專利名稱：一種帶有移動電源的激光筆的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的激光筆，尤其涉及一種帶有移動電源的激光筆。
背景技術：
隨著電子技術的日益發展和完善，電子設備和產品已經深入到人們的日常生活的各個方面。而在教育或培訓或會議中，激光筆由于具有極好的遠程指示功能而被廣泛的得到了應用。激光筆又名激光教鞭或指星筆，其低功率的可視激光讓使用者在教學、演示時很大限度的發揮肢體語言的優勢，例如讓教學演講更生動完美，其大大解決了以往在課堂和會議上使用鼠標的不便，也具有幫助天文愛好者辨認星星等優點。·[0003]一般的激光筆均配有電池，但現有技術中應用于激光筆中的電池不能充電，當電池沒電時，必須更換；而且，并不容易在市面上買到匹配激光筆的電池，故用戶通常在激光筆原有的電池用完時丟棄激光筆，這給用戶造成不便，也減少了激光筆的壽命。同時，現有技術中激光筆使用硬開關控制激光筆的開啟，即激光筆上的按鍵按下，則激光筆亮。這種工作模式雖然簡單方便，但對于一些不能避免的誤操作(如不小心觸到開關)，其有可能使激光直射人眼等部位，這樣比較危險。而且，更重要的是，激光筆中的激光發光裝置的工作電壓如果不穩定，其使得激光筆的使用不夠安全可靠，且使得激光發光裝置極易被損壞，以致減少了激光筆的壽命。可以理解的是，本部分的陳述僅僅提供與本實用新型相關的背景信息，可能構成或不構成所謂的現有技術。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對現有技術中激光筆的電池需要更換、壽命較短、且使用不夠安全可靠的缺陷，提供一種不需更換電池、壽命長、且使用安全可靠的激光筆。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種帶有移動電源的激光筆，其包括外殼、位于外殼內的用于提供激光的激光發光裝置、及設置于外殼內的用于給所述激光發光裝置供電的移動電源，移動電源包括電池、充電控制單元、放電控制單元、主控單兀、第一開關、與電池相連且置于外殼上的用于外界給電池充電的充電接口、及與電池相連且置于外殼上的用于電池給外界負載供電的放電接口 ；所述激光筆還包括設置于外殼上供用戶發出開啟或關閉激光筆的命令的第二開關，所述第二開關與主控單元的輸入端相連；所述電池，用于給激光發光裝置及上述各單元供電；所述充電控制單元，用于檢測和控制電池的充電狀態；所述放電控制單元，用于檢測和控制電池的放電狀態；所述第一開關，用于控制電池是否接通激光發光裝置以給激光發光裝置供電；所述主控單元，用于控制所述充電控制單元和放電控制單元，且還用于根據第二開關的命令及上述檢測到的電池的充電狀態和放電狀態來控制第一開關的通斷。在上述激光筆中，所述充電接口及放電接口均為USB接口。[0009]在上述激光筆中，所述充電控制單元包括第一采樣模塊，用于采集充電接口上的電壓、電池的充電電壓、及電池的充電電流；第一存儲模塊，用于存儲電池安全充電的參數、及存儲第一采樣模塊采集的數據；第一控制模塊，用于根據第一采樣模塊采集的數據及第一存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池的充電過程。[0010]在上述激光筆中，所述放電控制單元包括第二采樣模塊，用于采集放電接口上的電壓、電池的放電電壓、及電池的放電電流；第二存儲模塊，用于存儲電池安全放電的參數、及存儲第二采樣模塊采集的數據；第二控制模塊，用于根據第二采樣模塊采集的數據及第二存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池的放電過程。