專利名稱：防近視智能感應(yīng)筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及書寫工具領(lǐng)域，尤其涉及利用紅外線進(jìn)行測距的一種防近視智能 感應(yīng)筆。
背景技術(shù)：
書寫姿勢不正確，眼睛與紙面距離過近，是導(dǎo)致青少年近視的重要原因。傳統(tǒng)的 筆類文具不能強制書寫者保持正確姿勢從而保護(hù)視力，若想防止近視只能依靠書寫者的自 覺。然而依靠自制力相對較差的青少年去自覺保護(hù)視力是比較困難的。因此，為了滿足家 長與社會希望保護(hù)青少年視力的需求，各種防近視筆應(yīng)運而生。早期的防近視筆往往是以一定的外形或機械結(jié)構(gòu)達(dá)到輔助使用者保持正確姿勢 的目的。中國專利90223702.0公開了一種在握筆處設(shè)置有符合手指形狀的凹陷，使書寫 者保持正確握筆姿勢的防近視筆；這種凹陷防近視筆只能使書寫者以正確的握筆姿勢去握 筆，并不能強制書寫者保持正確坐姿，故防近視的效果有限。中國專利ZL95214039. X公開 了一種在筆桿后部加有拉桿的防近視筆，拉桿上有尺寸的刻度，書寫時拉出拉桿，以抵住身 體來防止書寫者頭部和紙面過于靠近；這種拉桿防近視筆既不美觀大方，因拉桿較長，書寫 也極不方便。針對上述防近視筆只能起到輔助書寫者保持坐姿的缺陷，中國專利ZL99230493. 8 公開了一種筆芯可伸縮防近視筆。該筆芯伸縮防近視筆主要包括用于紅外測距的紅外感應(yīng) 頭，可滑動的尾端帶凸起的筆芯套，用于控制筆芯套縮進(jìn)的連接套，該連接套內(nèi)有磁圈和帶 磁鐵的止推擋桿。正確姿勢書寫時，身體離筆頭距離較遠(yuǎn)，連接套內(nèi)的磁圈不工作，止推擋 桿在重力的作用下自然下垂，抵住筆芯套的凸起部分，使筆芯頭露在筆套外正常書寫；當(dāng)身 體離筆頭過近時，紅外感應(yīng)頭檢測到距離過近從而控制磁圈工作，磁圈產(chǎn)生磁力吸引止推 擋桿上的磁鐵，使止推擋桿偏離正常位置，不能再抵住筆芯套的凸起，從而使書寫時筆芯頭 縮回筆套內(nèi)，無法再正常書寫，起到強制書寫者保持正確坐姿的作用。由于該筆芯伸縮防近 視筆的筆芯套尾端的凸起，是用銅針來實現(xiàn)的，制造工藝相對困難，導(dǎo)致凸起與止推擋桿間 隙較大，因此正常寫字時，筆頭松動，書寫不便。同時因紅外感應(yīng)頭方向固定，當(dāng)書寫者握筆 方向不小心轉(zhuǎn)動時，紅外感應(yīng)頭無法正常測距，導(dǎo)致起不到防近視的作用。為了解決紅外感應(yīng)頭方向固定的問題，中國專利200610069022. 9在筆芯伸縮防 近視筆的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，公開了一種紅外感應(yīng)頭可自動轉(zhuǎn)向的防近視筆。該感應(yīng)頭轉(zhuǎn)向 防近視筆在裝有紅外感應(yīng)頭的電路板的兩端各加上一個金屬軸針，再在與該金屬軸針相對 應(yīng)的腔體的上下部各安裝一個金屬軸針座，通過金屬軸針與金屬軸針座的銜接完成給電路 板供電并使電路板可自由轉(zhuǎn)向的功能；同時該感應(yīng)頭轉(zhuǎn)向防近視筆還在電路板與紅外感應(yīng) 頭相反的一面加裝了一個負(fù)重件，負(fù)重件在重力的作用下帶動電路板轉(zhuǎn)動，結(jié)合正確的握 筆姿勢，可以保證紅外感應(yīng)頭始終朝向人體方向。雖然該感應(yīng)頭轉(zhuǎn)向筆解決了紅外感應(yīng)頭 方向固定的問題，但是筆頭松動的問題因為銅針的制造工藝?yán)щy故仍然沒有得到很好的解 決。