一種多功能智能筆的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

武子睿

摘 要：隨著科技水平的不斷進(jìn)步，人們對(duì)智能化書寫工具的需求也隨之提高。然而，目前市場(chǎng)上的書寫工具大都功能單一，體驗(yàn)感較差，無(wú)法滿足人們的書寫要求。本文基于這一背景，設(shè)計(jì)研究了一種集便簽紙攜帶、音樂播放、藥品攜帶、U盤攜帶、觸控及時(shí)間提醒等功能于一身的多功能智能筆。所設(shè)計(jì)的智能筆具有緩解寫作者壓力、提醒寫作人員合理調(diào)整寫作時(shí)間以及為因?qū)Ｗ懽鞫盟幬锏幕颊咛峁┧幤返墓δ?，在一定程度上?shí)現(xiàn)了書寫工具的多功能化。為書寫工具的智能化發(fā)展提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：書寫工具;智能化;多功能筆;設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：G06F3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0089-03

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钪悄芑潭炔粩嗵岣?，隨之帶來的對(duì)信息獲取與記錄需求的不斷增加。常規(guī)記錄數(shù)據(jù)與信息的方式主要通過筆等書寫工具在便簽或筆記本等紙上進(jìn)行書寫。隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，通過手機(jī)或者平板電腦記錄信息的方式也日益流行。然而基于書本等知識(shí)載體紙質(zhì)化程度較高，手機(jī)或平板電腦依然無(wú)法完全取代傳統(tǒng)的紙和筆。目前市場(chǎng)上存在的書寫工具功能較為單一，使用者長(zhǎng)期書寫時(shí)容易產(chǎn)生壓力和疲勞感;在日常生活中，人們也經(jīng)常會(huì)遇到隨身有筆卻忘記攜帶書寫用紙的情況，尤其是對(duì)于需要隨手記錄靈感的藝術(shù)工作者來說，常因此造成損失;對(duì)于學(xué)生或者上班族來說，生病時(shí)忘記攜帶藥品的情況也時(shí)有發(fā)生?？紤]到這類人群經(jīng)常使用書寫工具，若在書寫工具中設(shè)置存儲(chǔ)藥品的裝置并賦予藥品使用提醒功能，則這類問題也可以很好的得到解決。筆記本電腦和平板電腦作為人們記錄信息的載體，通常情況下也需要觸控筆進(jìn)行記錄，若對(duì)一種常規(guī)性用筆賦予觸控功能，則在很大程度上方便了使用者的信息記錄過程。

目前關(guān)于書寫工具智能化與功能化的設(shè)計(jì)中，美國(guó)一家公司推出了一款可自動(dòng)合成顏色的智能畫筆，該畫筆內(nèi)置的墨盒中包含了黑、白、紅、青、黃五種顏色的墨水，通過內(nèi)置的微型馬達(dá)調(diào)節(jié)各個(gè)顏色的使用比，從而產(chǎn)生用戶需要的顏色，該智能畫筆在一定程度上方便了繪畫工作者的制畫流程[1]。還有一家公司設(shè)計(jì)了一款有利于盲人進(jìn)行學(xué)習(xí)的智能筆，該智能筆內(nèi)部置有微型攝像頭，能夠識(shí)別出書本上的字跡，當(dāng)盲人工作者用筆端放置在書本上時(shí)，智能筆的識(shí)別系統(tǒng)讀取字跡然后將其轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)進(jìn)行播放，從而使得盲人工作者能夠獲取書本上的信息[2]。另外有一家公司則研究了一款能夠識(shí)別主人的智能筆，該智能筆內(nèi)置兩個(gè)傳感器，一個(gè)傳感器可以檢測(cè)到書寫者的指紋，另外一個(gè)傳感器則可以檢測(cè)到書寫者的力度，兩種檢測(cè)方式使得智能筆能夠判斷出書寫者是否為該筆的主人[3]。澳大利亞的一家工作室也設(shè)計(jì)了一種可同步到手機(jī)和電腦的智能筆，這款智能筆可與多個(gè)系統(tǒng)兼容，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存儲(chǔ)書寫草圖的功能[4]。國(guó)內(nèi)一家公司則設(shè)計(jì)了一款防近視智能筆，智能筆內(nèi)置的智能芯片能夠隨時(shí)糾正書寫人員的坐姿，當(dāng)檢測(cè)到坐姿不端正時(shí)，智能筆的筆芯會(huì)收進(jìn)筆桿，從而使得書寫者無(wú)法白紙上畫出痕跡[5]。郭帥維設(shè)計(jì)了一款漢字智能筆，在使用的過程中可智能調(diào)整書寫力度，有利于漢字書寫者對(duì)其字體進(jìn)行把握，從而使得所寫字體更為美觀[6]。這些智能筆在一定程度上實(shí)現(xiàn)了書寫工具的智能化，但大多數(shù)都缺乏一定的實(shí)用性。

