一种自动旋转归位并具有弹射功能的无线充笔筒装置的制作方法

1.本发明涉及电容笔收纳技术领域，尤其涉及一种自动旋转归位并具有弹射功能的无线充笔筒装置。


背景技术：

2.电容笔是利用导体材料制作的具有导电特性、用来触控电容式屏幕完成人机对话操作用的笔，电容笔通过导体材料模仿人体(通常是手指)完成人机对话的一种辅助装置。随着app的开发，现在的电容笔已不是简单地替代手指操作功能，越来越多的专业人士已经使用主动式电容笔在移动设备上进行工作。
3.目前市面上现有的平板电脑虽然大部分具有侧面磁铁对电容笔进行吸附收纳，但是这种收纳方式只是简单的单向吸附，磁铁只有一个既定的方向，导致笔和笔筒的外形需要定制专配的外形，且笔筒需要设计成半开型的，既不美观，也不方便收纳，电容笔也不好取出。而且这种传统的电容笔收纳装置大多不带无线充，电容笔电源耗尽后，还需要取出单独到对应平板上充电，大大的降低了产品的客户体验。


技术实现要素：

4.针对上述不足，本发明的目的在于提供一种自动旋转归位并具有弹射功能的无线充笔筒装置，其能在电容笔放进笔筒本体后使电容笔自动旋转回正，让电容笔不用专定方向，也能正常吸附不掉落，其内置的自动弹射机构方便了使用者将电容笔取出，而且带有自动无线充电功能，能避免电容笔长期待机而导致电源耗尽问题。
5.本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
6.一种自动旋转归位并具有弹射功能的无线充笔筒装置，包括一笔筒本体以及一电容笔，还包括设置于笔筒本体内且位于靠近笔筒本体的开口一端的至少一旋转归位机构、以及设置于笔筒本体内且位于远离笔筒本体开口一端的一弹射机构；所述电容笔内设置有与所述旋转归位机构相对应的至少一磁组机构；所述旋转归位机构包括设置于所述笔筒本体靠近开口一端的一第一磁环、以及设置于所述第一磁环侧边的一第二磁环；所述第一磁环包括设置于所述笔筒本体靠近开口一端且环形内侧为s极的一第一半弧形s极磁体、以及与所述第一半弧形s极磁体构成环形第一磁环且环形内侧为n极的一第一半弧形n极磁体；所述第二磁环包括设置于所述第一半弧形s极磁体侧边且环形内侧为n极的一第二半弧形n极磁体、以及与所述第二半弧形n极磁体构成环形第二磁环且环形内侧为s极的一第二半弧形s极磁体。
7.进一步地，所述磁组机构包括设置于所述电容笔体内且朝向所述第一半弧形n极磁铁的一面为s极的一s极磁铁、以及设置于所述电容笔体内且朝向所述第二半弧形s极磁铁一面为n极的一n极磁铁。
8.进一步地，还包括一无线充电机构，所述无线充电机构包括设置于所述笔筒本体内且电连接于外界电源的一无线充电环形线圈、以及设置于所述电容笔体内的一内置接收
线圈。
9.进一步地，所述弹射机构包括设置于所述笔筒本体远离开口一端的一弹射头、固定于所述笔筒本体远离开口一端的且向弹射头内弯折延伸的一拉钩、以及一端套设于所述弹射头上且另一端套设于所述拉钩底部的一弹簧；所述弹射头远离旋转归位机构的一端面上形成有一供所述拉钩滑动的一轨道，所述拉钩通过在该轨道上滑动并配合弹簧的弹射力，分别完成卡入收纳电容笔的动作和弹射电容笔供使用者取出的动作。
10.进一步地，所述轨道包括靠近拉钩底部的一第一径向滑道、连接于第一径向滑道且向所述笔筒本体开口一端斜向延伸的一第一倾斜滑道、连接于所述第一倾斜滑道且向笔筒本体开口一端延伸形成凹槽状的一第一卡位处、连接于所述第一卡位处且向第一径向滑道方向向上斜向延伸形成窝型凹槽状的一第二卡位处、连接于所述第二卡位处且向所述笔筒本体开口一端向上倾斜延伸形成凹槽状的一第三卡位处、连接于所述第三卡位处与所述第一径向滑道之间的一第二径向滑道。