在上述激光筆中，所述第一開關包括三極管Q1、電阻R2、R3 ;三極管Ql的基極通過電阻R2與所述主控單元的輸出端相連，其發射極接地，其集電極通過電阻R3接激光發光裝置的負極輸入端，激光發光裝置的正極輸入端接電池的正極，電池的負極接地。在上述激光筆中，還包括防止電流倒流的保護單元，保護單元連接于電池與主控單元之間，所述保護單元包括二極管Dl及電阻R1，二極管的陽極接地，其陰極通過電阻Rl接電池正極，電池負極接地。在上述激光筆中，所述第二開關為手動開關，其一端同時接二極管Dl的陰極和主控單元的輸入端，其另一端接地。在上述激光筆中，還包括用于充放電異常及開啟激光筆異常時報警的報警單元，所述報警單元同時與充電控制單元、放電控制單元、及主控單元相連。本實用新型提供的帶有移動電源的激光筆，其在外殼內同時設置激光發光裝置及移動電源，通過主控單元同時控制移動電源中充電控制單元、放電控制單元、及控制第一開關來控制電池是否給激光發光裝置供電，從而其將移動電源及激光筆的功能結合為一整體。即移動電源中可以充電的電池可以長久持續的給激光筆供電，所以激光筆不用更換電池，使得激光筆壽命較長，而且，通過主控單元控制充電控制單元及放電控制單元可以檢測判斷電池是否在充電和/或放電，且主控單元根據第二開關的有效的觸發命令結合判斷的電池的狀態，使得僅當電池處于既不充電也不放電的狀態時，才閉合第一開關，即使得激光發光裝置的驅動電壓穩定時才能接通激光發光裝置使激光筆開啟發光。故其使激光筆的使用更安全可靠。
圖I是本實用新型提供的帶有移動電源的激光筆的外殼內的結構示意圖；圖2是本實用新型提供的激光筆一實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型提供的激光筆一實施例中第二開關結合保護單元與主控單元的連接示意圖；圖4是本實用新型提供的激光筆一實施例中第一開關及其周圍結構的電路示意圖；圖5是本實用新型提供的一實施例中開啟激光筆的工作流程圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提供的激光筆結合移動電源，使得激光筆的電池不用更換，可以長期使用移動電源中的電池，從而提高了激光筆的使用壽命，而且其能夠使激光筆的使用更安全可靠。參見圖I至圖5所示，本實用新型提供的帶有移 動電源的激光筆主要包括外殼、激光發光裝置7、移動電源、及用于開啟或關閉激光筆的第二開關8。激光發光裝置7設置于外殼內，其用于提供使激光筆發光的激光源。移動電源設置于外殼內，以給激光發光裝置7供電，進而驅動激光發光裝置7發出激光。第二開關8設置于外殼上，以供用戶發出開啟或關閉激光筆的命令，第二開關8通過與主控單元5的輸入端相連，以向主控單元5發出指令，進而由主控單元5控制最終是否開啟或關閉激光筆。移動電源包括電池2、充電控制單元4、放電控制單元3、主控單元5、第一開關6、與電池2相連且置于外殼上的用于外界給電池2充電的充電接口 I、及與電池相連且置于外殼上的用于電池給外界負載供電的放電接口。其中，電池2用于給激光發光裝置7、充電控制單元4、放電控制單元3、主控單元5及其它所有需要供電的單元供電；充電控制單元4用于檢測和控制電池2的充電狀態，即充電控制單元4檢測電池2是否處于充電狀態及檢測電池2充電的電壓電流等狀態，且充電控制單元4控制電池2的充電狀態；同樣，放電控制單元3，用于檢測和控制電池2的放電狀態；第一開關6用于控制電池2是否接通激光發光裝置7以給激光發光裝置7供電；即第一開關6的通斷決定電池2是否可以開始給激光發光裝置7供電，而第一開關6的通斷受控于主控單元5。具體的，主控單元5用于控制充電控制單元4的工作、放電控制單元3的工作、且根據第二開關8的命令和電池2的充電狀態和放電狀態來控制第一開關6的通斷。