铅笔笔帽和铅笔的制作方法

本发明涉及学习用品领域，具体而言，涉及一种铅笔笔帽和铅笔。

背景技术：

铅笔是人们工作学习中常用的一种工具，例如可以在制图、绘画或者考试中使用。然而，人们经常会因为忙碌的工作或者学习，而忘记削铅笔，使得写出的字迹粗大、模糊不清，画出来的线条不够美观；或者因为铅笔笔芯削的过多或过少，而使得笔芯的尺寸并不符合使用的要求。这样既浪费了人们的时间，也对人们的工作成果造成了一定的影响。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种铅笔笔帽，其能够智能且更加准确地发出提醒用户削铅笔的信号。

本发明的实施例是这样实现的：

一方面，本发明实施例提供一种铅笔笔帽，其包括柱形中空本体、图像采集单元、控制单元以及传感器，柱形中空本体具有用于接收笔杆的开口端和与开口端相对的闭合端，图像采集单元设置于柱形中空本体的内部并且位于闭合端处，图像采集单元和传感器均与控制单元电连接；控制单元用于在接收到检测指令时控制传感器检测铅笔笔帽中是否插有笔杆，并在传感器检测铅笔笔帽中插有笔杆时向图像采集单元发送图像采集信号；图像采集单元用于在接收到图像采集信号时采集笔杆的笔尖的图像，并将所采集的图像发送至控制单元；控制单元还用于从图像中获取笔尖的笔芯的直径，将所获取的直径与检测预设值进行比较，并在所获取的直径大于检测预设值时发出提醒信号。

在本发明较佳的实施例中，铅笔笔帽还包括设置在柱形中空本体上的显示器，显示器与控制单元电连接，显示器用于显示图像采集单元所采集的图像。

在本发明较佳的实施例中，显示器还用于在显示图像采集单元所采集的图像的同时显示环形刻度线，并使图像中笔芯的中心和环形刻度线的中心重合，环形刻度线的直径等于检测预设值。

在本发明较佳的实施例中，铅笔笔帽还包括设置在柱形中空本体外部的检测指令接收件，该检测指令接收件与控制单元电连接，检测指令接收件在接收到外界触发时生成检测指令。

在本发明较佳的实施例中，铅笔笔帽还包括设置在柱形中空本体上的提醒单元，提醒单元与控制单元电连接，该提醒单元用于接收提醒信号，以通过声音、灯光、振动或它们的组合的形式进行提醒。

在本发明较佳的实施例中，铅笔笔帽还包括设置在柱形中空本体外部的多个预设值设置件，每个预设值设置件均与控制单元电连接并且对应于一个预设值，预设值设置件中的一个在被触发时向控制单元发送选择信号，控制单元还用于根据选择信号选择被触发的预设值设置件对应的预设值作为检测预设值。

在本发明较佳的实施例中，检测预设值为0.5mm或0.7mm。

在本发明较佳的实施例中，图像采集单元设置于闭合端的中心处。

在本发明较佳的实施例中，铅笔笔帽还包括设置在柱形中空本体上的报警单元，报警单元与控制单元电连接，报警单元用于在传感器未在铅笔笔帽中检测到铅笔时，通过声音、灯光、振动或它们的组合的形式进行报警。

另一方面，本发明实施例提供了一种铅笔，其包括上述铅笔笔帽和与该铅笔笔帽配合使用的笔杆。

本发明实施例的有益效果是：本发明提供的铅笔笔帽包括柱形中空本体、图像采集单元、控制单元以及传感器，该控制单元在接收到检测指令时控制该传感器检测铅笔笔帽中是否插有笔杆，并且在传感器检测到铅笔笔帽中插有笔杆时，控制单元向图像采集单元发送图像采集信号，然后控制单元从图像采集单元所采集的图像中获取铅笔笔芯的直径，将所获取的笔芯直径与检测预设值进行比较，并在该直径大于检测预设值时发出提醒信号。通过这种方式，由于控制单元可以从图像采集单元所采集的图像中获得准确的笔芯尺寸，并通过将其与所设定的检测预设值进行比较来判断是否应当提醒用户削铅笔，使得用户接收到的提醒信号较准确，从而避免用户忘记削铅笔或者铅笔笔芯的尺寸不合适对工作成果造成影响。

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的铅笔的结构示意图；

图2为图1所示的铅笔的铅笔笔帽部分的主视图；

图3为图1所示的铅笔的铅笔笔帽部分的俯视图；

图4为本发明实施例提供的铅笔笔帽的各功能单元的电气连接图。

图标：100-铅笔；110-铅笔笔帽；120-笔杆；111-柱形中空本体；1112-开口端；1114-闭合端；112-控制单元；113-图像采集单元；114-传感器；115-检测指令接收件；116-提醒单元；117-预设值设置件；118-报警单元；119-显示器；1192-环形刻度线。

具体实施方式

下为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了本发明实施例提供的铅笔100，其包括铅笔笔帽110和与铅笔笔帽110配合使用的笔杆120。

