一种手写笔、无线充电方法及终端设备与流程

1.本技术涉及终端技术领域，尤其涉及一种手写笔、无线充电方法及终端设备。


背景技术：

2.目前，为了增加平板电脑或者手机等终端设备的操作便利性，配置了手写笔，为了美观，当前手写笔主流的充电方式采取无线充电，即利用终端设备为手写笔进行无线充电。终端设备上设置发射线圈tx，手写笔上设置接收线圈rx。
3.但是，由于手写笔体积小，受限于手写笔直径的限制，当前手写笔无线充电的发射线圈和接收线圈大部分采用磁棒式无线充电，相对于手机无线充电的平面线圈的耦合方式，可以在较小尺寸上实现较大的充电功率。
4.在实际应用中，为了提高充电效率，发射线圈和接收线圈之间的距离需要足够近，提高发射线圈和接收线圈之间的耦合系数。如果发射线圈和接收线圈之间的距离，则充电效率会急剧下降，不能实现既定的充电功率目标，甚至无法充电。但是，用户一般放置手写笔时，可能无法使发射线圈和接收线圈的距离最近，为了解决这个问题，采用磁吸的方式来保证发射线圈和接收线圈的距离最近，但是必须在手写笔中设置磁铁。
5.由于磁铁占据了手写笔的长度，不适合要求手写笔尺寸较短的场合。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本技术提供了一种手写笔、无线充电方法及终端设备，在不设置磁铁的情况下也可以保证较高的无线充电效率。
7.第一方面，本技术提供了一种手写笔，包括：无线接收线圈、转动机构和控制器；
8.转动机构，用于驱动无线接收线圈转动；
9.控制器，用于接收终端设备发送的表征无线充电效率大小的电气参数，终端设备设有无线发射线圈，无线发射线圈用于给无线接收线圈发射电磁能量；
10.控制器，用于根据电气参数控制转动机构转动，转动机构转动时带动无线接收线圈转动，使无线接收线圈靠近无线发射线圈。
11.一种可能的实现方式，转动机构包括：电机、线圈转动仓和转动轴；
12.线圈转动仓内设置无线接收线圈；无线接收线圈与线圈转动仓相对静止；
13.转动轴的两端分别连接电机和线圈转动仓；
14.电机，用于根据控制器发送的控制指令进行转动，带动转动轴转动，转动轴带动线圈转动仓转动。
15.一种可能的实现方式，线圈转动仓靠近转动轴的侧面设有转动片；
16.转动片的外表面连接转动轴，转动片的内表面设有限位机构，限位机构用于固定无线接收线圈。
17.一种可能的实现方式，还包括：接收端充电芯片；
18.接收端充电芯片，用于将无线接收线圈接收的交流电进行整流后给手写笔中的电
池充电。
19.一种可能的实现方式，电气参数为终端设备的无线发射线圈的q值；
20.控制器，具体用于根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置。
21.一种可能的实现方式，无线接收线圈在线圈转动仓中偏向轴心设置。
22.一种可能的实现方式，控制器，具体用于询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断询问次数是否大于预设次数n，如果是，则搜索n次的q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
23.一种可能的实现方式，控制器，具体用于询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断无线接收线圈是否转动达到一圈，如果是，则搜索q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
24.本技术提供一种手写笔的无线充电方法，手写笔包括：无线接收线圈和转动机构；转动机构，用于驱动无线接收线圈转动；
25.接收终端设备发送的表征无线充电效率大小的电气参数，终端设备设有无线发射线圈，无线发射线圈用于给无线接收线圈发射电磁能量；
26.根据电气参数控制转动机构转动，转动机构转动时带动无线接收线圈转动，使无线接收线圈靠近无线发射线圈。
27.一种可能的实现方式，电气参数为终端设备的无线发射线圈的q值；
28.根据电气参数控制转动机构转动，具体包括：
29.根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置。