當主控單元5接收到第二開關8發出的開啟激光筆的命令后，主控單元5通過輸出指令控制充電控制單元4及放電控制單元3的工作，即檢測控制電池2的狀態，主控單元5接收到充電控制單元4反饋回來的電池2的充電狀態及放電控制單元3反饋回來的電池2的放電狀態后，如果電池2處于既未充電也未放電,則其發出指令閉合第一開關6,進而使電池2給激光發光裝置7供電，即最終開啟激光筆。激光筆開啟后，當主控單元5檢測到第二開關8閉合后，主控單元5發出指令斷開第一開關6，即使電池2停止給激光發光裝置7供電，進而使激光筆關掉；同時，主控單元5根據情況控制是否使充電控制單元4及放電控制單元3停止工作，例如，此時電池2依然既未充電也未放電，則主控單元5使充電控制單元4及放電控制單元3停止工作，如果電池2處于充電和/或放電，則主控單元5繼續控制充電控制單元4和/或放電控制單元3的工作。本實用新型提供的激光筆通過充電接口 I能隨時給電池2充電，同時，激光筆的外殼上設置有用于電池2給外界負載供電的放電接口，故其可以同時具有移動電源的功能，既可以隨時給電池2充電也可以通過電池2隨時給外界放電。更優選地，充電接口 I及放電接口均為USB接口，以便與各種型號的終端匹配，使其通用性和方便性更好。其中，激光發光裝置7的結構為現有技術所熟知，在此不再贅述。再次參見圖2所示實施例，充電控制單元4包括第一采樣模塊、第一存儲模塊、及第一控制模塊。其中，第一采樣模塊用于采集充電接口 I上的電壓及采集電池2的工作特性，例如電池2充電時，采集電池2的充電電壓、充電電流、工作溫度等工作特性；第一存儲模塊將第一采樣模塊采集的數據進行存儲，同時，第一存儲模塊存儲有電池2處于安全充電狀態時的參數；第一控制模塊，用于根據第一采樣模塊采集的數據及第一存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池2的充電過程。具體的，第一控制模塊接收到主控單元5發出的開始采集電池2的狀態的信號后，其發出指令給第一采樣模塊開始采樣。當第一控制模塊接收到第一采樣模塊采集的數據后，其如果發現充電接口 I上的電壓不為零，例如為5V時，其判斷電池2處于充電狀態，則第一控制模塊發出指令使第一采樣模塊繼續采集電池2的充電電壓、充電電流、及溫度，并將采集到的數據與第一存儲模塊中安全充電的參數比較判斷電池2是否處于過充或溫度過高，如果是，則第一控制模塊發出指令停止充電。上述中，充電控制模塊通過檢測判斷充電接口 I上的電壓來判斷電池2是否處于充電狀態，但本實用新型提供的激光筆并不局限于此，也可以采用本領域熟知的其它方式。則充電控制單元4會局部的據此有相應的改動，判斷電池2是否處于充電的方法及第一采樣模塊的結構為本領域技術人員所熟知的技術，在此不再贅述。優選地，放電控制單元3包括第二采樣模塊，用于采集放電接口 9上的電壓、電池 2的放電電壓、及電池2的放電電流；第二存儲模塊，用于存儲電池2安全放電的參數、及存儲第二采樣模塊采集的數據；第二控制模塊，用于根據第二采樣模塊采集的數據及第二存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池2的放電過程。放電控制單元3的結構及原理與上述充電控制單元4的類似。第二控制模塊根據第二采樣模塊采集到的放電接口 9上的電壓來判斷電池2是否處于放電狀態，如果是，則發出指令檢測并控制其放電過程。第一開關6主要用于接通或斷開電池2與激光發光裝置7的回路，實現電池2是否給激光發光裝置7供電。參見圖4所示實施例，優選地，第一開關6包括三極管Q1、電阻R2、R3 ;三極管Ql的基極通過電阻R2與所述主控單元5的輸出端相連，其發射極接地，其集電極通過電阻R3接激光發光裝置7的負極輸入端(圖中Jl代表激光發光裝置)，激光發光裝置7的正極輸入端接電池2的正極，電池2的負極接地。