壁固定连接，所述缓冲部的底部可在所述笔尖的压力或笔尖自身重力作用下向所述缓冲部内部方向或向所述缓冲部外部方向移动，所述连接部的一端与弹性部件连接，所述连接部的另一端穿过所述缓冲部的另一端穿过所述缓冲部的顶部深入至所述缓冲部的内部。

优选地，所述缓冲部包括贮存仓和引导仓，所述贮存仓的外壁与笔筒内壁固定连接，所述贮存仓的底部为可在笔尖的压力或笔尖自身重力作用下向所述贮存仓内部方向或向所述贮存仓外部方向移动的活动部，所述活动部的侧边与贮存仓的侧壁内表面密封连接，所述贮存仓中贮存有粘滞性流体物质，所述贮存仓的顶部开设有通孔，所述引导仓为长条形空腔结构，所述引导仓的一端通过所述通孔与所述贮存仓连通，所述引导仓的另一端开设有可供所述连接部深入至所述引导仓内部的通孔。

优选地，所述贮存仓中贮存的粘滞性流体物质充满所述贮存仓内部且溢出至所述引导仓中。

优选地，所述贮存仓为矩形仓体、圆柱形仓体或圆锥形仓体。

优选地，所述连接部包括连接杆和受力板，其中，所述连接杆的一端与弹性部件连接，所述连接杆的另一端穿过所述引导仓的顶部深入至所述引导仓内部，且所述连接杆的另一端底部固定有受力板，所述受力板的侧壁与所述引导仓的内壁贴合。

优选地，所述压力传感器的压力采集点周围设置有限位部，所述限位部的高度大于所述弹性部件被压缩时的最小长度与所述压力采集点高度之和，且，所述限位部的高度小于所述弹性部件未被拉伸时的自然长度与所述压力采集点高度之和；

所述连接部的顶部设置有限位板，所述限位板的顶面可在所述连接部向压力传感器移动过程中与所述限位部的底面相接触。

优选地，所述限位部包括两个立板，所述两个立板对称设置在所述压力传感器的压力采集点两侧，且所述两个立板之间的间距小于或等于所述连接部顶部的限位板的宽度。

优选地，所述限位部为圆桶状结构，所述压力传感器的压力采集点位于所述限位部的中心处，所述限位部的直径小于或等于所述连接部顶部的限位板的宽度。

优选地，所述弹性部件为多个，所述多个弹性部件串联连接在所述压力传感器的压力采集点与所述活塞部的顶部之间。

本发明的有益效果如下：本发明通过在压力传感器的压力采集点上串联弹性部件，从而提高压力传感器采集压力的灵敏度。通过活塞部的传动能力，使用户在使用本发明所述电子笔进行书写时，笔尖能够通过活塞部将压力传递至弹性部件处，进而在弹性部件发生形变时对压力传感器的压力采集点产生压力。由于弹性部件自身的弹性性能，能够放大压力传感器自身的行程，降低对压力传感器自身的精度需求，对节约成本具有极大的优势。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1所述的电子笔的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的限位部5-2的一种结构示意图；

图3为采用图2所示限位部5-2的电子笔的一种结构示意图；

图4为本发明实施例所述的限位部5-2的另一种结构示意图；

图5为采用图4所示限位部5-2的电子笔的一种结构示意图；

图6为本发明实施例2所述的电子笔的结构示意图；

图7为本发明实施例2所述的缓冲部3-1的一种结构示意图；

图8为本发明实施例2所述的连接部3-2的一种结构示意图；

图9为采用图2所示限位部5-2的电子笔的另一种结构示意图；

图10为采用图4所示限位部5-2的电子笔的另一种结构示意图；

图11为本发明实施例2所述的连接部3-2的另一种结构示意图；

图12为本发明实施例2所述的缓冲部3-1的另一种结构示意图。

附图标记：

1、笔筒；

2、笔尖；

3、活塞部，3-1、缓冲部，3-1-1、贮存仓，3-1-2、引导仓，3-1-1-1、活动部，3-2、连接部，3-2-1、连接杆，3-2-2、受力板，3-2-3、限位板；

4、弹性部件；

5、压力传感器，5-1、压力采集点，5-2、限位部。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。再者为提供更清楚的描述及更易理解本申请，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