30.一种可能的实现方式，根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置，具体包括：
31.询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断询问次数是否大于预设次数n，如果是，则搜索n次的q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
32.一种可能的实现方式，根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置，具体包括：
33.询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断无线接收线圈是否转动达到一圈，如果是，则搜索q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
34.本技术还提供一种终端设备，包括：收纳盒、无线发射线圈和控制器；
35.收纳盒，用于收纳手写笔；收纳盒的第一端用于容纳手写笔的笔尖，收纳盒的第二端用于容纳手写笔的笔尾；
36.控制器，用于控制无线发射线圈为手写笔进行无线充电。
37.本技术提供的技术方案至少具有以下优点：
38.本技术实施例提供的手写笔，在手写笔内部设置转动机构，该转动机构可以受控于手写笔的控制器，控制器根据从终端设备接收的表征无线充电效率大小的电气参数，来控制转动机构的转动，由于转动机构转动时，会带动无线接收线圈转动，因此，可以将无线接收线圈转动到靠近无线发射线圈的位置，具体的位置可以根据电气参数的大小来确定，即转动到无线充电效率较大的位置。这样可以保证手写笔被放置好后，可以自动实现转动，而使手写笔中的无线接收线圈与终端设备的无线发射线圈距离最近，从而提高无线充电的效率。该技术方案降低了对手写笔放置的要求，即使放置的位置没有使无线发射线圈和无线接收线圈的距离最近，也可以在内部转动机构和控制器的控制下，实现无线发射线圈和无线接收线圈的距离最近。
附图说明
39.图1为一种终端设备配有手写笔的示意图；
40.图2为图1对应的无线充电的示意图；
41.图3为一种无线充电线圈和无线接收线圈对正的一种示意图；
42.图4为另一种无线充电线圈和无线接收线圈没有对正的一种示意图；
43.图5为又一种无线充电线圈和无线接收线圈没有对正的一种示意图；
44.图6为本技术实施例提供一种终端设备和手写笔的装配示意图；
45.图7为本技术实施例提供的一种手写笔的架构图；
46.图8为本技术实施例提供的一种无线充电系统的示意图；
47.图9为本技术实施例提供的一种手写笔内部的示意图；
48.图10为本技术实施例提供的一种手写笔的无线充电方法的流程图；
49.图11为本技术实施例提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
50.为了使本技术领域的人员更清楚地理解本技术的方案，下面首先说明本技术技术方案的应用场景。
51.参见图1，该图为一种终端设备配有手写笔的示意图。
52.为了使用方便，目前很多平板电脑200都配有键盘k，而且平板电脑200还配有手写笔100。
53.本技术以手写笔100设置在平板电脑200的顶端，即顶吸式为例进行介绍，平板电脑200可以为手写笔100进行无线充电。但是由于手写笔100需要稳定地放置在平板电脑200的顶端，需要在手写笔100中设置磁铁。这样将造成手写笔100的长度较长，给缩小尺寸带来障碍。
54.图1中的主机100和键盘200仅是示意，具体的产品形态可以有所区别。
55.参见图2，该图为图1对应的无线充电的示意图。
56.在平板电脑200给手写笔100充电时，由于手写笔100内设有无线接收线圈rx，平板电脑200内设有无线发射线圈tx，因此，无线发射线圈tx可以为无线接收线圈rx传递电磁能量。但是，无线发射线圈tx与无线接收线圈rx之间的距离越近时，无线充电的效果越好，无
线充电效率越高。
57.在工程上，尽量使无线发射线圈tx与无线接收线圈rx靠近。一般手写笔100内的无线接收线圈rx往往为偏心设计，充电时，需要将偏心的一侧贴合到平板电脑200上。
