一种手持式自动写字绘画的书写笔装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，其结构紧凑高效，携带方便，使用书写笔内单片机控制，通过笔杆的伸缩扭转弯曲变化，使笔头自动在书写面上留下笔迹，在几乎不增加使用者运动负担，并且在写字或绘画者毫无写字绘画经验的前提下，实现辅助或全自动写字和自动绘画的功能，书写和绘画的水平可以和专业的人员媲美。人类使用笔用来写字已经有了数千年的历史，笔一般是用手来操控书写的装置，但却一直没有一种手持的笔是可以自行书写字体的，甚至连高档各类名牌笔也是不具备此项功能，本发明专利技术弥补了此项空白，书写笔可以在用手或其他装置固定后自行书写各类字体，为各类需要提高书写绘画水平及不方便手持笔杆的残疾人士带来福音。

【技术实现步骤摘要】
一种手持式自动写字绘画的书写笔装置
本专利技术属于一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，尤其是涉及能够多方向自行转动弯曲及伸缩的写字和绘图装置。
技术介绍
人类使用笔用来写字已经有了数千年的历史，笔一直是用手来操控书写的装置，但却一直没有一种笔是可以自行书写字体的，甚至连高档各类名牌笔也是不具备此项功能，本专利技术弥补了此项空白，本书写笔是在国际上属于原创性的专利技术，在国内也是原创性专利技术。本书写笔可以在用手或其他装置固定后自行书写各类字体，使人人都能成为书法家,也为盲人和肢体有残疾的人士带来福音。经过检索，以下相近
的现有专利技术以及已公开的技术。一种自动写字机(CN205852792)，包括底座，底座上固定的X轴丝杠和X轴电机连接，X轴丝杠的螺母连接在工作台底部；底座上连接有翼板，两个翼板中部连接有Y轴丝杠，Y轴丝杠和Y轴电机连接，Y轴丝杠上配装的螺母和匚字型机架的背面连接；匚字型机架上固定有Z轴丝杠，Z轴丝杠和Z轴电机连接，Z轴丝杠上配装的螺母通过书写夹具与书写笔连接，书写笔和工作台上面设有的纸张配合；X、Y、Z轴电机通过控制板和计算机连接，由计算机通过控制板驱动X、Y、Z轴电机，带动工作台在X轴方向运动，书写夹具和书写笔在Y轴、Z轴方向运动，最终实现文字的自动书写，本专利技术减少了人工抄写的劳动强度，同时，减少了书写的个体差异。经过分析比较，现有的书写装置设计普遍存在如下缺点：⑴自动写字机机械结构设计复杂，容易出故障，需要对书写笔的外部加装机械结构进行改造，同时必须加装独立的计算机控制机构，费时费力，对于行动不便的残疾人及未有计算机学识的年轻人比较困难，使用人群极为狭小；⑵自动写字机体积较大，无法达到小型化，更不可能手持便携使用，因此限制使用地点；⑶自动写字机造价高昂，一套自动写字机装置的设计改装费用至少在千元左右，难以得到实际推广应用。综上所述，现有的书写笔装置基本上都存在结构复杂、功能单一、体积大难以推广使用。至今，所有高档的书写笔均不具备自行书写功能，但实际的使用过程中，要写好书法，儿童往往需要长期的训练，老年人经常要克服手臂抖动等情况等，才能写出赏心悦目的字体，更有甚者有些残疾人需要克服先天的缺陷才能写出简单的字体，更不用谈及简单的绘画能力，本写字笔装置从根本上解决了此种问题带来的困扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于突破现有技术的不足之处，创造了手持使用的自动写字的书写笔装置，其结构简单合理，成本低廉，在几乎不增加使用者运动负担，并且在写字或绘画者毫无写字绘画经验的前提下，实现辅助或自动写字和自动绘画的功能。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：手持式自动写字的书写绘图笔装置，其特征在于：在笔的内部安装能够使笔杆沿垂直于笔杆方向自行转动弯曲和沿笔杆方向伸缩的齿轮结构及步进电机的书写绘图笔装置，书写绘图笔装置由转向电机部（一）、转向关节部（二）、伸缩电机部（三）、写字笔头部（四）、单片机控制部（五）、电池（六）、外壳（七）组成，（一）至（六）部分全部包含于外壳（七）中。