一種多功能智能筆的設計與實現

武子睿

摘 要：隨著科技水平的不斷進步，人們對智能化書寫工具的需求也隨之提高。然而，目前市場上的書寫工具大都功能單一，體驗感較差，無法滿足人們的書寫要求。本文基于這一背景，設計研究了一種集便簽紙攜帶、音樂播放、藥品攜帶、U盤攜帶、觸控及時間提醒等功能于一身的多功能智能筆。所設計的智能筆具有緩解寫作者壓力、提醒寫作人員合理調整寫作時間以及為因專注寫作而忘服用藥物的患者提供藥品的功能，在一定程度上實現了書寫工具的多功能化。為書寫工具的智能化發展提供了參考依據。

關鍵詞：書寫工具;智能化;多功能筆;設計與實現

中圖分類號：G06F3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0089-03

0 引言

隨著社會發展，人們日常生活智能化程度不斷提高，隨之帶來的對信息獲取與記錄需求的不斷增加。常規記錄數據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行書寫。隨著智能化技術的不斷發展，通過手機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載體紙質化程度較高，手機或平板電腦依然無法完全取代傳統的紙和筆。目前市場上存在的書寫工具功能較為單一，使用者長期書寫時容易產生壓力和疲勞感;在日常生活中，人們也經常會遇到隨身有筆卻忘記攜帶書寫用紙的情況，尤其是對于需要隨手記錄靈感的藝術工作者來說，常因此造成損失;對于學生或者上班族來說，生病時忘記攜帶藥品的情況也時有發生。考慮到這類人群經常使用書寫工具，若在書寫工具中設置存儲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行記錄，若對一種常規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。

目前關于書寫工具智能化與功能化的設計中，美國一家公司推出了一款可自動合成顏色的智能畫筆，該畫筆內置的墨盒中包含了黑、白、紅、青、黃五種顏色的墨水，通過內置的微型馬達調節各個顏色的使用比，從而產生用戶需要的顏色，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]。還有一家公司設計了一款有利于盲人進行學習的智能筆，該智能筆內部置有微型攝像頭，能夠識別出書本上的字跡，當盲人工作者用筆端放置在書本上時，智能筆的識別系統讀取字跡然后將其轉換成聲音信號進行播放，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別主人的智能筆，該智能筆內置兩個傳感器，一個傳感器可以檢測到書寫者的指紋，另外一個傳感器則可以檢測到書寫者的力度，兩種檢測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計了一種可同步到手機和電腦的智能筆，這款智能筆可與多個系統兼容，實現自動存儲書寫草圖的功能[4]。國內一家公司則設計了一款防近視智能筆，智能筆內置的智能芯片能夠隨時糾正書寫人員的坐姿，當檢測到坐姿不端正時，智能筆的筆芯會收進筆桿，從而使得書寫者無法白紙上畫出痕跡[5]。郭帥維設計了一款漢字智能筆，在使用的過程中可智能調整書寫力度，有利于漢字書寫者對其字體進行把握，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現了書寫工具的智能化，但大多數都缺乏一定的實用性。

本文設計了一種集多功能于一身的智能筆，所設計的智能筆的主體上具有空心橡膠按鈕結構，能夠幫助書寫者通過按壓的方式進行手部放松;在智能筆的筆帽中內置音樂播放芯片，能夠幫助書寫者在書寫疲倦時進行適當的精神放松;該音樂播放器內置鬧鐘功能，與此同時，在筆體上有一個存放藥物的凹槽，以便提醒患病人員在書寫時及時服用藥物。除此之外，所設計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 設計方案

1.1 智能筆主體設計

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，從而更有利于執筆書寫;突起結構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的功能都集中在筆帽，故需要一個很好的連接結構將筆帽與筆體相連，突起結構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書寫者的手部進行按摩，這一結構設置在筆帽上，不會影響到書寫者正常的書寫。當書寫人員經過長時間的書寫感受到疲倦時，可通過按壓空心橡膠圓鈕實現手部的放松;觸控頭的設計則是為了書寫者在使用平板電腦或手機時進行電子書寫操作，從而實現了智能筆的觸控功能;藥品的儲存功能由卡合結構、藥品腔、儲物盒蓋共同實現，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，能夠滿足使用者對藥物的需求;儲物盒蓋和卡合結構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入藥品腔污染了藥品。

1.2 智能筆筆帽設計

如圖2給出了智能筆的筆帽設計圖，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能夠及時記下比較重要的信息。在存放空間附近補充有紙卷轉軸，用來對便簽進行固定，便簽紙槽的盒蓋與便簽出口進行連接，用來對便簽進行封存;顯示屏、菜單鍵、上調節按鈕、下調節按鈕等部分組成了音樂播放器的主體結構，通過菜單鍵可進行鬧鐘和音樂播放等功能的設置;時間顯示模塊內置在顯示屏中，通過下調節按鈕和上調節按鈕可對顯示屏的時間和播放的音樂進行調整。因筆帽結構的整體智能性，需要對其進行充電操作，而充電插口的設計則在一定程度上滿足了這一要求;U盤腔、內置彈簧和U盤盒蓋在一定程度上實現了智能筆對U盤的存放，當U盤插入后，內置彈簧壓縮，U盤盒蓋閉合，U盤處于鎖定狀態;當需要取出U盤時，打開盒蓋，按壓彈簧U盤即可彈出。當智能筆處于閑置狀態時，筆身置入筆帽主體，頂帽可保護筆尖不被破壞，內置突起和外部突起結構連接，保證了智能筆的整體性;筆夾可以將智能筆進行固定，從而便于攜帶。

2 創新性與用戶群分析

本文所設計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忘記攜帶紙的問題。智能筆的主體內置U盤盒，將U盤和智能筆結合在了一起，有利于使用者處理日常事務。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行工作時忘記服用藥物的問題。而當使用者長期工作導致疲勞時，智能筆的音樂播放器和空心橡膠圓鈕結構也有利于對使用者進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書寫工具而言，結構簡單、功能性強，體現出一定的創新性。

本文所設計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，當前社會經濟發展迅速，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，內置U盤和藥品腔也能夠滿足使用者在電子商務層面以及患病時的藥物需求層面的使用要求。智能筆內置的便簽存放功能則有利于上班族在會議過程中對必要的信息進行記錄。

3 結語

本文根據目前市場上智能筆的發展現狀，設計出一款集藥物存放、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，在書寫過程中對心理和身體層面進行放松的需求;也能夠解決上班族因工作任務繁多，在患有感冒發燒等癥狀時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的方式。該多功能智能筆功能較強、用戶群明確，體現出設計層面的創新性和合理性，在一定程度上促進了我國智能筆行業的發展。

參考文獻

[1] 佚名.從現實中吸色的神奇智能筆[J].IT經理世界，2016（17）：10-11.

[2] 佚名.新型智能紙筆[J].技術與市場，2009，16（04）：96.

[3] 佚名.新穎電子筆[J].技術與市場，2003（03）：11.

[4] 郭誠.在紙上寫字可同步到手機和電腦的智能筆[J].計算機與網絡，2014，40（20）：16.

[5] 佚名.防近視智能筆[J].城鄉致富，2010（01）：67.

[6] 郭帥維.漢字智能筆[J].浙江工貿職業技術學院學報，2018，18（04）：101.