一种触控笔及显示设备组件的制作方法

1.本实用新型涉及电子产品技术领域，特别涉及一种触控笔及显示设备组件。


背景技术：

2.触控笔作为笔记本电脑、平板电脑和移动设备等电容屏幕上的输入设备，能代替手指直接接触触控屏幕，如通过触控笔在办公的时候进行文件选取、点触、记录笔记、标记和绘画等操作，进而获得精准的输入控制和人机交互体验，同时避免因手指操作带来的指纹印和脏污等问题。目前市场上出现的触控笔通过电容屏模拟书写，没有书写的真实感，现有技术中的一些触控笔为模拟书写的真实感，往往结构比较复杂，使用体验感较差。


技术实现要素：

3.本实用新型公开了一种触控笔及显示设备组件，该述触控笔中，在书写时可以产生沿笔杆径向方向的轻微振动，笔尖同时也会具有在书写平面方向上的振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，并且整体结构简单，灵敏度高，用户体验感更好。
4.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
5.一种触控笔，包括：
6.笔杆，所述笔杆具有管状结构；
7.笔尖，所述笔尖安装于所述笔杆的一端；
8.安装于所述笔杆内、且一端与所述笔尖连接的安装件，所述安装件具有可弯曲形变区域，所述安装件与所述笔杆固定；
9.压力传感器，所述压力传感器设于所述安装件的可弯曲形变区域，以感应自所述笔尖传递至所述安装件的压力；
10.设置于所述笔杆内的振动装置，所述振动装置用于驱动所述笔尖沿所述笔杆的径向方向振动；
11.与所述压力传感器和所述振动装置均信号连接的控制装置，所述控制装置用于根据所述压力传感器的电信号控制所述振动装置振动。
12.上述触控笔中，在书写时可以产生沿笔杆径向方向的轻微振动，笔尖同时也会具有在书写平面方向上的振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，并且整体结构简单，灵敏度高，用户体验感更好。
13.可选地，所述安装件包括连接件和支撑架，所述连接件与所述笔尖连接，且所述连接件朝向所述笔尖的一侧设置有凸起结构，所述笔尖朝向所述连接件的一侧设置有与所述凸起结构配合的凹槽，所述连接件的凸起结构嵌入所述笔尖的凹槽内以实现所述连接件与所述笔尖连接；所述支撑架位于所述连接件背离所述笔尖的一侧并与所述连接件连接，且所述支撑架上具有所述可弯曲形变区域。
14.上述安装件具有连接件和支撑架，连接件与笔尖之间通过凸起结构和凹槽配合连
接，稳定可靠，压力传感器设置在支撑架上，稳定可靠。
15.可选地，所述支撑架包括沿所述笔杆的轴心线的延伸方向并排且相对设置的第一支撑结构件和第二支撑结构件、以及连接所述第一支撑结构件和所述第二支撑结构件的支撑连接件，所述支撑连接件位于所述第一支撑结构件和第二支撑结构件之间，其中，所述第一支撑结构件与所述连接件连接，所述第二支撑结构件与所述笔杆固定，所述第二支撑结构件上具有所述可弯曲形变区域；
16.当所述笔尖受负载压力时，所述第二支撑结构受压发生形变，所述压力传感器用于感应所述第二支撑结构的压应力。
17.使用上述支撑架与连接件连接并支撑压力传感器，在笔尖受到压力时，连接件可以将压力传导至支撑架，支撑架的第二支撑结构件可以产生一定的弯曲变形，利用压力传感器的压电效应，可以将形变转换为电压信号，在一定条件下，形变量越大，产生的电压信号越大，进而实现对压力大小和笔尖相对位移的识别判断，灵敏度更好。
