[發(fā)明專利]一種用于檢測電子筆受力的測力裝置

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• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN107977094A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶自權(quán);蘇健強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市涂畫科技有限公司
• 主分類號: G06F3/0354
• 分類號: G06F3/0354;G01L1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測電子筆受力的測力裝置。

背景技術(shù)

電子筆是一種仿形的筆，一般用來代替手指對手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品的屏幕進(jìn)行操作，是一種輔助書寫工具。

電子筆在書寫平面書寫時(shí)，受到的力通常為垂直于書寫平面的正壓力( )與沿著書寫平面移動(dòng)的力()的合力（）。沿著書寫平面移動(dòng)的力()的大小受到筆尖的接觸面積、筆的傾斜角度、筆的移動(dòng)方向和速度、書寫平面的粗糙度等因素影響，且各因素之間沒有相關(guān)性，沿著書寫平面移動(dòng)的力()在書寫過程中，是隨機(jī)變化的。由于是隨機(jī)變化的，因此也是隨機(jī)變化的，在做力的分解后，通過測試某一分量的力無法準(zhǔn)確推導(dǎo)出的大小。

為了便于計(jì)算，根據(jù)理論力學(xué)相關(guān)知識，電子筆所受的合力（）可分解為沿著筆芯方向的力（）和垂直于筆芯方向的力（），合力（）的大小為；沿著筆芯方向的力的大小（）與合力（）的關(guān)系為，為垂直于筆芯方向的力（）與合力（）的夾角。

目前，電子筆受力檢測裝置可基本分為兩種類型：

（1）壓力感應(yīng)器件方案，如中國專利CN 107229356 A，通過設(shè)置在沿著筆芯方向的壓力傳感器來感知書寫力的大小。實(shí)際上，該專利檢測出來的力是沿著筆芯方向的力（），而不是合力。

（2）磁感方案，如中國專利CN 106354285 A“通過向所述原子筆芯施加不同的書寫力度，帶動(dòng)筆芯夾具對彈性部件產(chǎn)生不同的擠壓力，使得筆芯夾具以及活動(dòng)鐵粉芯在筆芯內(nèi)艙內(nèi)產(chǎn)生位移，進(jìn)而在活動(dòng)鐵粉芯與固定鐵粉芯之間形成不同的間隔距離，從而改變線圈繞組的電感值，使得所述線圈繞組與電容產(chǎn)生不同諧振頻率，通過不同諧振頻率在電子手寫板上產(chǎn)生粗細(xì)不同的電子筆跡”，該專利檢測出來的力也是沿著筆芯方向的力（），而不是合力。

因此，現(xiàn)有的電子筆受力檢測裝置的兩個(gè)類型（壓力感應(yīng)器件方案，磁感方案），只能檢測沿著筆芯方向的力（），由于已知通過測試某一分量的力無法準(zhǔn)確推導(dǎo)出的大小，因此現(xiàn)有兩種方案無法準(zhǔn)確推導(dǎo)檢測出所受力合力的值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種用于檢測電子筆受力的測力裝置，可檢測沿著筆芯方向的力和垂直于筆芯方向的力，從而準(zhǔn)確推導(dǎo)檢測出所受力的合力。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了這樣一種用于檢測電子筆受力的測力裝置，包括有筆頭、用于容納筆頭的筆斗、彈簧Ⅰ、彈簧固定件、懸掛支撐件、銜接導(dǎo)管、導(dǎo)管固定件、彈簧Ⅱ、Z軸傳感器組件、卡座、筆管和筆頂；

所述筆管的一端與彈簧固定件連接，另一端與筆頂連接；筆管內(nèi)裝有所述彈簧Ⅰ、懸掛支撐件、銜接導(dǎo)管、導(dǎo)管固定件、彈簧Ⅱ、Z軸傳感器組件、卡座；所述卡座安裝在所述筆管內(nèi)壁上端部處；所述Z軸傳感器組件設(shè)置在卡座上；

所述懸掛支撐件的一端與所述彈簧Ⅰ連接，另一端與所述導(dǎo)管固定件連接；所述彈簧Ⅰ安裝在彈簧固定件上；所述導(dǎo)管固定件上裝有彈簧Ⅱ；所述彈簧Ⅱ與Z軸傳感器組件連接；

所述懸掛支撐件、筆斗、彈簧固定件中央均設(shè)置有通孔；所述銜接導(dǎo)管一端與導(dǎo)管固定件連接，另一端穿過懸掛支撐件、彈簧固定件、筆斗中央的通孔與筆斗連接；懸掛支撐件的通孔與銜接導(dǎo)管之間存在有間隙，不與銜接導(dǎo)管接觸；

所述懸掛支撐件上均布設(shè)置有傳感彈力組件，所述傳感彈力組件包括有彈片和XY傳感器組件；彈片安裝在懸掛支撐件上，XY傳感器組件安裝在彈片上；在彈片的彈力作用下，XY傳感器組件與筆管接觸。

Z軸傳感器組件的結(jié)構(gòu)和XY傳感器組件的結(jié)構(gòu)相同；所述Z軸傳感器組件，包括有傳感器固定件、傳感器；傳感器安裝在傳感器固定件上；為了增強(qiáng)傳感器的感應(yīng)靈敏性，所述Z軸傳感器組件還包括有鋼珠和鋼珠固定塊；傳感器上設(shè)置有鋼珠，鋼珠固定塊安裝在傳感器固定件上。

在彈片作用下，XY傳感器組件上的鋼珠與筆管接觸。

所述懸掛支撐件還設(shè)置有環(huán)形支撐部，環(huán)形支撐部與筆管之間有間隙。

優(yōu)選地，懸掛支撐件的通孔與銜接導(dǎo)管之間的間隙大小為0.01mm-2mm。

優(yōu)選地，懸掛支撐件上的環(huán)形支撐部與筆管之間間隙大小為0.01mm-2mm。

優(yōu)選地，懸掛支撐件上傳感彈力組件的個(gè)數(shù)為3-8個(gè)。

優(yōu)選地，為了便于力的傳導(dǎo)，所述彈簧Ⅱ與Z軸傳感器組件連接處設(shè)置有頂板，頂板安裝在彈簧Ⅱ上，并與Z軸傳感器組件上的鋼珠接觸。

優(yōu)選地，傳感器為壓電傳感器。

本發(fā)明的有益效果：