Пишущее устройство
Изобретение относится к устройствам для тренировки мелкой моторики пользователя и может быть использовано для развития навыков письма или рисования, а также для восстановления нарушенных, утраченных двигательных функций. Сущность изобретения заключается в пишущем устройстве, которое содержит корпус с каналом, внутри которого подвижно закреплен стержень, состоящий из наконечника и трубки, при этом часть наконечника выступает из канала корпуса, которое отличается тем, что трубка выполнена из упругодеформируемого материала, а величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции пишущего устройства с сопутствующим снижением риска возникновения дефекта его компонентов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к устройствам для тренировки мелкой моторики пользователя и может быть использовано для развития навыков письма или рисования, а также для восстановления нарушенных, утраченных двигательных функций пользователя.
Известно пишущее устройство, которое содержит корпус с элементом определения точки давления и каналом, внутри которого установлена аккумуляторная батарея, контроллер и датчик давления, а также подвижно закреплен стержень, состоящий из наконечника и трубки, при этом трубка упирается в датчик давления, который подключен к контроллеру, а контроллер, в свою очередь, подключен к устройству определения точки давления и аккумуляторной батарее [CN105856907, дата публикации: 17.08.2016 г., МПК: B43K 24/02; B43K 29/08; B43K 29/087].
Недостатком известного пишущего устройства является высокая сложность и низкая надежность его конструкции из-за применения в ней для тренировки навыка письма или рисования подключенных друг к другу элемента определения точки давления, датчика давления, контроллера и аккумуляторной батареи, которые являются электронными компонентами и имеют высокий риск выхода из строя при возникновении резких знакопеременных нагрузок, вызванных, к примеру, падением пишущего устройства со стола.
Известно пишущее устройство, которое содержит корпус с каналами, внутри которых с двух сторон подвижно закреплены цилиндры, к которым присоединены трубки с наконечниками, при этом между цилиндрами установлен постоянный магнит, а между одним из цилиндров и постоянным магнитом установлена пружина [JP3022212, дата публикации: 22.03.1996 г., МПК: G09B 19/24].
В качестве прототипа выбрано пишущее устройство, которое содержит корпус с каналами, внутри которых с минимальным зазором подвижно закреплены цельнометаллические стержни состоящие из трубок, с одной стороны которых имеется наконечник, а с другой - площадки, при этом каждый канал имеет пружину, которая упирается в площадку и в конец канала, а снаружи корпуса установлен индикатор для контроля степени утапливания цельнометаллического стержня в процессе письма [JPH05147381, дата публикации: 15.06.1993 г., МПК: B43K 29/00; B43K 3/04; G09B 11/02].
Преимуществом известного пишущего устройства и прототипа является их более простая и надежная конструкция за счет применения в них для тренировки навыка письма или рисования пользователя менее подверженных воздействию знакопеременных нагрузок пружины и постоянного магнита, взаимодействующих с цилиндром и стержнем, а также цельнометаллических стержней и пружин с индикаторами, что дает возможность исключить электронные компоненты из их конструкции. Однако существенными недостатками прототипа и известного пишущего устройства по-прежнему остаются высокая сложность и низкая надежность их конструкции, поскольку взамен электронных компонентов в них применяется сложная кинематическая схема из закрепленных внутри каналов корпуса подвижных и неподвижных элементов, что может привести к заклиниванию подвижных элементов, в том числе цилиндров или цельнометаллических стержней внутри каналов в процессе эксплуатации пишущего устройства и тренировки с его помощью навыков письма или рисования, а также к износу и разрушению пружин, либо выходу из строя неподвижных элементов, в том числе к постепенному размагничиванию постоянного магнита или потери его фиксации в канале, вследствие чего возможно возникновение дефекта пишущего устройства и потеря возможности его применения пользователем для тренировки навыка письма или рисования.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в необходимости повышения надежности пишущего устройства.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции пишущего устройства с сопутствующим снижением риска возникновения дефекта его компонентов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Пишущее устройство содержит корпус с каналом, внутри которого подвижно закреплен стержень, состоящий из наконечника и трубки, при этом часть наконечника выступает из канала корпуса. В отличие от прототипа трубка выполнена из упруго-деформируемого материала, а величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса.
Стержень состоит из наконечника и трубки. Наконечник одним концом присоединен к трубке, при этом другой его конец может содержать контактный сферический, цилиндрический или конусообразный элемент, либо он может содержать пишущий элемент в виде шарика или грифеля. Также не исключен вариант, при котором весь наконечник представлен в виде грифеля. Трубка выполнена из упруго-деформируемого материала, что обеспечивает возможность многократного изменения формы профиля трубки и ее возврата к исходному состоянию. В качестве такого материала могут быть представлены металлы, полимеры или композиционные составы, имеющие свойства упругой деформации, такие как пружинная сталь, пластик или стекловолоконный композит.
