一种指尖配戴式智能书写装置

1.本发明属于书写工具和计算机信息输入设备领域，具体涉及一种指尖佩戴式智能书写装置。


背景技术：

2.先天性手部畸形是一类常见病，其发生率约为新生儿的0.3％～0.5％，由于医院新生儿出生记录不完整，实际发生率还要高于此。先天性手指畸形的病因复杂且种类多、变异度大，治疗要求高，治愈难度大。除了先天性手部畸形群体，还有后天因意外事故而造成部分手不残疾的群体，这些群体在握笔书写方面屡屡受挫，无法很好地进行学习和日常工作，而目前社会上能够提供的方案仅仅是安装假肢手指，其主要起装饰作用或仅限于单关节开合，很难帮助患者轻松实现握笔写字，因此，手部残疾群体的写字问题亟待解决。
3.普通学生群体在日常学习生活中，需要长时间用笔进行书写记录。相关调查发现，有50％～60％的学生用笔姿势不对，长期用笔不当使手指受到压迫，轻者手指与纸与笔接触部分会产生笔吻，也就是一块儿凸起的茧，更严重者会导致指关节发育异常造成手指的弯曲影响手的美观。此外，需要长时间、大量用笔书写作业的群体更易患上手指腱鞘炎，影响手指健康。
4.当下，人们的需求层次不断提升，书写工具的发展向多元化方向发展，从可以书写记录，到方便快速地书写，再到健康舒适地书写等问题中不断深化，其中符合人机体验是使用行为的重点。根据人体工学设计原理，遵从原始本能行为的设计能达到舒适使用并易于学习的目的，将笔套在手指头上进行书写的设计就遵从了人最初用手指在沙地上勾勒的习性。yoropen基于“更健康的使用”的目标，利用z型设计，使手指有支撑，达到省力和消除疲劳的目的。利用形态弯度，产生扩大书写视野的空间，书写时笔尖和手指不会挡到视野，改善因不良姿势带来的视力和脊椎伤害。这种设计将人们传统的“抓握书写”行为方式间接改变为“顶着书写”方式，虽然仍需要手指抓握，但有力地证明了手指顶着书写的可实现性。
5.电脑和移动设备的普及和发展，对书写工具的发展产生了深远的影响。随着新技术与新的生活方式大行其道，书写工具的书写功能将趋向弱化，其他功能则会进一步强化，未来，数码笔等将成为新的发展增长点，其中纸质书写工具与触控笔相结合的产品成为其中的重要组成部分。基于此，目前市场上出现了电磁出水笔。现有的电磁出水笔多采用一笔芯多用的技术方案，需要采用多层管套来实现，导致笔的直径较粗或是采用3个磁芯来实现，结构复杂，且目前市场上的触摸屏多为电容屏，可以进行纸质书写的多功能电容笔却并不常见。


