專利名稱：電子手寫筆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子手寫筆。
背景技術：
傳統(tǒng)的電子手寫筆需要一個特定的書寫屏幕，如依靠手寫筆在電阻屏幕上產生的壓力而在屏幕上輸出圖形，采用電容屏及電磁技術等，但這些特定的書寫屏幕體積大，攜帶不方便；在屏幕上寫字不方便，書寫速度慢，受到的制約大，用戶體驗差。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種新型的電子手寫筆，它建立了硬件基礎，在此基礎上能加載軟件從而可以提取筆桿本身的運動特征、配合外部接收設備，在任意表面上書 寫，以克服上述缺點。為此，本實用新型采用以下技術方案它其外部形狀包括筆尖和筆桿，所述電子手寫筆內設有三軸陀螺儀、微處理器、電源、A/D轉換器、存儲器、壓力傳感器、無線發(fā)射模塊；所述電子手寫筆采用雙總線結構實現硬件系統(tǒng)的連接，所述雙總線為數據總線和控制總線，數據總線用于傳輸數據，控制總線用于傳送控制信號；所述三軸陀螺儀設置在筆桿中，其連接A/D轉換器和控制總線，用于測量電子手寫筆筆桿運動所產生的三個測量坐標軸方向的加速度及旋轉產生的角速度；所述壓力傳感器中的感應元件作為筆尖，壓力傳感器連接A/D轉換器和控制總線，用于測量在平面書寫時產生的壓力信息；所述A/D轉換器負責將三軸陀螺儀和壓力傳感器所采集到的模擬信號轉換為數字信號，所述A/D轉換器與數據總線和控制總線連接；所述微處理器連接數據總線和控制總線，負責三軸陀螺儀、壓力傳感器數據的獲取，并對獲取的數據進行處理運算后發(fā)給無線發(fā)送模塊，并發(fā)送控制信號，負責系統(tǒng)內部的控制流程；所述無線發(fā)射模塊連接數據總線和控制總線，所述無線發(fā)射模塊實現與外部接收設備的連接；所述存儲器連接數據總線和控制總線，用于存儲三軸陀螺儀和壓力傳感器采集到的數據及經微處理器處理后的數據。進一步地，本實用新型為三軸陀螺儀和壓力傳感器分別配設A/D轉換器，三軸陀螺儀的A/D轉換器與三軸陀螺儀相連，將三軸陀螺儀采集的模擬信號轉換為數字信號，壓力傳感器的A/D轉換器與壓力傳感器相連，將壓力傳感器采集的模擬信號轉換為數字信號。進一步地，三軸陀螺儀安裝于電子手寫筆的靠近其前端的部位，三軸陀螺儀的Z軸與電子手寫筆的軸線重合。由于采用本實用新型的技術方案，本實用新型提供了電子手寫的硬件平臺，在加載軟件后它可以像使用真實的筆一樣在任何平面上書寫，無需特定的書寫屏幕，書寫不受制約，用戶體驗感強，可用于專門的文字輸入，攜帶簡便其使用方便、舒適。本實用新型在加載軟件后還能將書寫軌跡記錄下來，并進行識別；還可以實現空間軌跡、擦除和頓筆動作等復雜行為模式的識別，可用于人機交互且饒有趣味。

圖I是本實用新型電子手寫筆的外觀示意圖。圖2是本實用新型電子手寫筆的內部結構示意圖。圖3是本實用新型電子手寫筆的硬件組成框圖。
圖4是本實用新型電子手寫筆的內部實現方法流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型電子手寫筆的實現作進一步說明，但本實用新型的實施方式不限于此。圖I展示本發(fā)明電子手寫筆的一種外觀形狀，從外形上講，本發(fā)明電子手寫筆與一般書寫筆基本一致，由筆尖和筆桿兩部分組成，筆尖用于書寫，筆桿用于安裝內部結構。圖2示出了本發(fā)明電子手寫筆的一種內部結構設計，包括壓力傳感器100、三軸陀螺儀101、A/D轉換器102、微處理器103、存儲器104、電源105、無線發(fā)射模塊106和開關107。參照圖3，所述電子手寫筆采用雙總線結構實現硬件系統(tǒng)的連接，所述雙總線為數據總線和控制總線，數據總線用于傳輸數據，控制總線用于傳送控制信號。所述三軸陀螺儀設置在筆桿中，其連接A/D轉換器和控制總線，用于測量電子手寫筆在書寫、轉動及其他行為模式下，筆桿運動所產生的三個測量坐標軸方向的加速度和角速度。所述壓力傳感器中的感應元件作為筆尖，壓力傳感器連接A/D轉換器和控制總線，用于測量在平面書寫時產生的壓力信息。本實施例為三軸陀螺儀和壓力傳感器分別配設A/D轉換器，三軸陀螺儀的A/D轉換器與三軸陀螺儀相連，轉換三軸陀螺儀采集的數據，壓力傳感器的A/D轉換器與壓力傳感器相連，轉換壓力傳感器采集的數據。所述A/D轉換器負責將三軸陀螺儀和壓力傳感器所采集到的模擬信號轉換為數字信號，所述A/D轉換器與數據總線和控制總線連接。