CN116009714B - 触控笔、电子设备以及压力检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种触控笔、电子设备以及压力检测装置。触控笔包括笔筒、压力检测装置以及笔头。压力检测装置包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。筒体设置于笔筒内。活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括相对设置的第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间，储存空间用于储存可流动的介质。笔头与第二连接端相连。其中，沿筒体的轴向，笔头靠近或远离筒体移动，通过活塞杆带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

Description

触控笔、电子设备以及压力检测装置

技术领域

本申请实施例涉及终端技术领域，特别涉及一种触控笔、电子设备以及压力检测装置。

背景技术

随着智能手机或平板电脑等电子设备的爆发式增长，电子设备的功能越来越多。电子设备除了主机之外，还配备利于操作使用的触控笔。用户可以通过触控笔操作***执行部分指令，例如音量调节或亮度调节等。用户也可以使用触控笔在电子设备上的画布上绘画、书写。触控笔和主机为分离结构。触控笔的笔头通常需要与主机的屏幕接触。为了获得触控的精准度，通常触控笔的笔头的体积设计的较小。当前触控笔中设置有压力传感器。压力传感器用于检测笔头的压力值。通过检测的压力值可以判断用户是否在使用触控笔，也可以通过检测的压力值调整触控笔书写笔迹的粗细程度，例如，压力越大，笔迹越粗。然而，目前使用的压力传感器包括可变形框架与应变片。应变片贴附于可变形框架的采集位置。笔头压力变化时，笔头会对可变形框架施加作用力，以使可变形框架发生形变，而应变片产生应变。应变片将应变信号转换为电信号，以获得笔头当前的压力值。由于可变形框架的形变精度和灵敏度相对偏差，因此贴附于可变形框架上的应变片的检测结果容易存在误差，从而导致触控笔存在接触屏幕无响应或者书写笔迹粗细程度与压力大小不匹配的可能性，影响触控笔使用体验。

发明内容

本申请实施例提供一种触控笔、电子设备以及压力检测装置，可以提高触控笔的压力检测精度和灵敏度。

本申请第一方面提供一种触控笔，其包括笔筒、压力检测装置以及笔头。

压力检测装置包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。筒体设置于笔筒内。活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间，储存空间用于储存可流动的介质。笔头与第二连接端相连。其中，沿筒体的轴向，笔头靠近或远离筒体移动，通过活塞杆带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

本申请实施例提供的触控笔中，笔头受到压力作用时，笔头可以带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，而半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变，并且半导体应变片自身可以将应变信号转换为表征笔头当前压力值的电信号，以获得笔头当前的压力值。由于活塞和半导体应变片间隔设置，即活塞和半导体应变片为非接触状态，因此活塞和半导体应变片之间的作用力传递方式为非接触传递方式。活塞的位置发生变化时，半导体应变片可以快速且精准地响应活塞的位置变化而发生形变，有利于提高触控笔的笔头压力检测的精度和灵敏度，降低触控笔存在轻触触控屏无响应或者书写笔迹粗细程度与压力大小不匹配的可能性，提升触控笔使用体验。

在一种可能的实施方式中，半导体应变片包括二维半导体材料层。

二维半导体材料层具有良好的拉伸性和柔韧性，从而可以承受较大的应变而不发生损坏。同时，二维半导体材料层具有高灵敏度应变性能，可以实现对外界应力变化灵敏的响应，以提供对压力的敏感检测，有利于提高压力检测装置的检测精度和灵敏度。

在一种可能的实施方式中，半导体应变片还包括柔性衬底。二维半导体材料层与柔性衬底层叠设置。柔性衬底与筒体密封连接。

柔性衬底可以为二维半导体材料层提供支撑。在半导体应变片响应外界应力而发生弯曲形变时，柔性衬底与二维半导体材料层可以同步发生弯曲形变。在作用于半导体应变片上的应力消失后，柔性衬底与二维半导体材料层可以在弹性回复力的作用下同步恢复初始状态，以实现复位。

在一种可能的实施方式中，二维半导体材料层的材料包括二硫化钼、二硫化钨、硒化铟、二硒化钨和石墨烯中的至少一种。

在一种可能的实施方式中，半导体应变片与筒体粘接以形成密封连接。

半导体应变片与筒体采用粘接的方式，一方面，可以有利于保证半导体应变片与筒体之间连接后实现良好的密封状态；另一方面，半导体应变片与筒体之间不需要额外设置机械连接件，也不需要在半导体应变片与筒体上设置相应的连接结构，例如连接孔，从而有利于减少零部件使用数量，同时保证半导体应变片的结构完整性，降低因半导体应变片上设置连接结构，破坏结构完整性而导致半导体应变片易于在连接结构的周围发生撕裂的可能性。

