一种体感3D绘图笔的制作方法

2021-02-21 22:02:12|

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一种体感3d绘图笔
技术领域
[0001]
本实用新型涉及3d绘图笔领域，具体涉及一种体感3d绘图笔。

背景技术：

[0002]
3d绘图笔通常利用塑料丝书写，其笔尖里的内置风扇，用于冷却塑料丝。操作时使用者拿着笔在空中涂画，笔管中的塑料丝涌出，并在笔中风扇的作用下迅速凝固，从而构成立体形状。
[0003]
目前3d绘图笔已逐渐开始普及，但其仍然存在着如下问题：
[0004]
1.现有3d绘图笔大都是按键手动调速，在创作过程中极为不便，出丝速度不会随着创作时手势的快慢智能调速，这就造成了成品厚度不均；
[0005]
2.现有3d绘图笔出丝控制一种为按压式按键出丝，按时间久了，手会酸痛；另一种为一键出丝，双击一下持续出丝，这种操作会导致停止不及时，溢料造成作品不美观；
[0006]
3.现有的3d绘图笔的进丝机构大都通过齿轮咬合塑料丝，齿轮转动过程中对塑料丝的咬合深浅不一，在进丝阻力较大时，耗材容易被啃掉。
[0007]
为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本实用新型研究的课题。

