一种多功能智能笔的设计与实现
武子睿
(北京理工大学附属中学,北京 100089)
摘 要: 随着科技水平的不断进步,人们对智能化书写工具的需求也随之提高。然而,目前市场上的书写工具大都功能单一,体验感较差,无法满足人们的书写要求。本文基于这一背景,设计研究了一种集便签纸携带、音乐播放、药品携带、U盘携带、触控及时间提醒等功能于一身的多功能智能笔。所设计的智能笔具有缓解写作者压力、提醒写作人员合理调整写作时间以及为因专注写作而忘服用药物的患者提供药品的功能,在一定程度上实现了书写工具的多功能化。为书写工具的智能化发展提供了参考依据。
关键词: 书写工具；智能化；多功能笔；设计与实现
0 引言
随着社会发展,人们日常生活智能化程度不断提高,随之带来的对信息获取与记录需求的不断增加。常规记录数据与信息的方式主要通过笔等书写工具在便签或笔记本等纸上进行书写。随着智能化技术的不断发展,通过手机或者平板电脑记录信息的方式也日益流行。然而基于书本等知识载体纸质化程度较高,手机或平板电脑依然无法完全取代传统的纸和笔。目前市场上存在的书写工具功能较为单一,使用者长期书写时容易产生压力和疲劳感;在日常生活中,人们也经常会遇到随身有笔却忘记携带书写用纸的情况,尤其是对于需要随手记录灵感的艺术工作者来说,常因此造成损失;对于学生或者上班族来说,生病时忘记携带药品的情况也时有发生。考虑到这类人群经常使用书写工具,若在书写工具中设置存储药品的装置并赋予药品使用提醒功能,则这类问题也可以很好的得到解决。笔记本电脑和平板电脑作为人们记录信息的载体,通常情况下也需要触控笔进行记录,若对一种常规性用笔赋予触控功能,则在很大程度上方便了使用者的信息记录过程。
图1 智能笔主体图
1 摩擦型橡胶管,2 突起结构,3 空心橡胶圆钮,4 触控头,5 卡合结构,6 储物盒盖,7 药品腔
目前关于书写工具智能化与功能化的设计中,美国一家公司推出了一款可自动合成颜色的智能画笔,该画笔内置的墨盒中包含了黑、白、红、青、黄五种颜色的墨水,通过内置的微型马达调节各个颜色的使用比,从而产生用户需要的颜色,该智能画笔在一定程度上方便了绘画工作者的制画流程[1]。还有一家公司设计了一款有利于盲人进行学习的智能笔,该智能笔内部置有微型摄像头,能够识别出书本上的字迹,当盲人工作者用笔端放置在书本上时,智能笔的识别系统读取字迹然后将其转换成声音信号进行播放,从而使得盲人工作者能够获取书本上的信息[2]。另外有一家公司则研究了一款能够识别主人的智能笔,该智能笔内置两个传感器,一个传感器可以检测到书写者的指纹,另外一个传感器则可以检测到书写者的力度,两种检测方式使得智能笔能够判断出书写者是否为该笔的主人[3]。澳大利亚的一家工作室也设计了一种可同步到手机和电脑的智能笔,这款智能笔可与多个系统兼容,实现自动存储书写草图的功能[4]。国内一家公司则设计了一款防近视智能笔,智能笔内置的智能芯片能够随时纠正书写人员的坐姿,当检测到坐姿不端正时,智能笔的笔芯会收进笔杆,从而使得书写者无法白纸上画出痕迹[5]。郭帅维设计了一款汉字智能笔,在使用的过程中可智能调整书写力度,有利于汉字书写者对其字体进行把握,从而使得所写字体更为美观[6]。这些智能笔在一定程度上实现了书写工具的智能化,但大多数都缺乏一定的实用性。
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本文设计了一种集多功能于一身的智能笔,所设计的智能笔的主体上具有空心橡胶按钮结构,能够帮助书写者通过按压的方式进行手部放松;在智能笔的笔帽中内置音乐播放芯片,能够帮助书写者在书写疲倦时进行适当的精神放松;该音乐播放器内置闹钟功能,与此同时,在笔体上有一个存放药物的凹槽,以便提醒患病人员在书写时及时服用药物。除此之外,所设计的智能笔还具有便签携带、U盘携带以及触屏等功能,极大程度的满足了使用者日常书写过程中的需求。
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图2 智能笔笔帽设计示意图
8.便签存放空间,9.充电插口,10.笔夹,11.时间显示模块,12.便签纸出口,13.U盘盒盖,14.U盘腔,15.下调节按钮,16.上调节按钮,17.菜单键,18.笔帽主体,19.显示屏,20.内置弹簧,21.顶帽,22.内置突起,23.便签纸槽盒盖,24.纸卷转轴
1 设计方案
1.1 智能笔主体设计