18.可选地，所述笔杆内设置有支撑杆，所述支撑杆的一端与所述支撑架连接，另一端与所述笔杆固定。
19.支撑杆与笔杆固定连接，稳定牢固，支撑架一侧与连接件连接，另一侧与支撑杆连接，稳定性好。
20.可选地，所述支撑架位于所述连接件与所述支撑杆之间，所述第二支撑结构件具有沿朝向所述支撑杆的方向延伸的延伸连接部，所述延伸连接部与所述支撑杆配合相固定。
21.使第二支撑结构件背离支撑连接件的一侧边缘部朝向支撑杆的方向弯折延伸形成延伸连接部，延伸连接部与支撑杆配合相固定，连接方式简单可靠。
22.可选地，所述延伸连接部与所述支撑杆朝向所述延伸连接部的一端的端面接触连接，且当所述笔尖无负载压力时，所述延伸连接部与所述支撑杆之间无预紧力；或者，
23.所述延伸连接部与所述支撑杆朝向所述延伸连接部的一端的端面相抵，所述延伸连接部与所述支撑杆之间具有预紧力。
24.上述延伸连接部与支撑杆之间的连接结构简单可靠，且稳定性和牢固性较好，保证笔杆内部器件的稳固性。
25.可选地，所述第一支撑结构件具有沿朝向所述支撑杆的方向延伸的限位板，所述限位板位于所述第一支撑结构件背离所述支撑连接件的一侧边部，且沿所述笔杆的径向方向，所述限位板位于所述支撑杆背离所述压力传感器的一侧。
26.上述第一支撑结构件上设置限位板，在安装时，可以直接将支撑杆贴合限位板的侧面，限位板在笔杆的径向方向给支撑杆一个位置限定，对支撑杆进行限位，可以使支撑杆快速定位安装，便于组装。
27.可选地，所述第一支撑结构件、第二支撑结构件和所述支撑连接件为一体式结构。
28.第一支撑结构件、第二支撑结构件和支撑连接件可以为一钢片材料折弯压制形成，具有一定的弹性，且结构性好，形变灵敏度高，有利于传递连接件传导的压力，便于压力传感器感应压力信号。
29.可选地，所述支撑连接件一端与所述第一支撑结构件连接，另一端延伸连接至所述第二支撑结构件并与所述第二支撑结构件连接，且所述支撑连接件位于所述第一支撑结
构件和所述第二支撑结构件相对性的同一侧，以使所述支撑架形成u型结构。
30.支撑架设置为一个“u”形弹性件，结构简单，受压应力是会容易产生变形，易于压力传感器感应。
31.可选地，所述支撑杆的延伸方向沿所述笔杆的延伸方向设置，所述振动装置包括：
32.压电元件，所述压电元件沿所述笔杆的轴心线的延伸方向设置，沿所述笔杆的轴心线的延伸方向，所述压电元件具有相对且可沿所述笔杆的轴心线的延伸方向动作的第一端和第二端；
33.所述压电元件朝向所述支撑杆的一侧设有第一弹性片，所述第一弹性片具有向背离所述压电元件的方向凸起的第一拱形结构，所述第一弹性片凸起的部位与所述支撑杆配合以用于带动所述支撑杆振动；所述压电元件背离所述支撑杆的一侧设有第二弹性片，所述第二弹性片具有向背离所述压电元件的方向凸起第二拱形结构，所述第二弹性片凸起的部位与所述笔杆的内壁配合；所述第一拱形结构的第一端与所述第二拱形结构的第一端相对设置且均固定于所述压电元件的第一端，所述第一拱形结构的第二端与所述第二拱形结构的第二端相对设置且均固定于所述压电元件的第二端。
34.上述振动装置结构简单，稳定性好，通过压电元件的伸缩动作带动第一弹性片和第二弹性片动作，可以将沿笔杆的轴心线的延伸方向的动作转换为沿笔杆的径向方向的振动动作，使笔尖产生在书写平面上的微振动，模拟真是书写的粗糙感，且压电元件动作使第一弹性片和第二弹性片产生稳定的振动，使客户体验感好。
35.可选地，所述第一弹性片凸起的部位与所述支撑杆接触连接，且当所述振动装置未启动时，所述第一弹性片与所述支撑杆之间无预压力，或者，