手持式自动写字的书写绘图笔装置的具体结构组成为：转向电机部（一）包含用于笔杆转向弯曲的电机；转向关节部（二）由传动齿轮组、半圆齿轮、旋转十字结构、支架及轴承组成；传动齿轮组连接空心电机轴以及半圆齿轮，旋转十字结构连接两个半圆齿轮均并通过轴承与外壳固定在一起；伸缩电机部（三）由中空电机及螺纹推拉杆组成，螺纹推拉杆置于中空电机空心轴内；写字笔头部（四）由写字笔芯，以及笔芯底部的空心桶形状压力感应芯片组成，写字笔芯插入空心桶形状压力感应芯片中；单片机控制部分（五）包括陀螺仪芯片和中央处理芯片；电池（六）电池为单片机及电机供电；外壳（七）为中空筒形结构。其中转向电机部（一）包含用于垂直于笔杆平面内X轴转向的电机和用于垂直于笔杆平面内Y轴转向的电机，并且分别连接于转向关节部。转向关节部（二）的两端分别连接转向电机（一）的电机轴，或转向关节部（二）的一端连接转向电机（一）的电机轴。其中传动齿轮组，支架及轴承组成传动结构推动连接在旋转十字结构上的半圆齿轮做弯曲转向运动，并且连接在旋转十字结构上的两个半圆齿轮相互垂直。其中传动齿轮组由蜗杆齿轮、涡轮齿轮组成。传动齿轮组或者由蜗杆齿轮、涡轮组合齿轮、万向转节和旋转轴组成。其中传动齿轮组或者由蜗杆齿轮、涡轮组合齿轮、空心万向转节和空心旋转轴组成。螺纹推拉杆在中空电机空心轴内做直线运动。伸缩电机部（三）的螺纹推拉杆直接连接写字笔头（四）的空心桶形状压力感应芯片，或者伸缩电机部（三）的螺纹推拉杆由螺纹杆和柔性推拉杆组成，柔性推拉杆穿过转向电机部（二）的电机的空心轴及转向关节部（三）的空心万向节后连接写字笔头（四）的空心桶形状压力感应芯片。写字笔芯插入空心桶形状压力感应芯片中。一种手持式自动写字绘画的书写笔装置工作方法，步骤为：(一)单片机控制部分包括陀螺仪芯片和中央处理芯片，陀螺仪将手持笔杆倾角传递至中央处理芯片；(二)中央处理芯片调用存储器内字体或图画的笔画，根据笔杆外壳手持固定部分的倾角将其转化为适应笔体倾角的字体笔画的笔尖运动轨迹；(三)中央处理芯片根据转化后的笔头运动轨迹计算并驱动转向电机及伸缩电机，写字笔芯随着转向电机调整笔尖的位置，并且写字笔芯随着伸缩电机的伸缩调整书写绘图笔芯转动伸缩部分长度，从而保证写字笔尖在笔杆弯曲扭转时可以时刻接触或脱离纸面；写字笔尖即可根据调整后驱动程序驱动相应的运动电机的画出不会变形的笔画；(四)写字笔芯插入空心桶形状压力感应芯片中，写字笔芯随着伸缩电机调整螺纹推拉杆的直线运动，随时感应笔尖传递的压力，从而在没有接触到纸面时通过中央处理器程序进行再次伸缩调节。本专利技术的优点和积极效果是：⑴手持式自动书写绘图笔装置体积小巧，携带方便，使用省时省力，对于行动不便的残疾人及未有计算机学识的年轻人比较简单；⑵手持式自动书写绘图笔装置不需要专业知识，使用人群极为广泛；⑶手持式自动书写绘图笔装置造价较低，容易得到实际推广应用。附图说明图1为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置正面图外观图。图2为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置正面图（转向电机布置于转向关节部两侧的写字装置外壳）。图3为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构正面图（转向电机布置于转向关节部两侧的写字装置）。图4为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构详图（转向电机布置于转向关节两侧的写字装置的转向关节部详图）。图5为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置正面图（转向电机单侧布置于转向关节部一侧且使用万向节传动的写字装置外壳）。