可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，包括筆桿、筆芯和筆帽；所述筆桿內(nèi)安裝有護(hù)芯管、上限位開關(guān)、下限位開關(guān)和控制機(jī)構(gòu)，在所述筆桿內(nèi)均布三個(gè)壓力傳感器；所述儲芯管外端套有一固定彈簧和一電磁線圈，在電磁線圈和筆帽之間還設(shè)有一支撐環(huán)；沿電磁線圈內(nèi)圈設(shè)置一活動磁鐵，所述活動磁鐵與儲芯管上止端緊密卡接，一鐵芯彈簧套置在活動磁鐵外端；所述控制機(jī)構(gòu)中還包括一加速度傳感器；所述壓力傳感器、下限位開關(guān)、上限位開關(guān)、電磁線圈、加速度傳感器分別與控制機(jī)構(gòu)電性連接。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)自動控制出鉛及出鉛的長度，在使用中無噪聲，能耗低，及時(shí)糾正錯(cuò)誤的握筆姿勢，并且?guī)ё晕冶Ｗo(hù)功能。
【專利說明】
可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及文具用品領(lǐng)域，具體涉及一種可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆。
【背景技術(shù)】
[0002]自動智能筆作為比較新潮的產(chǎn)品，越來越受到家長和學(xué)生的喜愛，目前市場上的智能鉛筆存在以下幾個(gè)問題:
[0003]1、正常使用中無法靈活的控制出鉛的長度，造成出鉛長度過長或過短影響使用；
[0004]2、動力部分通常為馬達(dá)，不僅精確度不高，并且噪聲大、能耗高；
[0005]3、使用者存在握筆姿勢不正確，造成用力過大而折斷鉛芯，且時(shí)間久養(yǎng)成不好的用筆習(xí)慣；
[0006]4、由于鉛芯較細(xì)，尤其是小學(xué)生玩耍中或鉛筆掉落時(shí)經(jīng)常因?yàn)殂U筆的鉛芯無法收入筆桿內(nèi)造成人員意外受傷或鉛芯斷裂造成浪費(fèi)。
[0007]中國專利授權(quán)公告號CN202021966 U公開了一種抗摔鉛筆，包括鉛筆外殼和設(shè)于鉛筆外殼內(nèi)的鉛筆芯，它還包括電磁鐵，彈簧，紐扣電池、加速度傳感器和控制器;所述鉛筆芯在鉛筆外殼內(nèi)滑動連接;所述鉛筆芯上端與彈簧連接;所述彈簧、電磁鐵、控制器、加速度傳感器、紐扣電池通過導(dǎo)線依次連接;所述鉛筆外殼的外表面套有彈性材料套。本實(shí)用新型雖然利用加速度傳感器和電磁鐵控制彈簧的拉伸，達(dá)到使鉛筆在掉落時(shí)鉛筆芯可以及時(shí)的收縮到鉛筆外殼內(nèi)，防止筆頭及鉛筆芯斷裂，但是無法實(shí)現(xiàn)自動出鉛，并且無法及時(shí)糾正書寫力度。
[0008]中國專利申請公布號CN103935157 A公開了一種智能書寫筆結(jié)構(gòu)，包括筆筒及設(shè)于筆筒內(nèi)的筆桿，其特征在于:所述筆筒包括筆身、可拆連接于筆身下端上的螺紋連接段以及可拆連接于螺紋連接段上的筆帽，所述筆身內(nèi)的中部固設(shè)有一工作電路面板，位于工作電路面板下方設(shè)有一位于筆身內(nèi)且用以驅(qū)動筆桿伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)，所述筆身下部設(shè)有手握部，所述手握部上設(shè)有與工作電路面板電路連接的感應(yīng)金屬片，位于感應(yīng)金屬片下方的筆身上設(shè)有用以防止握筆過低的一圈三角狀凸部。本發(fā)明解決了自動出鉛和不良用筆的問題，但是無法調(diào)節(jié)出鉛長度，造成出鉛過長或過短，并且驅(qū)動馬達(dá)噪聲大，能耗高，造成鉛筆使用壽命短，而且沒有自我保護(hù)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種可以自動控制出鉛及出鉛長度，無噪聲，能耗低，可以糾正使用者手寫力度且?guī)ё晕冶Ｗo(hù)的一種智能鉛筆。