同時該感應(yīng)頭轉(zhuǎn)向筆的金屬軸針與電路板相焊接的部分是一個剖面為半橢圓形的小長條，接觸面積相對較小，焊接困難，生產(chǎn)用時長。上述兩種使用紅外測距來進(jìn)行控制的防近視筆，共同存在一個問題，就是當(dāng)外界 環(huán)境的紅外線過強，比如在強太陽光下或者有強發(fā)熱源的室內(nèi)時，外界環(huán)境的紅外線就會 被紅外感應(yīng)頭接收。由于紅外感應(yīng)頭接收功率有限，環(huán)境紅外線會擠掉紅外感應(yīng)頭原本的 測距紅外線，從而導(dǎo)致紅外測距功能失效，防近視筆無法正常工作。

實用新型內(nèi)容為了解決紅外感應(yīng)防近視筆筆頭松動，生產(chǎn)用時長，外界環(huán)境紅外線過強時 無法正常工作等問題，本實用新型對已成為公知技術(shù)的中國專利ZL99230493. 8和 200610069022. 9進(jìn)行了改進(jìn)，提供一種防近視智能感應(yīng)筆，包括電池倉、電池、上軸針座、上 軸針、透光管、電路板、紅外感應(yīng)頭、下軸針、下軸針座、繞線線圈、磁鐵、止推擋桿、推針、推 針彈簧、筆芯套、筆芯、筆頭管、控制管、負(fù)重件；整個筆管由電池倉、透光管、控制管和筆頭 管依次相接而成；其中電池正極通過電池倉中的彈簧與電池倉內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片相接，電 池負(fù)極連接電池倉的導(dǎo)電底座；上軸針座安裝在電池倉的導(dǎo)電底座上，下軸針座安裝在控 制管上部的工形骨架頂部，上軸針安裝于電路板靠電池倉的一端，下軸針安裝于電路板靠 控制管的一端；紅外感應(yīng)頭安裝于電路板一面，負(fù)重件安裝于與紅外感應(yīng)頭相反的電路板 另一面；所述繞線線圈一端線頭繞在下軸針座上，另一端線頭通過透光管上的線槽連接電 池倉內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片，繞線線圈主體繞制在控制管上部的工形骨架凹陷部上；止推擋桿 頂部安裝有磁鐵，止推擋桿通過中部的軸承安裝于控制管的空腔內(nèi)；筆芯裝在筆芯套內(nèi)腔， 筆芯套頂部安裝有推針，推針穿過推針彈簧抵在止推擋桿下部；其特征在于所述電路板設(shè)置有用于發(fā)出特定頻率的測距紅外線的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管 陽極連接電路板的第二電阻，該發(fā)光二極管陰極連接電路板的微控芯片的發(fā)光控制端；所 述透光管的制造材料選用濾光膠件，該濾光膠件表面涂有波分多段功能封裝樹脂，該樹脂 用于過濾與測距紅外線不同頻率的其他頻率光線。本實用新型的工作原理如下電池給整個電路供電，電池正極依次通過電池倉彈 簧、電池倉導(dǎo)電金屬片、繞線線圈、下軸針座和下軸針連接到電路板，電池負(fù)極依次通過電 池倉導(dǎo)電底座、上軸針座和上軸針連接到電路板；通過軸針與相應(yīng)軸針座的頂觸相接，將電 路板安置在透光管的空腔內(nèi)，并使電路板可自由轉(zhuǎn)向；電路板上的負(fù)重件在重力的作用下 帶動電路板轉(zhuǎn)動，使紅外感應(yīng)頭始終朝向人體方向；當(dāng)人體與筆距離未達(dá)到設(shè)定距離時，電 路板控制繞線線圈不工作，止推擋桿自然下垂，抵住推針，使筆芯頭伸出筆頭管，保持正常 書寫；當(dāng)人體與筆過于靠近，達(dá)到設(shè)定距離時，被紅外感應(yīng)頭檢測到，進(jìn)而電路板控制繞線 線圈產(chǎn)生磁場吸引磁鐵，使止推擋桿轉(zhuǎn)動，止推擋桿下部不再抵住推針，從而使書寫時的筆 芯頭在壓力的作用下縮進(jìn)筆頭管內(nèi)。