36.所述第一弹性片凸起的部位与所述支撑杆相抵，所述第一弹性片与所述支撑杆之间具有预压力。
37.第一弹性片凸起的部位正好与支撑杆接触，安装方便，且可以在第一连接部和第二连接部移动的时候振动，并碰触支撑杆，带动支撑杆振动，简单方便。作为第一弹性片凸起的部位与支撑杆的另一种连接方式，第一弹性片凸起的部位与支撑杆之间具有一定的压力，使得第一弹性片和第二弹性片在笔杆内壁之间均处于预紧状态，预紧状态下的第一弹性片和第二弹性片，利于缩短停止时间，使得振感干脆利落，进而可以模拟用户在使用笔进行输写时的粗糙感和振感。
38.本实用新型还提供了一种显示设备组件，包括显示装置以及如上述方案提供的任意一种触控笔。
39.触控笔和显示装置配合，触控笔可以在显示装置的显示面上进行触控、书写，使用方便，且在书写时触控笔可以产生沿笔杆径向方向的轻微振动，笔尖同时也会具有在书写平面方向上的振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，提高用户的体验感。
附图说明
40.图1为本实用新型实施例提供的一种触控笔的结构示意图；
41.图2为本实用新型实施例提供的一种触控笔的局部结构剖视图；
42.图3为本实用新型实施例提供的一种触控笔的局部结构剖视图；
43.图4为本实用新型实施例提供的一种触控笔的局部结构剖面结构示意图；
44.图5为本实用新型实施例提供的一种触控笔的局部结构剖面结构示意图；
45.图标：1-笔杆；2-笔尖；3-连接件；4-压力传感器；5-支撑杆；6-振动装置；7-支撑架；11-容纳空间；21-凹槽；31-凸起结构；61-中间支撑部；62-第一弹性片；63-第二弹性片；71-第一支撑结构件；72-第二支撑结构件；73-支撑连接件；621-第一拱形结构；631-第二拱形结构；711-限位板；721-延伸连接部。
具体实施方式
46.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.如图1、图2和图4所示，本实用新型实施例提供了一种触控笔，该触控笔包括：笔杆1和笔尖2，笔杆1具有管状结构，笔杆1内部形成用于容纳其它部件的容纳空间11；笔尖2安装于笔杆1的一端；在笔杆1内部设置有安装件，安装件安装在笔杆1内，并与笔杆1相固定，安装件的一端与笔尖2连接，并且安装件上具有可弯曲形变区域，当笔尖受到负载压力时，可以把压力传导至安装件，安装件上的可弯曲形变区域会有一定的形变，其中，将压力传感器4设置在安装件的可弯曲形变区域，压力传感器4可以根据可弯曲形变区域的形变感应压应力，以产生电信号；振动装置6安装在笔杆1内，可以跟笔杆1连接，带动笔杆1沿笔杆的径向振动，从而驱动笔尖2沿笔杆1的径向方向(如图1中的方向b所示)振动；与压力传感器4和振动装置6均信号连接的控制装置，控制装置用于根据压力传感器4的电信号控制振动装置6振动；当笔尖2在物体上按压时，笔尖2受到负载压力，笔尖与安装件连接，对安装件产生压应力，安装件受到压应力，压力传感器4感应安装件的压应力生成一个电信号，控制装置根据该电信号控制振动装置6振动，振动装置6按照一定的频率进行振动，同时会带动笔杆振动，使笔杆1整体具有沿笔杆1径向方向的一定的振动，从而还会带动笔尖2在书写平面方向上轻微振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，提高用户的体验感，并且压力传感器4与笔尖2之间传递结构较少，整体结构非常简单，容易组装，且感应精确度较高，使用户体验感更好。