在一种可能的实施方式中，半导体应变片与筒体的端面密封连接。

筒体的端面与半导体应变片之间形成的接触面的接触面积较大，从而可以提高筒体与半导体应变片之间的连接可靠性和稳定性。

在一种可能的实施方式中，半导体应变片包括二维半导体材料层。沿筒体的轴向，半导体应变片的二维半导体材料层的正投影位于筒体的端面的正投影内。

在一种可能的实施方式中，活塞与筒体密封连接。

活塞、筒体以及半导体应变片形成密封状态的储存空间。由于储存空间处于密封状态，因此活塞的位置发生变化时，作用力可以快速且有效地传递至半导体应变片，以使得半导体应变片可以快速且准确地响应活塞的位置变化而产生相应的形变，从而有利于保证压力检测装置的灵敏度和检测精度。

在一种可能的实施方式中，活塞与筒体中的至少一者上具有流体通道。流体通道沿筒体的轴向延伸。流体通道连通储存空间以及活塞背向半导体应变片一侧的空间。

在活塞或者筒体加工制造过程中，活塞的外表面或者筒体的内壁可以允许存在预定的加工误差，使得活塞的外表面或者筒体的内壁可以存在微小尺寸的沟道。活塞的外表面或者筒体的内壁上的沟道可以形成流体通道。在活塞的位置发生变化时，通过流体通道的介质流速相对缓慢，并且单位时间的流量相对较小，从而在活塞通过储存空间内的介质向半导体应变片传递作用力过程中，流体通道中流过的介质对传递作用力的过程影响较小。因此，在保证半导体应变片可以有效响应活塞的位置变化而产生相应形变的情况下，活塞的外表面或者筒体的内壁的加工精度要求可以相对降低，有利于降低活塞或筒体的加工难度和加工成本。

在一种可能的实施方式中，可流动的介质为气体，从而有利于减轻触控笔的整体重量，有利于触控笔的轻量化。另外，对于活塞、筒体以及半导体应变片形成密封状态的储存空间的实施例，如果活塞、筒体以及半导体应变片出现密封失效的情况时，由于可流动的介质为气体，因此储存空间内的介质发生泄漏时，泄漏的介质也不会污染压力检测装置或者笔筒内的其他结构件。

在一种可能的实施方式中，压力检测装置还包括弹性件。笔头靠近或远离筒体移动，以使弹性件蓄积或释放弹性势能。

弹性件蓄积弹性势能时，可以对笔头施加沿筒体的轴向的阻尼作用力，使得笔头的移动过程相对缓和、平顺，以有利于保证半导体应变片形变过程缓和、平顺，降低笔头移动速度过快，使得半导体应变片在较短时间内发生较大形变而导致半导体应变片易于发生疲劳失效或损坏的可能性，另外也有利于降低笔头移动速度过快而影响用户体验的可能性。弹性件释放弹性势能时，可以对笔头施加复位作用力，以使笔头快速且准确地恢复到初始状态。

在一种可能的实施方式中，筒体和活塞杆分别与弹性件相连。或者，笔筒和活塞杆分别与弹性件相连。

在一种可能的实施方式中，压力检测装置还包括限位件。限位件与筒体相连。沿筒体的轴向，限位件设置于活塞背向半导体应变片的一侧。限位件用于对活塞形成限位。

限位件用于对活塞形成限位，以限定活塞位置，从而在活塞与限位件相互接触时，活塞以及笔头可以准确地恢复到初始状态，保证笔头复位后的位置精度高，进而保证压力检测装置的检测精度高。限位件可以防止活塞从筒体中退出。

在一种可能的实施方式中，限位件为限位板。限位件包括避让孔。活塞杆穿设于避让孔。

本申请第二方面提供一种电子设备，其包括上述的触控笔。触控笔包括笔筒、压力检测装置以及笔头。压力检测装置包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。筒体设置于笔筒内。活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间，储存空间用于储存可流动的介质。笔头与第二连接端相连。其中，沿筒体的轴向，笔头靠近或远离筒体移动，通过活塞杆带动活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

本申请第三方面提供一种压力检测装置，其包括筒体、活塞组件以及半导体应变片。

活塞组件包括活塞和活塞杆。活塞设置于筒体内。活塞杆包括第一连接端和第二连接端。沿筒体的轴向，第一连接端和第二连接端相对设置。第一连接端与活塞相连。沿筒体的轴向，半导体应变片位于活塞背向活塞杆的一侧。半导体应变片与筒体密封连接。活塞和半导体应变片之间形成储存空间。储存空间用于储存可流动的介质。其中，沿筒体的轴向，活塞靠近或远离半导体应变片移动，半导体应变片用于响应活塞的位置变化而产生相应形变。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的主机的分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供的触控笔的结构示意图；

