CN212112420U - 笔尖压感结构及电子笔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种笔尖压感结构和电子笔，包括笔尖、笔尖支架、压力传感器和笔身，笔尖支架一端与笔尖连接，另一端设有压头；压头朝向压力传感器的作用面为球面，球面的球心为笔尖书写时接触书写面的端面；压力传感器背离压头一侧抵接笔身。笔尖书写压力通过笔尖支架的压头传递到压力传感器上，由于压头的作用面为球面且球心位于笔尖书写时接触书写面的端面上，因此当笔尖与书写面呈一定倾斜角度进行书写的时候，笔尖绕着位于端面上的球心会有一个小角度的旋转，笔尖支架传递给压力传感器的作用力方向始终维持在笔身的轴线方向上。通过这种方式有效地减小了笔尖书写压力传递过程的压力损失，提高了压力传感器对于笔尖书写压力检测的准确度。

Description

笔尖压感结构及电子笔

技术领域

本实用新型涉及到电子设备领域，尤其涉及一种笔尖压感结构及电子笔。

背景技术

现有的电子笔通常与触控板、平板电脑等设备配合使用，不但可以像手写板一样写出字，还可以根据用力的大小，勾勒出层次分明的图像。

现有电子笔的压感结构多是由与笔尖尾部连接的压头以及设置在笔身内部与压头连接的压力传感器构成。使用者手持电子笔进行书写或点击时，笔尖向内移动带动压头触压压力传感器，使压力传感器产生相应的电信号给触控板、平板电脑等电子设备。

然而，现有的电子笔存在以下缺点：当笔尖与书写面呈一定角度倾斜进行书写的时候，笔尖的书写压力在传递到压力传感器的过程中存在较大的压力损失，导致压力传感器检测到的书写压力不够准确。

发明内容

本实用新型的主要目的为提供一种笔尖压感结构及电子笔，以减小书写压力在传递过程中的压力损失，提高电子笔的压感检测准确度。

本实用新型的技术方案为：

一种笔尖压感结构，包括笔尖、笔尖支架、压力传感器和笔身，笔尖、笔尖支架和压力传感器沿着笔身的轴向依次布置；笔尖支架和压力传感器均设于笔身内部；笔尖支架一端与笔尖连接，另一端设有压头；压头朝向压力传感器的作用面为球面，球面的球心位于笔尖书写时接触书写面的端面；压力传感器背离压头一侧抵接笔身。

进一步地，笔尖压感结构还包括预压弹簧；预压弹簧设在笔尖支架与笔身之间，用于在笔身的轴向上提供预紧力。

进一步地，笔尖支架与笔尖连接的一端设有第一凸起部；第一凸起部设有笔尖槽，笔尖插设于笔尖槽内；预压弹簧为圆柱形弹簧，且套设于第一凸起部上；预压弹簧的一端抵接笔身，另一端抵接压头。

进一步地，笔尖压感结构还包括设置在压力传感器与压头之间的压力传递模块；压力传递模块的一端与压头抵接，另一端与压力传感器抵接。

进一步地，压力传递模块包括压力支架、活塞模组、溃缩弹簧和压块；压力支架抵接压头；压力支架设有第一凹槽；活塞模组朝向压力支架的一端设有第二凸起部，第二凸起部设于第一凹槽内；溃缩弹簧套设于第二凸起部上；溃缩弹簧的一端抵接第一凹槽的底部，另一端抵接活塞模组；活塞模组朝向压力传感器的一端设有第二凹槽；压块的一端设于第二凹槽内，另一端抵接压力传感器。

进一步地，笔身包括导向支架；导向支架内部中空形成内部空间容纳笔尖支架和压力传递模块；内部空间的形状与笔尖支架和压力传递模块相适配，导引笔尖支架和压力传递模块沿笔身的轴向移动。

进一步地，笔尖与第一凸起部为过盈配合。

进一步地，压块与第二凹槽为过盈配合。

本实用新型还提供一种电子笔，包括上述笔尖压感结构。

本实用新型提供一种笔尖压感结构和电子笔，包括笔尖、笔尖支架、压力传感器和笔身，笔尖、笔尖支架和压力传感器沿着笔身的轴向依次布置；笔尖支架和压力传感器均设于笔身内部；笔尖支架一端与笔尖连接，另一端设有压头；压头朝向压力传感器的作用面为球面，球面的球心为笔尖书写时接触书写面的端面；压力传感器背离压头一侧抵接笔身。笔尖书写压力通过笔尖支架的压头传递到压力传感器上，由于压头朝向压力传感器一侧的作用面为球面，且该球面的球心位于笔尖书写时接触书写面的端面上，因此当笔尖与书写面呈一定倾斜角度进行书写的时候，笔尖绕着位于端面上的球心会有一个小角度的旋转，笔尖支架传递给压力传感器的作用力方向始终维持在笔身的轴线方向上。通过这种方式有效地减小了笔尖书写压力传递过程的压力损失，提高了压力传感器对于笔尖书写压力检测的准确度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的笔尖压感结构的结构示意图；