48.因此，上述触控笔中，在书写时可以产生沿笔杆径向方向的轻微振动，笔尖2同时也会具有在书写平面方向上的振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，并且整体结构简单，灵敏度高，用户体验感更好。
49.如图3所示，安装件包括连接件3和支撑架7，连接件3与笔尖2连接，且连接件3朝向笔尖2的一侧设置有凸起结构31，笔尖2朝向连接件的一侧设置有与凸起结构31配合的凹槽21，连接件3的凸起结构31嵌入笔尖2的凹槽21内以实现连接件3与笔尖2连接；支撑架7位于连接件3背离笔尖2的一侧并与连接件3连接，且支撑架7上具有可弯曲形变区域，压力传感器安装在支撑架的可弯曲形变区域。连接件3在笔杆1靠近笔尖2的端部并与笔尖2配合连接，连接件3朝向笔尖2的一侧设置凸起结构31，笔尖2朝向连接件3的一侧设置该凸起结构31配合的凹糟21，凸起结构31插入凹槽21内与凹槽21配合，使连接件3与笔尖2连接稳定，安
装紧密，便于笔尖2上的压力传导，在支撑架背离笔尖2的一侧设置可弯曲形变区域，设置用于感应连接件3沿笔杆1的轴心线(如图1中的轴心线a所示)的延伸方向的压力的压力传感器4，稳定可靠，且安装方便。
50.如图3和图4所示，上述触控笔中，支撑架7包括沿笔杆1的轴心线的延伸方向并排且相对设置的第一支撑结构件71和第二支撑结构件72、以及连接第一支撑结构件71和第二支撑结构件72的支撑连接件73，支撑连接件73位于第一支撑结构件71和第二支撑结构件72之间，其中，第一支撑结构件71与连接件3连接，第二支撑结构件72与笔杆1固定，压力传感器4设置在第二支撑结构件72上；当笔尖受到负载压力时，第二支撑结构件72受压发生形变，压力传感器可以根据第二支撑结构件72的形变感应第二支撑结构件72的压应力。第一支撑结构件71的一侧边与第二支撑结构件72的一侧边通过支撑连接件73连接，且第一支撑结构件71与第二支撑结构件72平行设置，且均与笔杆1的轴心线垂直设置，第一支撑结构件71与连接件3连接，压力传感器4设置在第二支撑结构件72上，且第二支撑结构件72与笔杆1相固定，具体的，第二支撑结构件72可以与支撑杆5相固定，使用上述支撑架7与连接件3连接并支撑压力传感器4，在笔尖2受到压力时，连接件3可以将压力传导至支撑架7，支撑架7的第二支撑结构件72可以产生一定的弯曲变形，利用压力传感器4的压电效应，可以将形变转换为电压信号，在一定条件下，形变量越大，产生的电压信号越大，进而实现对压力大小和笔尖2相对位移的识别判断。
51.具体地，如图2所示，在笔杆1内设置有支撑杆5，支撑杆5的一端与支撑架7连接，另一端与笔杆1固定。支撑杆5与笔杆1固定连接，稳定牢固，支撑架7一侧与连接件3连接，另一侧与支撑杆5连接，稳定性好。
52.具体地，如图2所示，第一支撑结构件71和第二支撑结构件72相对并平行设置，连接件3可以位于第一支撑结构件71与第二支撑结构件72的同一侧，连接件连接第一支撑结构件71和第二支撑结构件72的同一侧的侧边，以使支撑架形成u型结构，也就是第一支撑结构件71、第二支撑结构件72以及支撑连接件73形成一个“u”形弹性件，支撑连接件73为“u”形弹性件底部的连接部，第一支撑结构件和第二支撑结构件为“u”形弹性件的两个侧板，支撑架设置为一个“u”形弹性件，结构简单，受压应力是会容易产生变形，易于压力传感器感应。