图4为相关技术的触控笔的局部剖视结构示意图；

图5为相关技术的触控笔的局部剖视结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图；

图8为图6中M处的放大示意图；

图9为本申请一实施例提供的压力检测装置的局部剖视结构示意图；

图10为图6中N处放大示意图；

图11为本申请另一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图；

图12为本申请另一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图；

图13为本申请再一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图；

图14为本申请再一实施例提供的触控笔的局部剖视结构示意图。

附图标记：

10、电子设备；

20、主机；21、触控屏；22、壳体；23、主板；24、电子器件；

30、触控笔；

40、笔筒；

50、笔头；

60、压力检测装置；60a、储存空间；

61、筒体；611、端面；

62、活塞组件；621、活塞；622、活塞杆；622a、第一连接端；622b、第二连接端；

63、半导体应变片；631、二维半导体材料层；632、柔性衬底；

64、弹性件；

65、限位件；

99、压力传感器；991、可变形框架；992、应变片；

100、粘接胶；

110、流体通道；

X、轴向。

具体实施方式

本申请实施例中的电子设备可以称为用户设备（user equipment，UE）或终端（terminal）等，例如，电子设备可以为平板电脑（portable android device，PAD）、个人数字处理（personal digital assistant，PDA）、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备、虚拟现实（virtual reality，VR）终端设备、增强现实（augmentedreality，AR）终端设备、工业控制（industrial control）中的无线终端、无人驾驶（selfdriving）中的无线终端、远程医疗（remote medical）中的无线终端、智能电网（smartgrid）中的无线终端、运输安全（transportation safety）中的无线终端、智慧城市（smartcity）中的无线终端、智慧家庭（smart home）中的无线终端等移动终端或固定终端。本申请实施例中对电子设备的形态不做具体限定。

本申请实施例中，图1示意性地显示电子设备10的结构。参见图1所示，以电子设备10为具有无线通信功能的手持设备为例进行说明。无线通信功能的手持设备例如可以是手机。

图2示意性地显示主机的局部分解结构。参见图1和图2所示，电子设备10包括主机20和触控笔30。本申请实施例的主机20包括触控屏21、壳体22、主板23和电子器件24。触控屏21具有用于显示图像信息的显示区域。触控屏21安装于壳体22，并且触控屏21的显示区域外露以便于向用户呈现图像信息。主板23与壳体22相连，并且位于触控屏21的内侧，从而用户在电子设备10的外部不易观察到主板23。电子器件24设置于主板23。主板23可以是印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）。例如，电子器件24通过焊接工艺焊接于主板23。电子器件24包括但不限于中央处理器（Central Processing Unit ，CPU）、智能算法芯片或电源管理芯片（Power Management IC ，PMIC）。

主机20和触控笔30之间可以通过蓝牙网络或近场通信（Near FieldCommunication，NFC）网络实现无线信号交互，从而便于触控笔30自由移动而不受线束约束。触控笔30可以在主机20的触控屏21上进行相关操作，例如点击、书写或绘图等。触控笔30也可以远距离操作主机20，例如使主机20开锁或锁定、接听或挂断来电等。触控笔30可以为具有预定长度的柱状结构，以使用户更容易地握持触控笔30。

在一些可实现的方式中，触控笔30可以为电感笔。触控笔30为电感笔时，与触控笔30交互的触控屏21上需要集成电磁感应板。电磁感应板上分布有线圈，而电感笔中也集成有线圈。基于电磁感应原理，在电磁感应板所产生的磁场范围内，随着电感笔的移动，电感笔能够积蓄电能。电感笔可以将积蓄的电能通过自由震荡，经电感笔中的线圈传输至电磁感应板。电磁感应板可以基于来自电感笔的电能，对电磁感应板上的线圈进行扫描，计算出电感笔在触控屏21上的位置。

在一些可实现的方式中，触控笔30可以为电容笔。电容笔可以包括：无源电容笔和有源电容笔。无源电容笔可以称为被动式电容笔，有源电容笔可以称为主动式电容笔。触控笔30为主动式电容笔时，主动式电容笔中（例如笔头内）可以设置一个或多个电极。主动式电容笔可以通过电极发射信号。触控笔30为主动式电容笔时，与触控笔30交互的触控屏21上需要集成电极阵列。在一种实施例中，电极阵列可以为电容式电极阵列。电子设备10通过电极阵列可以接收来自主动式电容笔的信号，从而在接收到该信号时，基于触控屏21上的电容值的变化识别主动式电容笔在触控屏21上的位置，以及主动式电容笔的倾角。

