一种电子圆规系统及其电磁圆规、电子终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子圆规系统及其电磁圆规、电子终端，其中，所述系统包括：电磁圆规和电子终端；其中，电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点；电子终端，用于感应电磁圆规的电磁点，根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作。
【专利说明】
一种电子圆规系统及其电磁圆规、电子终端
技术领域
[0001]本实用新型涉及教育信息化技术领域，尤其涉及一种电子圆规系统及其组成部件。
【背景技术】
[0002]随着教育信息化不断发展，越来越多的学校都建立了信息化的教学系统。通常，这类教学系统包括服务器(简称服务端)、教师客户端(简称教师端)和学生客户端(简称学生端)三大部分，它们相互配合以信息化的方式完成教学过程。特别是随着网络技术和移动终端技术的发展，越来越多的信息化辅助教学设备被引入课堂。
[0003]这些辅助设备的引入，使得传统的教学模式也随之变化。例如:教师为学生布置学科作业的方式不再仅仅局限于教师在课堂上口头或板书进行，而是可以通过电子邮件或微信群发等手段进行，而学生完成作业也不再仅仅是使用传统的纸质作业本，而可以借助学生端等电子终端。也就是说布置作业和完成作业都是电子化的方式，可以摆脱纸和笔。
[0004]但对于数学等理科学科，完成作业传统上除了要借助纸和笔，还需要借助三角尺、直尺、圆规、半圆尺(量角器)等辅助工具，而现有的三角尺、直尺、圆规、半圆尺无法与学生端等电子终端交互，不能满足学生完成电子化理科学科作业的需要。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型期望提供一种电子圆规系统及其电磁圆规、电子终端，能满足学生完成电子化理科学科作业时使用圆规的需要。
[0006]本实用新型实施例的技术方案是这样实现的:
[0007]本实用新型实施例提供一种电子圆规系统，该系统包括:电磁圆规和电子终端;其中，
[0008]电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点；
[0009]电子终端，用于感应电磁圆规的电磁点，根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作。
[0010]本实用新型实施例还提供一种电子圆规系统的电磁圆规，该电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点。
[0011]上述方案中，所述类圆规部件中至少有一只脚的下端点包括防滑材质。
[0012]本实用新型实施例还提供一种电子圆规系统的电子终端，该终端包括:电磁感应线圈基板、电子圆规模块和显示屏;其中，
[0013]电磁感应线圈基板位于所述显示屏下方，用于感应电磁圆规顶点的位置信息；
[0014]电子圆规模块，用于根据所述位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标，根据所述点对坐标确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作；
[0015]显示屏，用于显示所述圆规操作的操作结果。
[0016]上述方案中，所述电磁感应线圈基板包括一网格电路，所述网格电路中的每个交叉点布置有一电磁感应单元，电磁感应单元用于感应该交叉点附近是否有电磁点。
[0017]上述方案中，所述电子圆规模块包括:
[0018]坐标解析单元，用于根据电磁点的位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标；
[0019]圆弧绘制单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定画圆弧操作所对应的电子圆弧。
[0020]上述方案中，所述电子圆规模块还包括:
[0021]距离确定单元，用于根据所述点对坐标，确定当前电磁圆规两只脚下端之间的距离。
[0022]上述方案中，所述电子圆规模块还包括:
[0023]角度确定单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定所述电子圆弧对应的角度值。
[0024]本实用新型技术方案的有益效果在于:通过在圆规的关键点布置电磁点的，使得电磁圆规可以与电子终端交互，从而获取电磁圆规关键点的位置信息，将位置信息转换为系统坐标系中的关键点坐标，进而确定圆规操作，并将圆规操作的结果利用电子终端显示给用户，实现了圆规的功能，这样的电子圆规系统实现了由物理坐标系到系统逻辑坐标系的转换，克服了普通圆规的不足;此外，电子圆规系统还可为用户实时的显示圆规两脚之间的距离，以及圆弧的角度值，具有普通圆规无法实现的功能。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型实施例提供的电子圆规系统的原理示意图；
[0026]图2是本实用新型提供的一个实施例中与感应线圈相连的存储单元的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了更清楚地说明本实用新型实施例和技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]数学等理科学科常常要求学生能够掌握圆规等辅助工具的使用方法，圆规也是其中之一，但是学生根本不可能使用普通圆规来完成电子化作业，普通圆规在一只脚上设有钢针，会划伤或刺破电子终端的显示屏，且普通圆规另一支脚上画笔所画出的弧线根本不能被电子终端识别，因此原先需要使用圆规的作业根本不能被电子化，严重影响电子化作业的推广应用。