其中，三極管Ql為NPN型三極管。其工作原理如下主控單元5與電阻R2相連的一端通常為低電平，故三極管通常處于斷開狀態，而三極管的集電極接激光發光裝置7的負極輸入端，且激光發光裝置7的正極輸入端接電池2的正極，電池2的負極接地，故通常情況下，電池2與激光發光裝置7之間處于斷開，電池2無法給激光發光裝置7供電。當主控單元5發出指令閉合第一開關6時，主控單元5與電阻R2相連的一端輸出高電平，故三極管導通，其發射極接地，故電池2與激光發光裝置7與地構成完整的回路，電池2可以開始給激光發光裝置7供電，進而可以實現開啟激光筆。由上可知，第一開關6結構簡單，且其響應速度快，使得激光筆的開啟與關閉更快捷。優選地，第二開關8為手動開關，在一實施例中，第二開關S2的一端同時接二極管Dl的陰極和主控單元5的輸入端，其另一端接地。即第二開關S2相當于激光筆外殼上的為用戶所熟知的按鍵，以供用戶發出開啟或關閉激光筆的命令。當用戶按下按鍵時，與按鍵相連的主控單元5的輸入端接收到接地信號，于是，主控單元5被觸發開始命令充電控制單元4及放電控制單元3開始檢測反饋電池2的狀態。主控單元5主要通過單片機結合程序實現。優選地，激光筆還包括保護單元，保護單元連接于電池2與主控單元5之間，電池2用于給主控單元5供電。保護單元包括二極管Dl及電阻R1，二極管的陽極接地，其陰極通過電阻Rl接電池2正極，電池2負極接地。如果電池2提供的電壓較高，通常會在電池2與主控單元5之間增加一將電池2電壓降低的轉換器，以驅動主控單元5中的單片機，此時，保護單元連接于轉換器與主控單元5之間。例如圖3中，經轉換器將電池2的電源轉換為低電壓后的DVCC端，保護單元連接于DVCC與主控單元5的輸入端之間。保護單元可以用于防止電池2或轉換器至主控單元5之間的電流倒流。本實用新型提供的激光筆還包括報警單元，其同時與充電控制單元4、放電控制單元3、及主控單元5的輸出端相連。當充電控制單元4檢測到電池2充電異常時，其發出指令驅動報警單元報警，同時發出指令斷開電池2停止給電池2充電；同理，放電控制單元3檢測到電池2放電異常時，驅動報警單元報警并停止放電；當主控單元5檢測到開啟激光筆異 常時，主控單元5驅動報警單元報警。具體的，當主控單元5受到第二開關8的開啟命令時，若主控單兀5發現電池2不是出于待機狀態(即既未被充電也未放電)時,為了保護激光筆，主控單元5不開啟激光筆，其同時通過報警單元發出警報，以通知用戶激光筆暫時不能開啟。本實用新型提供的帶有移動電源的激光筆的開啟方法依次包括以下步驟SI、主控單元檢測判斷其是否接受到開啟激光筆的命令，若是，執行步驟S2，若否，繼續檢測判斷；即主控單元檢測判斷是否有用戶按下激光筆上的按鍵發出開啟激光筆的命令；S2、主控單元發出指令使移動電源中的充電控制單元開始檢測電池的狀態并根據檢測到的狀態判斷電池是否在被充電，同時，主控單元發出指令使移動電源中的放電控制單元開始檢測電池的狀態并根據檢測到的狀態判斷電池是否在放電，即主控單元命令充電控制單元和放電控制單元檢測并判斷電池的狀態；S3、主控單元結合充電控制單元及放電控制單元判斷的結果判斷電池是否處于既未被充電也未放電的狀態，若是，則執行S4，若否，返回步驟SI ;S4 :主控單元發出指令開啟激光筆，即主控單元發出指令閉合第一開關，以使電池給激光發光裝置供電。所以，本實用新型提供的激光筆的開啟方法可以控制實現激光發光裝置僅在驅動電壓穩定時工作，即僅在電池處于待機時才工作。這樣可以保證激光發光裝置的工作電壓穩定，進而使激光筆的工作安全可靠，也延長了激光發光裝置及激光筆的壽命。