濾光膠件的使用可以保證過濾掉絕大部分環(huán)境紅外線 與其他光線，使紅外感應(yīng)頭接收到的紅外線主要來自于發(fā)光二極管發(fā)出的測距紅外線。本實用新型的上述技術(shù)方案還可進(jìn)一步具體為所述的上軸針與下軸針分別為導(dǎo)電金屬件，均包括頂觸部、軸部和焊接部，頂觸部 為圓錐體，軸部為圓柱體或長方體，焊接部為幾何平面狀薄片，頂觸部、軸部和焊接部依次 相接。該焊接部可以為圓片、長方片、正方片、三角片、橢圓片等，這樣的形狀的焊接部可以 使軸針與電路板更加方便快捷的焊接在一起。[0012]所述的下軸針座為導(dǎo)電金屬件，包括滑槽部和掛耳部，掛耳部連接在滑槽部外側(cè)， 滑槽部為中間有圓錐體凹槽的方塊或圓柱，掛耳部為一端翹起的長條。繞線線圈一端線頭 繞制在掛耳部翹起端上，如此繞制方法比已有技術(shù)所用的焊接方法更加簡便易行。所述的推針為塑料件。塑料件的塑形可以得到精確的控制，從而保證推針在自然 狀態(tài)和書寫時被止推擋桿抵住的止動狀態(tài)間的位移精確到0. Olmm-O. 05mm之間。所述防近視智能感應(yīng)筆的電路包括電池、繞線線圈、第一二極管、第一電容、第二 電容、第一電阻、第二電阻、微控芯片、發(fā)光二極管和紅外感應(yīng)頭，其中電池負(fù)極接地，電池 正極接繞線線圈一端，繞線線圈另一端依次分別連接第一二極管陽極、第一電阻一端和微 控芯片的線圈控制端；該第一二極管陰極依次分別連接第二電阻一端、微控芯片電源端、第 二電容陽極，該第二電阻另一端連接發(fā)光二極管陽極，發(fā)光二極管陰極連接微控芯片發(fā)光 控制端，該第二電容陰極接地；該第一電阻另一端依次分別連接紅外感光頭電源端、第一電 容陽極，該第一電容陰極接地，該紅外感光頭片選端接微控芯片片選端，紅外感光頭信號輸 出端接微控芯片信號輸入端。本實用新型與已有技術(shù)相比的有益效果在于濾光膠件的使用可以保證過濾掉絕 大部分環(huán)境紅外線與其他光線，從而保證防近視智能感應(yīng)筆在環(huán)境紅外線過強的情況下的 正常工作；上軸針、下軸針與下軸針座的改進(jìn)簡化了工藝流程，使生產(chǎn)時間更快，方便大規(guī) 模生產(chǎn)，節(jié)省成本；塑料推針能夠精確定位，解決了筆頭松動，書寫不便的問題。

圖1是防近視智能感應(yīng)筆的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是防近視智能感應(yīng)筆的上軸針、電路板、下軸針、下軸針座的結(jié)構(gòu)圖；圖3是防近視智能感應(yīng)筆的電路板側(cè)視圖；圖4是防近視智能感應(yīng)筆的推針止動狀態(tài)示意圖；圖5是防近視智能感應(yīng)筆的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示本實用新型防近視智能感應(yīng)筆，由電池倉1、電池2、上軸針座3、上軸針4、透光管 5、電路板6、紅外感應(yīng)頭7、下軸針8、下軸針座9、繞線線圈10、磁鐵11、止推擋桿12、推針 13、推針彈簧14、筆芯套15、筆芯16、筆頭管17、控制管18、負(fù)重件19組成。整個筆管由電 池倉1、透光管5、控制管18和筆頭管17依次相接而成。