图3示意性地显示触控笔30的结构。参见图1至图3所示，触控笔30包括笔筒40和笔头50。笔筒40可以为长条形的杆体。笔筒40包括握持部。在用户使用触控笔30进行书写或点击操作时，用户的手指通常会握持在笔筒40的预定区域内。笔筒40上的握持部用于方便用户放置手指。握持部可以从颜色或结构上与其他区域进行设计区分，以方便用户便捷地观察和接触握持部。笔筒40可以对设置于笔筒40内的结构件形成防护，降低结构件发生撞击损坏的可能性。笔头50可以与主机20的触控屏21直接接触，以在触控屏21上进行书写或点击触控屏21上的功能图标。笔头50可以沿笔筒40的轴向可移动地连接于笔筒40，从而在笔头50受到沿轴向的作用力时，可以相对笔筒40发生移动。例如，笔头50与触控屏21接触并对笔头50施加压力时，笔头50可以靠近笔筒40移动。在笔头50从触控屏21上移走时，笔头50可以远离笔筒40移动。在使用触控笔30书写时，笔头50与触控屏21的压力较小时，书写笔迹可以相对较细，而笔头50与触控屏21的压力较大时，书写笔迹可以相对较粗，以通过笔头50与触控屏21之间的压力大小控制书写笔迹的粗细程度。

相关技术中，图4示意性地显示相关技术的触控笔30的局部剖视结构。图5示意性地显示相关技术的触控笔30的局部剖视结构。参见图4和图5所示，触控笔30中设置有压力传感器99。压力传感器99用于检测笔头50与触控屏21之间产生的压力值。压力传感器99可以设置于笔筒40内。压力传感器99包括可变形框架991以及应变片992。可变形框架991可以焊接于笔筒40。笔头50与可变形框架991相连。应变片992贴附于可变形框架991的应力采集点。可变形框架991与应变片992之间为接触式传递作用力。压力传感器99设置于笔筒40内。例如，可变形框架991为矩形框。沿长边方向，笔头50与一个边框相连，而应变片992贴附于另一个边框。笔头50与触控屏21接触并对触控屏21施加压力时，笔头50可以朝靠近笔筒40的方向移动。此时，参见图5所示，笔头50对可变形框架991施加作用力。可变形框架991沿长边方向的两个边框发生倾斜，使得可变形框架991可以从矩形变为平行四边形。可变形框架991发生形变后，应变片992可以产生相应的应变，并且将应变信号转换为表征笔头50当前压力值的电信号，以获得笔头50当前的压力值。笔头50从触控屏21上移走后，可变形框架991可以从平行四边形恢复为矩形。可变形框架991的材料可以是金属材料，例如铜或铜合金。然而，可变形框架991由于加工精度和装配位置精度容易出现偏差，导致可变形框架991的形变精度和灵敏度相对偏差，因此贴附于可变形框架991上的应变片992的检测结果容易存在误差。

本申请实施例提供的触控笔30中，可以通过活塞实现作用力传递，使得当笔头50受到压力时，笔头50可以通过活塞将作用力传递至半导体应变片。半导体应变片自身可以发生形变，并且将应变信号转换为表征笔头50当前压力值的电信号，以获得笔头50当前的压力值。活塞和半导体应变片之间的作用力传递方式为非接触传递方式，从而半导体应变片可以快速且精准地响应活塞的位置变化而发生形变，有利于提高检测笔头50压力的精度和灵敏度。

图6示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图6所示，本申请实施例的触控笔30还包括压力检测装置60。笔头50与压力检测装置60相连。压力检测装置60用于检测笔头50的压力值。

压力检测装置60包括筒体61、活塞组件62以及半导体应变片63。筒体61设置于笔筒40内。筒体61与笔筒40的相对位置固定，筒体61不会沿筒体61的轴向X发生移动。示例性地，筒体61与笔筒40可拆卸连接，便于压力检测装置60与笔筒40组装或分离。或者，筒体61与笔筒40采用粘接方式实现连接。活塞组件62包括活塞621和活塞杆622。活塞621设置于筒体61内。沿筒体61的轴向X，活塞621可滑动地连接于筒体61。活塞杆622包括第一连接端622a和第二连接端622b。沿筒体61的轴向X，活塞杆622的第一连接端622a和第二连接端622b相对设置，即活塞杆622的两端分别为第一连接端622a和第二连接端622b。活塞杆622的第一连接端622a与活塞621相连，而活塞杆622的第二连接端622b远离活塞621。活塞杆622的第二连接端622b用于与其他受力的结构件相连。例如，笔头50可以与活塞杆622的第二连接端622b相连。示例性地，活塞杆622的第一连接端622a可以与活塞621可拆卸连接。活塞621的第二连接端622b可以与笔头50可拆卸连接。沿筒体61的轴向X，半导体应变片63位于活塞621背向活塞杆622的一侧。半导体应变片63与筒体61密封连接。沿筒体61的轴向X，半导体应变片63与活塞621之间具有间距。活塞621和半导体应变片63之间形成储存空间60a。储存空间60a用于储存可流动的介质。活塞621靠近或远离半导体应变片63移动时，活塞621可以推动储存空间60a内的介质流动并改变介质的压力，以通过介质向半导体应变片63传递作用力，使得半导体应变片63产生相应的形变。

