CN105813852B - 手动装置和多功能组件 - Google Patents

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Abstract

本发明关于被设计为与电容屏相互作用的手动装置领域，更具体地关于一种手动装置(1)，其具有：开放的第一端，被设计为沿纵向接纳书写工具的后端；以及第二端，与第一端沿纵向相对并被设置有导电衬垫(5)。在第一端与第二端之间，手动装置包括由弹性体制成的外部部分(6)以及导电的内部结构(7)，所述内部结构(7)在所述衬垫(5)与内部结构(7)的至少一个导电表面(9)之间形成电连接，内部结构的导电表面经过所述外部部分(6)的抓握表面的开口齐平。

Description

手动装置和多功能组件
背景技术
本发明涉及一种手动装置，该手动装置的一端适配有导电衬垫。在接触如具体在移动电话、多媒体平板电脑或其他计算机设备上使用的电容屏的表面时，这种导电衬垫可以局部地扭曲屏幕的静电场，该扭曲可被例如微处理器的数据处理装置检测并定位，以便与屏幕上显示的图形用户界面的元件相互作用。
典型地，电容屏意在通过用使用者的手指直接接触而使用。然而，在某些使用中，类似于触笔的手动装置可能是优选的，例如由于精确度的原因。诸如本公开的装置的这种手动装置可具有导电衬垫。
这种专用的手动装置的缺点是其可能对于单一使用者的其他书写工具是额外的。术语“书写工具”在本文中用于表示可被用于在适当的表面上手动描绘书写的任何工具。因此，书写工具包括，例如：铅笔、钢笔、圆珠笔或毡尖笔、甚至适当的触笔。所有这些书写工具是在书写尖端的前端和沿纵向与其相对的后端之间典型的细长形。因此这个细长形使得书写工具的前部能够接近书写尖端被抓握在拇指的尖端与食指和中指中的至少一个的尖端之间，同时后部被支撑在拇指与食指之间的抓握拐角中，以便将书写工具稳定在手中。不幸地，由所有这些工具一起占用的空间对使用者来说是重大缺陷。
发明内容
本发明试图补救这些缺陷。具体地，本公开试图提出一种手动装置，这种手动装置适配有导电衬垫并能够容易地被紧固在另一书写工具的后端上，以便形成符合人体工学的多功能组件。
在根据本发明的至少一个实施例的手动装置中，该目的通过一种手动装置实现，该手动装置具有：开放的第一端，适于沿纵向接纳书写工具的后端；以及第二端，与第一端沿纵向相对并被设置有导电衬垫，该手动装置在第一端与第二端之间包括由弹性体制成的外部部分以及导电的内部结构，所述内部结构在所述衬垫与内部结构的至少一个导电表面之间形成电连接，上述内部结构的导电表面透过一开口在所述外部部分的抓握表面上露出。在本文中，“露出”应被宽泛地理解为暗示了该内部结构的导电表面可通过该开口而接触到。相反，这并不意味着内部结构的导电表面与围绕开口的抓握表面必需在完全相同的水平：相对于围绕开口的抓握表面，内部结构的导电表面可在相同水平，或其可回缩至少一点和/或其可突出至少一点。
借助这些设置，手动装置被制成径向柔性，从而使得各种直径和截面的书写工具能够通过手动装置的第一端用力接合到该手动装置中。内部结构增强了装置，同时在衬垫与使用者的手指之间提供电接触，该接触用来更好地复制由使用者的手指直接接触引起的电容屏的静电场变形，否则该电接触将难以通过外部部分的弹性体材料建立，不过这提供了特别适合且符合人体工学的抓握表面。
为了确保限制生产所述内部结构的成本，该内部结构可由填充有导电颗粒的聚合物制成。该聚合物可特别为热塑性材料。为了获得更好的效果，颗粒可具体为纳米颗粒。为了快速、廉价地制造，所述主体可通过注射成型来制造。通过对外部部分使用热塑性弹性体，该外部部分可以容易地围绕内部结构包覆成型。
为了提供内部结构的径向柔性，该内部结构可包括由至少一个成角度的柔性条带连接在一起的至少一对元件。由于这种成角度的柔性条带可关于两个不同的轴弯曲，所以其允许衬垫的两个元件之间的相对运动。具体地，内部结构可包括一对元件和靠近衬垫的端片(endpiece)，每个元件具有沿纵向延伸的两个平行分支，这两个元件中每个元件的两个分支被各自的公共基部连接到端片，该对元件中的第一元件的一个分支被成角度的柔性条带连接到该对元件中的第二元件的一个分支,第一元件的另一分支被另一成角度的柔性条带连接到第二元件的另一分支，第一元件的两个分支也在该装置的第一端旁边被柔性条带连接到一起。内部结构的这种构造使得能够优化其径向柔性，以便使多种截面和直径的书写工具能够被用力接合到手动装置内部。
本公开还涉及一种多功能组件，其包括这样的手动装置以及书写工具，该书写工具具有呈现书写尖端的前端以及通过手动装置的第一端用力接合的后端。
附图说明
通过阅读以下作为非限制性示例给出的实施例的详细描述，本发明可被充分理解且其优点将变得更加清楚。描述参照附图，在附图中：
图1是第一实施例中的手动书写装置的立体图；
图2A到图2C是图1的手动装置的内部结构的不同立体图；
图3是由图1的手动装置和用力接合在手动装置中的书写工具形成的多功能组件的纵截面；以及
图4和图5是可选实施例中的手动装置的立体图。
具体实施方式
图1示出了在开放的第一端与第二端之间沿纵向延伸的以细长帽形式的手动装置1，第二端具有导电的柔性衬垫5，例如，由填充有炭黑的硅聚合物制成。
手动装置1具有：弹性体外部部分6，围绕内部结构7包覆成型；以及连接器8，将内部结构7连接到柔性衬垫5。环10保护连接器8的基部。连接器8和内部结构7可导电，以便在柔性衬垫5和内部结构7的导电表面9之间形成电连接，该导电表面9通过相应的开口在外部部分6的抓握表面上露出。为了获得该导电性，连接器8由填充有导电颗粒的硅聚合物制成，上述导电颗粒例如为具有约9.5纳米(nm)的直径以及约1.5微米(μm)的长度的碳纳米管，而内部结构7可由如同样填充有导电颗粒的热塑性聚合物的材料制成，且更具体地填充有具有9.5nm的直径和1.5μm的长度的碳纳米管。这种聚合物的使用也使得能够通过注射成型廉价地进行大批量生产。由于导电表面9，外部部分6可由介电材料(例如也适用于围绕内部结构7包覆成型的传统热塑性弹性体)制成。
然而，内部部分6的弹性体材料是相对柔性的，具体地为了使手动装置1更适于触摸，通常内部结构7的弹性体材料更加刚性。因此内部结构7呈现用来增加其径向柔性的几何构造，从而更容易将书写工具用力接合到手动装置1中。因此，如图2A到图2C所具体示出的，内部结构7呈现被设计成提供大量径向柔性的特别形状。更具体地，该内部护套7包括端片12和一对元件13、14，每个元件具有沿纵向延伸的两个平行分支。端片12接近衬垫5并具有用于锚定连接器8的环形凹槽13。第一元件13的两个分支13a和13b通过更狭窄的公共基部13c连接到端片12，使第一元件13呈音叉形。以相同方式，第二元件14的两个分支14a和14b也通过更狭窄的公共部分14c被连接到端片12，使第二元件呈相似的音叉形。在内部护套7的另一端，第一元件13的分支13a通过成角度的柔性条带15a连接到第二元件14的分支14a，且第一元件13的分支13b通过另一成角度的柔性条带15b被连接到第二元件14的分支14b。最终，与第二元件的两个分支14a和14b不同，第一元件13的两个分支13a和13b在与它们的公共基部13c相反的端部处也通过柔性条带13d被连接到一起。
在所示的实施例中，导电表面9位于第一元件13与第二元件14之间。更具体地，这些导电表面位于第一元件13的分支13a与第二元件14的分支14a之间、在从分支13a以及从分支14a交替延伸的臂20a上，以及在第一元件13的分支13b与第二元件14的分支14b之间，这些导电表面位于从分支13b以及从分支14b交替延伸的臂20b上。
柔性条带15a、15a和13d的每个直节段、第一节段13的基部13c以及第二节段14的基部14c引入关于不同轴线的拐点，该构造用来优化内部结构7的径向柔性，以便更容易将前端为书写尖端16a的书写工具16的后端用力接合到内部结构7的内部，如图3所具体示出的。
这种手动装置可以多种不同形式支撑，特别是关于抓握表面的构造和通过抓握表面中的孔齐平的导电表面的构造。图4和图5示出两个具有这种可选构造的其他实施例。与第一实施例的那些元件类似或等同的元件在这两个图中使用相同的附图标记。
尽管参照特定实施例描述了本发明，但是应清楚可对这些示例作出各种修改和变型而不超出如由权利要求书所限定的本发明的大体范围。特别地，所提及的各种实施例的单独特征可被结合到附加实施例中。因此，说明书和附图应该被认为在某种意义上是说明性而非限制性的。