其中電池2正極通過電池倉1中 的彈簧與電池倉1內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片相接，電池2負(fù)極連接電池倉2的導(dǎo)電底座；上軸針座 3安裝在電池倉1的導(dǎo)電底座上，下軸針座9安裝在控制管18上部的工形骨架頂部，上軸針 4安裝于電路板6靠電池倉1的一端，下軸針8安裝于電路板6靠控制管18的一端；所述 繞線線圈10 —端線頭繞在下軸針座9上，另一端線頭通過透光管5上的線槽連接電池倉1 內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片，繞線線圈10主體繞制在控制管18上部的工形骨架凹陷部上；紅外感應(yīng) 頭7安裝于電路板6 —面，負(fù)重件19安裝于與紅外感應(yīng)頭7相反的電路板6另一面。電池 2給整個電路供電，電池2正極依次通過電池倉1彈簧、電池倉1導(dǎo)電金屬片、繞線線圈10、下軸針座9和下軸針8連接到電路板6，電池2負(fù)極依次通過電池倉1導(dǎo)電底座、上軸針座 3和上軸針4連接到電路板6 ；通過軸針與相應(yīng)軸針座的頂觸相接，將電路板6安置在透光 管5的空腔內(nèi)，并使電路板6可自由轉(zhuǎn)向；電路板6上的負(fù)重件19在重力的作用下帶動電 路板6轉(zhuǎn)動，使紅外感應(yīng)頭7始終朝向人體方向；止推擋桿12頂部安裝有磁鐵11，止推擋桿12通過中部的軸承安裝于控制管18的 空腔內(nèi)；筆芯16裝在筆芯套15內(nèi)腔，筆芯套15頂部安裝有推針13，推針13穿過推針彈簧 14抵在止推擋桿12下部；當(dāng)人體與筆距離未達(dá)到設(shè)定距離時，電路板6控制繞線線圈10不 工作，止推擋桿12自然下垂，抵住推針13，使筆芯頭伸出筆頭管17，保持正常書寫；當(dāng)人體 與筆過于靠近，達(dá)到設(shè)定距離時，被紅外感應(yīng)頭7檢測到，進(jìn)而電路板6控制繞線線圈10產(chǎn) 生磁場吸引磁鐵11，使止推擋桿12轉(zhuǎn)動，止推擋桿12下部不再抵住推針13，從而使書寫時 的筆芯頭在壓力的作用下縮進(jìn)筆頭管17內(nèi)。該所述電路板6設(shè)置有用于發(fā)出特定頻率的測距紅外線的發(fā)光二極管LED，該發(fā) 光二極管LED陽極連接電路板6的第二電阻R2，該發(fā)光二極管LED陰極連接電路板6的微 控芯片ICl的發(fā)光控制端；所述透光管5的制造材料選用濾光膠件，該濾光膠件表面涂有波 分多段功能封裝樹脂，該樹脂用于過濾與測距紅外線不同頻率的其他頻率光線。濾光膠件 的使用可以保證過濾掉絕大部分環(huán)境紅外線與其他光線，使紅外感應(yīng)頭7接收到紅外線主 要來自于發(fā)光二級管LED發(fā)出的測距紅外線。上軸針4與下軸針8分別為導(dǎo)電金屬件，均包括頂觸部20、軸部21和焊接部22， 頂觸部20為圓錐體，軸部21為圓柱體或長方體，焊接部22為幾何平面狀薄片，頂觸部20、 軸部21和焊接部22依次相接。該焊接部22可以為圓片、長方片、正方片、三角片、橢圓片 等，這樣的形狀的焊接部22可以使軸針與電路板6更加方便快捷的焊接在一起。下軸針座9為導(dǎo)電金屬件，包括滑槽部23和掛耳部對，掛耳部M連接在滑槽部 23外側(cè)，滑槽部23為中間有圓錐體凹槽的方塊或圓柱，掛耳部M為一端翹起的長條。繞線 線圈10 —端線頭繞制在掛耳部M翹起端上，如此繞制方法比已有技術(shù)所用的焊接方法更 加簡便易行。所述的推針13為塑料件。