沿筒体61的轴向X，笔头50靠近或远离筒体61移动时，笔头50通过活塞杆622带动活塞621靠近或远离半导体应变片63移动，并且半导体应变片63用于响应活塞621的位置变化而产生相应形变。例如，图7示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图7所示，笔头50带动活塞621靠近半导体应变片63移动时，活塞621通过储存空间60a内的介质向半导体应变片63传递作用力，以使半导体应变片63朝向远离活塞621的方向发生***变形。笔头50带动活塞621远离半导体应变片63移动时，半导体应变片63朝向靠近活塞621的方向形变，最终笔头50、活塞621以及半导体应变片63可以恢复至初始状态。示例性地，初始状态下，半导体应变片63可以但不限于呈平整状态。

半导体应变片63中的半导体材料在外力作用下产生机械形变时，半导体材料的电阻率可以发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应，从而半导体应变片63可以将应变信号转换成相应的电信号。

本申请实施例提供的触控笔30中，笔头50受到压力作用时，笔头50可以带动活塞621靠近或远离半导体应变片63移动，而半导体应变片63用于响应活塞621的位置变化而产生相应形变，并且半导体应变片63自身可以将应变信号转换为表征笔头50当前压力值的电信号，以获得笔头50当前的压力值。由于活塞621和半导体应变片63间隔设置，即活塞621和半导体应变片63为非接触状态，因此活塞621和半导体应变片63之间的作用力传递方式为非接触传递方式。活塞621的位置发生变化时，半导体应变片63可以快速且精准地响应活塞621的位置变化而发生形变，有利于提高触控笔30的笔头50压力检测的精度和灵敏度，降低触控笔30存在轻触触控屏21无响应或者书写笔迹粗细程度与压力大小不匹配的可能性，提升触控笔30使用体验。

在一些可实现的方式中，笔头50可以位于笔筒40的外侧。或者，至少部分的笔头50可以位于笔筒40内。笔头50的轴线、活塞杆622的轴线、活塞621的轴线、筒体61的轴线以及笔筒40的轴线可以重合。笔头50可以但不限于呈锥形。活塞杆622可以但不限于为圆柱杆。活塞621可以但不限于为圆柱形。筒体61以及笔筒40均可以但不限于为圆筒。半导体应变片63整体可以但不限于为圆片结构。

图8为图6中M处的放大图。参见图6和图8所示，本申请实施例的半导体应变片63可以包括二维半导体材料层631。二维半导体材料层631具有良好的拉伸性和柔韧性，从而可以承受较大的应变而不发生损坏。同时，二维半导体材料层631具有高灵敏度应变性能，可以实现对外界应力变化灵敏的响应，以提供对压力的敏感检测，有利于提高压力检测装置60的检测精度和灵敏度。

在一些示例中，二维半导体材料层631的材料包括但不限于二硫化钼、二硫化钨、硒化铟、二硒化钨和石墨烯中的至少一种。

半导体应变片63还包括柔性衬底632。柔性衬底632可以具有良好的拉伸性和柔韧性。二维半导体材料层631与柔性衬底632层叠设置。二维半导体材料层631与柔性衬底632的层叠方向可以与筒体61的轴向X相同。柔性衬底632与筒体61密封连接。柔性衬底632可以为二维半导体材料层631提供支撑。在半导体应变片63响应外界应力而发生弯曲形变时，柔性衬底632与二维半导体材料层631可以同步发生弯曲形变。在作用于半导体应变片63上的应力消失后，柔性衬底632与二维半导体材料层631可以在弹性回复力的作用下同步恢复初始状态，以实现复位。

在一些示例中，柔性衬底632的材料可以但不限于是聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）或聚酰亚胺（Polyimide，PI）。

在一些示例中，沿筒体61的轴向X，二维半导体材料层631的正投影面积小于柔性衬底632的正投影面积。二维半导体材料层631的外轮廓可以与柔性衬底632的外轮廓相同，例如，二维半导体材料层631与柔性衬底632可以均为圆形。二维半导体材料层631的轴线与柔性衬底632的轴线重合。

半导体应变片63与筒体61粘接以形成密封连接。半导体应变片63与筒体61采用粘接的方式，一方面，可以有利于保证半导体应变片63与筒体61之间连接后实现良好的密封状态；另一方面，半导体应变片63与筒体61之间不需要额外设置机械连接件，也不需要在半导体应变片63与筒体61上设置相应的连接结构，例如连接孔，从而有利于减少零部件使用数量，同时保证半导体应变片63的结构完整性，降低因半导体应变片63上设置连接结构，破坏结构完整性而导致半导体应变片63易于在连接结构的周围发生撕裂的可能性。