[0010]本發(fā)明解決其上述問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，包括筆桿、筆芯和筆帽，所述筆桿下端內(nèi)部安裝一可以軸向移動的護(hù)芯管；所述護(hù)芯管上端有一外徑大于護(hù)芯管主體外徑的環(huán)形滑塊，在靠近滑塊的一端有一環(huán)形凸塊，環(huán)形凸塊在軸向移動的范圍內(nèi)有安裝在所述筆桿內(nèi)的一上限位開關(guān)和一下限位開關(guān)，所述凸塊隨護(hù)芯管的滑動可與所述上限位開關(guān)和所述下限位開關(guān)的傳動檢測部件相觸碰實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換;在所述筆桿內(nèi)位于所述下限位開關(guān)的下方，安裝有三個(gè)壓力傳感器，三個(gè)壓力傳感器圍繞中心線均布在所述筆桿內(nèi)，且所述壓力傳感器的受壓面與所述護(hù)芯管相接觸;所述筆芯上的儲芯管外端套有一固定彈簧，在固定彈簧上端位于儲芯管外還套有一電磁線圈，在電磁線圈和筆帽之間，緊貼所述筆桿內(nèi)沿還設(shè)有一支撐環(huán);支撐環(huán)下端與電磁線圈之間設(shè)有一截面呈T形的活動磁鐵，所述活動磁鐵的后端具有一沿支撐環(huán)軸向滑動的導(dǎo)向凸塊，所述活動磁鐵的前端具有一可沿電磁線圈內(nèi)圈軸向滑動的滑動套管，所述滑動套管的中間設(shè)有與儲芯管的上止端緊密卡接的內(nèi)腔，一鐵芯彈簧套置在滑動套管的外端，兩端分別與導(dǎo)向凸塊和電磁線圈抵接;所述筆桿內(nèi)部上端，位于活動磁鐵上方空腔內(nèi)安裝有控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)中還包括一加速度傳感器;所述壓力傳感器、下限位開關(guān)、上限位開關(guān)、電磁線圈、加速度傳感器和分別與控制機(jī)構(gòu)電性連接。
[0011]優(yōu)選的，所述護(hù)芯管為硬度適中的橡膠制品。
[0012]優(yōu)選的，所述護(hù)芯管內(nèi)徑略小于鉛芯外徑。
[0013]優(yōu)選的，所述固定彈簧的彈簧強(qiáng)度大于鐵芯彈簧的彈簧強(qiáng)度。
[0014]優(yōu)選的，所述筆桿上端設(shè)置有外螺紋，筆帽設(shè)置有內(nèi)螺紋，筆桿上端和筆帽通過螺紋連接，所述筆帽側(cè)部設(shè)置有一固定用的筆夾，且筆帽上端還設(shè)置有一可更換的用于擦拭的橡皮。
[0015]優(yōu)選的，所述控制機(jī)構(gòu)中還包括一與控制機(jī)構(gòu)電性連接的LED燈，且筆桿對應(yīng)LED燈處設(shè)置成利于透光觀察的透明窗口。。
[0016]優(yōu)選的，所述筆桿外側(cè)，握筆處開有3個(gè)沿中心線均布的凹槽，三個(gè)所述凹槽與所述壓力傳感器徑向交錯(cuò)分布。
[0017]實(shí)施本發(fā)明的一種可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，具有以下有益效果:
[0018]1.通過可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，能夠?qū)崿F(xiàn)正常使用中自動檢測是否出鉛，并能自動控制出鉛及出鉛的長度。
[0019]2.通過可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，利用電磁驅(qū)動，所以在使用中無噪聲，并且能耗極低。
[0020]3.通過可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，能及時(shí)糾正握筆姿勢不正確，及時(shí)報(bào)警通知使用者避免鉛芯受力過大斷裂鉛芯，養(yǎng)成良好的用筆習(xí)慣。
[0021]4.通過可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，能避免學(xué)生玩耍中造成誤傷或在鉛筆掉落后損壞鉛芯，以此起到保護(hù)學(xué)生和智能鉛筆的作用。
