[实用新型]一种前阻尼减震防跌落笔头结构及主动笔

说明书

技术领域

本实用新型属于触摸笔技术领域，尤其涉及一种前阻尼减震防跌落笔头结构及主动笔。

背景技术

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，通过笔芯传导到屏幕，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，最危险的是笔尖着地，极其容易造成笔尖部分结构损坏，或者笔尖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，笔尖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，笔芯通过一定的笔主体支架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主体支架着地瞬间能产生10kg以上的瞬间压力，在此作用下压力传感器很容易损坏。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开了一种前阻尼减震防跌落笔头结构及主动笔，有效解决了主动笔跌落笔主体支架损坏的问题，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，本实用新型的技术方案为：

一种前阻尼减震防跌落笔头结构，其与笔主体支架连接，其包括压力传感器、导电笔芯和笔芯支架，所述笔芯支架的尾部通过第一弹性构件与压力传感器连接，所述笔芯支架的头部设有固定导电笔芯的导电笔芯固定构件，所述导电笔芯固定构件与导电笔芯之间设有弹性阻尼构件；所述笔芯支架插入笔主体支架内，并与笔主体支架弹性连接。其中，所述笔芯支架为导电材质的支架。

采用此技术方案，导电笔芯受力时通过给弹性阻尼构件施加压力从而将压力传递给笔芯支架，导电笔芯可以压缩弹性阻尼构件从而产生运动；笔芯支架顶住了压力传感器，将压力传递给压力传感器；同时所述笔芯支架插入笔主体支架内，并与笔主体支架弹性连接；这样，导电笔芯的压力通过一列的结构缓冲将力间接转换后传递给压力传感器，而非将力直接作用于压力传感器，从而起到对压力传感器极好的保护作用。当外力作用在导电笔芯上，导电笔芯会产生相对于笔芯支架的运动，从而压缩弹性阻尼构件直到弹性阻尼构件产生的力与外力保持平衡状态或导电笔芯相对笔芯支架的运动达到了设计的行程最大处，压缩的弹性阻尼构件产生弹力，从而使笔芯支架受到同样大小的力作用。

另外，弹性阻尼构件的变形可以调节压力传感器的受力范围，具备了对压力传感器良好的保护作用。

在主动笔中，第一弹性构件与线路板电连接，还起到传递信号的作用；压力传感器根据压力大小传递不同的信号数值到线路板，线路板接收压力传感器传递的信号通过工作运算产生不同频露的信号，并通过第一弹性构件将线路板信号传递到笔芯支架，笔芯支架将信号传递给插入笔芯支架内的导电笔芯，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。