光感电子触控笔的制作方法

1.本实用新型涉及电子笔技术领域，尤其涉及一种光感电子触控笔。


背景技术：

2.现有的电子触控笔越来越智能化，现有的电子触控笔既可以使用普通圆珠笔在铺码纸上正常书写，同时又可以用笔内的摄像头拍摄笔尖的轨迹，同步处理成电子文档，同时将笔尖接触的压力大小传递给电子触控笔内的压力元件。然而，现有的电子触控笔采集笔尖接触的压力一般有以下两种方式：
3.1、将压力元件对应设置在笔芯尾部，以检测笔芯尾部传递过来的书写压力。但是这种方式对笔芯的长度有要求，如果用户更换不同长度的笔芯，则无法检测。
4.2、将压力元件对应设置在笔芯前端，以检测笔芯前端凸环传递过来的书写压力。但是这种方式会导致电子触控笔的前端器件增多，结构复杂，进而使电子触控笔显得十分臃肿，不美观且影响用户书写。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种光感电子触控笔，以简化结构，同时能够适用于不同长度的笔芯。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种光感电子触控笔，包括笔杆、笔芯、笔尖帽以及设于笔杆内的主支架，笔杆内设有用于套于笔芯上的摩擦套筒，摩擦套筒内壁设有凸点，摩擦套筒末端处对应设有朝摩擦套筒施加预压力的预压弹簧，主支架上设有绕一转轴转动的杠杆；杠杆一端对应设有光信号收发传感器，光信号收发传感器包括光信号发射端和光信号接收端，光信号发射端和光信号接收端对应设于杠杆一端的两侧；杠杆的另一端在书写时与摩擦套筒接触。
7.进一步地，预压弹簧对摩擦套筒施加的压力＜笔芯与摩擦套筒的最大静摩擦力。
8.进一步地，主支架上对应摩擦套筒前端预设距离处设有用于限位的限位台。
9.进一步地，主支架上设于与杠杆对应的承压座，承压座上穿设有承压杆，承压杆上套设有承压弹簧，承压弹簧在书写时使承压杆顶部抵于杠杆上，进而使杠杆在书写时始终与摩擦套筒紧贴，防止杠杆晃动偏移。
10.进一步地，承压杆末端凸设有与承压座匹配的限位扣。
11.进一步地，所述触控笔根据光信号收发传感器检测到的所减少的光信号接收量来计算杠杆的偏转行程，进而计算书写压力；其中，杠杆的偏转行程计算公式如下：
12.l=l
宽
*（φ-φ
测
）/φ；
13.其中，l为杠杆的偏转行程，l
宽
为光信号收发传感器发射的光的宽度；φ为光信号收发传感器发射的光没有被杠杆遮挡时，光信号收发传感器所检测的光信号接收量；φ
测
为光信号收发传感器在书写时所检测的光信号接收量；
14.书写压力f= l*k，k为常数。
15.本实用新型的有益效果为：本实用新型利用摩擦套筒来传递笔芯的书写压力，利用两个光信号收发传感器来检测计算书写压力，能够适应不同长度的笔芯，方便用户更换，结构简单，装配方便，成本低。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例的光感电子触控笔的主视图。
17.图2是图1中a-a处的剖视图。
18.图3是图2中c-c处的剖视图。
19.图4是本实用新型实施例的光感电子触控笔未装入笔芯时的结构图。
20.图5是图4中b-b处的剖视图。
21.图6是本实用新型实施例的光感电子触控笔的内部结构图。
22.图7是本实用新型实施例的摩擦套筒的立体结构图。
23.图8是本实用新型实施例的摩擦套筒的仰视图。
24.图9是本实用新型实施例的杠杆的立体结构图。
25.附图标号说明
26.笔杆10，摩擦套筒11，凸点12，预压弹簧13，承压座14，承压弹簧15，限位扣16，沉台17，承压杆18，笔芯20，笔尖帽30，主支架40，转轴41，杠杆42，光信号收发传感器43，限位台44。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
28.本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