【附圖說明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明；
[0023]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]附圖中:1、鉛芯，2、護(hù)芯管，21、滑塊，22、凸塊，3、壓力傳感器，4、筆桿，41、凹槽，5、下限位開關(guān)，6、上限位開關(guān)，7、筆芯，71、儲芯管，8、固定彈簧，9、電磁線圈，10、鐵芯彈簧，11、活動磁鐵，110、導(dǎo)向凸塊，111、滑動套管，112、內(nèi)腔，12、支撐環(huán)，13、控制機(jī)構(gòu)，14、筆帽，141、筆夾，15、橡皮；
【具體實(shí)施方式】
[0025]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026]如圖1所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，給出了一種可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，包括筆桿4、筆芯7和筆帽14;筆桿4下端內(nèi)部安裝一可以軸向移動的護(hù)芯管2;護(hù)芯管2上端有一外徑大于護(hù)芯管主體外徑的環(huán)形滑塊21，在靠近滑塊21的一端有一環(huán)形凸塊22，環(huán)形凸塊22在軸向移動的范圍內(nèi)有安裝在筆桿內(nèi)的一上限位開關(guān)6和一下限位開關(guān)5，凸塊22隨護(hù)芯管2的滑動可與上限位開關(guān)6和下限位開關(guān)5的傳動檢測部件相觸碰實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換;在筆桿4內(nèi)位于下限位開關(guān)5的下方，安裝有三個(gè)壓力傳感器3，三個(gè)壓力傳感器3圍繞中心線均布在筆桿4內(nèi)，且壓力傳感器3的受壓面與護(hù)芯管2相接觸;筆芯7上的儲芯管71外端套有一固定彈簧8，在固定彈簧8上端位于儲芯管71外還套有一電磁線圈9，在電磁線圈9和筆帽14之間，緊貼筆桿4內(nèi)沿還設(shè)有一支撐環(huán)12;支撐環(huán)12下端與電磁線圈9之間設(shè)有一截面呈T形的活動磁鐵11，活動磁鐵11的后端具有一沿支撐環(huán)12軸向滑動的導(dǎo)向凸塊110，活動磁鐵的前端具有一可沿電磁線圈9內(nèi)圈軸向滑動的滑動套管111，滑動套管111的中間設(shè)有與儲芯管71的上止端緊密卡接的內(nèi)腔112，一鐵芯彈簧10套置在滑動套管111的外端，兩端分別與導(dǎo)向凸塊110和電磁線圈9抵接;筆桿4內(nèi)部上端，位于活動磁鐵11上方空腔內(nèi)安裝有控制機(jī)構(gòu)13，控制機(jī)構(gòu)13中還包括一加速度傳感器和一 LED燈;壓力傳感器3、下限位開關(guān)5、上限位開關(guān)6、電磁線圈9、加速度傳感器和LED燈分別與控制機(jī)構(gòu)13電性連接。
[0027]優(yōu)選的，在應(yīng)用中為了使用舒適，護(hù)芯管2為硬度適中的橡膠制品。
[0028]優(yōu)選的，當(dāng)護(hù)芯管2內(nèi)徑略小于鉛芯I外徑時(shí)，鉛芯I的移動可以帶動護(hù)芯管2同時(shí)移動，以此檢測鉛芯出芯狀態(tài)。
[0029]優(yōu)選的，為避免電磁線圈9在筆桿4內(nèi)軸向移動與支撐環(huán)12經(jīng)常碰撞，需要固定彈簧8的彈簧強(qiáng)度要大于鐵芯彈簧10的彈簧強(qiáng)度，將電磁線圈9緊固的抵靠在支撐環(huán)12上。
[0030]優(yōu)選的，為了更好的方便實(shí)用，筆桿4上端設(shè)置有外螺紋，筆帽14設(shè)置有內(nèi)螺紋，筆桿4上端和筆帽14通過螺紋連接，筆帽14側(cè)部設(shè)置有一固定用的筆夾141，且筆帽14上端還設(shè)置有一可更換的用于擦拭的橡皮15。
