一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构及主动笔技术方案

本实用新型专利技术提供了一种带弹性阻尼系统的笔头结构及主动笔，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括压力传感器和导电笔芯，所述带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构包括导电支架，所述导电支架从一侧到另一侧依次设有击针、弹性阻尼构件和导电笔芯固定构件，所述击针的尾部通过弹性构件与压力传感器连接，所述击针的头部与弹性阻尼构件连接、并与导电支架活动连接，所述导电笔芯固定构件与导电笔芯连接。本实用新型专利技术的技术方案可以有效解决跌落损坏问题，极大的提高主动笔的耐用性，同时保证主动笔良好的手感。

【技术实现步骤摘要】
一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构及主动笔
本技术涉及一种主动笔，尤其涉及一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构及主动笔。
技术介绍
随着智能手机、平板电脑的流行，触摸操作已经成为当下不可或缺的一种交互体验方式。为了使触摸操作更加的友好、方便、精确,同时扩展触摸操作的功能，越来越多的平板电脑/大屏智能手机/笔记本电脑等数码设备配备了主动笔。目前的主动笔均为通过内置的PCBA发出一定频率的信号，通过笔尖传导到屏幕，屏幕接受该信号后作出对应的动作。主动笔目前有两种，分别是有压感主动笔和无压感主动笔。无压感主动笔发出的信号是固定的，仅仅起到类似手指触摸的功能，其应用范围狭窄，且不受市场欢迎。有压感主动笔内置压力传感器，能够感受到消费者使用主动笔时对屏幕不同的压力等级，从而发出有变化的信号频率，屏幕作出对应的不同变化，其应用日益受到消费者的喜欢。主动笔与普通的书写笔一样，经常会从桌上滚落到地上，因此主动笔需要具备较强的抗跌落能力。在跌落中，最危险的是笔头着地，极其容易造成笔头部分结构损坏，或者笔头部分将跌落的能量传递到压力传感器上，造成压力传感器损坏。因此在主动笔中，笔头部分的结构至关做要，既要起到传递信号的作用，又要起到精确反馈压感等级，更加要具备良好的抗跌落能力。目前常见的有压感主动笔，其笔芯为金属或者导电塑料制成，笔芯通过一定的笔头结构固定在塑料支架上。为了产生压感，笔芯结构需要与压力传感器互联，从而产生传导压力等级，通过PCBA上的芯片电路将压力等级转换成特定的频率信号传递给屏幕。目前常见的压力传感器有两种，其一为红外光电对射传感器，其二为接触式压力传感器。红外光电对射传感器，其为非接触式传感器，一个红外传感器发射信号，另一颗红外传感器接收信号，在书写过程中，不同的压力作用下笔芯会产生不同的位移，从而会遮挡住不同的红外信号，通过计算接收到的信号强度来分析压力的等级。该方案非接触式计算，结构强度高，但软件算法工作量且复杂，红外光电对射传感器需要非常好的解析度。同时笔芯需要一定的行程才能产生一定的压力等级，手感不佳。若要提高压力等级（例如2048、4096等级），笔芯需要产生足够的行程书写体验不好，并且对传感器的精度要求极高。采用接触式压力传感器，其优点为电路简单，不需要非常复杂的算法，且笔芯不用产生行程即可将书写压力传递给传感器，若需要产生形成，也可以通过计算设计行程，行程是可计算调整的。但是接触式压力传感器，不利于跌落测试。在跌落测试中，根据动量守恒和能力守恒可以发现在笔头着地瞬间能产生10kg以上的瞬间压力，在此作用下压力传感器很容易损坏。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术公开了一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构及主动笔，可以有效解决跌落损坏问题，极大的提高主动笔的耐用性，同时保证主动笔良好的手感。对此，本技术的技术方案为：一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括压力传感器和导电笔芯，所述带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构包括导电支架，所述导电支架从一侧到另一侧依次设有击针、弹性阻尼构件和导电笔芯固定构件，所述击针的尾部通过弹性构件与压力传感器连接，所述击针的头部与弹性阻尼构件连接、并与导电支架活动连接，所述导电笔芯固定构件与导电笔芯连接。采用此技术方案，导电笔芯插在导电支架的弹性阻尼构件内，触摸操作时，导电笔芯触碰到屏幕，导电笔芯接触屏幕产生反馈力，导电笔芯将力传递到导电支架，导电笔芯固定构件感受到力后将力通过弹性阻尼构件传递给击针，击针接触并压迫压力传感器，压力传感器根据压力大小传递不同的信号数值到主动笔的主板，主板通过工作运算产生不同频率的信号，并通过弹性构件将主板信号传递到导电支架，导电支架将信号传递给其前端的导电笔芯，并由导电笔芯将信号传递给屏幕，屏幕触摸IC接收到相关信号后作出一定的反馈。这样，导电笔芯的压力不会直接通过刚性系统直接作用到压力传感器上，而是经过弹性阻尼构件、击针和导电支架组成的弹性阻尼系统将压力传递到压力传感器上，对压力传感器具有良好的保护作用。在弹性阻尼系统中，击针被弹性阻尼构件压迫产生反作用力。在弹性阻尼系统中，弹性阻尼构件是处于压缩状态且有一定的初始预压力（该压力可调）的。当外力作用于击针或导电支架，且该外力大于弹性阻尼构件的初始预压力时，击针或导电支架可以产生相对运动，直到击针运动到设计的行程最大处或直至弹性阻尼构件产生的力与外力保持平衡状态。所所以，不管是施加很大的外力作用于主动笔上还是主动笔跌落到地上收到极其巨大的瞬时冲击力，该笔头结构作用于压力传感器的力因为弹性阻尼构件与弹性构件的作用，使得击针和导电支架产生相向作用而抵消，从而保证了核心的压力传感器以及线路板部分的绝对安全。作为本技术的进一步改进，所述导电支架的尾部设有凹孔，所述弹性阻尼构件设在凹孔内，所述击针的头部套设在凹孔内、并与凹孔活动连接，所述击针的头部与弹性阻尼构件连接。采用此技术方案，击针被弹性阻尼构件压迫并且封闭在凹孔内，在该弹性阻尼系统中，弹性阻尼构件是处于压缩状态且有一定的初始预压力（该压力可调）的。当外力作用于击针或导电支架，且该外力大于弹性阻尼构件的初始预压力时，击针和导电支架可以产生相对运动，直到击针运动到设计的行程最大处或直至弹性阻尼系统产生的力与外力保持平衡状态，从而很好的保护压力传感器不受损坏。作为本技术的进一步改进，所述弹性阻尼构件为弹簧或弹性材质填充物。弹性阻尼构件可以灵活选择，适应不同的需求。优选的，所述弹性材质填充物为硅胶。优选的，此处的弹性材质填充物还可以为其他柔性并且有良好回弹特性的物体充当。作为本技术的进一步改进，所述导电笔芯固定构件的头部设有卡槽，所述卡槽与导电笔芯的尾部卡接。优选的，所述导电笔芯固定构件为铜夹。作为本技术的进一步改进，所述弹性构件套设在击针上，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括线路板，所述弹性构件与主动笔的线路板电连接。作为本技术的进一步改进，所述弹性构件为弹簧。本技术还公开了一种带弹性阻尼系统的主动笔，其采用如上任意一项所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括主动笔主体，所述导电笔芯、压力传感器和线路板设在主动笔主体内，所述主动笔主体内还设有主体支架、笔头；所述主体支架的头部与笔头连接，所述线路板固定在主体支架上，所述弹性构件的一端固定在线路板上并与线路板电连接，所述压力传感器与线路板电连接，所述压力传感器的探头位于击针的尾部一侧，所述导电笔芯从笔头穿出。采用此技术方案，压力传感器焊接在线路板上，线路板固定在主体支架上，线路板通过焊接在线路板上的弹性构件与导电支架相连，同时形成信号传递通路。其中，所述弹性阻尼构件、击针和导电支架组成一个弹性阻尼系统。此处的笔头为导电笔芯外套设的起到固定和保护导电笔芯作用的构件。采用此技术方案，导电笔芯的压力不会直接通过刚性系统直接作用到压力传感器上，而是经过弹性阻尼系统将压力传递到压力传感器上，对压力传感器具有良好的保护作用。在书写过程中，导电笔芯将力传递给固定导电笔芯的导电支架的导电笔芯固定构件，从而带动弹性阻尼构件向后运动（或有向后运动的趋势），弹性阻尼构件被压迫从而将力传递给击针，击针接触压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括压力传感器（2）和导电笔芯（3），其特征在于：所述带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构包括导电支架（4），所述导电支架（4）从一侧到另一侧依次设有击针（5）、弹性阻尼构件（6）和导电笔芯固定构件（7），所述击针（5）的尾部通过弹性构件（8）与压力传感器（2）连接，所述击针（5）的头部与弹性阻尼构件（6）连接、并与导电支架（4）活动连接，所述导电笔芯固定构件（7）与导电笔芯（3）连接。