本发明所述的电子笔为能够在触摸屏上进行书写的智能电子笔。该电子笔包括笔尖2和笔筒1，笔尖2设置在笔筒1的前端，在笔筒1内部设置有相关的电子器件，可使用户通过电子笔在触摸屏上实现书写或远程控制等操作。

除了目前现有的电子笔所具有的结构以及功能以外，本发明所述的电子笔当中还包括压力保护装置，具体的，该压力保护装置用于保护压力传感器5免受过大压力冲击而造成损坏。本发明所提出的压力保护装置具体包括：活塞部3和弹性部件4。

实施例1

如图1所示，活塞部3设置在笔筒1内部且位于笔尖2的上方。活塞部3的底部与笔尖2的顶部固定连接。压力传感器5位于活塞部3的上方，并通过弹性部件4将压力传感器5的压力采集点5-1与活塞部3的顶部相连接。此时，活塞部3相当于传递机构。当用户使用电子笔进行书写时，笔尖2与触摸设备的显示器接触而受力，从而使得笔尖2向笔筒1内部方向移动。由于活塞部3与笔尖2固定在一起，因此，活塞部3也向弹性部件4方向移动，进而压缩弹性部件4。此时，笔尖2处所受到的压力就通过活塞部3和弹性部件4施加至压力传感器5上，并且由于弹性部件4的存在，可以分担并且缓冲一部分笔尖2处所传递过来的压力，有效的保护了压力传感器5。并且，由于弹性部件4的存在，使压力传感器5的形成得以放大，从而可以利用精度较低的压力传感器来实现高精度压力传感器所实现的采集效果。压力采集点5-1采集到弹性部件4所传递过来的压力，进而对书写笔迹状态进行相关调整。

值得注意的是，由于笔尖2处所受到的压力经过活塞部3和弹性部件4后会变小，因此，压力传感器5所采集到的压力值要比笔尖2实际所受到的压力小。在对书写笔迹状态进行相关调整的过程中，需要考虑到压力的变化，从而可在软件算法中对其进行修正或优化。本实施例只是提供放大压力传感器5行程的结构方案，对于后续压力处理过程不做详细介绍。

在本实施例中，活塞部3可以为简单的杆状、柱状等结构，其目的仅为将笔尖2处所受的压力传递至弹性部件4即可，并没有过多结构上的要求。

另外，为了避免笔尖2处压力过大而使得活塞部3将弹性部件4压缩至最短长度后仍然向压力传感器5施加很大的压力。本实施例在现有的压力传感器5结构基础上，在压力采集点5-1附近设置限位部5-2。如图2和图4所示，该限位部5-2的高度介于弹性部件4被压缩的最小长度和弹性部件4自然下垂的最大长度之间，并且限位部5-2的设置位置可以保证活塞部3在向压力传感器5方向移动过程中抵住活塞部3以阻止活塞部3继续向压力传感器5方向移动。限位部5-2的具体高度可根据压力传感器5的采集范围以及用户在使用电子笔时笔尖2处所受到的最大压力值来确定。而用户在使用电子笔时笔尖2处所受到的最大压力值也可以通过实验来获得，本实施例不做特殊说明。

进一步的，为了节约电子笔内部空间以及尽量减少对压力传感器5压力采集的影响。本实施例中可将限位部5-2设置为圆环状或圆桶状结构，并将压力传感器5的压力采集点5-1置于该圆环状或圆桶状结构的中心处，如图2和图3所示。其中，限位部5-2的直径要小于活塞部3顶部的宽度，以使限位部5-2能够阻挡活塞部3的移动。也可以将限位部5-2设置为两个立板的形式。两个立板分别竖立在压力采集点5-1的左右两侧，如图4和图5所示。同样的，两个立板之间的间距也要小于活塞部3顶部的宽度，以使立板能够阻挡活塞部3的移动。

此外，可根据实际应用场景以及对笔尖2所受压力的具体情况设置多个弹性部件4，多个弹性部件4串联连接在活塞部3和压力传感器5之间。该弹性部件4可以为弹簧或具有弹性性能的其他设备。