58.参见图3，该图为一种无线充电线圈和无线接收线圈对正的一种示意图。
59.图3中所示的截面图，无线发射线圈tx与无线接收线圈rx对正且位置最近。
60.无线充电时，需要保持这样的方式，手写笔不能转动，如果手写笔转动，变换了两个线圈的电磁耦合场，rx的中心于tx的中心的距离增加，会导致耦合系数变差，导致无线充电效率大幅度降低、甚至无法进行充电。
61.如下图4和图5分别为无线接收线圈rx转动90度和180度的示意图。
62.参见图4，该图为一种无线充电线圈和无线接收线圈没有对正的一种示意图。
63.图4所示无线接收线圈rx转动90度，可以看出，与图3相比，rx的中心与tx的中心距离变大。
64.参见图5，该图为又一种无线充电线圈和无线接收线圈没有对正的一种示意图。
65.图4所示无线接收线圈rx转动180度，可以看出，与图3相比，rx的中心与tx的中心距离变大。
66.因此在无线充电时，手写笔是不能转动的，必须以rx最贴近外表面的方向来靠近tx，当前平板电脑的无线充电方案都是采用在一侧增加吸附磁铁来实现，通过tx、rx的磁铁吸附，强迫只能以这样的姿势进行无线充电。
67.但是，上述方案是要求tx一侧为平板电脑，而且手写笔放置在平板电脑上的应用场景而对应的无线充电的方案。另外，除了平板电脑以外，例如手机，并没有将手写笔吸附到手机上的需求，而采用额外的收纳盒收纳手写笔，以及为手写笔进行无线充电。
68.本技术实施例提供的手写笔，可以应用于具有手写屏的任何终端设备，例如该终端设备可以为平板，也可以为笔记本电脑，也可以为手机，也可以为手写笔专用的盒子，该手写笔盒子可以收纳手写笔，为手写笔进行无线充电，本技术实施例不具体限定终端设备的具体实现类型。
69.手写笔实施例
70.下面以终端设备为手写笔收纳盒为例进行说明。
71.参见图6，该图为本技术实施例提供一种终端设备和手写笔的装配示意图。
72.本技术实施例提供的收纳拿200可以容纳手写笔100，为了方便客户放置，可以设计手写笔收纳盒200的凹槽与手写笔100的外形相匹配，即对于手写笔100的轴向的定位不必再另外设计，因为一侧为笔尖，一侧为笔尾，如果颠倒放置，则放置不进去，与凹槽不匹配。例如，收纳盒200的第一端用于容纳所述手写笔100的笔尖，所述收纳盒200的第二端用于容纳所述手写笔100的笔尾；
73.收纳盒200也设有控制器，收纳盒200中还设有无线充电线圈，控制器用于控制无线发射线圈为手写笔100进行无线充电，手写笔100中设有无线接收线圈。
74.以上提供的终端设备通过凹槽的形状已经接近了手写笔轴向的对位，下面介绍本技术实施例提供的技术方案解决手写笔径向实现无线充电的对位。
75.下面结合附图详细介绍本技术实施例提供的手写笔。
76.参见图7，该图为本技术实施例提供的一种手写笔的架构图。
77.本技术实施例提供的手写笔100，包括：无线接收线圈rx、转动机构101和控制器102；
78.本技术实施例不具体限定控制102的具体实现形式，例如可以为微处理器mcu，也可以为单片机。另外，本技术实施例提供的手写笔除了包括控制器102以外，还包括充电芯片ic，充电芯片ic可以与终端设备进行通信。
79.转动机构101，用于驱动所述无线接收线圈rx转动；
80.控制器102，用于接收所述终端设备发送的表征无线充电效率大小的电气参数，所述终端设备设有无线发射线圈，所述无线发射线圈用于给所述无线接收线圈rx发射电磁能量；
81.控制器102，用于根据所述电气参数控制所述转动机构101转动，所述转动机构101转动时带动所述无线接收线圈rx转动，使无线接收线圈靠近无线发射线圈，从而能够提高无线充电效率。
82.本技术实施例提供的手写笔，在手写笔内部设置转动机构101，该转动机构101可以受控于手写笔的控制器102，控制器102根据从终端设备接收的表征无线充电效率大小的电气参数，来控制转动机构101的转动，由于转动机构101转动时，会带动无线接收线圈转动，因此，可以将无线接收线圈转动到靠近无线发射线圈的位置，具体的位置可以根据电气参数的大小来确定，即转动到无线充电效率较大的位置。这样可以保证手写笔被放置好后，可以自动实现转动，而使手写笔中的无线接收线圈与终端设备的无线发射线圈距离最近，从而提高无线充电的效率。该技术方案降低了对手写笔放置的要求，即使放置的位置没有使无线发射线圈和无线接收线圈的距离最近，也可以在内部转动机构和控制器的控制下，实现无线发射线圈和无线接收线圈的距离最近。