30.请参照图1～图9，本实用新型实施例的光感电子触控笔包括笔杆、笔芯、笔尖帽以及设于笔杆内的主支架。
31.笔杆内设有用于套于笔芯上的摩擦套筒，摩擦套筒内壁设有凸点。摩擦套筒内径大于笔芯外径，凸点处的内径小于笔芯外径。摩擦套筒末端处对应设有朝摩擦套筒施加预压力的预压弹簧。主支架上设有绕一转轴转动的用于放大或缩小笔芯运动行程的杠杆，杠杆一端两侧对应设有光信号收发传感器，杠杆的另一端在书写时与摩擦套筒接触。光信号收发传感器可采用现有的红外光信号收发传感器，包含光信号发射端和光信号接收端。杠杆偏转时，会遮挡光信号发射端发射的光，影响接收端检测的光信号接收量。笔杆内集成有主板，主板上有mcu等（该部分为现有结构），mcu连接光信号收发传感器。
32.作为一种实施方式，预压弹簧对摩擦套筒施加的压力＜笔芯与摩擦套筒的最大静摩擦力。
33.作为一种实施方式，主支架上对应摩擦套筒前端预设距离处设有用于限位的限位台。
34.作为一种实施方式，主支架上设于与杠杆对应的承压座，承压座上穿设有承压杆，承压杆上套设有承压弹簧，承压弹簧在书写时使承压杆顶部抵于杠杆上，进而使杠杆在书写时始终与摩擦套筒紧贴，防止杠杆晃动偏移。具体实施时，该部分结构也可以采用扭簧代替实现。
35.作为一种实施方式，承压杆末端凸设有与承压座匹配的限位扣。
36.作为一种实施方式，所述触控笔根据光信号收发传感器所减少的光信号接收量来计算杠杆的偏转行程，进而计算书写压力。杠杆向该侧偏转，则会对应遮挡该侧的光信号发射端发射的光，因此，可以根据该侧光信号接收端所减少的光信号接收量（接收的光信号减少，则光信号接收端两端电压会发生变化，通过检测该电压变化，即可实现光信号接收量的检测，这部分属于现有技术）来计算杠杆的偏转行程。
37.杠杆的偏转行程计算公式如下：
38.l=l
宽
*（φ-φ
测
）/φ；
39.其中，l为杠杆的偏转行程，l
宽
为光信号发射端发射的光的宽度；φ为光信号发射端发射的光没有被杠杆遮挡时，光信号接收端所检测的光信号接收量；φ
测
为光信号接收端在书写时所检测的光信号接收量。
40.书写压力f= l*k，k为常数，k可通过实验测得。
41.本实用新型的工作原理为：
42.装配时，先将杠杆装配在主支架上，形成一个转动副；再装入摩擦套筒，和预压弹簧。预压弹簧顶紧摩擦套筒，使摩擦套筒（在轴向）贴紧主支架，杠杆触点贴住摩擦套筒。当杠杆转动时，会影响光信号的接收量。在预压弹簧的作用下，摩擦套筒贴紧主支架（轴向），承压杆通过限位扣的扣位将承压弹簧封闭在承压座内，承压弹簧处于自由状态，未被压缩。承压杆与杠杆面保有小间隙a，承压杆与主支架的间隙为b。
43.压入圆珠笔芯，摩擦套筒设置有与笔芯外周过盈的凸点，当笔芯插入摩擦套筒时，笔芯与摩擦套筒的最大静摩擦力设定为f1，摩擦套筒对杠杆的压力为n，杠杆贴紧主支架前，承压弹簧的压力为f2，设定f1》n, n=f2*(l2/l1)。当笔芯插入摩擦套筒时，摩擦套筒的位移为s1承压杆的位移为s2，s2=s1*(l2/l1)，承压杆的位移被放大。
44.所以，在插入笔芯的过程中，随着笔芯与摩擦套筒的摩擦力越来越大，杠杆贴紧主支架，直到笔芯被笔杆前端沉台（是现有的结构）阻挡。
45.释放笔芯，预压弹簧将摩擦套筒弹起，承压弹簧将承压杆弹起，杠杆被复位，杠杆与承压杆没有作用力，杠杆与摩擦套筒没有作用力，这个过程中，笔芯与摩擦套筒没有相对位置变化。摩擦套筒与主支架没有间隙，笔芯与笔杆前端沉台有间隙。
46.拧上笔尖帽，笔尖帽与笔芯留有间隙c，以免复位误差。
47.当笔在纸张上书写时，笔芯受力，会逐渐内缩。这个过程中，摩擦套筒与笔芯没有相对位置变化。
48.杠杆在转动，杠杆对光信号的遮挡量也在变化，这个信号变化将被主板的mcu处理。
49.加大书写压力，直至笔芯台阶贴紧笔杆前端沉台，此时，承压杆也贴紧主支架。这
个过程中，摩擦套筒与笔芯没有相对位置变化。
50.提笔，不对笔尖施加压力，预压弹簧使笔芯复位。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。