CN105415933A - 儿童智能颜色识别和彩绘钢笔 - Google Patents

Abstract

儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，其上壳体的顶端嵌设具有处理器的控制电路板，控制电路板的上端面设有颜色传感器，控制电路板的下端面设有RGB？LED，所述壳体内固定有三个微型减速电机，三个微型减速电机的输出轴分别与一旋转活塞上墨器的活塞杆连接，下壳体的下端固接钢笔笔头，钢笔笔头内插装有钢笔笔舌，钢笔笔舌的下端嵌装有钢笔笔尖，三个旋转活塞上墨器内装载的墨水分别为红、黄、蓝三色，处理器将从物体表面获取的RGB值匹配为相应分量比例的红、黄、蓝分量，并使微型减速电机按照各自对应颜色的分量比例旋转对应比例的小段时间，于是钢笔笔尖书写出对应分量比例的三色墨水混合而成的颜色。优点；可任意拾取颜色并自动以该颜色绘画。

Description

儿童智能颜色识别和彩绘钢笔

技术领域

本发明涉及儿童智能玩具技术领域，具体涉及一种智能钢笔。

背景技术

目前的市场中与色彩相关的儿童玩具产品大致分为两类，一类仍旧沿袭最传统的彩笔形式，以水彩笔、蜡笔、彩色铅笔为主，另一类是虚拟的在平板电脑当中使用的软件产品，如画图软件、填色游戏等等。

传统的彩笔每支具有一种固定的颜色，这类彩笔通常以套装的形式出现，12色、36色、72色等代表了一套彩笔中颜色的数量，这种类型的彩笔依赖于彩笔本身提供的颜色，颜色越多则越能够用来描绘各种事物，但在使用彩笔的时候颜色越多也就越增加了选择颜色的麻烦，并且，如若彩笔套装的颜色不多或者有某些颜色的彩笔缺损，在需要使用时会给绘画带来麻烦。

而在平板电脑中使用的虚拟绘画APP软件，虽然它可以自由选择颜色并触屏进行画画，但在画画的形式上有局限，只能在平板电脑的屏幕大小的画布中作画，并且对于儿童来说，触摸屏的屏幕会比较容易产生误操作。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供一种能避免颜色缺乏带来的麻烦、以及选择颜色的麻烦，并且没有局限的屏幕绘图范围，不会因触摸屏而产生误操作，可任意拾取颜色并自动以该颜色绘画的儿童智能颜色识别和彩绘钢笔。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，包括壳体，壳体包括可拆卸式连接的上壳体和下壳体，上壳体为彩色ABS塑料壳体，下壳体为透明亚克力壳体，上壳体的顶端嵌设具有处理器的控制电路板，控制电路板的上端面设有用于获取物体表面颜色的RGB值的颜色传感器，控制电路板的下端面设有RGBLED，控制电路板的侧面设有用于充电的microUSB接口，控制电路板由锂电池供电，所述壳体内固定有三个微型减速电机，三个微型减速电机沿周向等间隔120度布置，三个微型减速电机的输出轴分别固接一连接柱，连接柱的下端分别与一旋转活塞上墨器的活塞杆可插拔式固定连接，所述下壳体的下端固接钢笔笔头，钢笔笔头内插装有钢笔笔舌，钢笔笔舌的下端嵌装有钢笔笔尖，所述控制电路板的输出端与所述RGBLED连接，控制电路板的输出端还与所述三个微型减速电机连接，上壳体的背面设有开启所述颜色传感器进行颜色采集的第一按钮，下壳体的背面设有使三个微型减速电机开启或关闭的第二按钮；

将钢笔顶端的颜色传感器接触物体表面，按下第一按钮，颜色传感器读取物体表面颜色的RGB值，控制电路板内的处理器将该RGB值输出给所述RGBLED，使RGBLED闪烁亮起对应该RGB值的颜色，上壳体上设置有供RGBLED透光的亚克力透光区域，所述处理器还将从物体表面获取的RGB值计算匹配为相应的某种颜色，并将该种颜色分解为相应分量比例的红、黄、蓝分量，三个旋转活塞上墨器内装载的墨水分别为红、黄、蓝三色，长按下第二按钮，三个微型减速电机启动，所述处理器使微型减速电机按照各自对应颜色的分量比例旋转对应比例的小段时间，于是三个旋转活塞上墨器内的旋转活塞旋转对应比例的小段时间，在旋转活塞的排出力作用下，随即三个活塞上墨器的出墨口流出对应分量比例的红、黄、蓝三色墨水至钢笔笔头；