83.为了使本领域技术人员更好地理解本技术实施例提供的技术方案，下面结合终端设备作为发射端，手写笔作为接收端的无线充电系统进行介绍。
84.参见图8，该图为本技术实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
85.手写笔内部设置转动机构101，来控制无线接收线圈rx围绕手写笔的中心转轴进行360度的旋转，转动机构101可以转动的角度为连续的，转动机构101控制器102的控制。
86.控制器102可以控制转动机构101的旋转角度，控制转动机构101的开启、停止，正转、反转等功能，本技术实施例对控制器102控制转动机构101的具体方式不做限制，例如可以通过包括i2c等总线的通讯讯号。
87.转动机构101接收到控制器102的控制指令，将控制指令的电信号，转换为机械的转动信号，使无线接收线圈rx围绕着手写笔的中心轴进行转动。
88.无线接收线圈rx：用来接收无线发射线圈tx耦合过来的能量。
89.接收端充电芯片rxic：将无线接收线圈rx传递的交流电进行整流后给手写笔的电池进行充电，另外，rxic还可以接收发射端发送的通信信号，对通信信号进行解调，将解调后的通信信号发送给控制器102。
90.下面结合附图介绍本技术实施例提供的一种转动机构的实现方式。
91.参见图9，该图为本技术实施例提供的一种手写笔内部的示意图。
92.本实施例提供的手写笔，转动机构包括：电机102、线圈转动仓103和转动轴101；
93.线圈转动仓103内设置无线接收线圈rx；无线接收线圈rx在线圈转动仓103中偏向
轴心设置。无线接收线圈rx与线圈转动仓103相对静止；线圈转动仓103为非铁磁性材料和非金属材料；
94.转动轴101连接电机102和线圈转动仓103；
95.电机102，用于根据控制器发送的控制指令进行转动，带动转动轴101转动，转动轴101带动线圈转动仓103转动。
96.线圈转动仓103靠近转动轴101的侧面设有转动片104；
97.转动片104的外表面连接转动轴101，转动片104的内表面设有限位机构，限位机构用于固定无线接收线圈rx，即限位机构是为了使无线接收线圈rx与线圈转动仓103保持相对静止。
98.应该理解，为了保证无线接收线圈随着转动轴转动，需要转动轴和传动片均具有足够的强度，保证转动轴转动时，带动无线接收线圈一起转动。
99.本技术实施例中对于转动轴的尺寸和形状不做具体限定，对于线圈转动仓的尺寸和形状也不做具体限定，例如线圈转动仓可以为圆柱形结构，也可以为开口的其他柱状结构。
100.本技术实施例不具体限定表征无线充电功率大小的电气参数的类型，例如可以为终端设备的无线发射线圈的q值；也可以为无线发射线圈和无线接收线圈之间的耦合系数，互感等电气参数。
101.当无线发射线圈和无线接收线圈耦合度越高时，q值越大。因此，控制器，具体用于根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置。
102.控制器，具体用于询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断询问次数是否大于预设次数n，如果是，则搜索n次的q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
103.另外，由于刚开始，控制器无法获知q值为最大值，所以一般是，接收一次q值，便控制无线接收线圈转动一次，直到达到预设次数n，判断n次中q值的最大值，然后恢复无线接收线圈至q值最大值的位置。
104.以上介绍的是控制器判断询问q值的次数是否达到n次，还有一种可能的实现方式，即判断无线接收线圈是否转动达到一圈，即360度。控制器询问所述终端设备的无线发射线圈的q值，判断无线接收线圈是否转动达到一圈，如果是，则搜索q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制所述转动机构转动至所述转动角度；如果否，则继续询问所述终端设备的无线发射线圈的q值，所述控制器根据所述q值控制所述转动机构转动。