【技术特征摘要】
1.一种带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括压力传感器（2）和导电笔芯（3），其特征在于：所述带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构包括导电支架（4），所述导电支架（4）从一侧到另一侧依次设有击针（5）、弹性阻尼构件（6）和导电笔芯固定构件（7），所述击针（5）的尾部通过弹性构件（8）与压力传感器（2）连接，所述击针（5）的头部与弹性阻尼构件（6）连接、并与导电支架（4）活动连接，所述导电笔芯固定构件（7）与导电笔芯（3）连接。2.根据权利要求1所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，其特征在于：所述导电支架（4）的尾部设有凹孔（41），所述弹性阻尼构件（6）设在凹孔（41）内，所述击针（5）的头部套设在凹孔（41）内、并与凹孔（41）活动连接。3.根据权利要求2所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，其特征在于：所述弹性阻尼构件（6）为弹簧或弹性材质填充物。4.根据权利要求3所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，其特征在于：所述导电笔芯固定构件（7）的头部设有卡槽（31），所述卡槽（31）与导电笔芯（3）的尾部卡接。5.根据权利要求1~4任意一项所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，其特征在于：所述弹性构件（8）为弹簧，所述弹性构件（8）套设在击针（5）上，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括线路板（11），所述弹性构件（8）与所述线路板（11）电连接。6.一种带弹性阻尼系统的主动笔，其特征在于：其采用如权利要求1~5任意一项所述的带弹性阻尼系统的主动笔的笔头结构，所述带弹性阻尼系统的主动笔包括主动笔主体（1），所述导电笔芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹梓煜，邓建，张国良，
申请(专利权)人：深圳市千分一智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44