智能笔和笔芯的制作方法

本发明涉及文具领域，尤其涉及一种智能笔和笔芯。

背景技术：

现有作为儿童和少年使用的书写工具有各种笔具、有各种铅笔、圆珠笔、中性水笔等，上述所有的笔具除了书写功能外，都不能让学生的双眼自动保持正常距离和保持正确姿势进行书写，从而容易造成近视或其它视力障碍。其中原因是，学生写字时，握笔太低，尤其是学龄前小孩，手握在太靠近笔尖的位置，挡住正常的视线，不可避免头要歪向一侧和趴着，才能看到笔尖在纸面上书写的字迹，久之易产生眼疲劳，不注意即容易造成眼睛近视和斜视。

为此，现有一种防近视笔的文具，其属于一种内置传感器和智能芯片的书写笔，笔身尾端设置360°红外电子眼，监控学生低头写字，当眼睛与桌面的距离过近时，笔芯自动缩回笔内。同时在笔身前端笔尖处，设置触摸感应，当手指没有握住金属触摸片写字时，笔芯自动缩回笔内。端正坐姿和握姿，笔芯自动伸出。

虽然上述的笔对保护视力有积极效果，但是在使用体验上非常不好，缩回功能容易干扰正常的书写进程，且该类红外检测式容易误判断，会环境要求严苛。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种准确稳定地对握笔姿势进行检测的智能笔。

本发明的第二目的是提供一种与上述智能笔匹配使用的笔芯。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种智能笔，包括笔壳，笔壳包括壳体、握持件、导电件和主控电路组件，壳体设置有中空安装腔，壳体设置有手指握持位，壳体在手指握持位靠内的一侧设置有检测感应位，握持件设置在手指握持位上，导电件设置在中空安装腔内，导电件包括固定连接部和自由连接部，自由连接部位于握持件靠内的一侧处，握持件可推动自由连接部朝向检测感应位移动，固定连接部与主控电路组件电连接。

由上述方案可见，通过握持件与自由连接部的配合，使得用户的手指握持在握持件上时，由于需要用力握笔，故握持件推动自由连接部朝向检测感应位移动，当笔壳内安装有笔芯时，笔芯的外表面设置有导电层，故自由连接部能够与笔芯的导电层接触，继而产出相应的检测信号，由于是基于物理式的接触连接，故利用该结构实现对握笔姿势的准确检测。

更进一步的方案是，所述握持件上设置有两个握持部，两个握持部均设置在所述手指握持位处并沿所述壳体的周向布置，所述导电件的数量为两个。

由上可见，由于常规的握笔手指是三个，故握持件的数量为两个或三个，将导电件设置在相对于的位置处，继而能够实现对两个或三个握笔手指进行位置检测，继而实现握笔姿势的准确检测。

更进一步的方案是，笔壳还包括感应条，感应条设置壳体外表面上，感应条位于两个握持部之间。

由上可见，为了提高检测精度，防治抱笔姿势，故在两个握持件之间设置感应条，当手指触碰到感应条时，也能够产生相应的检测信号，继而能够进一步地提高对握笔姿势的准确检测。

更进一步的方案是，笔壳还包括间隔部，间隔部设置在中空安装腔内且位于手指握持位靠内的一侧上，间隔部位于两个导电件之间。

由上可见，握持件还设置有间隔部，其能够提高检测稳定性。

更进一步的方案是，壳体在手指握持位贯穿地设置有安装通孔，握持件安装在安装通孔处。

由上可见，本案的壳体是采用较硬的材料制成，而握持件由于需要内凹形变推动导电件，故通过安装通孔的设置，将相对较软的握持件设置在安装通孔中，使得握持件能够稳定地在安装通孔处握持形变。

更进一步的方案是，主控电路组件包括线路板，线路板设置有笔芯安装孔，线路板在笔芯安装孔的外侧上设置有连接片。

由上可见，线路板的连接片用于笔芯安装孔的笔芯导电层连接，可以为笔芯提供接地，继而为检测提供稳定环境。

更进一步的方案是，壳体在手指握持位相对的两侧上分别设置有笔头位和笔尾位，线路板设置在中空安装腔内并位于笔尾位处；导电件从笔尾位延伸至手指握持位，导电件还包括延伸部，延伸部连接在固定连接部和自由连接部之间，固定连接部与线路板连接。

由上可见，对于导电件的设置，可从笔尾位延伸至手指握持位，通过优化结构布置，提高检测稳定性。

更进一步的方案是，主控电路组件还包括设置在中空安装腔内的电池和主控板，线路板、电池和主控板依次由内朝外地沿壳体的轴向布置，主控板和线路板通过导线连接。

由上可见，线路板、电池和主控板依次由内朝外地沿壳体的轴向布置，能够充分地利用笔壳的空间，且能够平衡智能笔的配重平衡问题。

更进一步的方案是，智能笔还包括笔芯，笔芯安装在中空安装腔内，笔芯在检测感应位处的外表面设置有导电层，自由连接部可与导电层接触。

为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种笔芯，包括笔尖、芯座和墨管，笔尖和墨管分别安装在芯座的两侧上，墨管的外表面上设置有导电层。

由上可见，笔芯外设置有导电层，导电层可以接地设置，当自由连接部被按压并与导电层接触时，其能够触发相应的检测信号，同时导电层可呈全包围式地设置，笔芯的安装和转动均不影响检测，继而实现稳定检测。