在一些示例中，半导体应变片63与筒体61可以使用粘接胶实现粘接。

参见图8所示，半导体应变片63可以与筒体61的端面611密封连接。筒体61的端面611与半导体应变片63之间形成的接触面的接触面积较大，从而可以提高筒体61与半导体应变片63之间的连接可靠性和稳定性。筒体61的端面611可以为平面。筒体61的端面611可以与筒体61的轴线相垂直。筒体61的端面611作为基准面，从而在半导体应变片63设置于筒体61的端面611后，半导体应变片63不会相对筒体61的轴线呈倾斜状态，有利于保证半导体应变片63响应外界应力后，半导体应变片63的中心可以沿筒体61的轴线***，而不会沿偏离筒体61的轴线的方向***，进而有利于保证半导体应变片63上应力分布均匀，保持良好的应变性能和应变精度。

在一些示例中，半导体应变片63与筒体61的端面611粘接以形成密封连接。示例性地，半导体应变片63与筒体61的端面611可以使用粘接胶100实现粘接。沿筒体61的轴向X，粘接胶100设置于半导体应变片63与筒体61的端面611之间。粘接胶100的厚度均匀。

在一些示例中，沿筒体61的轴向X，半导体应变片63中的二维半导体材料层631的正投影位于筒体61的端面611的正投影内。

沿筒体61的轴向X，筒体61的端面611的正投影为环形。示例性地，筒体61的端面611的正投影为圆环形，而二维半导体材料层631的正投影为圆形。二维半导体材料层631的轴线可以与筒体61的轴线重合。

图9示意性地显示压力检测装置60的局部剖视结构。参见图9所示，半导体应变片63也可以设置于筒体61内。半导体应变片63可以与筒体61的内壁密封连接。筒体61可以对半导体应变片63形成防护，降低在运输或装配过程中，半导体应变片63受到碰撞或刮擦而导致半导体应变片63发生结构损坏的可能性。筒体61也可以对半导体应变片63以及筒体61之间形成的连接处形成防护，降低连接处受到碰撞或刮擦，使得连接处出现开裂或剥落而导致半导体应变片63与筒体61发生密封失效的可能性。

在一些示例中，半导体应变片63与筒体61的内壁粘接以形成密封连接。示例性地，半导体应变片63与筒体61的内壁可以使用粘接胶100实现粘接。沿筒体61的轴向X，半导体应变片63的至少一侧可以设置粘接胶100。粘接胶100呈环形。

示例性地，沿筒体61的轴向X，粘接胶100的正投影为环形。沿筒体61的轴向X，半导体应变片63中的二维半导体材料层631的正投影位于粘接胶100的正投影内。二维半导体材料层631的正投影与粘接胶100的正投影不重叠。

示例性地，粘接胶100的正投影可以为圆环形，而二维半导体材料层631的正投影可以为圆形。二维半导体材料层631的轴线可以与环形的粘接胶100的轴线重合。

在一些可实现的方式中，活塞组件62的活塞621与筒体61密封连接。活塞621、筒体61以及半导体应变片63形成密封状态的储存空间60a。在活塞621靠近或远离半导体应变片63时，活塞621可以通过储存空间60a中的介质向半导体应变片63传递作用力。由于储存空间60a处于密封状态，因此活塞621的位置发生变化时，作用力可以快速且有效地传递至半导体应变片63，以使得半导体应变片63可以快速且准确地响应活塞621的位置变化而产生相应的形变，从而有利于保证压力检测装置60的灵敏度和检测精度。

在一些示例中，密封状态的储存空间60a中储存的可流动介质可以为液体或气体。

在一些示例中，筒体61的材料可以是金属或塑料。活塞621的材料可以是橡胶。

在一些可实现的方式中，活塞组件62的活塞621与筒体61中的至少一者上具有流体通道。示例性地，活塞621与筒体61中的一者上可以具有流体通道。示例性地，图10为图6中N处放大图。参见图6和图10所示，活塞621与筒体61各自具有流体通道110。活塞621上的流体通道110可以与筒体61上的流体通道110相连通。流体通道110沿筒体61的轴向X延伸。流体通道110连通储存空间60a以及活塞621背向半导体应变片63一侧的空间。活塞621、筒体61以及半导体应变片63形成的储存空间60a不是完全密封的状态。流体通道110可以为横截面积相对较小的孔或者槽，从而通过流体通道110的介质流速相对缓慢。