Корпус обеспечивает несущие функции пишущего устройства. Корпус на наружной поверхности может иметь углубления и/или упоры и/или выемки для пальцев пользователя. Корпус может быть выполнен из любого вида конструкционного материала.
Канал обеспечивает возможность размещения и подвижного закрепления стержня внутри корпуса. Продольный профиль канала может иметь прямую или изогнутую форму. При этом с одной стороны корпуса канал выполнен открытым, а с другой стороны корпуса канал может быть выполнен с возможностью препятствования линейному перемещению стержня наружу из корпуса. Для этого канал может быть выполнен закрытым, прикрыт крышкой или заглушкой, либо он может иметь выступ, исключающий возможность перемещения стержня наружу из корпуса. При этом с противоположной, открытой стороны канала корпуса может содержать элемент, обеспечивающий подвижное закрепление наконечника стержня в корпусе. Этот элемент может быть выполнен в виде выступа в канале, сужения канала или колпачка, которые образуют или имеют отверстие, обеспечивающее линейное перемещение наконечника в корпусе.
Величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса, что обеспечивает возможность погружения выступающей части наконечника в канал при превышении допустимой силы нажатия на пишущее устройство, исключения возможности использования пишущего устройства и отработки таким образом пользователем навыка письма или рисования. При этом сила нажатия на устройство, при которой обеспечивается полное погружение выступающей части наконечника в канал, может составлять от 0,5 до 2,5 кг*м/c2. В случае, если это значение будет меньше 0,5 кг*м/c2, то необходимая сила нажатия на устройство, при котором будет происходить полное погружение выступающей части наконечника в канал, будет слишком мала, вследствие чего исключается возможность тренировки силы нажатия на пишущее устройство и тренировки навыка письма или рисования пользователя. В случае, если это значение будет превышать 2,5 кг*м/c2, то сила нажатия на устройство, необходимая для полного погружения выступающей части наконечника в канал, будет слишком велика, вследствие чего также станет невозможна тренировка навыка письма или рисования пользователя. При этом необходимая величина силы нажатия на пишущее устройство, при котором будет происходить полное погружение выступающей части наконечника в канал, может обеспечиваться за счет типа упруго-деформируемого материала, из которого выполнена трубка, либо за счет преднатяга трубки. При этом для обеспечения преднатяга трубки канал может иметь длину меньшую, чем трубка.
Канал для получения необходимого зазора или суммы зазоров может иметь расширение, выполненное по всей его длине, либо он может иметь по меньшей мере одно расширение, которое может быть построено с применением кривой второго или третьего порядка. В наиболее предпочтительном варианте канал выполнен изогнутым, а расширение выполнено в месте изгиба канала, например при вершине изгиба или по всей длине изгиба. При этом канал может содержать более одного изгиба, каждый из которых может иметь расширение. В таком случае величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки, может быть пропорциональна количеству расширений, что снижает степень деформации трубки и снижает риск возникновения её дефекта, повышая таким образом надежность пишущего устройства.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что:
–– трубка выполнена из упруго-деформируемого материала, что позволяет многократно изменять форму профиля трубки и возвращать ее к исходному состоянию, благодаря чему обеспечивается возможность линейного перемещения выступающей части наконечника стержня относительно корпуса.
–– величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса, что позволяет в процессе упругой деформации трубки обеспечить такую полость в канале корпуса устройства, благодаря которой обеспечивается возможность складывания трубки и полного погружения выступающей части наконечника в корпус при превышении допустимой силы нажатия на пишущее устройство.
Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает возможность линейного перемещения выступающей части наконечника стержня относительно корпуса до его полного погружения в корпус при превышении допустимой силы нажатия на пишущее устройство и возврата выступающей части наконечника в исходное состояние при снижении приложенной силы нажатия на пишущее устройство, что позволяет исключать возможность использования пишущего устройства при превышении определенной степени нажатия на пишущее устройство и отрабатывать таким образом навык письма или рисования при помощи пишущего устройства только за счет конструкции упругой деформации стержня в зазоре/зазорах канала без применения в конструкции пишущего устройства электронных компонентов или сложных кинематических схем.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции пишущего устройства с сопутствующим снижением риска возникновения дефекта его компонентов, тем самым повышая надежность пишущего устройства.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известны пишущие устройства, с помощью которых тренируют навык письма или рисования пользователя, основанные на применении электронных систем отслеживания степени нажатия, а также основанные на кинематических схемах, обеспечивающих контроль за степенью нажатия на пишущее устройство. Известные устройства выполняют поставленную задачу и обеспечивают высокую эффективность тренировки навыка письма или рисования пользователя, но при этом имеют сложную конструкцию.