图6为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构正面图（转向电机单侧布置于转向关节部一侧且使用万向节传动的写字装置）。图7为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构详图（转向电机单侧布置于转向关节部一侧且使用万向节形式写字装置的转向关节部详图）。图8为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置正面图（转向电机与伸缩电机同侧布置且使用空心万向节传动的一种手持式自动写字绘画的书写笔装置）。图9为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构正面图（转向电机与伸缩电机同侧布置且使用空心万向节传动的一种手持式自动写字绘画的书写笔装置）。图10为一种手持式自动写字绘画的书写笔装置内部结构前侧视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，其特征在于：在笔的内部安装能够使笔杆沿垂直于笔杆方向自行转动弯曲和沿笔杆方向伸缩的齿轮结构及步进电机的书写绘图笔装置，书写绘图笔装置由（一）、转向电机部（二）、转向关节部（三）、伸缩电机部（四）、写字笔头部（五）、单片机控制部（六）、电池（七）外壳组成，（一）至（六）部分全部包含于（七）外壳中；一种手持式自动写字绘画的书写笔装置的具体结构组成为：转向电机部（一）包含用于笔杆弯曲转向的电机；转向关节部（二）由传动齿轮组 、半圆齿轮、旋转十字结构、支架及轴承组成 ；传动齿轮组连接电机轴以及半圆齿轮，旋转十字结构连接两个半圆齿轮均并通过轴承与外壳固定在一起；伸缩电机部（三）由中空电机及螺纹推拉杆组成，螺纹推拉杆置于中空电机空心轴内；写字笔头（四）由写字笔芯，以及笔芯底部的空心桶形状压力感应芯片组成，写字笔芯插入空心桶形状压力感应芯片中；（五）单片机控制部分包括陀螺仪芯片和中央处理芯片；电池（六），电池为单片机及电机供电；外壳（七）为中空筒形结构。

【技术特征摘要】
1.一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，其特征在于：在笔的内部安装能够使笔杆沿垂直于笔杆方向自行转动弯曲和沿笔杆方向伸缩的齿轮结构及步进电机的书写绘图笔装置，书写绘图笔装置由（一）、转向电机部（二）、转向关节部（三）、伸缩电机部（四）、写字笔头部（五）、单片机控制部（六）、电池（七）外壳组成，（一）至（六）部分全部包含于（七）外壳中；一种手持式自动写字绘画的书写笔装置的具体结构组成为：转向电机部（一）包含用于笔杆弯曲转向的电机；转向关节部（二）由传动齿轮组、半圆齿轮、旋转十字结构、支架及轴承组成；传动齿轮组连接电机轴以及半圆齿轮，旋转十字结构连接两个半圆齿轮均并通过轴承与外壳固定在一起；伸缩电机部（三）由中空电机及螺纹推拉杆组成，螺纹推拉杆置于中空电机空心轴内；写字笔头（四）由写字笔芯，以及笔芯底部的空心桶形状压力感应芯片组成，写字笔芯插入空心桶形状压力感应芯片中；（五）单片机控制部分包括陀螺仪芯片和中央处理芯片；电池（六），电池为单片机及电机供电；外壳（七）为中空筒形结构。2.根据权利要求1所述一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，其特征在于：转向电机部（一）包含用于垂直于笔杆平面内X轴转向的电机和用于垂直于笔杆平面内Y轴转向的电机，并且分别连接于转向关节部。3.根据权利要求1所述一种手持式自动写字绘画的书写笔装置，其特征在于：转向关节部（二）的两端分别连接转向电机（一）的电机轴，或者转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱沫，
申请(专利权)人：朱沫，
类型：发明
国别省市：天津,12