结合图2可以看出，铅笔笔帽110可以包括柱形中空本体111、控制单元112、图像采集单元113和传感器114。

于一种具体的实施方式中，柱形中空本体111为圆柱状，其还可以为其他的适用的美观的形状，例如五棱柱状体、六棱柱状体或者球体。柱形中空本体111具有用于接收笔杆120的开口端1112和与开口端1112相对的闭合端1114。于一种具体的实施方式中，闭合端1114的外部还可以设置用于连接挂绳的环状的挂钩，便于用户的携带，在开口端1112处也可以围绕柱形中空本体111的内壁设置环状的轻微的凸起，用以防止笔杆120从铅笔笔帽110中轻易脱落。

于一种具体的实施方式中，控制单元112可以设置于柱形中空本体111的壁中，控制单元112可以从柱形中空本体111的壁中微微向内凸出，或者还可以设置在柱形中空本体111的壁中微微向外凸出。对控制单元112的设置位置不作具体限制，只要控制单元112的设置位置确保其自身可以正常运作，并且不影响笔杆120的插入、不影响其他元件的运行即可。

于一种具体的实施方式中，图像采集单元113可以设置于柱形中空本体111内部的闭合端1114处。图像采集单元113可以凸设或者嵌入在闭合端1114中，只要确保图像采集单元113能采集到插入柱形中空本体111的笔杆120的笔尖的图像即可。优选地，图像采集单元113设置于闭合端1114的中心，正对于插入铅笔笔帽110中的笔杆120的笔芯的位置处。图像采集单元113与控制单元112电连接(参见图4)，用以在从控制单元112处接收到图像采集信号时采集笔杆120的笔尖的图像，并且将所采集的图像发送至控制单元112。

于一种具体的实施方式中，传感器114可以设置于柱形中空本体111的内部靠近开口端1112的地方，以检测笔杆120是否插入柱形中空本体111中。于其他具体的实施方式中，传感器114还可以设置在开口端1112处或更靠近闭合端1114的地方，只要确保传感器114的设置能够准确检测到铅笔笔帽110中是否插有笔杆120，并且还不影响笔杆120的插入即可。传感器114也与控制单元112电连接(参见图4)，用以在从控制单元112处接收到检测指令时检测检测柱形中空本体111中是否插有笔杆120。

当控制单元112接收到检测指令时控制传感器114检测铅笔笔帽110中是否插有笔杆120，并且在传感器114检测到铅笔笔帽110中插有笔杆120时向图像采集单元113发送图像采集信号。在控制单元112接收到图像采集单元113采集的图像时，从该图像中获取笔杆120的笔尖的笔芯的直径，然后将所获取的直径与检测预设值进行比较，当所获取的直径大于检测预设值时，控制单元112发出提醒信号。

进一步地，本发明实施例提供的铅笔笔帽还可以包括设置于柱形中空本体111的外部的检测指令接收件115，该检测指令接收件115与控制单元112电连接(参见图4)。当检测指令接收件115受到外界触发时就会生成上述检测指令，并将该检测指令发送至控制单元112。于一种具体实施方式中，检测指令接收件115是以按钮的形式设置的(如图3所示)，当受到外界按压或触碰时就可以生成检测指令，而且这种按钮可以是自动复位性按钮或者其他任意便于操作的按钮。于其他具体的实施方式中，检测指令接收件115还可以是拨码开关、电子屏幕或者声控输入元件等装置。

进一步地，本发明实施例提供的铅笔笔帽还可以包括设置于柱形中空本体111的外部的提醒单元116，该提醒单元116与控制单元112电连接(参见图4)。于一种具体的实施方式中，提醒单元116是以光电管的形式设置的(如图3所示)，当提醒单元116接收到控制单元112发送的提醒信号时，就以灯光提醒用户削铅笔。于其他具体的实施方式中，提醒单元116还可以设置成扬声器、振动器或它们组合的形式，通过声音、震动或它们组合的形式来进行提醒。

进一步地，本发明实施例提供的铅笔笔帽还可以包括设置于柱形中空本体111的外部的预设值设置件117，该预设值设置件117与控制单元112电连接(参见图4)。于一种具体的实施方式中，设置两个分别对应于人们学习工作中常用的笔芯尺寸0.5mm和0.7mm的预设值设置件117，而且预设值设置件117可以是以按钮的形式设置的，这种按钮可以是自动复位性按钮或者其他任意便于操作的按钮形式。用户可根据工作学习中对笔芯尺寸的要求，触发对应的预设值设置件117，被触发的预设值设置件117向控制单元112发送选择信号，控制单元112接收到该选择信号后则将被触发的预设值设置件117对应的预设值作为供控制单元112在比较时使用的检测预设值。

于一种具体的实施方式中，还可以只设置仅一个或设置更多个预设值设置件117，且每个预设值设置件117对应的尺寸可以根据实际需求来进行设置，例如还可以设置成0.3mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、0.9mm或其他任意适用的尺寸。并且为了便于识别，尺寸可以直接标注在按钮表面，还可以标注在按钮的旁边或使用其他的方式进行标注。此外，预设值设置件117还可以是拨码开关、电子屏幕或者通过声控输入的元件等其他形式。