在活塞621或者筒体61加工制造过程中，活塞621的外表面或者筒体61的内壁可以允许存在预定的加工误差，使得活塞621的外表面或者筒体61的内壁可以存在微小尺寸的沟道。活塞621的外表面或者筒体61的内壁上的沟道可以形成流体通道110。在活塞621的位置发生变化时，通过流体通道110的介质流速相对缓慢，并且单位时间的流量相对较小，从而在活塞621通过储存空间60a内的介质向半导体应变片63传递作用力过程中，流体通道110中流过的介质对传递作用力的过程影响较小。因此，在保证半导体应变片63可以有效响应活塞621的位置变化而产生相应形变的情况下，活塞621的外表面或者筒体61的内壁的加工精度要求可以相对降低，有利于降低活塞621或筒体61的加工难度和加工成本。

储存空间60a内储存的可流动的介质可以为气体，从而有利于减轻触控笔30的整体重量，有利于触控笔30的轻量化。另外，对于活塞621、筒体61以及半导体应变片63形成密封状态的储存空间60a的实施例，如果活塞621、筒体61以及半导体应变片63出现密封失效的情况时，由于可流动的介质为气体，因此储存空间60a内的介质发生泄漏时，泄漏的介质也不会污染压力检测装置60或者笔筒40内的其他结构件。

在一些示例中，活塞621背向半导体应变片63一侧的空间可以与大气环境相连通。储存空间60a可以通过流体通道110与大气环境相连通。储存空间60a内储存的可流动的介质可以为空气。

图11示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图11所示，压力检测装置60还包括弹性件64。弹性件64指的是可以在外力作用下压缩或拉伸以蓄积弹性势能，并且在撤去外力作用时，可以释放弹性势能的器件。笔头50靠近或远离筒体61移动，以使弹性件64蓄积或释放弹性势能。弹性件64蓄积弹性势能时，可以对笔头50施加沿筒体61的轴向X的阻尼作用力，使得笔头50的移动过程相对缓和、平顺，以有利于保证半导体应变片63形变过程缓和、平顺，降低笔头50移动速度过快，使得半导体应变片63在较短时间内发生较大形变而导致半导体应变片63易于发生疲劳失效或损坏的可能性，另外也有利于降低笔头50移动速度过快而影响用户体验的可能性。弹性件64释放弹性势能时，可以对笔头50施加复位作用力，以使笔头50快速且准确地恢复到初始状态。

在一些示例中，筒体61和活塞杆622分别与弹性件64相连。笔头50带动活塞杆622靠近半导体应变片63移动时，活塞杆622可以压缩弹性件64，以使弹性件64蓄积弹性势能。笔头50的压力消失后，弹性件64可以释放弹性势能，此时，弹性件64可以向笔头50施加复位力，带动笔头50远离筒体61移动，以实现笔头50复位。

在一些示例中，图12示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图12所示，笔筒40和活塞杆622分别与弹性件64相连。笔头50带动活塞杆622靠近半导体应变片63移动时，活塞杆622可以拉伸弹性件64，以使弹性件64蓄积弹性势能。笔头50的压力消失后，弹性件64可以释放弹性势能，此时，弹性件64可以向笔头50施加复位力，带动笔头50远离筒体61移动，以实现笔头50复位。

在一些示例中，弹性件64套设于活塞杆622的外侧。弹性件64可以为弹簧。示例性地，弹性件64可以为螺旋弹簧。弹性件64的轴线与筒体61的轴线可以重合。

图13示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图13所示，压力检测装置60还包括限位件65。限位件65与筒体61相连。沿筒体61的轴向X，限位件65设置于活塞621背向半导体应变片63的一侧。限位件65用于对活塞621形成限位，以限定活塞621位置，从而在活塞621与限位件65相互接触时，活塞621以及笔头50可以准确地恢复到初始状态，保证笔头50复位后的位置精度高，进而保证压力检测装置60的检测精度高。限位件65可以防止活塞621从筒体61中退出。

图14示意性地显示触控笔30的局部剖视结构。参见图13和图14所示，笔头50受到压力作用时，笔头50带动活塞621朝向半导体应变片63移动，以使活塞621与限位件65脱离接触状态。笔头50压力消失时，笔头50与活塞621远离半导体应变片63移动。当活塞621与限位件65接触后，笔头50与活塞621停止移动，以完成复位。

在一些示例中，限位件65为限位板。限位件65包括避让孔。限位件65为环形结构。活塞杆622穿设于避让孔。避让孔用于避让活塞杆622。限位件65可以与筒体61上远离半导体应变片63的端部相连。弹性件64可以设置于限位件65背向活塞621的一侧。活塞杆622和限位件65分别与弹性件64相连。活塞杆622沿筒体61的轴向X移动时，活塞杆622可以压缩弹性件64。