同時，結合移動電源使得激光筆的電池不用更換，也增加了激光筆的壽命。優選地，在驟SI與S2之間還包括等待預定時間段后，主控單元再次檢測判斷其是否接受到開啟激光筆的命令，若是，執行步驟S2，若否，返回步驟SI。即如果外界不小心觸發按了下按鍵(即第二開關)，如果是誤操作，通常第二開關會反彈回來繼續保持斷開狀態，通過延時檢測會檢測到第二開關處于斷開狀態，則主控單元不使激光筆亮，如果真的是用戶通過第二開關發出開啟激光筆的命令，則主控單元延時一很小的時間段后依然可以檢測到第二開關發出的開啟命令。故本實用新型提供的激光筆可以避免誤操作開啟激光筆帶來的危險。同時優選地，步驟S3還包括在判斷為否時，返回步驟SI的同時，主控單元發出指令驅動報警單元報警，即向用戶發出開啟異常的報警，以便用戶知道激光筆的狀態。結合圖5所示的實施例說明其工作過程如下首先，執行步驟S11，主控單元檢測判斷其是否接受到開啟激光筆的命令，此時，若有按鍵按下發出開啟命令，執行步驟S12，若否，繼續檢測判斷；步驟S12，等待200MS后，主控單元再次檢測判斷其是否接受到開啟激光筆的命令，若是，執行步驟S13，若否，返回步驟Sll ;即依然檢測到開啟激光筆的命令時，表示本次開啟命令非誤操作，開始執行步驟S13 :主控單元中單片機輸出高電平驅動充電控制單元及放電控制單元開始檢測電池的狀態；充電控制單元將檢測判斷的結果反饋給主控單元，且發電控制單元將檢測到的結果反饋給主控單元，然后執行步驟S14 :主控單元根據接收到充電控制單元及放電控制單元反饋的判斷結果判斷出電池是否處于待機狀態，若是，執行步驟S15，則主控單元輸出高電平命令使第一開關閉合，從而電池連接到激光發光裝置，則激光筆亮，同時主控單元通過控制信號使移動電源不能充電也不能對外界放電。若上面主控單元判斷電池不是處于待機狀態，則其返回步驟Sll繼續檢測判斷是否有開啟激光筆的命令，同時，主控單元會控制充電控制單元和/或放電控制單元的充放電狀態，而 且，主控單元發出指令驅動報警單元報警，以告訴用戶開啟異常。在激光筆亮后，若主控單元檢測到關閉激光筆的命令(即第二開關閉合)，則單片機輸出低電平，即主控單元發出指令斷開第一開關，激光筆滅。主控單元的輸入端可以通過多種方式檢測判斷用戶是否發出開啟激光筆的命令。由于第二開關優選為手動開關，開啟激光筆的命令通過閉合第二開關實現，故主控單元檢測判斷其是否接受到開啟激光筆的命令是通過檢測判斷第二開關是否閉合。更優選地，作為第二開關的手動開關的一端接地，故優選地，檢測判斷第二開關是否閉合是通過檢測判斷主控單元上與第二開關相連的端子是否接地，即檢測判斷該端子是否有接地信號輸入。因為充放電會使電池電壓有明顯的波動，所以電池對外界放電或受外界充電的過程與激光筆發出激光的過程分開使用，可以避免激光發光裝置在工作時因電壓不穩定而損壞，從而可以提高激光筆的壽命。本實用新型提供的激光筆的外殼可以做出常規的筆的形狀，也可以做出常規的移動電源的形狀，其可以同時具有激光筆及移動電源的功能。綜上所述，本實用新型提供的激光筆通過移動電源中的主控單元、充電控制單元、放電控制單元、結合第一開關、第二開關的控制，可以實現只在電池處于待機的時候開啟第二開關才能開啟激光筆。所以，其可減少對激光筆的損傷，而且，主控單元還可以根據對第二開關的命令進行延時檢測，可以避免外界對激光筆的誤操作導致的誤啟動，所以，本實用新型提供的激光筆的開啟更安全可靠，進而能有效的保護電池及激光筆。同時，激光筆中的電池不用更換，其能長期使用，進而提高了激光筆的壽命。