105.例如，txic不断检测电气参数(如q值)，手写笔放进收纳盒之后，即无线接收线圈rx放上之后，将该电气参数通过无线充电协议的方式发送给rxic，rxic获取到q值后，开始通知手写笔的控制器，手写笔的控制器收到q值后，控制转动机构转动，转动完成后，rxic继续从txic获取q值，如此反复，直到判断获取的次数是否达到n，也可以判断无线接收线圈rx是否已经转动了1周。其中n为大于等于2的整数，n越大，则控制转动的位置越精确，即n不能太小，否则精度较低，n需要足够满足转动360度的范围，然后记录q值的最大值，调整电机驱动转动轴恢复到q值的最大值位置，之后开始正常的无线充电交互通讯，进行无线充电。本技术实施例不具体限定n的数值，例如可以为4，也可以为6，或7或8，甚至更大数值等。
106.方法实施例
107.基于以上实施例提供的一种手写笔，本技术实施例还提供一种手写笔的无线充电方法，下面结合附图进行详细介绍。
108.参见图10，该图为本技术实施例提供的一种手写笔的无线充电方法的流程图。
109.本实施例提供的手写笔的无线充电方法，其中，手写笔包括：无线接收线圈和转动机构；转动机构，用于驱动无线接收线圈转动；
110.s1001：接收终端设备发送的表征无线充电效率大小的电气参数，终端设备设有无线发射线圈，无线发射线圈用于给无线接收线圈发射电磁能量；
111.s1002：根据电气参数控制转动机构转动，转动机构转动时带动无线接收线圈转动，使无线接收线圈靠近无线发射线圈。
112.电气参数为终端设备的无线发射线圈的q值；
113.根据电气参数控制转动机构转动，具体包括：
114.根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置。
115.一种可能的实现方式，判断询问q值是否达到n次，根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置，具体包括：
116.询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断询问次数是否大于预设次数n，如果是，则搜索n次的q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
117.一种可能的实现方式，判断无线接收线圈是否转动达到一圈，根据q值控制转动机构转动，直至q值达到最大，控制转动机构转动到q值最大的位置，具体包括：
118.询问终端设备的无线发射线圈的q值，判断无线接收线圈是否转动达到一圈，如果是，则搜索q值的最大值，获得q值的最大值对应的转动角度，控制转动机构转动至转动角度；如果否，则继续询问终端设备的无线发射线圈的q值，控制器根据q值控制转动机构转动。
119.终端设备实施例
120.基于以上实施例提供的一种手写笔及手写笔的无线充电方法，本技术实施例还提供一种终端设备，下面结合附图进行详细介绍。
121.参见图11，该图为本技术实施例提供的一种终端设备的示意图。
122.本实施例提供的终端设备，包括：收纳盒1101、无线发射线圈tx和控制器201；
123.收纳盒1101，用于收纳手写笔；收纳盒1101的第一端用于容纳手写笔的笔尖，收纳盒的第二端用于容纳手写笔的笔尾；
124.控制器201，用于控制无线发射线圈tx为手写笔进行无线充电。
125.另外，终端设备还包括tx充电芯片txic，txic用于获得表征无线充电效率的电气参数，例如tx的q值，将q值发送给手写笔。
126.本技术实施例提供的终端设备，可以为手写笔进行轴向的定位，而且可以向手写笔发送表征无线充电功率大小的电气参数，例如q值，使手写笔根据q值来控制无线接收线圈转动，使无线接收线圈靠近终端设备中的无线发射线圈，进而使无线充电效率达到最大，
提高充电速度。
127.本技术实施例不具体限定终端设备的实现形式，例如可以为笔记本电脑，平板电脑，手机或者手写笔的一种收纳盒等。
128.应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
129.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。