53.或者，第一支撑结构件71和第二支撑结构72件相对并平行设置，支撑连接件73位于第一支撑结构件71与第二支撑结构件72之间，且支撑连接件73的两端部分别连接第一支撑结构件71和第二支撑结构件72中相对的两侧的侧边，第一支撑结构件71、第二支撑结构件72以及支撑连接件73形成一个“s”形弹性件或“z”形弹性件，支撑连接件73为“s”形弹性件或“z”弹性件中间部位的连接部，支撑架设置为一个“s”形弹性件或“z”形弹性件，结构简单，受压应力是会容易产生变形，易于压力传感器感应。
54.具体地，如图4所示，支撑架7位于连接件3与支撑杆5之间，第二支撑结构件72具有沿朝向支撑杆5的方向延伸的延伸连接部721，延伸连接部721与支撑杆5配合相固定，第二支撑结构件72背离支撑连接件73的一侧边缘部朝向支撑杆5的方向弯折延伸形成延伸连接部721，延伸连接部721与支撑杆5配合相固定，连接方式简单可靠。
55.具体地，关于延伸连接部721与支撑杆5之间的连接，可以有多种选择设置方式，如：
56.方式一：
57.延伸连接部721与支撑杆5朝向延伸连接部721的一端的端面接触连接，延伸连接部721与支撑杆5之间正好接触固定，在不受外力状态下，延伸连接部与支撑杆之间无预紧力，也就是只是接触，没有任何压力，具体地，支撑架7的第一支撑结构件71可以通过粘接在连接件3上固定，第二支撑结构件72的延伸连接部721与支撑杆5正好接触连接，整体结构紧凑，且连接稳定性好。
58.方式二：
59.如图4所示，可以使延伸连接部721与支撑杆5朝向延伸连接部721的一端的端面相抵并固定连接，延伸连接部721与支撑杆5之间具有预紧力，使支撑架7正好卡在连接件3与支撑件之间，增强连接稳定性和牢固性，且固定方式简单可靠。
60.方式三：
61.如图5所示，设置延伸连接部721位于支撑杆5一侧的侧边部，使延伸连接部721与支撑杆5一侧的侧边部固定连接，接触面积较大，可以稳固的连接。具体地，可以使延伸连接部位于支撑杆朝向压力感应传感器的一侧，或者，也可以使延伸连接部位于支撑杆背离压力传感器的一侧，本实施例不做局限。
62.具体地，如图3和图4所示，上述触控笔中，第一支撑结构件71具有沿朝向支撑杆5的方向延伸的限位板711，限位板711位于第一支撑结构件71背离支撑连接件的一侧边部，且沿笔杆1的径向方向，限位板711位于支撑杆5背离压力传感器4的一侧，限位板711位于支撑杆5的一侧，在安装时，可以直接将支撑杆5贴合限位板711的侧面，支撑杆5与限位板711之间不连接，只是贴合接触，限位板711在笔杆1的径向方向给支撑杆一个位置限定，当安装时，限位板711与支撑杆5之间需要相互贴合接触，才算是安装到位，所以安装时，可以直接用限位板711与贴合支撑杆5，或者支撑杆5与限位板711贴合就可以很快在径向迅速安装，限位板可以对支撑杆进行限位，可以使支撑杆5快速定位安装，起到防呆作用，便于组装。
63.具体地，上述触控笔中，第一支撑结构件71、第二支撑结构件72和支撑连接件73为一体式结构，具体地，第一支撑结构件71、第二支撑结构件72和支撑连接件73可以为一钢片材料折弯压制形成，具有一定的弹性，且形变灵敏度高，有利于传递连接件3传导的压力，便于压力传感器4感应压力信号。