11.进一步地，所述第一倾斜滑道的高度高于所述第一卡位处的高度，所述第一倾斜滑道与第一卡位处之间形成有具有高度差的一第一断层台阶。
12.进一步地，所述第二卡位处的高度高于所述第一卡位处的高度，所述第二卡位处与第一卡位处之间形成有具有高度差的一第一斜面台阶。
13.进一步地，所述第二卡位处的高度高于所述第三卡位处的高度，所述第二卡位处与所述第三卡位处之间形成有具有高度差的一第二断层台阶。
14.进一步地，所述第二径向滑道的表面为倾斜面，其靠近所述笔筒本体开口一端为低处，靠近拉钩底部一端为高处；所述第二径向滑道靠近拉钩底部的一端的高度高于所述第一径向滑道的高度，所述第二径向滑道与所述第一径向滑道之间形成有具有高度差的一第三断层台阶。
15.进一步地，所述拉钩为二次弯折的拉钩，整体呈u型，其底部固定于所述笔筒本体远离开口一端并向向笔筒本体开口一端斜向进行一次弯折，一次弯折角度为82度；所述拉钩在一次弯折后斜向延伸，并向所述轨道方向进行二次弯折；所述拉钩的底部为一固定头，其固定头侧向旋转80度。
16.本发明的有益效果为：
17.(1)通过设置所述第一半弧形s极磁体与所述第一半弧形n极磁体构成第一磁环，所述第二半弧形s极磁体与所述第二半弧形n极磁体构成第二磁环，所述第一磁环和第二磁环的组合磁场与磁组机构的平面磁场产生作用，根据同性相斥、异性相吸的原理，驱使电容笔旋转，直到所述s极磁铁的s机一面吸附于所述第一半弧形n极磁体的n极一面上和所述n极磁铁的n极一面吸附于所述第二半弧形s极磁体的s极一面上，完成电容笔的自动旋转归位以及固定电容笔的目的。通过在笔筒本体内设置一弹射机构，当电容笔在所述旋转归位机构和所述磁组机构的配合作用下进行旋转归位后，所述弹射装置对所述电容笔进行收纳，在使用者需取出电容笔时，可将电容笔弹射出来，从而方便使用者将电容笔取出。
18.(2)通过设置一无线充电机构，在所述电容笔自动旋转归位后，所述笔筒本体内的无线充电环形线圈启动，配合电容笔内的内置接收线圈，进而为电容笔进行充电，使电容笔在放入笔筒本体内时可自动感应充电，从而避免电容笔长期待机而导致电源耗尽问题。
19.上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步
说明。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明的部分结构示意图；
22.图3为旋转归位机构的结构示意图；
23.图4为无线充电机构的爆炸示意图；
24.图5为弹射头的结构示意图；
25.图6为弹射机构原始状态图；
26.图7为拉钩滑动至第一卡位处的状态图；
27.图8为拉钩滑动至第二卡位处的状态图；
28.图9为拉钩滑动至第三卡位处的状态图；
29.图10为拉钩的仰视图；
30.图11为拉钩的侧视图；
31.图中：1、笔筒本体；11、开口；2、电容笔；3、无线充电机构；31、无线充电环形线圈；32、内置接收线圈；4、旋转归位机构；41、第一磁环；411、第一半弧形s极磁体；412、第一半弧形n极磁体；42、第二磁环；421、第二半弧形n极磁体；422、第二半弧形s极磁体；5、磁组机构；51、s极磁铁；52、n极磁铁；53、连接磁铁；6、弹射机构；61、弹射头；62、拉钩；621、固定头；63、弹簧；64、轨道；641、第一径向滑道；642、第一倾斜滑道；643、第一卡位处；644、第二卡位处；645、第三卡位处；646、第二径向滑道；647、第一断层台阶；648、第一斜面台阶；649、第二断层台阶；6410、第三断层台阶。