[0031 ] 優(yōu)選的，控制機(jī)構(gòu)13中還包括一與控制機(jī)構(gòu)13電性連接的LED燈，筆桿4對應(yīng)LED燈處設(shè)置成利于透光觀察的透明窗口，當(dāng)用力過大時(shí)，LED燈閃爍報(bào)警，提醒使用者注意握筆力度。
[0032]優(yōu)選的，為更好的加測護(hù)芯管2的受力情況，筆桿4外側(cè)，握筆處開有3個(gè)沿中心線均布的凹槽41，三個(gè)凹槽41與壓力傳感器3徑向交錯(cuò)分布，這樣就有一個(gè)壓力傳感器3正處于受壓的正方向，檢測準(zhǔn)確度最高。
[0033]當(dāng)智能鉛筆沒有鉛芯I時(shí)，使用者正常握筆并向下按壓活動鉛筆，使筆芯7下端的護(hù)芯管2向內(nèi)滑動，護(hù)芯管2上的凸塊22經(jīng)滑動后與上限位開關(guān)6觸點(diǎn)碰觸，控制機(jī)構(gòu)13得到信號，通過電路給電磁線圈9接通正向脈沖工作電流，活動磁鐵11受磁場吸引力向下運(yùn)動，活動磁鐵11壓縮鐵芯彈簧10并壓動套置在其內(nèi)的儲芯管71和連接于儲芯管71上的筆芯7，使處于儲芯管71中的鉛芯I向外運(yùn)動一次，隨后活動磁鐵11受鐵芯彈簧10的伸展彈力，回復(fù)到初始位置，完成一工作周期?？刂茩C(jī)構(gòu)13在未接收到其他信號之前一直接通正向脈沖工作電流。
[0034]進(jìn)一步的，當(dāng)鉛芯I碰觸到護(hù)芯管2時(shí)，由于護(hù)芯管2與鉛芯I為過盈配合，鉛芯I頂動護(hù)芯管2向外滑動，當(dāng)護(hù)芯管2上的凸塊22經(jīng)滑動后與下限位開關(guān)5觸點(diǎn)碰觸時(shí)，控制機(jī)構(gòu)13停止工作，此時(shí)鉛芯I還未伸出，此時(shí)繼續(xù)向下按壓活動鉛筆，控制機(jī)構(gòu)13再次工作，直到鉛芯I從護(hù)芯管2中伸出。
[0035]進(jìn)一步的，在正常書寫中，隨著鉛芯I的磨損減短，護(hù)芯管2也隨同向內(nèi)滑動，當(dāng)護(hù)芯管2上凸塊22再次碰觸上限位開關(guān)6時(shí)，控制機(jī)構(gòu)13再次控制出鉛，直到鉛芯I伸出。
[0036]進(jìn)一步的，由于在筆桿4下端內(nèi)側(cè)同時(shí)設(shè)置有壓力傳感器3，使用者在書寫時(shí)壓力維持在一定正常范圍內(nèi)，控制機(jī)構(gòu)13內(nèi)的LED燈不工作，當(dāng)使用者因握筆不正確等原因使護(hù)芯管2受力過大，按壓壓力超過正常范圍，控制機(jī)構(gòu)13通過安裝在控制板上的LED燈發(fā)出光信號，通知使用者書寫壓力過大，讓使用者隨時(shí)注意書寫力度。
[0037]進(jìn)一步的，在控制機(jī)構(gòu)13內(nèi)還安裝有加速度傳感器，當(dāng)活動鉛筆自由落體或投擲時(shí)，控制機(jī)構(gòu)13根據(jù)傳感器信號控制電磁線圈9接通反向電流，活動磁鐵11受磁場排斥力向后滑動，經(jīng)儲芯管71帶動筆芯7，筆芯7帶動鉛芯I，鉛芯I帶動護(hù)芯管2向回收縮，保護(hù)鉛芯I不受損壞，同時(shí)防止筆尖傷人。同時(shí)上限位開關(guān)6和下限位開關(guān)5可以根據(jù)產(chǎn)品的外觀采用不同的限位開關(guān)器件來實(shí)現(xiàn)。