技术实现要素：

6.针对手指残疾群体握笔书写难，普通学生群体握笔书写累，有纸与无纸书写如何灵活结合的问题，本发明提供一种指尖配戴式智能书写装置，在书写方式上进行了创新，为因先天性畸形或后天意外事故造成手指残缺因而握笔书写不便的群体的学习和工作提供
了一种行之有效的书写方案，也为正常的学生群体和办公群体缓解书写和办公疲劳提供了一种新的书写选择。
7.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种指尖配戴式智能书写装置，包括第一电容笔体和第二活动笔体；所述的第一电容笔体包括触屏笔芯、笔嘴前壳、电路系统、abs固定框架、pvc柔性框架和减压按摩海绵；所述的第二活动笔体由笔尖、连接块、推拉式上墨器组成；
9.所述第一电容笔体的abs固定框架下部固定点位于手指指肚的指纹中心偏上处， pvc柔性框架覆于abs固定框架之上；abs固定框架内表面与指尖贴合处附着一层减压按摩海绵；所述abs固定框架的前端连接笔芯插槽，用于固定电路系统；
10.所述第一电容笔体的电路系统由usb充电模块、电路板、笔芯固定连杆组成，其整体贴附于笔芯插槽之上；所述usb充电模块与电路板紧邻，内部通过电路相连，嵌于笔芯插槽尾端；所述笔芯固定连杆尾端紧贴usb充电模块与电路板相接处，笔芯固定连杆内部中空用于存放电路，笔芯固定连杆整体安装在笔芯插槽中前部的凹槽内；笔芯插槽上接笔嘴前壳，笔嘴前壳将电路系统紧密包裹，两者最前端的凹槽形成一个插孔，用于安装触屏笔芯；
11.所述第二活动笔体的笔尖与连接块的前端通过螺纹旋转相连，连接块内置输墨管；输墨管贯通连接块前后，管内置导墨棉芯，导墨棉芯前端连接笔尖，尾端连接储墨盒，用于输送墨汁；推拉式上墨器由储墨盒、吸墨活塞、可拆卸抽墨杆、卡槽组成，其中可拆卸抽墨杆与吸墨活塞之间为活动设计，可拆卸抽墨杆呈细长“u”型，在需要抽墨水时，通过对杆柄施力使其卡进吸墨活塞表面的两个卡槽中，在书写时对杆柄施力将其取下，避免推拉式上墨器太长影响指关节活动；吸墨活塞贴合于储墨盒内壁；推拉式上墨器安插于连接块后端，实现抽墨与储墨功能。
12.进一步地，所述书写装置佩戴在食指、中指或无名指的手指头上，第二活动笔体与第一电容笔体通过开设磁性凸起与磁性凹槽相嵌合，磁性凹槽位于第一电容笔体的下表面。
13.进一步地，所述磁性凹槽分为两段，前段比后段更深更宽，用于嵌入与其相配合的磁性凸起使第二活动笔体与第一电容笔体嵌合更加紧密；
14.进一步地，所述触屏笔芯为电容笔芯，采用柔性导电材料模仿手指与触摸屏相接触，实现触摸屏电容改变进而进行触屏操作。
15.进一步地，所述第二活动笔体为钢笔、铅笔、眉笔或圆珠笔的形式。
16.进一步地，所述触屏笔芯接触电容触摸屏的时候，接收电极先接受笔芯固定连杆传送的触摸屏的激励信号和压力测试单元发射的带有压力信息的激励信号，控制处理单元对激励信号进行放大和反相后通过发射电极打出，使触屏笔芯与触摸屏接触位置的电容值发生变化，从而导致触摸屏对此区域进行响应，利用电信号模拟触摸手指信号，实现触屏功能。
17.进一步地，所示可拆卸抽墨杆呈细长“u”型，在需要抽墨水时，通过对杆柄施力使其卡进吸墨活塞表面的两个卡槽中，在书写时对杆柄施力将其取下，避免推拉式上墨器太长影响指关节活动。
18.进一步地，所述第一电容笔体的abs固定框架上部覆盖指甲至第一指关节，pvc 柔性框架延伸至第二指关节；第二活动笔体从指肚中下部延伸至第一指关节与第二指关节靠
近第二指关节1/3处；
19.进一步地，第一电容笔体尾端设有魔术贴，魔术贴环绕贴于第二活动笔体尾端，用于进一步固定第二活动笔体。
20.本发明与现有技术相比的优点在于：
21.(1)本发明的装置采用指尖佩戴式书写，通过把装置安装在手指头上，将手腕带动手指的抓握式书写转变为指关节带动的单根手指顶着书写，降低了写字的复杂度，为手部残疾群体的轻松书写提供了有效方案。
22.(2)本发明将不同书写需求划分为多个模块，通过磁吸相组装、魔术贴再固定的形式，实现了仅通过改变活动部分的设计，便可以完成钢笔、水笔、铅笔、眉笔、触屏笔等多种书写需求的灵活切换，节约了材料并有效节省了空间。
23.(3)本发明的第一电容笔体用于触屏书写，第二活动笔体用于纸质书写，实现了触屏书写功能与纸质书写功能的随时切换，设计巧妙简洁，适用范围广，推广可能性高。
24.(4)本发明的书写装置与手指贴合处贴附着一层减压按摩海绵，根据医学研究，指尖神经密集，经常按摩指肚，可以起到减轻疲劳，去除头痛、背痛和脚痛等效果，因此，该海绵可以起到舒缓疲劳和吸汗的功效。由于人的手指粗细不一，通过pvc柔性框架和减压按摩海绵等柔性材质固定还可以拓宽该装置适用手指的粗细范围，便于大面积推广。