具体实施方式
32.为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
33.请参照图1至图11，本发明实施例提供一种自动旋转归位并具有弹射功能的无线充笔筒装置，包括一笔筒本体1以及一电容笔2，还包括设置于笔筒本体1内且位于靠近笔筒本体1的开口11一端的至少一旋转归位机构4、以及设置于笔筒本体1内且位于远离笔筒本体1开口11一端的一弹射机构6；所述电容笔2内设置有与所述旋转归位机构4相对应的至少一磁组机构5；所述旋转归位机构4包括设置于所述笔筒本体1靠近开口11一端的一第一磁环41、以及设置于所述第一磁环41侧边的一第二磁环42；所述第一磁环41包括设置于所述笔筒本体1靠近开口11一端且环形内侧为s极的一第一半弧形s极磁体411、以及与所述第一半弧形s极磁体411构成环形第一磁环41且环形内侧为n极的一第一半弧形n极磁体412；所述第二磁环42包括设置于所述第一半弧形s极磁体411侧边且环形内侧为n极的一第二半弧形n极磁体421、以及与所述第二半弧形n极磁体421构成环形第二磁环42且环形内侧为s极的一第二半弧形s极磁体422。
34.对于所述磁组机构5的具体结构，如图1至图3所示，所述磁组机构5包括设置于所述电容笔2体内且朝向所述第一半弧形n极磁体412一面为s极的一s极磁铁51、以及设置于所述电容笔2体内且朝向所述第二半弧形s极磁体422一面为n极的一n极磁铁52。
35.通过设置所述第一半弧形s极磁体411与所述第一半弧形n极磁体412构成第一磁环41，所述第二半弧形s极磁体422与所述第二半弧形n极磁体421构成第二磁环42，所述第一磁环41和第二磁环42的组合磁场与磁组机构5的平面磁场产生作用，根据同性相斥、异性相吸的原理，驱使电容笔旋转，直到所述s极磁铁51的s极一面吸附于所述第一半弧形n极磁体412的n极一面上和所述n极磁铁52的n极一面吸附于所述第二半弧形s极磁体422的s极上，完成电容笔2的自动旋转归位以及固定电容笔2的目的，让电容笔2不用专定方向，也能正常吸附不掉落。
36.通过将所述第一半弧形s极磁体411、第一半弧形n极磁铁412、第二半弧形s极磁体422以及第二半弧形n极磁体421设置为半弧形，使其分别结合后形成的磁环能360度围绕电容笔2，进一步提高电容笔2自动旋转归位的速度，提高了本装置收纳电容笔2的效率。
37.为了使磁组机构5更好地分配对应吸附于所述旋转归位机构4上，如图2至图3所示，所述磁组机构5还包括设置于所述s极磁铁51与所述n极磁铁52之间的一连接磁铁53；该连接磁铁53朝向所述s极磁铁51一端为n极，朝向所述n极磁铁52为s极。通过在所述所述s极磁铁51与所述n极磁铁52之间设置一连接磁铁53，让s极磁铁51和n极磁铁52分隔开，使s极磁铁51更容易对应吸附于所述第一半弧形n极磁体412上以及n极磁铁52更容易对应吸附于所述第二半弧形s极磁体422上，进一步提高电容笔2自动旋转归位的效率。
38.优选的，所述磁组机构5的大小小于所述旋转归位机构4的大小，从而使s极磁铁51的s极一面更容易对准吸附于第一半弧形n极磁体412的n极一面上和n极磁铁52的n极一面更容易对准吸附于所述第二半弧形s极磁体422的s极一面上，进一步提高电容笔2自动旋转归位的速度。