[0038]綜上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的范圍，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，凡依本發(fā)明的要求范圍的形狀、構(gòu)造、特征及精神所謂的均等變化與修飾，均應(yīng)包括與本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，包括筆桿(4)、筆芯(7)和筆帽(14);其特征在于: 所述筆桿(4)下端內(nèi)部安裝一可以軸向移動的護(hù)芯管(2);所述護(hù)芯管(2)上端有一外徑大于護(hù)芯管主體外徑的環(huán)形滑塊(21)，在靠近滑塊(21)的一端有一環(huán)形凸塊(22)，環(huán)形凸塊(22)在軸向移動的范圍內(nèi)有安裝在所述筆桿內(nèi)的一上限位開關(guān)(6)和一下限位開關(guān)(5)，所述凸塊(22)隨護(hù)芯管(2)的滑動可與所述上限位開關(guān)(6)和所述下限位開關(guān)(5)的傳動檢測部件相觸碰實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換； 在所述筆桿(4)內(nèi)位于所述下限位開關(guān)(5)的下方，安裝有三個(gè)壓力傳感器(3)，三個(gè)壓力傳感器(3)圍繞中心線均布在所述筆桿(4)內(nèi)，且所述壓力傳感器(3)的受壓面與所述護(hù)芯管(2)相接觸； 所述筆芯(7)上的儲芯管(71)外端套有一固定彈簧(8)，在固定彈簧(8)上端位于儲芯管(71)外還套有一電磁線圈(9)，在電磁線圈(9)和筆帽(14)之間，緊貼所述筆桿(4)內(nèi)沿還設(shè)有一支撐環(huán)(12); 支撐環(huán)(12)下端與電磁線圈(9)之間設(shè)有一截面呈T形的活動磁鐵(11)，所述活動磁鐵(11)的后端具有一沿支撐環(huán)(12)軸向滑動的導(dǎo)向凸塊(110)，所述活動磁鐵的前端具有一可沿電磁線圈(9)內(nèi)圈軸向滑動的滑動套管(111)，所述滑動套管(111)的中間設(shè)有與儲芯管(71)的上止端緊密卡接的內(nèi)腔(112)，一鐵芯彈簧(10)套置在滑動套管(111)的外端，兩端分別與導(dǎo)向凸塊(110)和電磁線圈(9)抵接； 所述筆桿(4)內(nèi)部上端，位于活動磁鐵(11)上方空腔內(nèi)安裝有控制機(jī)構(gòu)(13)，所述控制機(jī)構(gòu)(13)中還包括一加速度傳感器； 所述壓力傳感器(3)、下限位開關(guān)(5)、上限位開關(guān)(6)、電磁線圈(9)、加速度傳感器分別與控制機(jī)構(gòu)(13)電性連接。2.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述護(hù)芯管(2)為硬度適中的橡膠制品。3.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述護(hù)芯管(2)內(nèi)徑略小于鉛芯(I)外徑。4.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述固定彈簧(8)的彈簧強(qiáng)度大于鐵芯彈簧(10)的彈簧強(qiáng)度。5.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述筆桿(4)上端設(shè)置有外螺紋，筆帽(14)設(shè)置有內(nèi)螺紋，筆桿(4)上端和筆帽(14)通過螺紋連接，所述筆帽(14)側(cè)部設(shè)置有一固定用的筆夾(141)，且筆帽(14)上端還設(shè)置有一可更換的用于擦拭的橡皮(15)。6.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述控制機(jī)構(gòu)(13)中還包括一與控制機(jī)構(gòu)(13)電性連接的LED燈，且筆桿(4)對應(yīng)LED燈處設(shè)置成利于透光觀察的透明窗口。7.如權(quán)利要求1所述的可自動控制出鉛及出鉛長度的智能鉛筆，其特征在于:所述筆桿(4)外側(cè)，握筆處開有3個(gè)沿中心線均布的凹槽(41)，三個(gè)所述凹槽(41)與所述壓力傳感器(3)徑向交錯(cuò)分布。
【文檔編號】B43K21/00GK105904879SQ201610302590
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】張森, 張方明
【申請人】淄博職業(yè)學(xué)院