所述钢笔笔头的外表面为倒锥形，钢笔笔头的内部上端为承接三个旋转活塞上墨器的排出墨水的漏斗状的墨水混合缓冲空间，钢笔笔头的内部下端为供钢笔笔舌插装的竖向孔，竖向孔的尺寸与钢笔笔舌相配合，墨水混合缓冲空间的出口与插装在竖向孔内的钢笔笔舌相接，钢笔笔舌的表面具有横向沟壑和纵向沟壑，纵向沟壑的下端对准钢笔笔尖的中部缝隙，从墨水混合缓冲空间流出的墨水沿横向沟壑和纵向沟壑流下至钢笔笔尖，经过墨水混合缓冲空间、横向沟壑、纵向沟壑的缓慢、充分的混合后，于是钢笔笔尖书写出对应分量比例的三色墨水混合而成的颜色，该颜色与颜色传感器采集的物体表面的颜色类同；所述采用透明亚克力壳体的下壳体可窥视三个旋转活塞上墨器内墨水的余量；

所述控制电路板倾斜地嵌设在上壳体的顶端，上壳体的顶端与控制电路板的倾斜角度相同，上壳体的顶端和控制电路板朝向钢笔的前侧倾斜向下设置，方便在握笔时控制电路板上端面的颜色传感器与物体表面接触。

进一步，所述连接柱与微型减速电机为可拆卸式固定连接。

进一步，所述供RGBLED透光的亚克力透光区域为分布于上壳体的上部两侧的相互对称的弧线形透光区域，该弧线形透光区域朝向钢笔的前侧倾斜向下设置。

本发明的有益效果如下：

（1）通过颜色传感器可以获取物体表面颜色的RGB值，并通过RGBLED闪烁亮起对应该RGB值的颜色，从而直观地反馈给用户目前拾取的颜色。

（2）通过控制电路板将颜色传感器获得的RGB值转换为红、黄、蓝三原色，根据红、黄、蓝三色的分量比例控制三个微型减速电机分别转动对应比例的小段时间，旋转活塞上墨器的旋转活塞和微型减速电机的输出轴联动，从而将红、黄、蓝三色墨水按分量比例从各自的旋转活塞上墨器中推出，红、黄、蓝三色墨水混合后的颜色与颜色传感器拾取的颜色基本相同。

（3）使用两个分离的第一按钮和第二按钮分别控制两个功能，第一按钮开启颜色传感器以进行颜色采集，并使RGBLED闪烁对应颜色，实现了颜色识别功能，第二按钮长按时开启三个微型减速电机以一定的时间比例转动，旋转活塞上墨器按红、黄、蓝三色的分量比例给钢笔笔舌供墨，实现了书写绘画功能。

附图说明

图1是本发明儿童智能颜色识别和彩绘钢笔的左视图；

图2是本发明儿童智能颜色识别和彩绘钢笔的后视图；

图3是本发明儿童智能颜色识别和彩绘钢笔的爆炸图；

图4是本发明的微型减速电机与旋转活塞上墨器的连接结构图；

图5是钢笔笔头和钢笔笔尖的结构图；

图6是本发明的控制电路板的俯视图；

图7是本发明的控制电路板的仰视图；

附图标记说明：1-壳体；2-上壳体；3-下壳体；4-控制电路板；5-微型减速电机；6-旋转活塞上墨器；7-连接柱；8-钢笔笔舌；9-钢笔笔尖；10-亚克力透光区域；11-第一按钮；12-第二按钮；13-颜色传感器；14-RGBLED；15-锂电池；16-microUSB接口；17-钢笔笔头；18-墨水混合缓冲空间；19-横向沟壑；20-纵向沟壑；21-竖向孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述：

参照图1-7：儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，包括壳体1，壳体1包括可拆卸式连接的上壳体2和下壳体3，上壳体2为彩色ABS塑料壳体，下壳体3为透明亚克力壳体，上壳体2由左右两部分壳体卡接而成，上壳体2的顶端嵌设具有处理器的控制电路板4，控制电路板4的上端面设有用于获取物体表面颜色的RGB值的颜色传感器13，控制电路板4的下端面设有RGBLED14，控制电路板4的侧面设有用于充电的microUSB接口16，控制电路板4由锂电池15供电，所述壳体1内固定有三个微型减速电机5，三个微型减速电机5沿周向等间隔120度布置，三个微型减速电机5的输出轴分别可拆卸式固接一连接柱7，连接柱7的下端分别与一旋转活塞上墨器6的活塞杆可插拔式固定连接，所述下壳体3的下端固接钢笔笔头17，钢笔笔头17内插装有钢笔笔舌8，钢笔笔舌8的下端嵌装有钢笔笔尖9，所述控制电路板4的输出端与所述RGBLED14连接，控制电路板4的输出端还与所述三个微型减速电机5连接，上壳体2的背面设有开启所述颜色传感器13进行颜色采集的第一按钮11，下壳体3的背面设有使三个微型减速电机5开启或关闭的第二按钮12。

