[發(fā)明專利]一種數(shù)顯智能圓規(guī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710065441.X
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN101058277A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張金靈;蔡群英;葉謀奮;蔡天芳;王玉鳳;陳征
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: B43L9/02
• 分類號: B43L9/02
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)顯智能圓規(guī)，屬于一種能夠作圖、測量、計算和數(shù)字顯示的圓規(guī)，屬工程作圖、教學(xué)科研作圖領(lǐng)域。

背景技術(shù)

授權(quán)公告號CN1478661、名稱“自動顯數(shù)圓規(guī)”，該圓規(guī)主要由扇形齒輪、小齒輪和數(shù)盤組成。特點是扇形齒輪和小齒輪有機的結(jié)合隨圓規(guī)腿的張合而帶動數(shù)字盤有序的轉(zhuǎn)動，數(shù)字盤即顯示圓規(guī)的半徑值。其不足之處在于僅能夠通過機械結(jié)構(gòu)顯示半徑值，通過數(shù)字盤讀數(shù)不方便，而且不能測量多種幾何量如角度，弧度，不具備計算功能如計算三角形面積。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種數(shù)顯智能圓規(guī)。普通圓規(guī)只能單一地畫圓，不能將相關(guān)數(shù)據(jù)實時地顯示出來，有較大的局限性。機械顯數(shù)圓規(guī)讀數(shù)不便且功能單一。本發(fā)明可以動態(tài)測量并實時顯示相關(guān)數(shù)據(jù)(如半徑、角度、面積、弧長等)，并且精度較高，適用于快速作圖。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種數(shù)顯智能圓規(guī)，在圓規(guī)的左臂下方，安裝了測量角度的傳感器。在圓規(guī)的中間，安裝了控制和顯示電路。在圓規(guī)上部，安裝了測量半徑的傳感器。在圓規(guī)頂端，安裝了三個控制按鍵，分別是復(fù)位按鍵、功能選擇按鍵和確認(rèn)按鍵。

綜合使用傳感器、單片機和微型數(shù)碼管，將普通圓規(guī)在作圖時的半徑、角度測量并顯示出來，在這此基礎(chǔ)上進(jìn)行運算并實時顯示弧長和相應(yīng)圖形面積。參看電路原理圖，

測量部分：圓規(guī)作圖時的半徑和兩臂轉(zhuǎn)過的角度經(jīng)傳感器電路及振蕩電路，轉(zhuǎn)化為頻率值，通過單片機準(zhǔn)確測量。

數(shù)據(jù)處理和顯示部分：單片機采集測量數(shù)據(jù)，根據(jù)功能選擇將數(shù)據(jù)處理計算得出半徑或角度或面積值后送給顯示部分。驅(qū)動電路點亮數(shù)碼管，實時顯示出來。

控制部分：三個按鍵分別是復(fù)位按鍵、功能選擇按鍵、確認(rèn)按鍵。單片機掃描三個按鍵，以確定是哪個按鍵按下，再做出相應(yīng)的控制或反應(yīng)。

程序部分：采用分支程序設(shè)計和復(fù)雜的浮點運算實現(xiàn)整體控制和角度、弧度和面積計算。

本發(fā)明的有益效果：基本功能——作圖時本發(fā)明能實時顯示圓規(guī)張開的半徑大小，能實時顯示圓規(guī)畫弧時轉(zhuǎn)過角的大小。半徑測量精度達(dá)到1毫米，角度測量精度達(dá)到2度，與實際相符。測量計算功能——通過按鍵選擇，本發(fā)明能測量并計算弧長、圓面積、三角形面積、平行四邊形面積、扇形面積、橢圓面積，結(jié)果達(dá)到3位有效數(shù)字。

附圖說明

圖1為電路原理示意圖。

圖2為結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為程序流程圖。

圖2中：

1、測量角度的傳感器；????2、控制和顯示部分電路；????3、測量半徑的傳感器；

4、復(fù)位按鍵；????????????5、功能選擇按鍵；??????????6、確認(rèn)按鍵。

下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進(jìn)一步說明。

具體實施方式

實施例1：如圖2所示，

結(jié)構(gòu)部分，在圓規(guī)左臂下方安裝一測量角度的傳感器，在圓規(guī)的中間部分，安裝測量半徑的傳感器，圓規(guī)的兩臂帶動此兩傳感器轉(zhuǎn)動，傳感器即輸出相應(yīng)的電量，此電量經(jīng)振蕩電路轉(zhuǎn)換成頻率值，輸入給單片機測量。單片機采集數(shù)據(jù)量后，轉(zhuǎn)換成為半徑值，角度值，并實時顯示。通過功能選擇按鍵，單片機還可將此量計算后轉(zhuǎn)換成為圖形的弧度值，面積值顯示出來。在圓規(guī)頂端安裝三個按鍵，分別是復(fù)位按鍵、功能選擇按鍵和確認(rèn)按鍵。通過此三按鍵選擇使用功能。

如圖3所示，打開電源后，按一下復(fù)位鍵，圓規(guī)開始工作，屏幕顯示001。

以下是各功能使用說明：

一、測半徑(直線)大小，畫確定半徑的圓：

按下功能選擇鍵，至屏幕顯示001，按下確認(rèn)鍵，圓規(guī)進(jìn)入功能一。屏幕顯示值為半徑(直線)的長度，打開圓規(guī)兩臂直至屏幕顯示為所需的半徑值即可，用此值即可畫確定半徑的圓。

二、畫角、測角的大小：

按下功能選擇鍵，至屏幕顯示002，按下確認(rèn)鍵，圓規(guī)進(jìn)入功能二。輕握圓規(guī)帶傳感器的一臂固定不動，旋轉(zhuǎn)圓規(guī)，屏幕會實時顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)過的角度值。利用此值可畫確定角度的角，也可用來測角的大小。

三、畫弧，測弧長：

按下功能選擇鍵，至屏幕顯示003，按下確認(rèn)鍵，圓規(guī)進(jìn)入功能三。屏幕首先顯示的是半徑值的大小，打開圓規(guī)兩臂至需要值后按下確認(rèn)鍵，輕握圓規(guī)帶傳感器的一臂固定不動，旋轉(zhuǎn)圓規(guī)，屏幕會實時顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)過的弧度值。

四、測圓面積：

按下功能選擇鍵，至屏幕顯示004，按下確認(rèn)鍵，圓規(guī)進(jìn)入功能四。屏幕首先顯示的是半徑值的大小，用圓規(guī)兩臂測量圓的半徑，再按一下確認(rèn)鍵，屏幕即顯示此圓的面積。

五、測三角形面積：