附图说明

图1是本发明智能笔实施例的结构图。

图2是本发明智能笔实施例的爆炸图。

图3是本发明智能笔实施例中主控电路组件的结构图。

图4是本发明智能笔实施例在省略壳体后的结构图。

图5是本发明智能笔实施例沿轴向的剖视图。

图6是本发明智能笔实施例位于自由连接部处沿径向的剖视图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参照图1和图2，智能笔1包括笔壳和笔芯2，笔壳包括壳体11、笔盖12、尾盖13、握持件2、导电件31、导电件32、导电件33、主控电路组件和感应条14，握持件2设置有握持部21、握持部22、握持部23和三个间隔部24，握持件2可由注塑成型的，握持部21、握持部22和握持部23沿横向周向布置，一个间隔部24连接在相邻两个握持部之间。

壳体11沿轴向设置有中空安装腔110，笔盖12、尾盖13安装在壳体11的两个轴向端部上，壳体11设置有笔头位、手指握持位和笔尾位，手指握持位位于中部并位于笔头位和手指握持位之间，壳体11在手指握持位靠内的一侧设置有检测感应位，壳体11在手指握持位贯穿地设置有三个安装通孔111、安装通孔112和安装通孔113，握持部21、握持部22、握持部23分别对应地安装在安装通孔111、安装通孔112和安装通孔113处，并沿壳体11的周向布置。握持部均由较软材料制成，而壳体11由相对较硬的材料制成，握持部21、握持部22和握持部23分别对应的是拇指握持、食指握持和中指握持。

感应条14采用导电材料制成，感应条14设置壳体11外表面上，感应条14位于两个握持部21和握持部22之间，即位于拇指握持、食指握持之间，当然亦可设置三个感应条，分别设置相邻的两个握持部之间，而感应条14用于与笔盖12连接，笔盖12也是可导电，感应条14可与笔芯的导电层电连接，或与主控电路组件电连接。

参照图3至图6，笔芯2包括笔尖22、芯座21和墨管23，芯座21在轴向两侧分别设置有安装台阶，且沿轴向贯穿地设置有通墨孔，笔尖22和墨管23分别安装在芯座21的轴向两侧上，笔尖22和墨管23通过通墨孔连通，墨管23的外表面上设置有导电层，导电层可由石墨或其他能够实现导电的材料制成，导电层沿轴向和沿周向包裹整个墨管23的外表面。笔芯2安装在中空安装腔110内，继而通过笔盖12对笔芯2安装固定。

导电件呈弹性条状布置，导电件从笔尾位延伸至手指握持位，以导电件31为例进行说明，导电件31包括固定连接部312、自由连接部311和延伸部313，延伸部313连接在固定连接部312和自由连接部311之间，固定连接部312用于与线路板34连接，自由连接部311朝内凸起，延伸部312呈杆状延伸布置。三根导电件31、32、33均安装在中空安装腔110内，且分别沿周向分布在笔芯2的外周。间隔部24均设置在中空安装腔110，间隔部24呈胶片片状设置，间隔部24贴在壳体11的内壁上且位于手指握持位靠内的一侧上，间隔部24位于相邻两个导电件31之间。

主控电路组件包括线路板34、电池36和主控板38，线路板34、电池36和主控板38均位于中空安装腔110内，且均位于笔尾位处，线路板34呈环形布置，其主要用于信号传输和结构固定，线路板34在中部贯穿设置有笔芯安装孔341，笔芯的尾端即墨管的尾端穿过笔芯安装孔341，线路板34在笔芯安装孔341的外侧上设置有三个连接片35，连接片35呈弹片设置，连接片35沿轴向分布地设置在线路板34上并与线路板34连接，连接片35还与墨管的尾端的导电层电连接，在起到相应的定位作用的同时，也能够起电连接作用，三根导电件31、32、33对应的固定连接部312、322、332也分别与线路板34连接。

而线路板34、电池36和主控板38依次由内朝外地沿壳体11的轴向布置，即电池36安装在线路板34相对于笔尖位的另一侧上，主控板38设置有相应的灯光提示模块、声音提示模块、无线通讯模块、处理模块、运算器和存储器，主控板38的电池36的一侧上，线路板34和主控板38通过导线37连接，导线37可采用排线，在尾端通过尾盖13盖合并固定在壳体11上，继而实现中空安装腔110的相对密闭。

从图5和图6可见，并结合图3，自由连接部311位于握持部21靠内的一侧处，自由连接部321位于握持部22靠内的一侧处，自由连接部331位于握持部33靠内的一侧处，自由连接部311、自由连接部321和自由连接部331分别位于不同的高度，其对应握持位的不同，而壳体11在手指握持位靠内的一侧设置有检测感应位，笔芯2的墨管23在检测感应位处的外表面是具有导电层。

对握笔姿势进行检测是，用户的三个手指，即拇指、食指和中指分别对应地握持在握持部21、握持部22、握持部23处，随着用户的用力握持，会使握持部朝内凹陷，继而握持部21可推动自由连接部311朝向检测感应位移动继而与导电层连接，握持部22可推动自由连接部321朝向检测感应位移动继而与导电层连接，握持部23可推动自由连接部331朝向检测感应位移动继而与导电层连接，而导电层是通过连接片35与线路板、主控板连接，在实际应用中，可将导电层接地设置，当自由连接部与导电层接触，即会向线路板、主控板输出一个接地信号或检测信号，继而当三个自由连接部均与导电层连接时，同时感应条14不被触摸，即不被触发高阻抗或高电平，则满足正确握笔姿势调节，灯光或声音则不发出提醒，当上述调节如有一个未满足，则会灯光或声音提示，可具体提示哪个手指不到位，或握笔姿势不正确，需要修正。

由上可见，通过握持部与自由连接部的配合，使得用户的手指握持在握持部上时，由于需要用力握笔，故握持部推动自由连接部朝向检测感应位移动，当笔壳内安装有笔芯时，笔芯的外表面设置有导电层，故自由连接部能够与笔芯的导电层接触，继而产出相应的检测信号，由于是基于物理式的接触连接，故利用该结构实现对握笔姿势的准确检测。