附图说明
25.图1为本发明的指尖配戴式智能书写装置的结构示意图；
26.图2为本发明的指尖配戴式智能书写装置的爆炸示意图；
27.图3为本发明的第二活动笔体的结构示意图；
28.图4为本发明的推拉式上墨器的局部结构示意图；
29.图5为本发明的电路系统示意图。
30.图中各标号表示：1-手指示意模型、2-触屏笔芯、3-笔嘴前壳、4-usb充电模块、 5-电路板、6-笔芯固定连杆、7-笔芯插槽、8-abs固定框架、9-pvc柔性框架、10-减压按摩海绵、11-魔术贴、12-笔尖、13-连接块、14-推拉式上墨器、81-磁性凹槽、131
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输墨管、132-导墨棉芯、133-磁性凸起、141-储墨盒、142-吸墨活塞、143-可拆卸抽墨杆、 144-卡槽。
具体实施方式
31.为了进一步理解本发明，下面结合具体实施例进一步说明，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义
相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.如图1，5所示，本发明的指尖配戴式智能书写装置，包括第一电容笔体和第二活动笔体；所述的第一电容笔体包括触屏笔芯2、笔嘴前壳3、电路系统和abs固定框架 8，pvc柔性框架9，减压按摩海绵10；所述的第二活动笔体由笔尖12、连接块13、推拉式上墨器14组成。
34.所述第一电容笔体的abs固定框架8下部固定点位于位于手指示意模型1的指肚的指纹中心偏上处，上部覆盖指甲至第一指关节，pvc柔性框架9覆于abs固定框架8 之上，延伸至第二指关节。abs固定框架8内表面与指尖贴合处附着一层减压按摩海绵 10，起到缓冲按摩的作用,abs固定框架8的前端连接笔芯插槽7，用于固定电路系统。
35.所述第一电容笔体的电路系统由usb充电模块4、电路板5、笔芯固定连杆6组成，其整体贴附于笔芯插槽7之上。usb充电模块4与电路板5紧邻，内部通过电路相连，嵌于笔芯插槽7尾端。笔芯固定连杆6尾端紧贴usb充电模块4与电路板5相接处，笔芯固定连杆6内部中空用于存放电路，笔芯固定连杆6整体安装在笔芯插槽7中前部的凹槽内。笔芯插槽7上接笔嘴前壳3，笔嘴前壳3将电路系统紧密包裹，两者最前端的凹槽形成一个插孔，用于安装触屏笔芯2。触屏笔芯2接触电容触摸屏的时候，接收电极先接收笔芯固定连杆6传送的触摸屏的激励信号和压力测试单元发射的带有压力信息的激励信号，控制处理单元对激励信号进行放大和反相后通过发射电极打出，使触屏笔芯2与触摸屏接触位置的电容值发生变化，从而导致屏幕对此区域进行响应，利用电信号模拟触摸手指信号，实现触屏功能。
36.如图3，4所示，所述第二活动笔体的笔尖12与连接块13的前端通过螺纹旋转相连，连接块13内置输墨管131，输墨管131贯通连接块13前后，管内置导墨棉芯132，导墨棉芯132前端连接笔尖12，尾端连接储墨盒141，用于输送墨汁。推拉式上墨器14 由储墨盒141、吸墨活塞142、可拆卸抽墨杆143、卡槽144组成，其中可拆卸抽墨杆 143与吸墨活塞142之间为活动设计，可拆卸抽墨杆143呈细长“u”型，在需要抽墨水时，通过对杆柄施力使其卡进吸墨活塞142表面的两个卡槽144中，在书写时对杆柄施力将其取下，避免推拉式上墨器14太长影响指关节活动。吸墨活塞142贴合于储墨盒141 内壁。推拉式上墨器14安插于连接块13后端，实现抽墨与储墨功能。
37.如图2所示，所述书写装置佩戴在食指、中指或无名指的手指头上，第二活动笔体与第一电容笔体通过开设磁性凸起133与磁性凹槽81相嵌合，磁性凹槽81位于第一电容笔体的下表面。磁性凹槽81分为两段，前段比后段更深更宽，用于嵌入与其相配合的磁性凸起133使第二活动笔体与第一电容笔体嵌合更加紧密。第二活动笔体从指肚中下部延伸至第一指关节与第二指关节靠近第二指关节1/3处。第一电容笔体尾端设有魔术贴11，魔术贴11环绕贴于第二活动笔体尾端，用于进一步固定第二活动笔体。
38.所述触屏笔芯2为电容笔芯，采用柔性导电材料模仿手指与触摸屏相接触，实现触摸屏电容改变进而进行触屏操作。
39.所述第二活动笔体可以根据需要设计成钢笔、铅笔、眉笔、圆珠笔多种形式，具体设计根据实际需求略有改动。
40.以上实施例的说明只是用于帮助本技术领域的技术人员理解本发明及其核心思
想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。