壓感檢測裝置和壓感筆的制作方法

本實用新型實施例涉及智能輸入設備領域，尤其涉及壓感檢測裝置和壓感筆。

背景技術：

隨著科技的發展，人們對壓感筆的要求不僅僅是能書寫，還要求它能實現書寫筆跡的粗細隨著用戶書寫的力度不同而變化。

目前壓感筆中多使用壓力傳感器實現壓力檢測，進而根據壓力大小來決定筆跡的粗細，比如使用壓電傳感器、壓容傳感器或壓阻傳感器等來檢測書寫的壓力大小。以采用壓電傳感器檢測壓力為例，由于壓電材料受到壓力時會在其表面產生電荷，壓力材料受力所產生的電荷量與壓力的大小成正比，因而通過相關電路可以把壓力值轉換為電壓值，但是需要一直處在工作狀態，功耗大。

雖然現有技術中壓感筆能實現對壓力的檢測，但是存在壓力檢測電路待機功耗大的問題，如果設計專門的電路在壓感筆暫時不用時，用來關閉壓感筆以降低功耗，壓感筆的制造成本會隨之增加。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種壓感檢測裝置和壓感筆，以實現壓感筆在低功耗下待機的同時減少制造成本。

第一方面，本實用新型提供了一種壓感檢測裝置，包括檢測板、彈性導電體、電源和微控制器；

所述檢測板設置有第一檢測電阻、分壓電阻和電源接入點，所述第一檢測電阻的一端通過所述分壓電阻與所述電源的一極相連，所述第一檢測電阻的另一端與所述電源接入點分離設置；所述微控制器與所述第一檢測電阻的一端相連以檢測電壓值；所述電源接入點與所述電源的另一極相連；

所述彈性導電體的一端連接有驅動件，另一端與所述檢測板分離；

當所述驅動件受力時，所述彈性導電體的另一端與所述檢測板接觸，導通所述第一檢測電阻與所述電源接入點形成回路，所述彈性導電體受力發生形變改變所述第一檢測電阻的一端與所述電源接入點之間的阻值。

上述裝置中，可選的是，所述檢測板還設置有第二檢測電阻，所述電源接入點通過所述第二檢測電阻與所述電源的另一極相連，當所述驅動件受力時，所述彈性導電體受力發生形變改變所述第二檢測電阻接入回路的阻值。

上述裝置中，可選的是，所述檢測板包括多個所述第一檢測電阻。

上述裝置中，可選的是，多個所述第一檢測電阻沿著以所述電源接入點為圓心的圓的徑向排列。

上述裝置中，可選的是，所述檢測板包括多組所述第一檢測電阻和所述第二檢測電阻。

上述裝置中，可選的是，所述第一檢測電阻和所述第二檢測電阻為線性碳膜電阻。

上述裝置中，可選的是，所述彈性導電體為導電硅膠體。

上述裝置中，可選的是，所述彈性導電體的阻值小于100OHM。

上述裝置中，可選的是，所述彈性導電體為錐形或半球形。

第二方面，本實用新型提供了一種壓感筆，包括上述任一壓感檢測裝置。

本實用新型的有益效果為，通過使用驅動件驅動彈性導電體，使彈性導電體的另一端與檢測板接觸，導通第一檢測電阻與電源接入點形成回路，彈性導電體受力后發生形變，改變第一檢測電阻的一端與所述電源接入點之間的阻值，隨著該阻值的變化，與第一檢測電阻的一端相連的微控制器所檢測到的電壓值也會發生變化；當驅動件不受力時，彈性導電體的另一端與檢測板不接觸，回路就會斷開，功耗降低，微控制器接收回路斷開觸發信號后，會處于睡眠狀態以降低功耗，另外，由于不需要設計專門的開關控制電路，所以實現了壓感檢測裝置在低功耗下待機，也即實現了包括該壓感檢測裝置的壓感筆在低功耗下待機的同時減少了制造成本。