39.对于所述无线充电机构3的具体结构，如图2和图4所示，所述无线充电机构3包括设置于所述笔筒本体1内且电连接于外界电源的一无线充电环形线圈31、以及设置于所述电容笔2体内的一内置接收线圈32。通过设置一无线充电机构3，在所述电容笔2自动旋转归位后，所述笔筒本体1内的无线充电环形线圈31启动，配合电容笔2内的内置接收线圈32，进而为电容笔2进行充电，使电容笔2在放入笔筒本体1内时可自动感应充电，从而避免电容笔2长期待机而导致电源耗尽问题。
40.优选的，所述笔筒本体1靠近开口一端设置有至少两组旋转归位机构4，所述无线充电环形线圈31设置于任意两组旋转归位机构4之间，所述电容笔2体内设置有至少两组磁组机构5与所述旋转归位机构4分别对应，所述内置接收线圈32设置于任意两组磁组机构5之间，从而实现通过旋转归位机构4和磁组机构5的快速归位作用下，让电容笔2更快进入无线充电环节，进一步提高了电容笔2充电的效率。
41.对于所述弹射机构6的具体结构，如图1至图2、图5至图9所示，所述弹射机构6包括设置于所述笔筒本体1远离开口11一端的一弹射头61、固定于所述笔筒本体1远离开口11一端的且向弹射头61内弯折延伸的一拉钩62、以及一端套设于所述弹射头61上且另一端套设于所述拉钩62底部的一弹簧63；所述弹射头61远离旋转归位机构4的一端面上形成有一供所述拉钩62滑动的一轨道64，所述拉钩62通过在该轨道64上滑动并配合弹簧63的弹射力，分别完成卡入收纳电容笔2的动作和弹射电容笔2供使用者取出的动作。
42.对于所述轨道64的具体结构，如图5所示，所述轨道64包括靠近拉钩62底部的一第一径向滑道641、连接于第一径向滑道641且向所述笔筒本体1开口11一端斜向延伸的一第
一倾斜滑道642、连接于所述第一倾斜滑道642且向笔筒本体1开口11一端延伸形成凹槽状的一第一卡位处643、连接于所述第一卡位处643且向第一径向滑道641方向向上斜向延伸形成窝型凹槽状的一第二卡位处644、连接于所述第二卡位处644且向所述笔筒本体1开口11一端向上倾斜延伸形成凹槽状的一第三卡位处645、连接于所述第三卡位处645与所述第一径向滑道641之间的一第二径向滑道646。
43.当电容笔2放入笔筒本体1后，使用者通过按压电容笔2，使电容笔2的笔头推动弹射头61的顶端，让弹射头61的底端按压弹簧63，此时弹簧63被压缩，拉钩62的一端固定于所述笔筒本体1上另一端由于弹射头61的相对运动使拉钩62从第一径向滑道641远离笔筒本体1开口11一端滑动至第一径向滑道641的另一端，并在所述第一倾斜滑道642的斜向导向作用下，顺延第一倾斜滑道642滑动至第一卡位处643，如图7所示，碰撞发出第一次响声。在使用者松开按压电容笔2后，所述弹射头61由于弹簧63的反弹力朝向笔筒本体1开口11一端移动，此时拉钩62因为一端固定于笔筒本体1上，故在弹射头61的移动下进行相对运动，滑动至所述第二卡位处644，如图8所示，碰撞发出第二次响声，由于第二卡位处644窝型凹槽状的构造和弹簧63的反弹力作用使拉钩62保持稳定在第二卡位处644，至此完成对电容笔2的卡位收纳作用。
44.当使用者需要取出电容笔2时，只需再次按压电容笔2，使电容笔2的笔头推动弹射头61的顶端，让弹射头61的底端按压弹簧63，此时弹簧63被压缩，由于拉钩62的一端固定于所述笔筒本体1上，故拉钩62在弹射头61的移动下进行相对运动，滑动至第三卡位处645，如图9所示，碰撞发出第三次响声。