Claims (6)

1.一种手动装置(1)，具有：开放的第一端，适于沿纵向接纳书写工具(16)的后端；以及第二端，与所述第一端沿纵向相对并被设置有导电衬垫(5)，所述手动装置在所述第一端与所述第二端之间包括由弹性体制成的外部部分(6)以及导电的内部结构(7)，所述内部结构(7)在所述衬垫(5)与所述内部结构(7)的至少一个导电表面(9)之间形成电连接，所述手动装置(1)的特征在于，所述内部结构的导电表面透过开口在所述外部部分(6)的抓握表面(11)上露出。
2.根据权利要求1所述的手动装置(1)，其中，所述内部结构(7)由填充有导电颗粒的聚合物制成。
3.根据权利要求2所述的手动装置(1)，其中，所述导电颗粒是纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的手动装置(1)，其中，所述内部结构(7)包括由至少一个成角度的柔性条带(15a、15b)连接在一起的至少一对元件(13、14)。
5.根据权利要求4所述的手动装置(1)，其中，所述内部结构(7)包括靠近所述衬垫(5)的端片(12)以及一对元件(13、14)，每个元件具有沿纵向延伸的两个平行分支(13a、13b；14a、14b)，这两个元件(13、14)的每个元件的两个分支(3a、13b；14a、14b)被各自的公共基部(13c、14c)连接到所述端片，该对元件中的第一元件(13)的一个分支(13a)被成角度的柔性条带(15a)连接到该对元件中的第二元件(14)的一个分支(14a),所述第一元件(13)的另一分支(13b)被另一成角度的柔性条带(15b)连接到所述第二元件(14)的另一分支(14b)，以及所述第一元件(13)的两个分支(13a、13b)也在所述装置(1)的第一端旁边被柔性条带(13d)连接到一起。
6.一种多功能组件，其包括根据权利要求1到5中任一项所述的手动装置(1)以及细长的书写工具(16)，该细长的书写工具具有呈现书写尖端(16a)的前端以及通过所述手动装置(1)的所述第一端用力接合的后端。
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