图2为图1中M区域的局部放大图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：

参照图1，一种笔尖压感结构，包括笔尖1、笔尖支架2、压力传感器3和笔身4，笔尖1、笔尖支架2和压力传感器3沿着笔身4的轴向依次布置；笔尖支架2和压力传感器3均设于笔身4内部；笔尖支架2一端与笔尖1连接，另一端设有压头22；压头22朝向压力传感器3的作用面为球面，球面的球心为笔尖1书写时接触书写面的端面1a；压力传感器3背离压头22一侧抵接笔身4。

在本实施例中，笔尖书写压力通过笔尖支架2的压头22传递到压力传感器3上，由于压头22朝向压力传感器3一侧的作用面为球面，且该球面的球心位于笔尖1书写时接触书写面的端面1a上，因此当笔尖1与书写面呈一定倾斜角度进行书写的时候，笔尖1绕着位于端面1a上的球心会有一个小角度的旋转，笔尖支架2传递给压力传感器3的作用力方向始终维持在笔身4的轴线方向上。通过这种方式有效地减小了笔尖书写压力在传递过程的压力损失，提高了压力传感器3对于笔尖书写压力检测的准确度。

笔尖压感结构还包括预压弹簧5；预压弹簧5设在笔尖支架2与笔身4之间，用于在笔身4的轴向上提供预紧力。

具体地，笔尖支架2与笔尖1连接的一端设有第一凸起部21；第一凸起部21设有笔尖槽21a，笔尖1插设于笔尖槽21a内；预压弹簧5为圆柱形弹簧，且套设于第一凸起部21上；预压弹簧5的一端抵接笔身4，另一端抵接压头22。

笔尖压感结构还包括设置在压力传感器3与压头22之间的压力传递模块6；压力传递模块6的一端与压头22抵接，另一端与压力传感器3抵接。

在本实施例中，笔尖支架2并不直接接触压力传感器3，笔尖1的书写压力通过笔尖支架2传递给压力传递模块6，再由压力传递模块6传递给压力传感器3。由于终端客户对电子笔出水力要求较高，在0-5g之间，因此，对电子笔压感结构内部构件的尺寸精度要求非常高，任何微小的尺寸变化，甚至因环境温度的变化导致压感结构件的热胀冷缩都会引起压感测试不良。本实用新型通过将传递书写压力的支架拆分为笔尖支架2和压力传递模块6，极大地降低了压感结构对于单个零件的尺寸精度要求，提高了笔尖压感结构的生产合格率。同时，由于压头22的作用面是球面且球心位于笔尖1的端面1a上，笔尖支架2作用于压力传递模块6的作用点始终维持在压力传递模块6的同一点，且作用力的方向与笔身4轴线方向一致，有效地防止了压力传递模块6因笔尖支架2作用力不居中而与笔身4摩擦力加大导致的压力损失。

在本实施例中，压力传递模块6包括压力支架61、活塞模组62、溃缩弹簧64和压块63；压力支架61抵接压头22；压力支架61设有第一凹槽61a；活塞模组62朝向压力支架61的一端设有第二凸起部621，第二凸起部621设于第一凹槽61a内；溃缩弹簧64套设于第二凸起部621上；溃缩弹簧64的一端抵接第一凹槽61a的底部，另一端抵接活塞模组62；活塞模组62朝向压力传感器3的一端设有第二凹槽62a；压块63的一端设于第二凹槽62a内，另一端抵接压力传感器3。

本实用新型的笔尖书写压力通过笔尖支架2传递给压力支架61，再通过溃缩弹簧64传递给活塞模组62，然后再由活塞模组62传递给压块63，最后通过压块63接触压力传感器3最终传递给压力传感器3。压块63采用不锈钢制成，其硬度符合压力传感器3的要求。

当应用该笔尖压感机构的电子笔跌落或者笔尖过压时，溃缩弹簧64收缩，形成避让空间，以及吸收部分笔尖压力，使得压块63抵压压力传感器3的压力不会超过压力传感器3能够承受的极限压力，从而起到保护压力传感器3的作用，防止压力传感器3过压损坏。

在本实施例中，笔身4包括导向支架41；导向支架41内部中空形成内部空间容纳笔尖支架2和压力传递模块6；内部空间的形状与笔尖支架2和压力传递模块6相适配，导引笔尖支架2和压力传递模块6沿笔身4的轴向移动。

具体地，内部空间包括第一容腔41a、第二容腔41b和第三容腔41c；第一容腔41a、第二容腔41b和第三容腔41c均为圆柱状容腔。预压弹簧5、压头22、压力支架61、溃缩弹簧64、活塞模组62和压块63设于第三容腔41c内；预压弹簧5一端抵接导向支架41，另一端抵接压头22；笔尖1穿过第一容腔41a插于笔尖槽21a；第一容腔41a与笔尖1形状相适配；第二容腔41b与第一凸起部21的形状相适配；第三容腔41c与预压弹簧5、压头22、压力支架61和活塞模组62的形状相适配；压力传感器3设于第三容腔41c的出口。