实施例2

如图6所示，活塞部3设置在笔筒1内部且位于笔尖2的上方。活塞部3的底部与笔尖2的顶部固定连接，活塞部3的外壁与笔筒1内壁固定连接。压力传感器5位于活塞部3的上方，并通过弹性部件4将压力传感器5的压力采集点5-1与活塞部3的顶部相连接。此时，活塞部3相当于传递机构。当用户使用电子笔进行书写时，笔尖2与触摸设备的显示器接触而受力，从而使得笔尖2向笔筒1内部方向移动。由于活塞部3与笔尖2固定在一起，因此，活塞部3也向弹性部件4方向移动，进而压缩弹性部件4。此时，笔尖2处所受到的压力就通过活塞部3和弹性部件4施加至压力传感器5上，并且由于弹性部件4的存在，可以分担并且缓冲一部分笔尖2处所传递过来的压力，有效的保护了压力传感器5。并且，由于弹性部件4的存在，使压力传感器5的形成得以放大，从而可以利用精度较低的压力传感器来实现高精度压力传感器所实现的采集效果。压力采集点5-1采集到弹性部件4所传递过来的压力，进而对书写笔迹状态进行相关调整。

值得注意的是，由于笔尖2处所受到的压力经过活塞部3和弹性部件4后会变小，因此，压力传感器5所采集到的压力值要比笔尖2实际所受到的压力小。在对书写笔迹状态进行相关调整的过程中，需要考虑到压力的变化，从而可在软件算法中对其进行修正或优化。本实施例只是提供放大压力传感器5行程的结构方案，对于后续压力处理过程不做详细介绍。

在本实施例中，活塞部3整体呈漏斗状。具体的，活塞部3包括缓冲部3-1和连接部3-2。连接部3-2的一端连接弹性部件4，连接部3-2的另一端插入至缓冲部3-1内部，并且可与缓冲部3-1的底部相接触。缓冲部3-1的外壁与笔筒1内壁固定连接，缓冲部3-1的底部可在笔尖2的压力或笔尖2自身重力作用下向缓冲部3-1内部方向或向缓冲部3-1外部方向移动，从而推动连接部3-2在缓冲部3-1的内部上下移动。缓冲部3-1和连接部3-2共同作用使得活塞部3整体的工作原理类似于一个活塞。

进一步的，本实施例中，如图7所示，缓冲部3-1包括贮存仓3-1-1和引导仓3-1-2。贮存仓3-1-1为中空仓体，贮存仓3-1-1的外壁与笔筒1内壁固定连接。在该贮存仓3-1-1中贮存有粘滞性流体物质。贮存仓3-1-1的底部为可在笔尖2的压力或笔尖2自身重力作用下向贮存仓3-1-1内部方向或向贮存仓3-1-1外部方向移动的活动部3-1-1-1。该活动部3-1-1-1可以为一块可在贮存仓3-1-1内活动的活动板，也可以为一层质地较软但是很坚韧的膜层。

引导仓3-1-2为长条形空腔结构，贮存仓3-1-1的顶部开设有通孔。引导仓3-1-2的一端可通过该通孔与贮存仓3-1-1连通。引导仓3-1-2的另一端可供连接部3-2深入至引导仓3-1-2内部。

在本实施例中，连接部3-2可通过引导仓3-1-2直接深入至贮存仓3-1-1中，也可以通过贮存仓3-1-1中粘滞性流体物质的支撑而停留在引导仓3-1-2中。对于连接部3-2直接深入至贮存仓3-1-1中的情况，连接部3-2可直达贮存仓3-1-1的底部。通过贮存仓3-1-1底部的移动带动连接部3-2在贮存仓3-1-1中上下移动。对于连接部3-2通过贮存仓3-1-1中粘滞性流体物质的支撑而停留在引导仓3-1-2中的情况，本实施例进行如下设计：

贮存仓3-1-1的横截面积大于引导仓3-1-2的横截面积，并且保证贮存仓3-1-1中的粘滞性流体物质充满贮存仓3-1-1并溢出至引导仓3-1-2中。其中粘滞性流体物质可以为液体或固体形式，只需能够使笔尖2受到压力时发生形状变化且支撑连接部3-2位于粘滞性流体物质顶面即可。这样，当笔尖2与触摸设备接触时，笔尖2会通过贮存仓3-1-1底部使粘滞性流体物质的顶面上升，进而支撑连接部3-2压缩弹性部件4，然后由压力传感器5对弹性部件4传递过来的压力进行采集。

