触控笔、电子设备以及压力检测装置的制作方法

本技术实施例涉及终端，特别涉及一种触控笔、电子设备以及压力检测装置。

背景技术：

1、随着智能手机或平板电脑等电子设备的爆发式增长，电子设备的功能越来越多。电子设备除了主机之外，还配备利于操作使用的触控笔。用户可以通过触控笔操作系统执行部分指令，例如音量调节或亮度调节等。用户也可以使用触控笔在电子设备上的画布上绘画、书写。触控笔和主机为分离结构。触控笔的笔头通常需要与主机的屏幕接触。为了获得触控的精准度，通常触控笔的笔头的体积设计的较小。当前触控笔中设置有压力传感器。压力传感器用于检测笔头的压力值。通过检测的压力值可以判断用户是否在使用触控笔，也可以通过检测的压力值调整触控笔书写笔迹的粗细程度，例如，压力越大，笔迹越粗。然而，目前使用的压力传感器包括可变形框架与应变片。应变片贴附于可变形框架的采集位置。笔头压力变化时，笔头会对可变形框架施加作用力，以使可变形框架发生形变，而应变片产生应变。应变片将应变信号转换为电信号，以获得笔头当前的压力值。由于可变形框架的形变精度和灵敏度相对偏差，因此贴附于可变形框架上的应变片的检测结果容易存在误差，从而导致触控笔存在接触屏幕无响应或者书写笔迹粗细程度与压力大小不匹配的可能性，影响触控笔使用体验。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种触控笔、电子设备以及压力检测装置，可以提高触控笔的压力检测精度和灵敏度。

2、本技术第一方面提供一种触控笔，其包括笔筒、压力检测装置以及笔头。

3、压力检测装置包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。筒体设置于笔筒内。活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间，储存空间用于储存可流动的介质。笔头与第二连接端相连。其中，沿筒体的轴向，笔头靠近或远离筒体移动，通过活塞杆带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

4、本技术实施例提供的触控笔中，笔头受到压力作用时，笔头可以带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，而半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变，并且半导体应变片自身可以将应变信号转换为表征笔头当前压力值的电信号，以获得笔头当前的压力值。由于活塞和半导体应变片间隔设置，即活塞和半导体应变片为非接触状态，因此活塞和半导体应变片之间的作用力传递方式为非接触传递方式。活塞的位置发生变化时，半导体应变片可以快速且精准地响应活塞的位置变化而发生形变，有利于提高触控笔的笔头压力检测的精度和灵敏度，降低触控笔存在轻触触控屏无响应或者书写笔迹粗细程度与压力大小不匹配的可能性，提升触控笔使用体验。

5、在一种可能的实施方式中，半导体应变片包括二维半导体材料层。

6、二维半导体材料层具有良好的拉伸性和柔韧性，从而可以承受较大的应变而不发生损坏。同时，二维半导体材料层具有高灵敏度应变性能，可以实现对外界应力变化灵敏的响应，以提供对压力的敏感检测，有利于提高压力检测装置的检测精度和灵敏度。

7、在一种可能的实施方式中，半导体应变片还包括柔性衬底。二维半导体材料层与柔性衬底层叠设置。柔性衬底与筒体密封连接。

8、柔性衬底可以为二维半导体材料层提供支撑。在半导体应变片响应外界应力而发生弯曲形变时，柔性衬底与二维半导体材料层可以同步发生弯曲形变。在作用于半导体应变片上的应力消失后，柔性衬底与二维半导体材料层可以在弹性回复力的作用下同步恢复初始状态，以实现复位。

9、在一种可能的实施方式中，二维半导体材料层的材料包括二硫化钼、二硫化钨、硒化铟、二硒化钨和石墨烯中的至少一种。

10、在一种可能的实施方式中，半导体应变片与筒体粘接以形成密封连接。

11、半导体应变片与筒体采用粘接的方式，一方面，可以有利于保证半导体应变片与筒体之间连接后实现良好的密封状态；另一方面，半导体应变片与筒体之间不需要额外设置机械连接件，也不需要在半导体应变片与筒体上设置相应的连接结构，例如连接孔，从而有利于减少零部件使用数量，同时保证半导体应变片的结构完整性，降低因半导体应变片上设置连接结构，破坏结构完整性而导致半导体应变片易于在连接结构的周围发生撕裂的可能性。