本文設(shè)計(jì)了一種集多功能于一身的智能筆，所設(shè)計(jì)的智能筆的主體上具有空心橡膠按鈕結(jié)構(gòu)，能夠幫助書寫者通過按壓的方式進(jìn)行手部放松;在智能筆的筆帽中內(nèi)置音樂播放芯片，能夠幫助書寫者在書寫疲倦時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)木穹潘?該音樂播放器內(nèi)置鬧鐘功能，與此同時(shí)，在筆體上有一個(gè)存放藥物的凹槽，以便提醒患病人員在書寫時(shí)及時(shí)服用藥物。除此之外，所設(shè)計(jì)的智能筆還具有便簽攜帶、U盤攜帶以及觸屏等功能，極大程度的滿足了使用者日常書寫過程中的需求。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 智能筆主體設(shè)計(jì)

如圖1給出了智能筆的主體示意圖，摩擦型橡膠管的主要作用是增加書寫人員手與筆之間的摩擦力，從而更有利于執(zhí)筆書寫;突起結(jié)構(gòu)的主要作用是連接筆帽和筆體，由于所涉及的智能筆中絕大多數(shù)的功能都集中在筆帽，故需要一個(gè)很好的連接結(jié)構(gòu)將筆帽與筆體相連，突起結(jié)構(gòu)在一定程度上扮演了這一角色;空心橡膠圓鈕的主要作用是對(duì)書寫者的手部進(jìn)行按摩，這一結(jié)構(gòu)設(shè)置在筆帽上，不會(huì)影響到書寫者正常的書寫。當(dāng)書寫人員經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的書寫感受到疲倦時(shí)，可通過按壓空心橡膠圓鈕實(shí)現(xiàn)手部的放松;觸控頭的設(shè)計(jì)則是為了書寫者在使用平板電腦或手機(jī)時(shí)進(jìn)行電子書寫操作，從而實(shí)現(xiàn)了智能筆的觸控功能;藥品的儲(chǔ)存功能由卡合結(jié)構(gòu)、藥品腔、儲(chǔ)物盒蓋共同實(shí)現(xiàn)，可以用來存放患病人員所需服用的藥物。藥品腔的容積足夠大，能夠滿足使用者對(duì)藥物的需求;儲(chǔ)物盒蓋和卡合結(jié)構(gòu)的配合能夠使得藥品腔完全密封，不至于使得外界灰塵等微粒進(jìn)入藥品腔污染了藥品。

1.2 智能筆筆帽設(shè)計(jì)