示例性地，避让孔的直径大于活塞杆622的直径，使得活塞杆622与避让孔之间形成间隙。

示例性地，限位件65与筒体61为一体成型结构。

本申请实施例压力检测装置60，由于采用活塞621和半导体应变片63非接触方式实现作用力传递，因此筒体61的直径大小，对半导体应变片63的检测精度和灵敏度影响较小，从而筒体61的直径可以设置成较小的尺寸，进而笔筒40的直径可以设置成较小的尺寸。

本申请实施例的触控笔30的一种组装方式可以但不限于是，将活塞621与活塞杆622相连，再将活塞621与筒体61相连。然后将半导体应变片63与筒体61相连。活塞621、活塞杆622、筒体61以及半导体应变片63组装形成一整体结构。将筒体61与笔筒40相连。在活塞杆622上套设弹性件64。再将笔头50与活塞杆622相连。因此，触控笔30的组装过程相对容易、简化，有利于提高组装工作效率。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例不是指示或暗示所指的装置或者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申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

可以理解的是，在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (16)

1.一种触控笔，其特征在于，包括：

笔筒；

压力检测装置，包括筒体、活塞组件以及半导体应变片，所述筒体设置于所述笔筒内，所述活塞组件包括活塞和活塞杆，所述活塞设置于所述筒体内，所述活塞杆包括第一连接端和第二连接端，沿所述筒体的轴向，所述第一连接端和所述第二连接端相对设置，所述第一连接端与所述活塞相连，沿所述筒体的轴向，所述半导体应变片位于所述活塞背向所述活塞杆的一侧，所述半导体应变片与所述筒体密封连接，所述活塞和所述半导体应变片之间形成储存空间，所述储存空间用于储存可流动的介质；

笔头，与所述第二连接端相连；

其中，沿所述筒体的轴向，所述笔头靠近或远离所述筒体移动，通过所述活塞杆带动所述活塞靠近或远离所述半导体应变片移动，所述半导体应变片用于响应所述活塞的位置变化而产生相应形变。

2.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述半导体应变片包括二维半导体材料层。

3.根据权利要求2所述的触控笔，其特征在于，所述半导体应变片还包括柔性衬底，所述二维半导体材料层与所述柔性衬底层叠设置，所述柔性衬底与所述筒体密封连接。

4.根据权利要求2或3所述的触控笔，其特征在于，所述二维半导体材料层的材料包括二硫化钼、二硫化钨、硒化铟、二硒化钨和石墨烯中的至少一种。

5.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，所述半导体应变片与所述筒体粘接以形成密封连接。

6.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述半导体应变片与所述筒体的端面密封连接。

7.根据权利要求6所述的触控笔，其特征在于，所述半导体应变片包括二维半导体材料层，沿所述筒体的轴向，所述半导体应变片的所述二维半导体材料层的正投影位于所述筒体的所述端面的正投影内。

8.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，所述活塞与所述筒体密封连接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，所述活塞与所述筒体中的至少一者上具有流体通道，所述流体通道沿所述筒体的轴向延伸，所述流体通道连通所述储存空间以及所述活塞背向所述半导体应变片一侧的空间。

10.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，可流动的所述介质为气体。

11.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，所述压力检测装置还包括弹性件，所述笔头靠近或远离所述筒体移动，以使所述弹性件蓄积或释放弹性势能。

12.根据权利要求11所述的触控笔，其特征在于，所述筒体和所述活塞杆分别与所述弹性件相连；或者，所述笔筒和所述活塞杆分别与所述弹性件相连。

13.根据权利要求1至3任一项所述的触控笔，其特征在于，所述压力检测装置还包括限位件，所述限位件与所述筒体相连，沿所述筒体的轴向，所述限位件设置于所述活塞背向所述半导体应变片的一侧，所述限位件用于对所述活塞形成限位。

14.根据权利要求13所述的触控笔，其特征在于，所述限位件为限位板，所述限位件包括避让孔，所述活塞杆穿设于所述避让孔。

15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的触控笔。

16.一种压力检测装置，其特征在于，包括：

筒体；

活塞组件，包括活塞和活塞杆，所述活塞设置于所述筒体内，所述活塞杆包括第一连接端和第二连接端，沿所述筒体的轴向，所述第一连接端和所述第二连接端相对设置，所述第一连接端与所述活塞相连；

半导体应变片，沿所述筒体的轴向，所述半导体应变片位于所述活塞背向所述活塞杆的一侧，所述半导体应变片与所述筒体密封连接，所述活塞和所述半导体应变片之间形成储存空间，所述储存空间用于储存可流动的介质；

其中，沿所述筒体的轴向，所述活塞靠近或远离所述半导体应变片移动，所述半导体应变片用于响应所述活塞的位置变化而产生相应形变。