[0029]因此迫切需要一种可电子化的圆规，能够克服普通圆规的上述不足，帮助学生能够在电子终端上完成相关作业。
[0030]在本实用新型实施例提供一种电子圆规系统，所述系统包括:电磁圆规和电子终端;其中，
[0031]电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点；
[0032]电子终端，用于感应电磁圆规的电磁点，根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作。
[0033]具体的，上述电子圆规系统中的电磁圆规的一个不例如图1所不，该电磁圆规包括一两只脚101和102，脚101和102的上端由铰接件103交接，脚101和102的下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，所述脚101、102和铰接件103构成一类圆规部件;特别的，该类圆规部件还包括捏持部104，供用户捏持和转动电磁圆规;在所述两只脚101和102的下端点处分别布置有一个电磁点111和112。
[0034]进一步的，为便于电磁圆规的一脚可稳定于电子终端屏幕表面，上述电磁圆规中，类圆规部件中至少有一只脚的下端点包括硅胶等防滑材质。即电磁圆规一只脚的最末端的材质相对于电子终端屏幕材质的摩擦系数较大。
[0035]所述防滑材质可以是硅胶、橡胶等。
[0036]为了能够与上述电磁圆规进行交互，本实用新型实施例还提供一种电子圆规系统的电子终端，所述终端包括:电磁感应线圈基板、电子圆规模块和显示屏;其中，
[0037]电磁感应线圈基板位于所述显示屏下方，用于感应电磁圆规顶点的位置信息；
[0038]电子圆规模块，用于根据所述位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点和对应于系统坐标系的点对坐标，根据所述点对坐标确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作；
[0039]显示屏，用于显示所述圆规操作的操作结果。
[0040]继续参考图1，上述电子终端中的电磁感应线圈基板如图1所示包括一网格电路102，所述网格电路102中的每个交叉点布置有一电磁感应单元，电磁感应单元用于感应该交叉点附近是否有电磁点。
[0041]图2是本实用新型提供的一个实施例中与感应线圈相连的存储单元的电路结构示意图，如图2所示，Ml是一个MOS管，WL是存储开关，当感应线圈产生变化信号时，WL为高电平，从而MOS管导通，BL的高电平将会给电容Cs充电，当感应线圈变化信号消失时，WL为低电平，MOS管截止，从而电容Cs的电量被保存起来，再通过检测BL线的电量即可判断出此点有数据，当移动电磁圆规101时，其下方的电磁感应线圈将产生感应电流并给相接的电容充电，电容充电后形成电压并保存在电容内，此电荷将保持一定时间，打开WL，通过不断扫描BL线的电压状态将感知到电磁位置点。Cbl是用来提升BL线的基础电容，以便Cs电容放电后，BL线的电压升高到‘ I’电位，举例，当电容Cs中存储数据I时，电容为高电位，当读取此存储单元的数据时，先将BL线的电压设为Vcc/2，然后打开WL线，使MOS管导通，此时电容Cs对BL线放电，使BL线的电压升高到Vcc，即数据I。
[0042]电磁感应线圈基板上还包括电磁感应芯片，其作用是对感应基板上感应线圈反馈的信号(模拟信号)进行处理后以坐标的形式(数字信号)报给电子终端的CPU。
[0043]电磁点则是一个永久电磁点，当移动电磁点时将切割基板上的线圈磁力线，线圈的信号大小将会随之改变，从而通过电磁感应芯片计算到电磁点位置。
[0044]进而，上述电子终端中，所述电子圆规模块包括:
[0045]坐标解析单元，用于根据电磁点的位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标；
[0046]圆弧绘制单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定画圆弧操作所对应的电子圆弧。
[0047]这里，系统坐标系是指电子圆规系统的逻辑坐标系，将电磁点的位置信息转换为系统坐标系的点坐标，实现了物理坐标与系统坐标的对应。
[0048]同一时刻，两个电磁点的位置信息对应于系统坐标系形成一个点对坐标；当用户在电子终端的屏幕上转动电磁圆规时，电子终端将采集到电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应的一系列点对坐标，根据这一系列点对坐标可以确定电磁圆规所画圆弧的圆心、半径、和每个瞬时小圆弧的起点和终点，依次绘制这些小圆弧，边确定了电磁圆规画圆弧操作所对应的电子圆弧。由此实现了圆规的基本功能——画圆弧。
[0049]普通圆规还具有测量两个线段是否相等的作用，本实用新型为了使电磁圆规也具有这一作用，同时进一步加强圆规测距功能，在一个实施例中，上述电子圆规模块还包括:
[0050]距离确定单元，用于根据所述点对坐标，确定当前电磁圆规两只脚下端之间的距离。
[0051]具体的，电子终端采集到点对坐标后，计算所述点对之间距离，便可确定当前电磁圆规两只脚下端之间的距离。