将钢笔顶端的颜色传感器13接触物体表面，按下第一按钮11，颜色传感器13读取物体表面颜色的RGB值，控制电路板4内的处理器将该RGB值输出给所述RGBLED14，使RGBLED14闪烁亮起对应该RGB值的颜色，上壳体2上设置有供RGBLED14透光的亚克力透光区域10，所述处理器还将从物体表面获取的RGB值计算匹配为相应的某种颜色，并将该种颜色分解为相应分量比例的红、黄、蓝分量，三个旋转活塞上墨器6内装载的墨水分别为红、黄、蓝三色，长按下第二按钮12，三个微型减速电机5启动，所述处理器使微型减速电机5按照各自对应颜色的分量比例旋转对应比例的小段时间，于是三个旋转活塞上墨器5内的旋转活塞旋转对应比例的小段时间，在旋转活塞的排出力作用下，随即三个活塞上墨器5的出墨口流出对应分量比例的红、黄、蓝三色墨水至钢笔笔头17。

如图5所示，钢笔笔头17的外表面为倒锥形，钢笔笔头17的内部上端为承接三个旋转活塞上墨器6的排出墨水的漏斗状的墨水混合缓冲空间18，钢笔笔头17的内部下端为供钢笔笔舌8插装的竖向孔21，竖向孔21的尺寸与钢笔笔舌9相配合，墨水混合缓冲空间18的出口与插装在竖向孔21内的钢笔笔舌8相接，钢笔笔舌8的表面具有横向沟壑19和纵向沟壑20，纵向沟壑20的下端对准钢笔笔尖9的中部缝隙，从墨水混合缓冲空间18流出的墨水沿横向沟壑19和纵向沟壑20流下至钢笔笔尖9，经过墨水混合缓冲空间18、横向沟壑19、纵向沟壑20的缓慢、充分的混合后，于是钢笔笔尖书9写出对应分量比例的三色墨水混合而成的颜色，该颜色与颜色传感器13采集的物体表面的颜色类同；所述采用透明亚克力壳体的下壳体3可窥视三个旋转活塞上墨器6内墨水的余量。

如图3所示，所述控制电路板4倾斜地嵌设在上壳体2的顶端，上壳体2的顶端与控制电路板4的倾斜角度相同，上壳体2的顶端和控制电路4板朝向钢笔的前侧倾斜向下设置，方便在握笔时控制电路板4上端面的颜色传感器13与物体表面接触。

如图1-3所示，所述供RGBLED14透光的亚克力透光区域10为分布于上壳体2的上部两侧的相互对称的弧线形透光区域，该弧线形透光区域朝向钢笔的前侧倾斜向下设置。

关于如何吸墨，上壳体2和下壳体3拆卸开后，通过三个微型减速电机5的旋转，可以使得旋转活塞上墨器6自动吸墨，也可以将连接柱7与旋转活塞上墨器6的活塞杆拆卸开，通过手动旋转活塞杆来使旋转活塞上墨器6上墨。

处理器使微型减速电机5按照各自对应颜色的分量比例旋转对应比例的小段时间，之所以只旋转小段时间，比如红、黄、蓝三色对应的微型减速电机分别旋转20ms、10ms、5ms，这样则排出对应比例的少量墨水，少量墨水有利于更好地充分混合。

本实施例的工作原理：将钢笔顶端的颜色传感器13接触物体表面，按下第一按钮11，颜色传感器13读取物体表面颜色的RGB值，控制电路板4内的处理器将该RGB值输出给所述RGBLED14，使RGBLED14闪烁亮起对应该RGB值的颜色，从而直观地反馈给用户目前拾取的颜色；通过控制电路板4将颜色传感器13获得的RGB值转换为红、黄、蓝三原色，长按第二按钮12后，根据红、黄、蓝三色的分量比例使三个微型减速电机5分别转动对应比例的小段时间，旋转活塞上墨器6的旋转活塞和微型减速电机5的输出轴联动，从而将红、黄、蓝三色墨水按分量比例从各自的旋转活塞上墨器6中推出至钢笔笔头17，经过墨水混合缓冲空间18、横向沟壑19、纵向沟壑20的缓慢、充分的混合后，混合墨水流下至钢笔笔尖9，钢笔笔尖书9写出对应分量比例的三色墨水混合而成的颜色，该颜色与颜色传感器从物体表面拾取的颜色基本相同。