在使用者松开按压电容笔2后，弹簧63的反弹力驱使电容笔2朝向笔筒本体1开口11一端弹射出，让使用者可方便地取出电容笔2，此时由于弹簧63的反弹力，使套设于弹簧63上的弹射头61被弹簧63的反弹力作用下朝向笔筒本体1开口11一端移动，拉钩62在弹射头61的移动下进行相对运动，从第三卡位处645顺延滑动至第二径向滑道646，再滑动至第一径向滑道641远离笔筒本体1开口11一端的一端，如图6所示，完成本装置的复位，等待下一次再次收纳电容笔2。其整体结构简单，能完全收纳进电容笔2，既美观，又可以防止电容笔2脱落遗失，其内置的自动弹射机构4方便了使用者将电容笔2取出，提高了使用者使用电容笔2的效率。其运动时的响声可提高使用者与本装置的交互感，进一步提升本装置的使用体验高，而且响声的设置也方便使用者或者维修者对弹射机构6的内部运行情况有基本认知，进而方便对本装置进行维修或者下一步使用。
45.为了防止拉钩62在相对滑动过程中从第一卡位处643逆滑回第一倾斜轨道642上，如图5至图9所示，所述第一倾斜轨道642的高度高于所述第一卡位处643的高度，所述第一倾斜轨道642与第一卡位处643之间形成有具有高度差的一第一断层台阶647。所述第一断层台阶647的倾斜角度为90度。通过设置所述第一断层台阶647，使拉钩42在从第一倾斜轨道642滑动到第一卡位处643过程中不会因为自身活动或者外部撞击等因素逆滑回第一倾斜轨道642上，达到限制拉钩62相对运动行程的目的，进一步提高本装置的可靠度。
46.为了防止拉钩62在相对滑动过程中从第二卡位处644逆滑回第一卡位处643上，如图5至图9所示，所述第二卡位处644的高度高于所述第一卡位处643的高度，所述第二卡位处644与第一卡位处643之间形成有具有高度差的一第一斜面台阶648。通过设置所述第一斜面台阶648，使拉钩62在从第一卡位处643滑动至第二卡位处644时，能在所述第一斜面台阶648的倾斜面的导向作用下，顺延滑动至第二卡位处644，提高了拉钩62相对运动的速度
和限制了拉钩62相对运动的行程，进一步提高了本装置的可靠度。
47.优选的，所述第一斜面台阶648从第二卡位处644向下倾斜至第一卡位处643，其倾斜角度为50度，从而更好的发挥所述第一斜面台阶648的倾斜面的斜面导向作用。
48.为了防止拉钩62在相对滑动过程中从第三卡位处645逆滑回第二卡位处644上，如图5至图9所示，所述第二卡位处644的高度高于所述第三卡位处645的高度，所述第二卡位处644与所述第三卡位处645之间形成有具有高度差的一第二断层台阶649。所述第二断层台阶649的倾斜角度为90度。通过设置所述第二断层台阶649，使拉钩42在从第二卡位处644滑动到第三卡位处645过程中不会因为自身活动或者外部撞击等因素逆滑回第二卡位处644上，达到限制拉钩62相对运动行程的目的，进一步提高本装置的可靠度。
49.对于所述第二径向滑道646的具体结构，如图5至图9所示，所述第二径向滑道646的表面为倾斜面，其靠近所述笔筒本体1开口11一端为低处，靠近拉钩62底部一端为高处，所述第二径向滑道646的表面的倾斜角度为45度，从而使拉钩62在第二径向滑道646上滑动的过程中能被第二径向滑道646的倾斜面的斜向导向作用下提高滑动的速度，以及达到限制所述拉钩62在第二径向滑道646上相对运动的运动行程的目的，进一步提高本装置的运行效率。
50.为了防止拉钩62在相对滑动过程中从第一径向滑道641逆滑回第二径向滑道646，如图5至图9所示，所述第二径向滑道646靠近拉钩62底部的一端的高度高于所述第一径向滑道641的高度，所述第二径向滑道646与所述第一径向滑道641之间形成有具有高度差的一第三断层台阶6410。所述第三断层台阶6410的倾斜角度为90度。通过设置所述第三断层台阶6410，使拉钩42在从第二径向滑道646滑动到第一径向滑道641过程中不会因为自身活动或者外部撞击等因素逆滑回第二径向滑道646上，达到限制拉钩62相对运动行程的目的，进一步提高本装置的可靠度。