[0052]进一步的，如图1所示，为了便于用户观察，可将计算出的距离以刻度尺122的形式显示在电子终端的显示屏上。
[0053]继续参考图1，优选的，上述电子圆规模块还可以包括:
[0054]角度确定单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定所述电子圆弧对应的角度值。
[0055]具体的，根据一系列点对中的初始点对(电磁圆规落于显示屏时对应的点对)和当前点对(电磁圆规当前对应的点对)，可以计算出电磁圆规转动脚当前所划过的角度，即电磁圆规所画电子圆弧当前对应的角度值。
[0056]进一步的，为了便于用户观察，可将计算出的角度值实时显示在电子终端的显示屏上，优选的，如图1所示，显示在圆心附近。
[0057]实际应用中，上述电子终端可以由平板电脑、笔记本电脑、电纸书等智能终端设备实现。而其中的电子圆规模块在实际应用中，均可由位于电子终端中的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)实现。
[0058]本实用新型实施例提供的一种电子圆规系统的工作方法，所述方法包括:
[0059]当将如上所述的电磁圆规置于如上所述的电子终端的显示屏上时，所述电子终端感应所述电磁圆规中的电磁点，根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作。
[0060]进一步的，上述工作方法中，所述根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作包括:
[0061]根据电磁点的位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标；
[0062 ]根据一系列所述点对坐标，确定画圆弧操作所对应的电子圆弧。
[0063]进一步的，上述工作方法中，所述确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作还包括:
[0064]根据所述点对坐标，确定当前电磁圆规两只脚下端之间的距离。
[0065]进一步的，上述工作方法中，所述确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作还包括:
[0066]根据一系列所述点对坐标，确定所述电子圆弧对应的角度值。
[0067]本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0068]本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0069]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0070]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0071]再次说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种电子圆规系统，其特征在于，所述系统包括:电磁圆规和电子终端;其中， 电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点； 电子终端，用于感应电磁圆规的电磁点，根据所述电磁点的位置信息，确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作。2.—种电子圆规系统的电磁圆规，其特征在于，所述电磁圆规包括一类圆规部件，所述类圆规部件包括两只脚，上端铰接，下端可随意分开或合拢，以调整所绘圆弧半径的大小，在所述两只脚的下端点处各布置有一个电磁点。3.根据权利要求2所述的电磁圆规，其特征在于，所述类圆规部件中至少有一只脚的下端点包括防滑材质。4.一种电子圆规系统的电子终端，其特征在于，所述终端包括:电磁感应线圈基板、电子圆规模块和显示屏;其中， 电磁感应线圈基板位于所述显示屏下方，用于感应电磁圆规顶点的位置信息； 电子圆规模块，用于根据所述位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标，根据所述点对坐标确定所述电磁圆规对应于系统坐标系的圆规操作； 显示屏，用于显示所述圆规操作的操作结果。5.根据权利要求4所述的电子终端，其特征在于，所述电磁感应线圈基板包括一网格电路，所述网格电路中的每个交叉点布置有一电磁感应单元，电磁感应单元用于感应该交叉点附近是否有电磁点。6.根据权利要求4所述的电子终端，其特征在于，所述电子圆规模块包括: 坐标解析单元，用于根据电磁点的位置信息解析所述电磁圆规中两只脚端点的电磁点对应于系统坐标系的点对坐标； 圆弧绘制单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定画圆弧操作所对应的电子圆弧。7.根据权利要求4所述的电子终端，其特征在于，所述电子圆规模块还包括: 距离确定单元，用于根据所述点对坐标，确定当前电磁圆规两只脚下端之间的距离。8.根据权利要求6所述的电子终端，其特征在于，所述电子圆规模块还包括: 角度确定单元，用于根据一系列所述点对坐标，确定所述电子圆弧对应的角度值。
【文档编号】G09B5/02GK205486879SQ201521128427
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】赵术开, 桂进林
【申请人】智慧方舟科技有限公司