塑料件的塑形可以得到精確的控制，從而保證推針13 在自然狀態(tài)和書寫時被止推擋桿12抵住的止動狀態(tài)間的位移精確到0. Olmm-O. 05mm之間。如圖5所示本實用新型防近視智能感應(yīng)筆的電路結(jié)構(gòu)，由電池2、繞線線圈10、第一二極管 D1、第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2、微控芯片IC1、發(fā)光二極管LED和 紅外感應(yīng)頭7組成。電池2負(fù)極接地，電池2正極接繞線線圈10 —端，繞線線圈另一端依次 分別連接第一二極管Dl陽極、第一電阻Rl —端和微控芯片ICl的線圈控制端；該第一二極 管Dl陰極依次分別連接第二電阻R2 —端、微控芯片ICl電源端、第二電容C2陽極，該第二 電阻R2另一端連接發(fā)光二極管LED陽極，發(fā)光二極管LED陰極連接微控芯片ICl發(fā)光控制 端，該第二電容C2陰極接地；該第一電阻Rl另一端依次分別連接紅外感光頭7電源端、第 一電容Cl陽極，該第一電容Cl陰極接地，該紅外感光頭7片選端接微控芯片ICl片選端， 紅外感光頭7信號輸出端接微控芯片ICl信號輸入端。發(fā)光二極管LED在微控芯片ICl的控制下對外發(fā)送特定頻率的測距紅外線，該測 距紅外線被人體反射回來后，被紅外感應(yīng)頭7接收到。紅外感應(yīng)頭7自帶檢測芯片，經(jīng)檢測芯片的計算后，如發(fā)現(xiàn)人體的距離過近，則將報警信號發(fā)送給微控芯片IC1。微控芯片ICl 通過控制端使繞線線圈10的電位發(fā)生變化，當(dāng)繞線線圈10電位發(fā)生變化時，繞線線圈10 產(chǎn)生磁場，進(jìn)而完成筆芯頭縮進(jìn)筆頭管的防近視功能。
權(quán)利要求1.一種防近視智能感應(yīng)筆，包括電池倉(1)、電池(2)、上軸針座(3)、上軸針(4)、透光 管(5)、電路板(6)、紅外感應(yīng)頭(7)、下軸針(8)、下軸針座(9)、繞線線圈(10)、磁鐵(11)、 止推擋桿(12)、推針(13)、推針彈簧(14)、筆芯套(15)、筆芯(16)、筆頭管(17)、控制管 (18)、負(fù)重件(19);整個筆管由電池倉(1)、透光管(5)、控制管(18)和筆頭管(17)依次相接 而成；其中電池(2)正極通過電池倉(1)中的彈簧與電池倉(1)內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片相接，電 池(2)負(fù)極連接電池倉(2)的導(dǎo)電底座；上軸針座(3)安裝在電池倉(1)的導(dǎo)電底座上，下 軸針座(9)安裝在控制管(18)上部的工形骨架頂部，上軸針(4)安裝于電路板(6)靠電池 倉(1)的一端，下軸針(8 )安裝于電路板(6 )靠控制管(18 )的一端；紅外感應(yīng)頭(7 )安裝于 電路板(6)—面，負(fù)重件(19)安裝于與紅外感應(yīng)頭(7)相反的電路板(6)另一面；所述繞線 線圈(10) —端線頭繞在下軸針座(9)上，另一端線頭通過透光管(5)上的線槽連接電池倉(1)內(nèi)部的導(dǎo)電金屬片，繞線線圈(10)主體繞制在控制管(18)上部的工形骨架凹陷部上； 止推擋桿(12)頂部安裝有磁鐵(11 )，止推擋桿(12)通過中部的軸承安裝于控制管(18)的 空腔內(nèi)；筆芯(16)裝在筆芯套(15)內(nèi)腔，筆芯套(15)頂部安裝有推針(13)，推針(13)穿過 推針彈簧(14)抵在止推擋桿(12)下部；其特征在于所述電路板(6)設(shè)置有用于發(fā)出特定頻率的測距紅外線的發(fā)光二極管(LED)，該發(fā)光 