51.对于所述拉钩62的具体结构，如图10至图11所示，所述拉钩62为二次弯折的拉钩62，整体呈u型，其底部固定于所述笔筒本体1远离开口一端并向向笔筒本体1开口一端斜向进行一次弯折，一次弯折角度为82度，以保证拉钩62有一个向下的力,使拉钩62与弹射头能更好接触；所述拉钩62在一次弯折后斜向延伸，并向所述轨道64方向进行二次弯折，该二次弯折端在轨道64上进行滑动；所述拉钩62的底部为一固定头621，其固定头621侧向旋转80度，以保证拉钩62有一个向右的力，使拉钩62能很好的沿轨道64滑动。
52.其工作原理：当电容笔2放入笔筒本体1后，使用者通过按压电容笔2，使电容笔2的笔头推动弹射头61的顶端，让弹射头61的底端按压弹簧63，此时弹簧63被压缩，拉钩62的一端固定于所述笔筒本体1上另一端由于弹射头61的相对运动使拉钩62从第一径向滑道641远离笔筒本体1开口11一端滑动至第一径向滑道641的另一端，并在所述第一倾斜滑道642的斜向导向作用下，顺延第一倾斜滑道642滑动至第一卡位处643，碰撞发出第一次响声。在使用者松开按压电容笔2后，所述弹射头61由于弹簧63的反弹力朝向笔筒本体1开口11一端移动，此时拉钩62因为一端固定于笔筒本体1上，故在弹射头61的移动下进行相对运动，滑动至所述第二卡位处644，碰撞发出第二次响声，由于第二卡位处644窝型凹槽状的构造和弹簧63的反弹力作用使拉钩62保持稳定在第二卡位处644，此时电容笔安装到位，所述第一磁环41和第二磁环42的组合磁场与磁组机构5的平面磁场产生作用，根据同性相斥、异性相吸的原理，驱使电容笔旋转，直到所述s极磁铁51的s极一面吸附于所述第一半弧形n极磁体
412的n极一面上和所述n极磁铁52的n极一面吸附于所述第二半弧形s极磁体422的s极上，完成电容笔2的自动旋转归位以及固定电容笔2的目的，无线充电环形线圈31启动，与电容笔2内的内置接收线圈32配合，自动给电容笔2充电。
53.当使用者需要取出电容笔2时，只需再次按压电容笔2，使电容笔2的笔头推动弹射头61的顶端，让弹射头61的底端按压弹簧63，此时弹簧63被压缩，由于拉钩62的一端固定于所述笔筒本体1上，故拉钩62在弹射头61的移动下进行相对运动，滑动至第三卡位处645，碰撞发出第三次响声。此时由于电容笔2的移动，使无线充电环形线圈31和内置接收线圈32的位置不匹配，停止充电，进一步防止无线充电机构在电容笔2弹出的过程中溢出电流对使用者产生安全问题。在使用者松开按压电容笔2后，弹簧63的反弹力驱使电容笔2朝向笔筒本体1开口11一端弹射出，让使用者可方便地取出电容笔2，此时由于弹簧63的反弹力，使套设于弹簧63上的弹射头61被弹簧63的反弹力作用下朝向笔筒本体1开口11一端移动，拉钩62在弹射头61的移动下进行相对运动，从第三卡位处645顺延滑动至第二径向滑道646，再滑动至第一径向滑道641远离笔筒本体1开口11一端的一端，完成本装置的复位，等待下一次再次收纳电容笔2。在弹出电容笔2的过程中，弹簧63的弹力大于所述第一磁环41和第二磁环42的组合磁场与磁组机构5的平面磁场产生吸附作用力，不会造成无法弹射的问题。
54.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本发明的保护范围之内。