Однако из уровня техники не известно пишущее устройство, обеспечивающее столь же высокую эффективность тренировки навыка письма или рисования пользователя, конструкция которого отличалась бы простотой и надежностью и была бы основана на эффекте упругой деформации трубки и ее перемещении в зазоре канала на такую величину, при которой происходит полное погружение выступающей части наконечника в корпус при превышении допустимой силы нажатия на пишущее устройство и возврата выступающей части наконечника в исходное состояние при снижении силы нажатия на пишущее устройство и тренировки таким образом навыка письма или рисования пользователя. Ввиду этого изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 – Пишущее устройство, содержащее изогнутый канал, при этом величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса, продольный разрез.
Фиг.2 – Пишущее устройство по Фиг.1, выступающая часть наконечника погружена внутрь канала, продольный разрез.
Фиг.3 – Пишущее устройство, содержащее изогнутый канал, при этом величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки превышает длину той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса, продольный разрез.
Фиг.4 – Пишущее устройство по Фиг.3, выступающая часть наконечника погружена внутрь канала, продольный разрез.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Пишущее устройство содержит корпус 1 с каналом, внутри которого подвижно закреплен стержень, состоящий из пишущего наконечника 2, и трубки 3, заполненной пастообразными чернилами. При этом пишущий наконечник 2 подвижно установлен в отверстии канала и опирается на один его конец, а трубка 3 упирается в противоположный конец канала. При этом канал имеет изогнутый профиль, трубка 3 выполнена из упруго-деформируемого пластика, при этом длина канала меньше, чем длина трубки 3, за счет чего создан преднатяг трубки 3, а величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки 3 равна по меньшей мере одной длине той части наконечника 2, которая выступает из канала.
Изобретение работает следующим образом.
Устройство размещается в руке пользователя, при этом корпус 1 устанавливается между средним, указательным и большим пальцами руки пользователя. В процессе тренировки техники письма или рисования осуществляется перемещение пишущего наконечника 2 по бумажному носителю и перенос на бумажный носитель пастообразных чернил. Этот процесс осуществляется с сопутствующим повышением нажимающего воздействия пользователем на корпус 1 устройства, которое впоследствии передается на пишущий наконечник 2, что приводит к линейному перемещению пишущего наконечника 2 в отверстии и частичному или полному его погружению в канал в зависимости от приложенного пользователем нажимающего воздействия на корпус 1. В зависимости от того, насколько было снижено приложенное пользователем нажимающее воздействие на корпус 1, за счет упора трубки 3 в конец канала и появления в профиле трубки 3 изгибающего момента происходит обратное линейное перемещение пишущего наконечника 2 в отверстии и его частичный выход из канала или его выход до упора в края канала. Таким образом происходит полное погружение выступающей части наконечника 2 в корпус 1 при превышении допустимой силы нажатия на пишущее устройство и возврата выступающей части наконечника 2 в исходное состояние при снижении силы нажатия на пишущее устройство, улучшение навыка плавности письма или рисования пользователя и развитие его мелкой моторики без применения сложных электронных систем отслеживания степени нажатия на пишущее устройство, а также кинематических схем, обеспечивающих контроль за степенью нажатия на пишущее устройство.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции пишущего устройства с сопутствующим снижением риска возникновения дефекта его компонентов, тем самым повышается надежность пишущего устройства.
1. Пишущее устройство, содержащее корпус с каналом, внутри которого подвижно закреплен стержень, состоящий из наконечника и трубки, при этом часть наконечника выступает из канала корпуса, отличающееся тем, что трубка выполнена из упругодеформируемого материала, а величина зазора между стенкой канала и поверхностью трубки равна по меньшей мере одной длине той части наконечника стержня, которая выступает из канала корпуса, обеспечивая возможность погружения выступающей части наконечника в канал при превышении силы нажатия пользователем на пишущее устройство и возврата выступающей части наконечника в исходное состояние при снижении силы нажатия пользователем на пишущее устройство, при этом необходимая величина силы нажатия на пишущее устройство, при котором происходит погружение выступающей части наконечника в канал, обеспечивается за счет преднатяга трубки, для чего канал имеет длину меньшую, чем трубка.
2. Пишущее устройство по п.1, отличающееся тем, что сила нажатия на устройство, при которой обеспечивается полное погружение выступающей части наконечника в канал, составляет от 0,5 до 2,5 кг⋅м/c2.
3. Пишущее устройство по п.1, отличающееся тем, что канал выполнен изогнутым, а расширение выполнено в месте изгиба канала.