附圖說明

圖1A是本實用新型實施例一中的一種壓感檢測裝置的結構示意圖；

圖1B是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體發生形變前的結構示意圖；

圖1C是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體開始發生形變時的結構示意圖；

圖1D是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體發生形變后的結構示意圖；

圖1E是本實用新型實施例一中的一種多個第一檢測電阻的排列結構示意圖；

圖1F是本實用新型實施例一中的一種多個第一檢測電阻的排列結構示意圖；

圖2A是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體發生形變前的結構示意圖；

圖2B是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體開始發生形變時的結構示意圖；

圖2C是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體發生形變后的結構示意圖；

圖2D是本實用新型實施例二中的一種多組第一檢測電阻和第二檢測電阻的排列結構示意圖；

圖2E是本實用新型實施例二中的一種多組第一檢測電阻和第二檢測電阻的排列結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖1A是本實用新型實施例一中的一種壓感檢測裝置的結構示意圖，圖1B是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體發生形變前的結構示意圖。參考圖1A，該裝置包括彈性導電體10、檢測板11、微控制器12和電源13；參考圖1B，其中，檢測板11設置有第一檢測電阻110、分壓電阻(圖1B中未示出)和電源接入點111，第一檢測電阻110的一端(圖1B中的左端)通過分壓電阻與電源13(圖1B中未示出)的一極相連，第一檢測電阻110的另一端(圖1B中的右端)與電源接入點111分離設置；微控制器12(圖1B中未示出)與第一檢測電阻110的一端相連以檢測電壓值；電源接入點111與電源13的另一極相連；彈性導電體10的一端連接有驅動件14，另一端與檢測板11分離；當驅動件14受力時，帶動彈性導電體10的位置發生變化，彈性導電體10的另一端與檢測板11接觸，導通第一檢測電阻110與電源接入點111形成回路，彈性導電體10受力發生形變改變第一檢測電阻110的一端與電源接入點111之間的阻值。

示例性的，參考圖1B，當彈性導電體10與檢測板11分離時，第一檢測電阻110的另一端與電源接入點111是分離的，也即是整個電路是斷開的，此時該壓感檢測裝置處于待機狀態，由于電路中沒有電流通過，其功耗是很低的。

圖1C是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體開始發生形變時的結構示意圖，參考圖1C，彈性導電體10受驅動件14帶動與檢測板11逐漸接近，當彈性導電體10剛開始短接第一檢測電阻110的另一端與電源接入點111時，由于選用的彈性導電體10的阻值很小，這樣就相當于使用一根導線使得回路導通，此時微控制器12會接收一個到觸發信號，壓感檢測裝置從待機狀態變為工作狀態。

圖1D是本實用新型實施例一中的一種彈性導電體發生形變后的結構示意圖，當驅動件14受力加大形成對彈性導電體10的擠壓，彈性導電體10發生形變，參考圖1D，彈性導電體10受到擠壓發生形變后，另一端與檢測板11的接觸面變大，相當于逐漸的從第一檢測電阻110的另一端向第一檢測電阻110的一端進行覆蓋，由于彈性導電體10的阻值遠遠小于第一檢測電阻110的阻值，此時第一檢測電阻110接入回路的阻值就會減少，所以此時第一檢測電阻110的一端的電壓值就會發生變化，與第一檢測電阻110的一端相連的微控制器12接收到的電壓值就會發生相應的變化，通過使用模數轉換器可以將電壓值轉化為壓力值，從而實現壓感的后續功能。

當驅動件14不受力時，彈性導電體10會恢復到原來的樣子和位置，此時該壓感檢測裝置重新處于待機狀態。本實施例提供的壓感檢測裝置，應用時不需要額外設計專門的開關來喚醒檢測裝置，將待檢測的壓力通過驅動件14使得彈性導電體10發生位移和形變，就可以實現壓感檢測裝置的喚醒。

圖1E是本實用新型實施例一中的一種多個第一檢測電阻的排列結構示意圖，參考圖1E，在本實用新型實施例中，檢測板11可以包括多個所述第一檢測電阻110，多個第一檢測電阻110可以沿著以電源接入點111為圓心的圓的徑向排列，由于彈性導電體10與檢測板11接觸時是一個圓形的接觸面(參見圖1E中的虛線圓)，所以可以采用上述排列方式，使得微控制器12可以同時檢測到多組電壓值。對多組電壓值做平均處理，可以優化壓力精度，其中，在獲取平均值時可以剔除明顯偏離的其他電壓值的電壓值，這些明顯偏離的電壓值，可能是由這條檢測線路中出現故障導致的。

