[发明专利]一种纠正握笔姿势的智能签字笔

说明书

本发明基于一种纠正握笔姿势的智能签字笔，将传感器布置在签字笔握笔处，当手指握住签字笔时，传感器将随着手指压力而产生变形。传感器的变形使得传感器自身电阻发生变化，由于电阻的变化使传感器产生一组电信号。获取电信号之后将其转换为数字信号，然后对比数据库中正确握笔姿势数据来确定动作是否达标。如果数据对比成功，则为正确的握笔姿势，反之，则握笔姿势不正确。本发明不仅有较强的创新性，而且结构简单，易于携带和操作更重要的是本发明的成本较低，易于大批量，因此拥有较好的市场前景。

技术领域

本发明涉及传感器、信号处理技术、动作反馈技术、无线传感网络、物联网等领域。尤其涉及到了一种基于金字塔式互锁结构的压阻传感器的智能签字笔，属于智能控制领域。

背景技术

在日常生活中一大部分人的书写字体是较为难看的，其字体难看的根本原因就是因为握笔姿势的不标准。众所周知，书写握笔姿势的好与坏直接影响一个人书写字体的好坏。因此拥有一个良好的握笔姿势是写出一手好字的前提。根据观察可知，人们在握笔时，将对笔的不同部位产生不同的压力。而正确的握笔姿势和错误的握笔姿势最大不同之处在于握笔时产生的压力以及握笔的部位。而本发明是通过监测握笔时手指与笔之间的压力以及压力产生部位来确定握笔姿势的正确与否，准确并且直观。本发明通过金字塔式互锁结构的柔性压阻传感器来监测手指握笔压力和握笔部位，从而反馈给用户的握笔姿势指导并且提醒用户如何正确握笔。

由于本发明所用传感器的特殊结构(金字塔式互锁结构)，本传感器的灵敏性要高于市面上大部分传感器。通过本传感器监测握笔压力以及部位，可以准确的分析出握笔姿势。从而给出正确的握笔姿势建议。

发明内容

本发明的目的是改善国民书写字体，弘扬中国传统文化，而提供一种可以规范握笔姿势的智能签字笔。从而使用户在书写过程中改善握笔姿势，写出一手好字。

为到达到上述功能，本发明是通过以下技术方案实现的：一种可以纠正握笔姿势的智能签字笔，包括握笔状态信号采集单元，信号转换单元，数据处理单元，蓝牙发送模块，手机APP，纽扣电池。

握笔状态信号采集单元用于采集握笔状态信号，采用一柔性压阻传感器，所述种柔性压阻传感器包括两个膜组件，所述膜组件由PDMS和涂覆在PDMS表面的rGO层构成，该膜组件正面具有金字塔阵列；两个膜组件正面相对，其表面的金字塔阵列相互嵌合；当使用者作握笔时，传感器由于使用者的握笔动作而发生形变，继而产生一系列的电信号。

信号转换单元，包括一个微型模数转换器，其功能是将所述传感器采集的电信号转换为数字信号。

数据处理单元是将采集到的信号与存储在数据处理单元中规范握笔姿势的信号做对比；

所述蓝牙发送模块主要是将数据处理结果发送到手机APP中。

所述纽扣电池主要是为产品提供稳定持续的电源。

进一步地，传感器的信号输出是通过两个铜电极实现的，铜电极通过银胶粘贴于rGO层，两个铜电极关于膜组件中心对称。

进一步地，两个膜组件封装在PDMS内。

进一步地，所述膜组件通过以下布置制备得到：

(1)将正庚烷，乙酸乙酯，十八烷基三甲氧基硅氧烷按照体积比1000:50:20配置成溶液，将硅模板浸泡在该溶液中两小时，进行疏水处理。所述硅模板正面带有金字塔阵列结构；

(2)将PDMS与交联剂按质量比10:1比例混合均匀后，反复真空除气泡，旋涂在疏水处理后的硅模板表面。将涂有PDMS的硅模板放在鼓风干燥机中，60℃加热2小时。固化后，与硅模板水中剥离。

(3)对表面具有金字塔微结构的PDMS表面进行氧等离子处理，增加其表面亲水性。