通过设置该导向支架41，导引笔尖1、笔尖支架2、预压弹簧5、压力支架61、溃缩弹簧64、活塞模组62和不锈钢压块63在笔身4内部进行轴向移动，减少压感结构内部构件因位置偏移而与笔身4产生过大的摩擦力，进而产生较大的压力损失甚至使该压感结构无法正常工作。

在本实施例中，笔尖压感结构还包括主板支架8；主板支架8设于笔身4内部且与笔身4固定连接；压力传感器3背离压力传递模块6的一侧抵接主板支架8。

压力传感器3设于主板支架8上，可通过主板支架8与控制模块电连接，将检测到的书写压力转为电信号传送给控制模块。

笔尖1与第一凸起部21为过盈配合，装配结构简单，且能保证牢靠的固定效果，提高该压感结构的产品质量。

压块63与活塞模组62的第二凹槽62a为过盈配合，装配结构简单，且能保证牢靠的固定效果，进一步保证了该压感结构的产品质量。

本实用新型还提供一种电子笔，包括上述笔尖压感结构。该电子笔上还设有控制模块、无线传输模块和开关模块。该笔尖压感结构的压力传感器3与控制模块电连接，将检测到的书写压力转换为电信号传送给控制模块。无线传输模块和开关模块均与控制模块电连接。该控制模块将处理后的信号通过无线传输模块传递给触控屏、平板电脑等终端设备进行电子笔书写力度的模拟。该电子笔具有书写压力感知功能，可实现手写输入笔迹识别，能根据手写压力大小自动调节笔迹粗细，进而勾勒出层次分明的图像。

本实用新型提供的笔尖压感机构和具有该笔尖压感机构的电子笔，通过将笔尖支架2的压头22朝向压力传感器3的作用面设置为球面，且该球面的球心位于笔尖1书写时接触书写面的端面1a，减小了笔尖书写压力在传递到压力传感器3过程中产生的压力损失，提高了压力传感器3对于笔尖书写压力检测的准确度，进而提高应用该笔尖压感机构的产品的质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种笔尖压感结构，其特征在于，包括笔尖、笔尖支架、压力传感器和笔身；所述笔尖、笔尖支架和压力传感器沿着所述笔身的轴向依次布置；所述笔尖支架和压力传感器均设于所述笔身内部；所述笔尖支架一端与所述笔尖连接，另一端设有压头；所述压头朝向所述压力传感器的作用面为球面，所述球面的球心位于所述笔尖书写时接触书写面的端面；所述压力传感器背离所述压头一侧抵接所述笔身。

2.根据权利要求1所述的笔尖压感结构，其特征在于，还包括预压弹簧；所述预压弹簧设在所述笔尖支架与所述笔身之间，用于在所述笔身的轴向上提供预紧力。

3.根据权利要求2所述的笔尖压感结构，其特征在于，所述笔尖支架与所述笔尖连接的一端设有第一凸起部；所述第一凸起部设有笔尖槽，所述笔尖插设于所述笔尖槽内；所述预压弹簧为圆柱形弹簧，且套设于所述第一凸起部上；所述预压弹簧的一端抵接所述笔身，另一端抵接所述压头。

4.根据权利要求1所述的笔尖压感结构，其特征在于，还包括设置在所述压力传感器与所述压头之间的压力传递模块；所述压力传递模块的一端与所述压头抵接，另一端与所述压力传感器抵接。

5.根据权利要求4所述的笔尖压感结构，其特征在于，所述压力传递模块包括压力支架、活塞模组、溃缩弹簧和压块；所述压力支架抵接所述压头；所述压力支架设有第一凹槽；所述活塞模组朝向所述压力支架的一端设有第二凸起部，所述第二凸起部设于所述第一凹槽内；所述溃缩弹簧套设于所述第二凸起部上；所述溃缩弹簧的一端抵接所述第一凹槽的底部，另一端抵接所述活塞模组；所述活塞模组朝向所述压力传感器的一端设有第二凹槽；所述压块的一端设于所述第二凹槽内，另一端抵接所述压力传感器。

6.根据权利要求4所述的笔尖压感结构，其特征在于，所述笔身包括导向支架；所述导向支架内部中空形成内部空间容纳所述笔尖支架和压力传递模块；所述内部空间的形状与所述笔尖支架和压力传递模块相适配，导引所述笔尖支架和压力传递模块沿所述笔身的轴向移动。

7.根据权利要求3所述的笔尖压感结构，其特征在于，所述笔尖与所述第一凸起部为过盈配合。

8.根据权利要求5所述的笔尖压感结构，其特征在于，所述压块与所述第二凹槽为过盈配合。

9.一种电子笔，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的笔尖压感结构。

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