二極管(LED)陽極連接電路板(6)的第二電阻(R2)，該發(fā)光二極管(LED)陰極連接電路板 (6)的微控芯片(ICl)的發(fā)光控制端；所述透光管(5)的制造材料選用濾光膠件，該濾光膠 件表面涂有波分多段功能封裝樹脂，該樹脂用于過濾與測距紅外線不同頻率的其他頻率光 線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防近視智能感應(yīng)筆，其特征在于所述的上軸針(4)與下軸 針(8 )分別為導(dǎo)電金屬件，均包括頂觸部(20 )、軸部(21)和焊接部(22 )，頂觸部(20 )為圓 錐體，軸部(21)為圓柱體或長方體，焊接部(22)為幾何平面狀薄片，頂觸部(20)、軸部(21) 和焊接部(22)依次相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防近視智能感應(yīng)筆，其特征在于所述的下軸針座(9)為導(dǎo)電 金屬件，包括滑槽部(23)和掛耳部(24)，掛耳部(24)連接在滑槽部(23)外側(cè)，滑槽部(23) 為中間有圓錐體凹槽的方塊或圓柱，掛耳部(24)為一端翹起的長條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防近視智能感應(yīng)筆，其特征在于所述的推針(13)為塑料件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防近視智能感應(yīng)筆，其特征在于所述防近視智能感應(yīng)筆的 電路包括電池(2)、繞線線圈(10)、第一二極管(D1)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第一 電阻(R1)、第二電阻(R2)、微控芯片(IC1)、發(fā)光二極管(LED)和紅外感應(yīng)頭(7)，其中電池(2)負(fù)極接地，電池(2)正極接繞線線圈(10)—端，繞線線圈(10)另一端依次分別連接第 一二極管(Dl)陽極、第一電阻(Rl) —端和微控芯片(ICl)的線圈控制端；該第一二極管 (Dl)陰極依次分別連接第二電阻(R2)—端、微控芯片(ICl)電源端、第二電容(C2)陽極， 該第二電阻(R2)另一端連接發(fā)光二極管(LED)陽極，發(fā)光二極管(LED)陰極連接微控芯片 (ICl)發(fā)光控制端，該第二電容(C2)陰極接地；該第一電阻(Rl)另一端依次分別連接紅外 感光頭(7)電源端、第一電容(Cl)陽極，該第一電容(Cl)陰極接地，該紅外感光頭(7)片選 端接微控芯片(ICl)片選端，紅外感光頭(7)信號輸出端接微控芯片(ICl)信號輸入端。
專利摘要本實用新型提供了一種防近視智能感應(yīng)筆，包括電池倉、電池、上軸針座、上軸針、透光管、電路板、紅外感應(yīng)頭、下軸針、下軸針座、繞線線圈、磁鐵、止推擋桿、推針、推針彈簧、筆芯套、筆芯、筆頭管、控制管、負(fù)重件。本實用新型的有益效果在于能夠保證防近視智能感應(yīng)筆在環(huán)境紅外線過強的情況下的正常工作；簡化了工藝流程，使生產(chǎn)時間更快，方便大規(guī)模生產(chǎn)，節(jié)省成本；解決了筆頭松動，書寫不便的問題。
文檔編號B43K24/02GK201907303SQ20102066829
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者眭勇華 申請人:眭勇華