在这一过程中，由于引导仓3-1-2的横截面积小于贮存仓3-1-1的横截面积，当贮存仓3-1-1中的粘滞性流体物质收到笔尖2压力的影响只发生了细微的变化，但是对于引导仓3-1-2中溢出的粘滞性流体物质而言，粘滞性流体物质的顶面会有很明显的上升。压力传感器5也会很敏感的采集到弹性部件4所传递过来的压力，对压力采集的影响非常小。

为了能够使连接部3-2更为稳定的支撑在粘滞性流体物质的顶面，需要对连接部3-2自身的质量分布以及与粘滞性流体物质之间的接触面进行设计。如图8所示，本实施例所述的连接部3-2整体为细长型结构，包括连接杆3-2-1和受力板3-2-2两部分。连接杆3-2-1的顶部连接弹性部件4，连接杆3-2-1的底部与受力板3-2-2固定连接。受力板3-2-2的底面与粘滞性流体物质的顶面贴合，受力板3-2-2的侧面则与引导仓3-1-2的内壁贴合。为了使连接部3-2整体能够顺利的在引导仓3-1-2中上下移动，受力板3-2-2的侧面与引导仓3-1-2的内壁都需要尽可能的光滑，以使两者之间的摩擦力尽可能的小。

另外，为了避免笔尖2处压力过大而使得活塞部3将弹性部件4压缩至最短长度后仍然向压力传感器5施加很大的压力。本实施例在现有的压力传感器5结构基础上，在压力采集点5-1附近设置限位部5-2，如图9和图10所示。该限位部5-2的高度介于弹性部件4被压缩的最小长度和弹性部件4自然下垂的最大长度之间，并且限位部5-2的设置位置可以保证连接部3-2在向压力传感器5方向移动过程中抵住连接部3-2以阻止连接部3-2继续向压力传感器5方向移动。限位部5-2的具体高度可根据压力传感器5的采集范围以及用户在使用电子笔时笔尖2处所受到的最大压力值来确定。而用户在使用电子笔时笔尖2所受到的最大压力值也可以通过实验来获得，本实施例不做特殊说明。

由于本实施例中连接部3-2的顶部横截面积相对于压力传感器5的横截面积较小。为了能够使限位部5-2与连接部3-2的顶部相抵触，本实施例在连接部3-2的连接杆3-2-1的顶部设置限位板3-2-3，如图11所示。该限位板3-2-3的横截面积大于限位部5-2的横截面积。

具体的，为了节约电子笔内部空间以及尽量减少对压力传感器5压力采集的影响，同时能够起到限制连接部3-2的上移。本实施例中可将限位部5-2设置为圆环状或圆桶状结构，并将压力传感器5的压力采集点5-1置于该圆环状或圆桶状结构的中心处。如图2和图9所示。其中，限位部5-2的直径要小于连接板的宽度，以使限位部5-2能够阻挡连接部3-2的移动。也可以将限位部5-2设置为两个立板的形式。两个立板分别竖立在压力采集点5-1的左右两侧，如图4和图10所示。同样的，两个立板之间的间距也要小于连接板的宽度，以使立板能够阻挡连接部3-2的移动。

此外，本实施例中，贮存仓3-1-1的形状可以为矩形仓体、圆柱形仓体或圆锥形仓体。可根据电子笔笔筒1内部空间以及与其他电子元件之间的位置关系来确定。矩形仓体方便装配；圆柱形仓体便于加工。如图12所示为贮存仓3-1-1为圆锥形仓体的结构示意图。圆锥形仓体占用空间小，并且贮存仓3-1-1与引导仓3-1-2中粘滞性流体物质的变化状态也比较明显。

另外，可根据实际应用场景以及对笔尖2所受压力的具体情况设置多个弹性部件4，多个弹性部件4串联连接在活塞部3和压力传感器5之间。该弹性部件4可以为弹簧或具有弹性性能的其他设备。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。