这样，一方面，可以将颜色传感器拾取的颜色通过RGBLED亮起相同的颜色，另一方面，钢笔还可书写或涂画出类同于颜色传感器所拾取颜色的颜色。

需要说明的是，RGB值是指光学领域的红、绿、蓝三基色，红、黄、蓝三色则是美术领域的三原色，本发明通过颜色传感器先检测物体表面颜色的RGB值，再将RGB值转换成对应分量比例的红、黄、蓝三原色，红、黄、蓝三原色混合后可得到任意的彩色颜色。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，其特征在于：包括壳体，壳体包括可拆卸式连接的上壳体和下壳体，上壳体为彩色ABS塑料壳体，下壳体为透明亚克力壳体，上壳体的顶端嵌设具有处理器的控制电路板，控制电路板的上端面设有用于获取物体表面颜色的RGB值的颜色传感器，控制电路板的下端面设有RGBLED，控制电路板的侧面设有用于充电的microUSB接口，控制电路板由锂电池供电，所述壳体内固定有三个微型减速电机，三个微型减速电机沿周向等间隔120度布置，三个微型减速电机的输出轴分别固接一连接柱，连接柱的下端分别与一旋转活塞上墨器的活塞杆可插拔式固定连接，所述下壳体的下端固接钢笔笔头，钢笔笔头内插装有钢笔笔舌，钢笔笔舌的下端嵌装有钢笔笔尖，所述控制电路板的输出端与所述RGBLED连接，控制电路板的输出端还与所述三个微型减速电机连接，上壳体的背面设有开启所述颜色传感器进行颜色采集的第一按钮，下壳体的背面设有使三个微型减速电机开启或关闭的第二按钮；

将钢笔顶端的颜色传感器接触物体表面，按下第一按钮，颜色传感器读取物体表面颜色的RGB值，控制电路板内的处理器将该RGB值输出给所述RGBLED，使RGBLED闪烁亮起对应该RGB值的颜色，上壳体上设置有供RGBLED透光的亚克力透光区域，所述处理器还将从物体表面获取的RGB值计算匹配为相应的某种颜色，并将该种颜色分解为相应分量比例的红、黄、蓝分量，三个旋转活塞上墨器内装载的墨水分别为红、黄、蓝三色，长按下第二按钮，三个微型减速电机启动，所述处理器使微型减速电机按照各自对应颜色的分量比例旋转对应比例的小段时间，于是三个旋转活塞上墨器内的旋转活塞旋转对应比例的小段时间，在旋转活塞的排出力作用下，随即三个活塞上墨器的出墨口流出对应分量比例的红、黄、蓝三色墨水至钢笔笔头；

所述钢笔笔头的外表面为倒锥形，钢笔笔头的内部上端为承接三个旋转活塞上墨器的排出墨水的漏斗状的墨水混合缓冲空间，钢笔笔头的内部下端为供钢笔笔舌插装的竖向孔，竖向孔的尺寸与钢笔笔舌相配合，墨水混合缓冲空间的出口与插装在竖向孔内的钢笔笔舌相接，钢笔笔舌的表面具有横向沟壑和纵向沟壑，纵向沟壑的下端对准钢笔笔尖的中部缝隙，从墨水混合缓冲空间流出的墨水沿横向沟壑和纵向沟壑流下至钢笔笔尖，经过墨水混合缓冲空间、横向沟壑、纵向沟壑的缓慢、充分的混合后，于是钢笔笔尖书写出对应分量比例的三色墨水混合而成的颜色，该颜色与颜色传感器采集的物体表面的颜色类同；所述采用透明亚克力壳体的下壳体可窥视三个旋转活塞上墨器内墨水的余量；

所述控制电路板倾斜地嵌设在上壳体的顶端，上壳体的顶端与控制电路板的倾斜角度相同，上壳体的顶端和控制电路板朝向钢笔的前侧倾斜向下设置，方便在握笔时控制电路板上端面的颜色传感器与物体表面接触。

2.如权利要求1所述的儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，其特征在于：所述连接柱的上端与微型减速电机为可拆卸式固定连接。

3.如权利要求1或2所述的儿童智能颜色识别和彩绘钢笔，其特征在于：所述供RGBLED透光的亚克力透光区域为分布于上壳体的上部两侧的相互对称的弧线形透光区域，该弧线形透光区域朝向钢笔的前侧倾斜向下设置。