所述微處理器連接數據總線和控制總線，接收來自A/D轉換器的數字信號，獲取三軸陀螺儀、壓力傳感器的數據，并對獲取的數據進行處理運算后發(fā)給無線發(fā)送模塊，并發(fā)送控制信號，負責系統(tǒng)內部的控制流程，對整個系統(tǒng)數據的存儲、發(fā)送及各部件起控制作用。所述無線發(fā)射模塊連接數據總線和控制總線，受微處理器103控制，所述無線發(fā)射模塊實現與外部接收設備的連接，將來自微處理器103及存儲器104的數據信息發(fā)送給外部接收設備。所述無線發(fā)射模塊可采用執(zhí)行常用的無線通訊協議的常用無線通訊裝置。所述存儲器連接數據總線和控制總線，用于存儲三軸陀螺儀和壓力傳感器采集到的數據及經微處理器處理后的數據。本實用新型電子手寫筆的作用原理是將壓力傳感器100安裝于筆的前端，其敏感部件作為筆尖使用，當電子手寫筆在平面書寫時，就可以測得相應的壓力信息，可用于判斷當前的模態(tài)并用于相應的內部數據處理的控制依據。三軸陀螺儀安裝于筆靠近前端部分，Z軸與電子手寫筆的軸線重合，當電子手寫筆進行各種平面運動、轉動、空間運動及各種復雜行為模式時，可以測得電子手寫筆在測量坐標系各軸向上的加速度和角速度信息，對加速度進行積分得到速度、位移，對角速度進行積分可以得到轉過的角度。結合壓力傳感器的信息，對這些數據進行處理，可以得到運動軌跡信息，并進行相應的識別，就可以知道書寫的文字；其他復雜行為模式對應于不同的信息，對這些信息進行相應的模式識別，就可以知道筆的各種復雜動作。本實用新型的工作流程圖如附圖4所示。上電后，系統(tǒng)進行相應的自檢，筆桿運動帶動各傳感器運動，壓力傳感器和三軸陀螺儀測得壓力、加速度和角速度信息，經轉換后輸入微處理器進行處理，然后存入存儲器、利用無線發(fā)射模塊發(fā)射給外部接收設備。 本實用新型可設定單獨的外部接收設備，該接收設備可與電腦等智能設備相連，也可直接將相應的軟件模塊設在智能設備中，不再設該外部接收設備。在工作情況下，接收來自無線發(fā)射模塊的信息，依據相應的軟件進行識別，并對結果進行編碼、顯示等。
權利要求1.電子手寫筆，其外部形狀包括筆尖和筆桿，所述電子手寫筆內設有三軸陀螺儀、微處理器、電源、A/D轉換器、存儲器，其特征在于所述電子手寫筆內還設有壓カ傳感器、無線發(fā)射模塊； 所述電子手寫筆采用雙總線結構實現硬件系統(tǒng)的連接，所述雙總線為數據總線和控制總線，數據總線用于傳輸數據，控制總線用于傳送控制信號； 所述三軸陀螺儀設置在筆桿中，其連接A/D轉換器和控制總線，用于測量電子手寫筆筆桿運動所產生的三個測量坐標軸方向的加速度及旋轉產生的角速度； 所述壓カ傳感器中的感應元件作為筆尖，壓カ傳感器連接A/D轉換器和控制總線，用于測量在平面書寫時產生的壓カ信息； 所述A/D轉換器負責將三軸陀螺儀和壓力傳感器所采集到的模擬信號轉換為數字信號，所述A/D轉換器與數據總線和控制總線連接； 所述微處理器連接數據總線和控制總線，負責三軸陀螺儀、壓カ傳感器數據的獲取，并對獲取的數據進行處理運算后發(fā)給無線發(fā)送模塊，并發(fā)送控制信號，負責系統(tǒng)內部的控制流程； 所述無線發(fā)射模塊連接數據總線和控制總線，所述無線發(fā)射模塊實現與外部接收設備的連接； 所述存儲器連接數據總線和控制總線，用于存儲三軸陀螺儀和壓力傳感器采集到的數據及經微處理器處理后的數據。
2.如權利要求I所述的電子手寫筆，其特征在于它為三軸陀螺儀和壓力傳感器分別配設A/D轉換器，三軸陀螺儀的A/D轉換器與三軸陀螺儀相連，將三軸陀螺儀采集的模擬信號轉換為數字信號，壓カ傳感器的A/D轉換器與壓カ傳感器相連，將壓カ傳感器采集的模擬信號轉換為數字信號。
3.如權利要求I所述的電子手寫筆，其特征在于三軸陀螺儀安裝于電子手寫筆的靠近其前端的部位，三軸陀螺儀的Z軸與電子手寫筆的軸線重合。
專利摘要本實用新型提供一種電子手寫筆，它其外部形狀包括筆尖和筆桿，所述電子手寫筆內設有三軸陀螺儀、微處理器、電源、A/D轉換器、存儲器、壓力傳感器、無線發(fā)射模塊。本實用新型提供了電子手寫的硬件平臺，在加載軟件后它可以像使用真實的筆一樣在任何平面上書寫，無需特定的書寫屏幕，書寫不受制約，用戶體驗感強，可用于專門的文字輸入，攜帶簡便其使用方便、舒適。本實用新型在加載軟件后還能將書寫軌跡記錄下來，并進行識別；還可以實現空間軌跡、擦除和頓筆動作等復雜行為模式的識別，可用于人機交互且饒有趣味。
文檔編號G06F3/033GK202533877SQ20112050165
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權日2011年12月6日
發(fā)明者劉勇, 徐天軍 申請人:浙江國自機器人技術有限公司