如图2给出了智能笔的笔帽设计图,在便签存放空间中可以放置一定量的便签,从而有利于书写者在忘记携带笔记本时能够及时记下比较重要的信息。在存放空间附近补充有纸卷转轴,用来对便签进行固定,便签纸槽的盒盖与便签出口进行连接,用来对便签进行封存;显示屏、菜单键、上调节按钮、下调节按钮等部分组成了音乐播放器的主体结构,通过菜单键可进行闹钟和音乐播放等功能的设置;时间显示模块内置在显示屏中,通过下调节按钮和上调节按钮可对显示屏的时间和播放的音乐进行调整。因笔帽结构的整体智能性,需要对其进行充电操作,而充电插口的设计则在一定程度上满足了这一要求;U盘腔、内置弹簧和U盘盒盖在一定程度上实现了智能笔对U盘的存放,当U盘插入后,内置弹簧压缩,U盘盒盖闭合,U盘处于锁定状态;当需要取出U盘时,打开盒盖,按压弹簧U盘即可弹出。当智能笔处于闲置状态时,笔身置入笔帽主体,顶帽可保护笔尖不被破坏,内置突起和外部突起结构连接,保证了智能笔的整体性;笔夹可以将智能笔进行固定,从而便于携带。
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1.2 智能笔笔帽设计
如图1给出了智能笔的主体示意图,摩擦型橡胶管的主要作用是增加书写人员手与笔之间的摩擦力,从而更有利于执笔书写;突起结构的主要作用是连接笔帽和笔体,由于所涉及的智能笔中绝大多数的功能都集中在笔帽,故需要一个很好的连接结构将笔帽与笔体相连,突起结构在一定程度上扮演了这一角色;空心橡胶圆钮的主要作用是对书写者的手部进行按摩,这一结构设置在笔帽上,不会影响到书写者正常的书写。当书写人员经过长时间的书写感受到疲倦时,可通过按压空心橡胶圆钮实现手部的放松;触控头的设计则是为了书写者在使用平板电脑或手机时进行电子书写操作,从而实现了智能笔的触控功能;药品的储存功能由卡合结构、药品腔、储物盒盖共同实现,可以用来存放患病人员所需服用的药物。药品腔的容积足够大,能够满足使用者对药物的需求;储物盒盖和卡合结构的配合能够使得药品腔完全密封,不至于使得外界灰尘等微粒进入药品腔污染了药品。
2 创新性与用户群分析
本文所设计的多功能智能笔具有存放便签的功能,可以有效解决使用者在需要记录重要信息时忘记携带纸的问题。智能笔的主体内置U盘盒,将U盘和智能笔结合在了一起,有利于使用者处理日常事务。智能笔身上的药物存放盒以及闹钟提醒功能解决了患病人员在使用智能笔进行工作时忘记服用药物的问题。而当使用者长期工作导致疲劳时,智能笔的音乐播放器和空心橡胶圆钮结构也有利于对使用者进行心理和身体层面的放松。所涉及的多功能智能笔相比较常规书写工具而言,结构简单、功能性强,体现出一定的创新性。
本文所设计的智能笔所具有的功能在一定程度上能够满足上班族的使用,当前社会经济发展迅速,年轻人工作压力较大,因此带来的身体疾病较多。而另一方面迫于生活的压力,又必须进行日常工作。该智能笔所具有的身体和心理减压功能能够满足使用者的放松需求。除此之外,内置U盘和药品腔也能够满足使用者在电子商务层面以及患病时的药物需求层面的使用要求。智能笔内置的便签存放功能则有利于上班族在会议过程中对必要的信息进行记录。
3 结语
本文根据目前市场上智能笔的发展现状,设计出一款集药物存放、音乐播放、手部按摩等功能于一身的智能笔。能够解决上班族因工作压力较大,在书写过程中对心理和身体层面进行放松的需求;也能够解决上班族因工作任务繁多,在患有感冒发烧等症状时忘记服用药物的问题。除此之外,该智能笔的便签存放、U盘存放以及触控的功能方便了上班族在日常生活中处理事务的方式。该多功能智能笔功能较强、用户群明确,体现出设计层面的创新性和合理性,在一定程度上促进了我国智能笔行业的发展。
参考文献
[1]佚名.从现实中吸色的神奇智能笔[J].IT经理世界,2016(17):10-11.
[2]佚名.新型智能纸笔[J].技术与市场,2009,16(04):96.
[3]佚名.新颖电子笔[J].技术与市场,2003(03):11.
[4]郭诚.在纸上写字可同步到手机和电脑的智能笔[J].计算机与网络,2014,40(20):16.
[5]佚名.防近视智能笔[J].城乡致富,2010(01):67.
[6]郭帅维.汉字智能笔[J].浙江工贸职业技术学院学报,2018,18(04):101.
中图分类号: G06F3
文献标识码: A
文章编号: 1671-2064(2019)08-0089-03
收稿日期: 2019-03-22
作者简介: 武子睿,男,汉,北京人。
标签：书写工具论文; 智能化论文; 多功能笔论文; 设计与实现论文; 北京理工大学附属中学论文;