64.具体地，如图2和图4所示，支撑杆5的延伸方向沿笔杆1的延伸方向设置，振动装置6包括：压电元件61、第一弹性片62和第二弹性片63，压电元件沿着笔杆的轴心线的延伸方向设置，且压电元件沿着笔杆的轴心线的延伸方向可以伸缩动作，沿着笔杆的轴心线的延伸方向，压电元件具有相对设置的第一端和第二端，压电元件的第一端和第二端分别能够沿着笔杆的轴心线的延伸方向动作，压电元件的第一端和第二端可以沿着笔杆的轴心线的延伸方向对向或背向动作；其中，第一弹性片62和第二弹性片63分别位于压电元件61周侧中相对的两侧，第一弹性片62设置在压电元件61朝向支撑杆5的一侧，第一弹性片62具有向背离压电元件61的方向凸起的第一拱形结构621，第一弹性片62凸起的部位与支撑杆5配合以用于带动支撑杆5震动；第二弹性片63设置在压电元件61背离支撑杆5的一侧，也就是会和笔杆1内壁相对，第二弹性片63具有向背离压电元件61的方向凸起第二拱形结构631，第二弹性片63凸起的部位可以与笔杆1的内壁固定；第一弹性片62的第一拱形结构621具有相对的第一端和第二端，第二弹性片63的第二拱形结构631具有相对的第一端和第二端，第一
拱形结构621的第一端与的第二拱形结构631的第一端相对设置，且第一拱形结构621的第一端与第二拱形结构631的第一端均固定安装在压电元件的第一端，第一拱形结构621的第二端与第二拱形结构631的第二端相对设置，且第一拱形结构621的第二端与第二拱形结构631的第二端均固定安装在压电元件的第二端，压电元件的第一端和第二端相互做对向或背向动作，从而带动第一弹性片和第二弹性片伸缩，从而产生沿笔杆的径向的振动；由于第一弹性片与支撑杆接触配合，可以带动支撑杆振动，使笔杆整体具有振感，模拟真实书写的体验感。
65.具体地，对于第一弹性片62与支撑杆5之间的连接，可以有多重选择设置方式，如：
66.方式一：
67.第一弹性片62凸起的部位与支撑杆5接触连接，当振动装置6未启动时，第一弹性片62与支撑杆5之间无预压力。在振动装置6为工作是，也就是不受外力的状态下，第一弹性片凸起的部位与支撑杆之间无接触压力，第一弹性片62凸起的部位正好与支撑杆5接触，安装方便，且可以在第一连接部和第二连接部移动的时候振动，并碰触支撑杆5，带动支撑杆5振动，简单方便。
68.方式二：
69.第一弹性片62凸起的部位与支撑杆5相抵，第一弹性片62与支撑杆5之间具有预压力。也就是第一弹性片62凸起的部位与支撑杆5之间具有一定的压力，使得第一弹性片62和第二弹性片63在笔杆1内壁之间均处于预紧状态，预紧状态下的第一弹性片62和第二弹性片63，利于缩短停止时间，使得振感干脆利落，进而可以模拟用户在使用笔进行输写时的粗糙感和振感。
70.具体地，对于振动装置的安装连接，可以使第二弹性片63固定安装在笔杆内壁上，第一弹性片62与支撑杆5配合；或者，也可以是第一弹性片62固定安装在支撑杆5上，第二弹性片63与笔杆内壁配合，只要振动装置6设置在笔杆1的内壁和支撑杆5之间，在压电元件动作时，第一弹性片62和第二弹性片63在笔杆内壁和支撑杆之间能够在笔杆的径向往复弹压使支撑杆振动就可以，本实施例对振动装置的安装连接方式不做局限。
71.本实用新型还提供了一种显示设备组件，包括显示装置以及如上述方案提供的任意一种触控笔，触控笔和显示装置配合，触控笔可以在显示装置的显示面上进行触控、书写，使用方便，且在书写时触控笔可以产生沿笔杆1径向方向的轻微振动，笔尖2同时也会具有在书写平面方向上的振动，使触控笔在书写时产生如同在纸质上划动的粗糙感，增加书写体验，为用户提供感知真实书写的体验，提高用户的体验感。
72.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。