圖1F是本實用新型實施例一中的一種多個第一檢測電阻的排列結構示意圖，參考圖1F，多個第一檢測電阻110也可以是平行排列的方式，圖1F中的虛線圓代表某一時刻彈性導電體10與檢測板11的接觸面，但是這種排列方式，會使得第一檢測電阻110的個數比較少，處于排列陣列兩側的第一檢測電阻110被彈性導電體10覆蓋的面積會小一點，導致其接入回路中的阻值比較大。因此，第一檢測電阻110平行排列時的個數不能太多，在本實施例中優選為3個。

在本實用新型實施例中，彈性導電體10可以為導電硅膠體，也可以是其他導電彈性材料制成的結構體，又或者是包覆有柔性電路板的彈性體，只要滿足能夠導電和能夠發生形變。此外，彈性導電體10的阻值，理想情況下是0OHM，實際情況下，要小于100OHM。彈性導電體10可以為錐形(例如棱錐或圓錐)或半球形。

本實施例提供的壓感檢測裝置，通過使用驅動件驅動彈性導電體，使彈性導電體的另一端與檢測板接觸，導通第一檢測電阻與電源接入點形成回路，彈性導電體受力后發生形變，改變第一檢測電阻的一端與所述電源接入點之間的阻值，隨著該阻值的變化，與第一檢測電阻的一端相連的微控制器所檢測到的電壓值也會發生變化；當驅動件不受力時，彈性導電體的另一端與檢測板不接觸，回路就會斷開，功耗降低，微控制器接收回路斷開觸發信號后，會處于睡眠狀態以降低功耗，另外，由于不需要設計專門的開關控制電路，所以實現了壓感檢測裝置在低功耗下待機的同時減少了制造成本。

實施例二

圖2A是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體發生形變前的結構示意圖；本實施例在上述實施例的基礎上，參考圖2A，在檢測板22上除了第一檢測電阻220外，還設置有第二檢測電阻221，電源接入點(與第二檢測電阻221的一端重合)通過第二檢測電阻221與電源(圖2A中未示出)的另一極相連，當驅動件20受力時，彈性導電體21受力發生形變改變第二檢測電阻221接入回路的阻值。

參考圖2A，彈性導電體21與檢測板22處于分離狀態時，第一檢測電阻220和第二檢測電阻221之間是斷開的，電路是斷開的，此時該壓感檢測裝置處于待機狀態，電路中也不會有電流流過，整個電路的功耗是很低的。

圖2B是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體開始發生形變時的結構示意圖，參考圖2B，彈性導電體21受驅動件20驅動與檢測板22逐漸接近，當彈性導電體21剛開始短接第一檢測電阻220的另一端與第二檢測電阻221的一端時，由于選用的彈性導電體21能夠導電，并且阻值遠小于第一檢測電阻220和第二檢測電阻221，這樣就相當于使用一根導線使得回路導通，此時微控制器12會接收一個到觸發信號，壓感檢測裝置從待機狀態變為工作狀態，此時電路中接入的電阻主要是第一檢測電阻220的整體和第二檢測電阻221的整體。

圖2C是本實用新型實施例二中的一種彈性導電體發生形變后的結構示意，參考圖2C，驅動件20繼續驅動彈性導電體21，彈性導電體21與檢測板22擠壓發生形變，彈性導電體21與檢測板22的接觸面積變大，逐漸的從第一檢測電阻220的另一端向第一檢測電阻220的一端進行覆蓋，同時也會從第二檢測電阻221的一端向第二檢測電阻221的另一端進行覆蓋。由于彈性導電體21的阻值遠遠小于第一檢測電阻220和第二檢測電阻221的阻值，此時第一檢測電阻220和第二檢測電阻221接入回路的阻值都會減少，所以此時第一檢測電阻220的一端的電壓值就會發生變化，與第一檢測電阻220的一端相連的微控制器(圖2C中未示出)接收到的電壓值就會發生相應的變化，通過使用模數轉換器可以將電壓值轉化為壓力值，從而實現壓感的后續功能。