技术实现要素：

[0008]
为解决上述问题，本实用新型公开了一种体感3d绘图笔。
[0009]
为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：一种体感3d绘图笔，包括笔壳、连接于笔壳端部的笔头和控制芯片，所述笔壳分为前端和后端，其与笔头连接的一端为前端，另一端为尾端，所述笔头包括一加热喷嘴，所述笔壳内沿其长度方向开设有料道，该料道的出口端与加热喷嘴的进料口相连通，所述加热喷嘴与控制芯片电性连接，所述3d绘图笔还包括进丝机构、运动传感器及电容触摸开关；
[0010]
所述进丝机构设置于所述笔壳的内腔，该进丝机构包括蜗杆及驱动电机，所述蜗杆的轴向方向与所述料道的长度方向平行，所述蜗杆具有至少两个螺旋齿，所述笔壳内对应所述蜗杆开设有一容纳槽，该容纳槽的一侧贯穿所述料道，所述蜗杆设置于容纳槽内，且其螺旋齿伸入至所述料道中，所述蜗杆的端部与驱动电机的动力输出轴传动连接，所述驱动电机与控制芯片电性连接；
[0011]
所述运动传感器安装于笔壳的内腔并靠近所述笔壳的尾端，运动传感器的信号输出端与控制芯片电性连接，所述运动传感器用于角度和加速度检测；
[0012]
所述电容触摸开关安装在笔壳上，该电容触摸开关的信号输出端与所述控制芯片电性连接。
[0013]
作为本实用新型的一种改进，所述螺旋齿朝向笔头一侧的齿面垂直于所述蜗杆的轴线，所述螺旋齿背向喷嘴一侧的齿面为由上至下倾斜的斜面。
[0014]
作为本实用新型的一种改进，所述电容触摸开关包括一电容触摸按键板，该电容触摸按键板安装于笔壳内，电容触摸按键板的触摸区上贴合有一层导电棉。
[0015]
作为本实用新型的一种改进，所述笔壳包括柱状笔管和两个对称设置的左壳体和右壳体，所述左壳体和右壳体均呈半圆形，且相互拼接在一起，所述料道设置在左壳体与右壳体之间，所述笔壳套设在左壳体和右壳体上。
[0016]
作为本实用新型的一种改进，所述笔壳不能为金属壳体。
[0017]
作为本实用新型的一种改进，所述控制芯片的电源输入端电性连接有一type-c电源接口。
[0018]
相对与现有技术，本实用新型具有如下优点：
[0019]
1.3d绘图笔包括运动传感器、电容触摸开关、进丝机构、加热喷嘴；运动传感器包含加速度控制及角度控制，加速度控制部分可随手势快慢控制驱动电机转速，书写速度加快时，可提高驱动电机转速，加快耗材的进给速度，提高书写流畅性，反之书写速度变慢时，可降低耗材的进给速度，避免进丝速度过快，造成溢料；角度控制控制驱动电机正反转，当笔头朝上并与水平面夹角大于45度时，按住电容触摸开关可实现自动退丝；
[0020]
2.采用电容触摸开关控制绘图笔，与传统的按压式开关相比，其操作更加简单便捷，长时间使用时，手指不易疲劳，提高了使用舒适性。
[0021]
3.通过驱动电机驱动蜗杆作旋转运动，蜗杆上的螺旋齿转动切入耗材，蜗杆的螺旋齿咬合深度一直不变，不像齿轮咬合时深浅不一，不易产生啃咬耗材的现象。
附图说明
[0022]
图1为本实用新型分解结构示意图；
[0023]
图2为本实用新型的剖视图；
[0024]
图3为进丝机构立体图；
[0025]
图4为电容触摸开关结构示意图；
[0026]
图5为驱动电机控制流程图。
[0027]
附图标记列表：100-笔壳；101-料道；102-容纳槽；103-柱状笔管；104-左壳体；105-右壳体；200-笔头；201-加热喷嘴；300-控制芯片；400-进丝机构；401-蜗杆；411-螺旋齿；402-驱动电机；500-运动传感器；600-电容触摸开关；601-电容触摸按键板；602-导电棉；700-type-c电源接口。
具体实施方式
[0028]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0030]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0032]
实施例：参见图1-5，一种体感3d绘图笔，现有结构的3d绘图笔包括笔壳100、连接于笔壳100端部的笔头200和控制芯片300，笔壳100分为前端和后端，其与笔头200连接的一端为前端，另一端为尾端，笔头200包括一加热喷嘴201，笔壳100内沿其长度方向开设有料道101，该料道101的出口端与加热喷嘴201的进料口相连通，加热喷嘴201与控制芯片300电性连接；加热喷嘴201上缠绕有用于加热喷嘴的加热丝，控制芯片300的控制端与加热丝电性连接用于控制其加热，工作时，耗材塑料丝由料道101的出口端进入加热喷嘴201中，被其加热融化后由喷嘴排出；控制芯片300采用gd32f350g8型；
[0033]
3d绘图笔还包括进丝机构400、运动传感器500及电容触摸开关600；
[0034]
进丝机构400设置于笔壳100的内腔，该进丝机构400包括蜗杆401及驱动电机402，蜗杆401的轴向方向与料道101的长度方向平行，蜗杆401具有至少两个螺旋齿411，笔壳100内对应蜗杆401开设有一容纳槽102，该容纳槽102的一侧贯穿料道101，蜗杆401设置于容纳槽102内，且其螺旋齿411伸入至料道101中，蜗杆401的端部与驱动电机402的动力输出轴传动连接，驱动电机402与控制芯片300电性连接；
[0035]
工作时，塑料丝插入在料道101中，通过驱动电机402驱动蜗杆401作旋转运动，蜗杆401上的螺旋齿411转动切入塑料丝，带动塑料丝螺旋推进，蜗杆401传功具有高减速比，同时还可省去减速机构的设置；
[0036]
运动传感器500安装于笔壳100的内腔并靠近笔壳100的尾端，运动传感器500的信号输出端与控制芯片300电性连接，运动传感器500用于角度和加速度检测；
[0037]
电容触摸开关600安装在笔壳100上，该电容触摸开关600的信号输出端与控制芯片300电性连接，通过电容触摸开关600控制3d绘图笔工作；
[0038]
运动传感器500采用icm20618型，该型号的传感器集成了角度和加速度的检测功能，其设置在笔壳100的尾端，书写时，使用者手指力的作用点靠近笔头200部分，驱动笔头200运动，而运动传感器500设置在笔壳100上相对笔头200较远的尾端，通过杠杆原理可放大笔头200的运动提高其检测灵敏度；参见图5，具体控制时，运动传感器500检测笔头200的角度变化，当其检测到笔头200向下时，使用者同时触摸电容触摸开关600，控制芯片300控制驱动进丝机构400的驱动电机402正转，通过蜗杆401驱动塑料丝进丝（加热喷嘴201同时加热并融化塑料丝，进行书写操作）；当运动传感器500检测到笔头200的运动速度加快时，输出信号至控制芯片300，通过控制芯片300提高驱动电机402转速，以增加塑料丝的进丝速度，提高书写的流畅性；反之当笔头200的书写速度变慢时，运动传感器500输出信号至控制芯片300，降低驱动电机402转速，降低塑料丝的进给速度，避免进丝速度过快，造成溢料；运动传感器500的角度检测用于控制驱动电机402的正反转，当笔头200朝上并与水平面夹角大于45度，运动传感器500检测到该角度变化，输出电信号至控制芯片300，此时再按住电容触摸开关600，控制驱动电机402反转，可实现自动退丝；
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螺旋齿411朝向笔头200一侧的齿面垂直于蜗杆401的轴线，螺旋齿411背向喷嘴13一侧的齿面为由上至下倾斜的斜面，朝向笔头200一侧的齿面垂直于蜗杆401的轴线，使得
作用在耗材上时其力的方向与耗材的前进方向一致，没有其它方向的分力，而当该齿面为斜面时，该斜面作用在塑料丝上时，还存在竖直方向和垂直于该斜面方向的分力，从而使得其对塑料丝推动力有所降低使得其作用在耗材上的推动力较大。
[0040]
电容触摸开关600包括一电容触摸按键板601，该电容触摸按键板601安装于笔壳100内，电容触摸按键板601的触摸区上贴合有一层导电棉602，参见图4，电容触摸按键板601本身是一个电路板，导电棉602可以采用铝箔布泡绵，其贴在电容触摸按键板601的触摸区域上，该导电棉602减少了电容触摸按键板601与笔壳100之间的感应距离，提高其感应的灵敏度。
[0041]
笔壳100包括柱状笔管103和两个对称设置的左壳体104和右壳体105，左壳体104和右壳体105均呈半圆形，且相互拼接在一起，料道101设置在左壳体104与右壳体105之间，笔壳100套设在左壳体104和右壳体105上，笔壳100采用分体式安装，便于进行拆卸。
[0042]
笔壳100不能为金属壳体，金属壳体会屏蔽电容触摸开关600，使其失效。
[0043]
控制芯片300的电源输入端电性连接有一type-c电源接口700，通过type-c电源接口700连接外部电源。
[0044]
本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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