[实用新型]一种具有落笔力度反馈的执笔器及执笔模块

说明书

本实用新型涉及绘画写字机器人设备领域，尤其涉及一种具有落笔力度反馈的执笔器，其包括滑动架、拉力传感器、弹性件和笔架，笔架用于夹持笔；笔架滑动连接在滑动架，笔架能够相对于滑动架上下运动，拉力传感器安装在滑动架，弹性件的第一端与笔架连接并跟随笔架运动，弹性件的第二端与拉力传感器连接，拉力传感器用于测量弹性件的弹力。该种具有落笔力度反馈的执笔器能够实时反馈落笔力度，使绘画写字机器人能够根据落笔力度的需求控制落笔程度，使绘画写字机器人绘画写字时能够实现改变绘画写字颜色深浅、改变笔画力度和使画作更有层次感；同时弹性件有一定的缓冲作用，落笔时笔与书写纸之间不再是硬性碰撞，避免笔戳破书写纸或弄断笔芯。

技术领域

本实用新型涉及绘画写字机器人设备领域，尤其涉及一种具有落笔力度反馈的执笔器及执笔模块。

背景技术

随着自动化与智能化的推进，绘画写字机器人在教学培训、日常生活领域相继出现，满足人们的学习、便捷、观赏等需求。

中国发明专利申请201610944878X公开的一种十字形书写绘画机器人，其通过设置横向运动机构、纵向运动机构和笔架模块，以实现该机器人带动笔沿X、Y、Z三个方向于运动。但是，对于其笔架模块，通过其结构可以看出，其在Z方向上无法反馈落笔力度，写字机器人只能进行简单且生硬的落笔和提笔动作，因此，笔在书写纸上作用的效果体现为笔墨的有无，很难实现颜色的深浅、笔画力度和层次感等效果，进而降低了作品的整体美观；而当落笔的力度控制得不好时，甚至会戳破书写纸或弄断笔芯，严重影响正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有落笔力度反馈的执笔器，以能够实时反馈落笔力度，使用其作为绘画写字机器人的执笔器能够使绘画写字机器人根据情况实时控制落笔动作；还提供了一种具有该种具有落笔力度反馈的执笔器的执笔模块。

为了达到上述的目的之一，本实用新型提供了一种具有落笔力度反馈的执笔器，其包括滑动架、拉力传感器、弹性件和笔架，所述笔架用于夹持笔；所述笔架滑动连接在所述滑动架，所述笔架能够相对于所述滑动架上下运动，所述拉力传感器安装在所述滑动架，所述弹性件的第一端与所述笔架连接并跟随所述笔架运动，所述弹性件的第二端与所述拉力传感器连接，所述拉力传感器用于测量所述弹性件的弹力。

进一步地，所述拉力传感器为应变片压力传感器，所述应变片压力传感器包括固定部和悬空部，所述固定部固定在所述滑动架，所述悬空部悬空并与所述弹性件的第二端连接。

进一步地，所述弹性件为拉簧。

进一步地，在所述笔架和所述滑动架这两者中，其中一者设置有沿竖直方向延伸的第一滑杆，另一者设置有第一滑槽，第一滑槽滑动连接在第一滑杆。

进一步地，第一滑杆的上下两端均设置有限位结构。

本实用新型所提供的一种具有落笔力度反馈的执笔器，笔被夹持在笔架，在落笔时，由于落笔力度小于指定值，滑动架被驱动往下运动，在弹性件的传递下笔架也往下运动，当笔触碰到书写纸后，滑动架继续往下运动，由于笔被书写纸顶住，使笔不能再往下运动，在滑动架继续往下运动的过程中，滑动架与笔架之间的距离逐渐增加，弹性件的变形逐渐增加，弹力也逐渐增加，直到落笔力度到达指定值为止，而弹性件的弹力与笔对书写纸的压力成特定的函数关系，通过拉力传感器测量弹性件的弹力即可推导出笔对书写纸的压力，通过实时监控弹性件的弹力并实时控制滑动架的上下运动，即可实时控制落笔力度。

相比于现有技术，该种具有落笔力度反馈的执笔器能够实时反馈落笔力度，使绘画写字机器人能够根据落笔力度的需求控制落笔程度，使绘画写字机器人绘画写字时能够实现改变绘画写字颜色深浅、改变笔画力度和使画作更有层次感；同时由于弹性件的存在，弹性件有一定的缓冲作用，落笔时笔与书写纸之间不再是硬性碰撞，避免笔戳破书写纸或弄断笔芯的情况发生。