如圖2給出了智能筆的筆帽設(shè)計(jì)圖，在便簽存放空間中可以放置一定量的便簽，從而有利于書寫者在忘記攜帶筆記本時(shí)能夠及時(shí)記下比較重要的信息。在存放空間附近補(bǔ)充有紙卷轉(zhuǎn)軸，用來對(duì)便簽進(jìn)行固定，便簽紙槽的盒蓋與便簽出口進(jìn)行連接，用來對(duì)便簽進(jìn)行封存;顯示屏、菜單鍵、上調(diào)節(jié)按鈕、下調(diào)節(jié)按鈕等部分組成了音樂播放器的主體結(jié)構(gòu)，通過菜單鍵可進(jìn)行鬧鐘和音樂播放等功能的設(shè)置;時(shí)間顯示模塊內(nèi)置在顯示屏中，通過下調(diào)節(jié)按鈕和上調(diào)節(jié)按鈕可對(duì)顯示屏的時(shí)間和播放的音樂進(jìn)行調(diào)整。因筆帽結(jié)構(gòu)的整體智能性，需要對(duì)其進(jìn)行充電操作，而充電插口的設(shè)計(jì)則在一定程度上滿足了這一要求;U盤腔、內(nèi)置彈簧和U盤盒蓋在一定程度上實(shí)現(xiàn)了智能筆對(duì)U盤的存放，當(dāng)U盤插入后，內(nèi)置彈簧壓縮，U盤盒蓋閉合，U盤處于鎖定狀態(tài);當(dāng)需要取出U盤時(shí)，打開盒蓋，按壓彈簧U盤即可彈出。當(dāng)智能筆處于閑置狀態(tài)時(shí)，筆身置入筆帽主體，頂帽可保護(hù)筆尖不被破壞，內(nèi)置突起和外部突起結(jié)構(gòu)連接，保證了智能筆的整體性;筆夾可以將智能筆進(jìn)行固定，從而便于攜帶。

2 創(chuàng)新性與用戶群分析

本文所設(shè)計(jì)的多功能智能筆具有存放便簽的功能，可以有效解決使用者在需要記錄重要信息時(shí)忘記攜帶紙的問題。智能筆的主體內(nèi)置U盤盒，將U盤和智能筆結(jié)合在了一起，有利于使用者處理日常事務(wù)。智能筆身上的藥物存放盒以及鬧鐘提醒功能解決了患病人員在使用智能筆進(jìn)行工作時(shí)忘記服用藥物的問題。而當(dāng)使用者長(zhǎng)期工作導(dǎo)致疲勞時(shí)，智能筆的音樂播放器和空心橡膠圓鈕結(jié)構(gòu)也有利于對(duì)使用者進(jìn)行心理和身體層面的放松。所涉及的多功能智能筆相比較常規(guī)書寫工具而言，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能性強(qiáng)，體現(xiàn)出一定的創(chuàng)新性。

本文所設(shè)計(jì)的智能筆所具有的功能在一定程度上能夠滿足上班族的使用，當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，年輕人工作壓力較大，因此帶來的身體疾病較多。而另一方面迫于生活的壓力，又必須進(jìn)行日常工作。該智能筆所具有的身體和心理減壓功能能夠滿足使用者的放松需求。除此之外，內(nèi)置U盤和藥品腔也能夠滿足使用者在電子商務(wù)層面以及患病時(shí)的藥物需求層面的使用要求。智能筆內(nèi)置的便簽存放功能則有利于上班族在會(huì)議過程中對(duì)必要的信息進(jìn)行記錄。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)目前市場(chǎng)上智能筆的發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出一款集藥物存放、音樂播放、手部按摩等功能于一身的智能筆。能夠解決上班族因工作壓力較大，在書寫過程中對(duì)心理和身體層面進(jìn)行放松的需求;也能夠解決上班族因工作任務(wù)繁多，在患有感冒發(fā)燒等癥狀時(shí)忘記服用藥物的問題。除此之外，該智能筆的便簽存放、U盤存放以及觸控的功能方便了上班族在日常生活中處理事務(wù)的方式。該多功能智能筆功能較強(qiáng)、用戶群明確，體現(xiàn)出設(shè)計(jì)層面的創(chuàng)新性和合理性，在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)智能筆行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3] 佚名.新穎電子筆[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2003（03）：11.

[4] 郭誠(chéng).在紙上寫字可同步到手機(jī)和電腦的智能筆[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2014，40（20）：16.

[5] 佚名.防近視智能筆[J].城鄉(xiāng)致富，2010（01）：67.

[6] 郭帥維.漢字智能筆[J].浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，18（04）：101.