與實施例一中只通過第一檢測電阻110接入回路阻值的變化來反應壓力的變化相比較，本實施例中通過采用彈性導電體21導通第一檢測電阻220和第二檢測電阻221的方式，使得在同樣的壓力值下，微控制器檢測到的電壓值的變化更大。示例性的，實施例一中的第一檢測電阻110的阻值為10k OHM，本實施例中的第一檢測電阻220和第二檢測電阻221的阻值均為5k OHM，在相同的彈性導電體21受到相同的壓力作用而變形時，由于本實施例中的第一檢測電阻220和第二檢測電阻221均會被彈性導電體21覆蓋，所以接入回路中的電阻的阻值變化會更大。這樣在要檢測的壓力比較小時，本實施例中采用兩個檢測電阻的這種方案，在微控制器端也能得到相對較大的電壓值的變化，也即提高了壓感檢測系統的靈敏度。

當驅動件20不受力時，彈性導電體21會恢復到原來的樣子和位置，此時本實施例中的壓感檢測裝置重新處于待機狀態。本實施例中的壓感檢測裝置，同樣不需要額外設計專門的開關來喚醒壓感檢測裝置，而是通過使用待檢測的壓力帶動驅動件20使得彈性導電體21發生移動和形變，使得檢測回路導通，就可以實現壓感檢測裝置的喚醒。

圖2D是本實用新型實施例二中的一種多組第一檢測電阻和第二檢測電阻的排列結構示意圖，參考圖2D檢測板22可以包括多組第一檢測電阻220和第二檢測電阻221，其中，每一組第一檢測電阻220和第二檢測電阻221沿著以第一檢測電阻220的另一端和第二檢測電阻221的一端構成的線段的中點為圓心的圓的徑向對稱排列，圖2D中的虛線圓代表某一時刻彈性導電體21與檢測板22的接觸面。

圖2E是本實用新型實施例二中的一種多組第一檢測電阻和第二檢測電阻的排列結構示意圖，參考圖2E，每一組第一檢測電阻220和第二檢測電阻221也可以平行排列，圖2E中的虛線圓代表某一時刻彈性導電體21與檢測板22的接觸面。這種排列方式，由于處于排列陣列兩側的第一檢測電阻220和第二檢測電阻221被彈性導電體21覆蓋的面積會小一點，導致其接入回路中的阻值相對于其他組會比較大。因此，平行排列時的組數不能太多，在本實施例中優選為3組。

可選的，在本實施例中的第一檢測電阻220和第二檢測電阻221為線性碳膜電阻，優選為高耐磨線性可變碳膜電阻，第一檢測電阻220和第二檢測電阻221的阻值為200～50k OHM。

本實施例提供的壓感檢測裝置，通過使用驅動件驅動彈性導電體，使彈性導電體的另一端與檢測板接觸，導通第一檢測電阻與第二檢測電阻形成回路，彈性導電體受力后發生形變，改變第一檢測電阻與第二檢測電阻接入回路的阻值，隨著該阻值的變化，與第一檢測電阻的一端相連的微控制器所檢測到的電壓值也會發生變化，這種采用兩個檢測電阻的結構，提高了壓感檢測系統的靈敏度。當驅動件不受力時，彈性導電體的另一端與檢測板不接觸，回路就會斷開，功耗降低，微控制器接收回路斷開觸發信號后，會處于睡眠狀態以降低功耗，另外，由于不需要設計專門的開關控制電路，所以實現了壓感檢測裝置在低功耗下待機的同時減少了制造成本。

實施例三

本實施例提供了一種壓感筆，包括上述實施例中任一壓感檢測裝置。

上述的壓感檢測裝置設置壓感筆中，壓感筆的筆尖對應設置與壓感檢測裝置的驅動件相連，在壓感筆的書寫過程中，筆尖受力，驅動件將筆尖受力傳到彈性導電體，彈性導電體受力發生形變，基于前述的壓感檢測裝置的工作原理，壓感筆實現了壓力檢測和反饋。

本實施例提供的壓感筆，在使用時不需要通過打開壓感筆的開關的方式來喚醒壓感筆，提筆即可進行書寫操作，通過檢測書寫壓力的大小，可以在書寫設備上實現筆畫的粗細效果。

本實施例中的壓感筆包括前述的壓感檢測裝置，壓感筆對應具備前述實施例中壓感檢測裝置的有益效果。

注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。