12、在一种可能的实施方式中，半导体应变片与筒体的端面密封连接。

13、筒体的端面与半导体应变片之间形成的接触面的接触面积较大，从而可以提高筒体与半导体应变片之间的连接可靠性和稳定性。

14、在一种可能的实施方式中，半导体应变片包括二维半导体材料层。沿筒体的轴向，半导体应变片的二维半导体材料层的正投影位于筒体的端面的正投影内。

15、在一种可能的实施方式中，活塞与筒体密封连接。

16、活塞、筒体以及半导体应变片形成密封状态的储存空间。由于储存空间处于密封状态，因此活塞的位置发生变化时，作用力可以快速且有效地传递至半导体应变片，以使得半导体应变片可以快速且准确地响应活塞的位置变化而产生相应的形变，从而有利于保证压力检测装置的灵敏度和检测精度。

17、在一种可能的实施方式中，活塞与筒体中的至少一者上具有流体通道。流体通道沿筒体的轴向延伸。流体通道连通储存空间以及活塞背向半导体应变片一侧的空间。

18、在活塞或者筒体加工制造过程中，活塞的外表面或者筒体的内壁可以允许存在预定的加工误差，使得活塞的外表面或者筒体的内壁可以存在微小尺寸的沟道。活塞的外表面或者筒体的内壁上的沟道可以形成流体通道。在活塞的位置发生变化时，通过流体通道的介质流速相对缓慢，并且单位时间的流量相对较小，从而在活塞通过储存空间内的介质向半导体应变片传递作用力过程中，流体通道中流过的介质对传递作用力的过程影响较小。因此，在保证半导体应变片可以有效响应活塞的位置变化而产生相应形变的情况下，活塞的外表面或者筒体的内壁的加工精度要求可以相对降低，有利于降低活塞或筒体的加工难度和加工成本。

19、在一种可能的实施方式中，可流动的介质为气体，从而有利于减轻触控笔的整体重量，有利于触控笔的轻量化。另外，对于活塞、筒体以及半导体应变片形成密封状态的储存空间的实施例，如果活塞、筒体以及半导体应变片出现密封失效的情况时，由于可流动的介质为气体，因此储存空间内的介质发生泄漏时，泄漏的介质也不会污染压力检测装置或者笔筒内的其他结构件。

20、在一种可能的实施方式中，压力检测装置还包括弹性件。笔头靠近或远离筒体移动，以使弹性件蓄积或释放弹性势能。

21、弹性件蓄积弹性势能时，可以对笔头施加沿筒体的轴向的阻尼作用力，使得笔头的移动过程相对缓和、平顺，以有利于保证半导体应变片形变过程缓和、平顺，降低笔头移动速度过快，使得半导体应变片在较短时间内发生较大形变而导致半导体应变片易于发生疲劳失效或损坏的可能性，另外也有利于降低笔头移动速度过快而影响用户体验的可能性。弹性件释放弹性势能时，可以对笔头施加复位作用力，以使笔头快速且准确地恢复到初始状态。

22、在一种可能的实施方式中，筒体和活塞杆分别与弹性件相连。或者，笔筒和活塞杆分别与弹性件相连。

23、在一种可能的实施方式中，压力检测装置还包括限位件。限位件与筒体相连。沿筒体的轴向，限位件设置于活塞背向半导体应变片的一侧。限位件用于对活塞形成限位。

24、限位件用于对活塞形成限位，以限定活塞位置，从而在活塞与限位件相互接触时，活塞以及笔头可以准确地恢复到初始状态，保证笔头复位后的位置精度高，进而保证压力检测装置的检测精度高。限位件可以防止活塞从筒体中退出。

25、在一种可能的实施方式中，限位件为限位板。限位件包括避让孔。活塞杆穿设于避让孔。

26、本技术第二方面提供一种电子设备，其包括上述的触控笔。触控笔包括笔筒、压力检测装置以及笔头。压力检测装置包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。筒体设置于笔筒内。活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间，储存空间用于储存可流动的介质。笔头与第二连接端相连。其中，沿筒体的轴向，笔头靠近或远离筒体移动，通过活塞杆带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

27、本技术第三方面提供一种压力检测装置，其包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。

28、活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间。储存空间用于储存可流动的介质。其中，沿筒体的轴向，活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。