在本實用新型的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種帶有移動電源的激光筆，其特征在于，包括外殼、位于外殼內的用于提供激光的激光發光裝置、及設置于外殼內的用于給所述激光發光裝置供電的移動電源，移動電源包括電池、充電控制單元、放電控制單元、主控單元、第一開關、與電池相連且置于外殼上的用于外界給電池充電的充電接口、及與電池相連且置于外殼上的用于電池給外界負載供電的放電接口； 所述激光筆還包括設置于外殼上供用戶發出開啟或關閉激光筆的命令的第二開關，所述第二開關與主控單元的輸入端相連； 所述電池，用于給激光發光裝置及上述各單元供電； 所述充電控制單元，用于檢測和控制電池的充電狀態； 所述放電控制單元，用于檢測和控制電池的放電狀態； 所述第一開關，用于控制電池是否接通激光發光裝置以給激光發光裝置供電； 所述主控單元，用于控制所述充電控制單元和放電控制單元，且還用于根據第二開關的命令及檢測到的電池的充電狀態和放電狀態來控制第一開關的通斷。
2.如權利要求I所述的激光筆，其特征在于，所述充電接口及放電接口均為USB接口。
3.如權利要求I所述的激光筆，其特征在于，所述充電控制單元包括 第一采樣模塊，用于采集充電接口上的電壓、電池的充電電壓、及電池的充電電流；第一存儲模塊，用于存儲電池安全充電的參數、及存儲第一采樣模塊采集的數據；第一控制模塊，用于根據第一采樣模塊采集的數據及第一存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池的充電過程。
4.如權利要求I所述的激光筆，其特征在于，所述放電控制單元包括 第二采樣模塊，用于采集放電接口上的電壓、電池的放電電壓、及電池的放電電流；第二存儲模塊，用于存儲電池安全放電的參數、及存儲第二采樣模塊采集的數據；第二控制模塊，用于根據第二采樣模塊采集的數據及第二存儲模塊中存儲的參數判斷和控制電池的放電過程。
5.如權利要求I所述的激光筆，其特征在于，所述第一開關包括三極管Q1、電阻R2、R3 ； 三極管Ql的基極通過電阻R2與所述主控單元的輸出端相連，其發射極接地，其集電極通過電阻R3接激光發光裝置的負極輸入端，激光發光裝置的正極輸入端接電池的正極，電池的負極接地。
6.如權利要求I至5中任一項所述的激光筆，其特征在于，還包括防止電流倒流的保護單元,保護單元連接于電池與主控單元之間，所述保護單元包括二極管Dl及電阻Rl, 二極管的陽極接地，其陰極通過電阻Rl接電池正極，電池負極接地。
7.如權利要求6所述的激光筆，其特征在于，所述第二開關為手動開關，其一端同時接二極管Dl的陰極和主控單元的輸入端，其另一端接地。
8.如權利要求I至5中任一項所述的激光筆，其特征在于，還包括用于充放電異常及開啟激光筆異常時報警的報警單元，所述報警單元同時與充電控制單元、放電控制單元、及主控單元相連。
專利摘要本實用新型提供了一種帶有移動電源的激光筆，激光筆包括外殼、位于外殼內的激光發光裝置、置于外殼內的移動電源及置于外殼上的第二開關、充電接口、及放電接口，移動電源包括電池、充電控制單元、放電控制單元、主控單元、及第一開關；電池，用于給激光發光裝置及上述各單元供電；充電控制單元，用于檢測控制電池的充電狀態；放電控制單元，用于檢測控制電池的放電狀態；第一開關，用于控制電池是否接通激光發光裝置以給激光發光裝置供電；主控單元，用于控制充電控制單元和放電控制單元，且還用于根據第二開關的命令及上述檢測到的電池的充電狀態和放電狀態來控制第一開關的通斷。本實用新型提供的激光筆不用更換電池、壽命較長，且其使用安全可靠。
文檔編號G09B17/02GK202795271SQ20122037246
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者劉歡, 馮慶儉, 焦海濤 申請人:比亞迪股份有限公司