进一步地，本发明实施例提供的铅笔笔帽还可以包括设置于柱形中空本体111的外部的报警单元118，该报警单元118与控制单元112电连接(参见图4)。于一种具体的实施方式中，报警单元118是以光电管的形式设置(如图3所示)，当传感器114检测到铅笔笔帽110中没有笔杆120时就进行灯光报警。于其他具体的实施方式中，报警单元118还可以设置成扬声器、振动器或他们组合的形式，通过声音、震动或它们组合的形式来进行报警。

需要注意的是，于一种具体的实施方式中，提醒单元116和报警单元118可以设置成同一种或者不同种类的元件，并且当其二者设置成同一种元件时，其二者的提醒方式不同，以便于用户能够清楚的区分其二者。例如，当提醒单元116和报警单元118均设置成光电管时，可以让提醒单元116发红光，让报警单元118发绿光或者其他颜色的光。于其他具体的实施方式中，还可以直接在其二者旁边标注汉字，或采用其他的方式进行标注。

进一步地，本发明实施例提供的铅笔笔帽还可以包括设置于柱形中空本体111的外部的显示器119，该显示器119与控制单元112电连接(参见图4)，用于显示所采集的图像。于一种具体的实施方式中，显示器119是正方体，其还可以是任意其他形状，只要能准确显示出所采集图像的笔芯部分的大小即可。此外，显示器119还可以在显示所采集的图像的同时显示环形刻度线1192，并使环形刻度线1192的中心与所采集图像中的笔芯的中心重合。环形刻度线1192的直径可以等于检测预设值，以便能在显示器119上清晰地显示出笔芯的尺寸与检测预设值的大小关系。

于一种具体的实施方式中，环形刻度线1192可以固定地在显示器119的屏幕上某一处显示，例如当图像采集单元113固定于铅笔笔帽110闭合端1114的某一处时，其所采集的图像中笔芯的中心的位置也是固定的，此时环形刻度线1192就可以固定地设置在显示器119上对应的位置。于其他具体实施方式中，在所采集图像中笔芯的中心的位置可能会发生变动的情况下，环形刻度线1192还可以在显示器119上活动地显示，即显示器119可以根据所采集图像中笔芯的中心的位置来显示环形刻度线1192。此外，当显示器119以一定的比例放大或缩小所采集的笔尖的图像时，环形刻度线1192的直径也以相应的比例放大或缩小。其中，环形刻度线1192可以是以任意颜色表示的实线、虚线或其他任意线条，即只要能清晰地显示出来即可。显示器119上还可以直观的显示出例如“符合”/“不符合”等的提示字样。

下面可以详细描述本发明实施例提供的笔帽的示意性工作过程。首先，假设例如对应于0.5mm的预设值的预设值设置件117受外界触发生成选择信号，然后将该选择信号发送至控制单元112，控制单元112接收到该选择信号后则将0.5mm作为检测预设值。检测指令接收件115在受到外界触发(例如被用户按压)时生成检测指令，并将该检测指令发送至控制单元112，控制单元112在接收到检测指令时控制传感器114检测铅笔笔帽110中是否插有笔杆120。当传感器114未在铅笔笔帽110中检测到笔杆120时，控制单元112控制报警单元118发出灯光报警，而当传感器114检测到铅笔笔帽110中插有笔杆120时，控制单元112向图像采集单元113发送图像采集信号。图像采集单元113在接收到该图像采集信号之后采集铅笔笔帽110中插入的笔尖部分的图像，并将所采集的图像发送至控制单元112。一方面，控制单元112从所采集的图像中获取笔尖的笔芯的直径，将该直径与检测预设值0.5mm进行比较，当该直径大于0.5mm时，则控制单元112向提醒单元116发送提醒信号，以使提醒单元116以灯光形式提醒用户铅笔笔芯的尺寸不符合要求，需要削铅笔；另一方面，控制单元112控制显示器119显示出所采集的图像中笔芯的尺寸与环形刻度线1192，使得用户可以直观地看出笔芯的尺寸与环形刻度线的大小关系。

需要注意的是，于一种具体的实施方式中，检测指令接收件115、提醒单元116、预设值设置件117、报警单元118以及显示器119等均以并列成一条直线的方式设置在铅笔笔帽110的柱形中空本体111外。为了便于操作和美观，它们还可以通过其他的排列方式布置在柱形中空本体111外。于一种具体的实施方式中，铅笔笔帽110上并非一定要设置检测指令接收件115、提醒单元116、预设值设置件117、报警单元118以及显示器119中的所有元件，铅笔笔帽110可以只设置它们中的一个或者几个的组合。例如，可以不设置显示器119，直接通过控制单元112将所采集图像中笔芯的尺寸与检测预设值比较之后，由提醒单元116进行提醒即可；或者可以不设置预设值设置件117，而在控制单元112中设置默认的存检测预设值即可；又或者，显示器119可以为的触摸显示屏，该触摸显示屏可以具有设置检测指令、提醒、预设值设值、报警、显示中的一个或者几个功能。

综上所述，本发明提供的铅笔笔帽和铅笔，能够通过将铅笔笔芯的尺寸与预设值进行比较，进而智能并且更加准确的发出提醒用户削铅笔的信号。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。