CN104133527A - 手机电脑和操作系统与输入装置及其应用 - Google Patents

Abstract

一种存储容量大、输入速度快、能使用有线网络、可运行电脑应用程序同时还能使用母语开发编程的手机，及以其为载体组成的无纸化教学考试系统和数控系统与机器人系统和检测系统。

Description

手机电脑和操作系统与输入装置及其应用

技术领域

本发明属于通信和计算机领域，具体涉及手机电脑和操作系统与输入装置及其应用。

背景技术

笔记本电脑因为便携性而受到了广大用户青睐，而且正向更轻更薄发展。智能手机虽然便携性更好，但有四大不足：存储容量小、输入速度慢、上网费用高、应用软件少、尤其是没有可用的编程开发与设计类软件。现在笔记本硬盘容量一般在几百G到几TG，而手机存储卡容量只有几G到几十G，设计与编程、办公软件每个都有几个G，因此难以在手机上运行。虽然有手机版的办公软件，但基本上是经过了阉割的，很多功能都被裁剪了。原因是手机的主要功能是通信，因此需要全天候开机，而电池容量有限，使用硬盘做存储器一个多小时就没电了。而输入时使用数字键盘每输入一个字母需击键一到三次，平均两次左右，即使是英文键盘，因为手机上是单手击键，速度也远不如双手击键的电脑。而且一般没有键鼠套装，设计编程办公软件的常用快捷键及丰富的鼠标操作自然无法实现。高昂的上网费用是手机的又一个软肋，中国移动二百元五个G的上网流量按现在的网速一分钟就用完了，而笔记本电脑可以使用有线网络，可以只在局域网中连接，适应保密的需要。而且手机毕竟出现相对较晚，应用软件远不及计算机丰富。

发明内容

本发明的目的是提供一种存储容量大、输入速度快、能使用有线网络、可运行电脑应用程序同时还能使用母语开发编程的手机。

为此本发明采用的技术方案是：

手机电脑，存储容量大、携带方便、容易扩展，其特征是包括智能手机、大容量存储器、接口电路、外设接口，接口电路用于连接手机与存储器和外设接口，可连接输入输出设备，扩大使用范围。

操作系统，管理软硬件资源，其特征是可运行电脑操作系统的应用程序，支持虚拟键盘鼠标，包括手机操作系统单元、存储器驱动单元、外设驱动单元，存储器驱动单元管理使驱动器仅在其中的程序和文件使用时开启，从而减少耗电量，延长手机待机时间。

输入装置，其特征是将虚拟键盘的每个键位分成若干区域，每个区域代表一个输入码元，从其中一个区域滑动到另一个区域也代表一个输入码元，当输入码元数量超过词库中汉字量时即可输入汉字每次点击一个单字或词组上屏，英、俄、德、法、意等西方文字则一个单词或短语上屏；精简版则汉字只有常用字一次点击就上屏，其他使用拼形输入时一次输入一个部首或能再组成单字的字，使用拼音输入法则一次输入一个完整的拼音，西方文字输入单词或词干，程序语言输入一个指令；还可以提供虚拟鼠标，可用上下左右方向键控制光标移动，其他功能与电脑上标准配置的鼠标同等。

母语编程器，其特征是使用用户母语进行编程，包括显示单元、存储单元和编译单元，使用权利要求3的输入装置，每次输入一个完整的指令，当使用母语编程时，每个指令对应翻译成程序员的母语，显示在编辑器中，而将母语表示的指令送到编译器编译。

以上系统除了可以取代现在的智能手机、笔记本电脑、台式电脑外，还可用于：

无纸化教学考试系统，其特征是教科书、作业本、试卷做成电子书，其中包含有画布程序，可以在书上划重点、做批注、手写完成作业和试卷，所做批注及解答可以修改，但不会修改到电子书。

数控系统，其特征是包括权利要求3的输入装置，能使用操作工的母语编程，可将复杂曲面的加工程序存入系统，减少传输速率造成的机时浪费，手轮上设置触屏，可设置机床坐标系，减少操作准备时间。

机器人系统，其特征是包含感知单元，通过传感器感知作业对象和作业环境；控制单元，编程控制作业流程；执行单元，按程序完成预定的工作，需要长距离移动时还包括行走机构；其他，如驱动器和电机等。

检测系统，其特征是包含感知单元，使用传感器模拟人的感知，并可与市场上现有的测量仪结合，运用各种理论做指导，对人或动物及手机、电脑、数控机床、汽车、机器人和其他机电产品测量检测；标准数据库单元，存储有测量对象的标准状况；分析单元，将测量结果与标准状况进行对比分析，判断出健康状态，或者进一步给出治疗方法或修理方法。

其他包含上述技术特征，或在其基础上进行简单增减、修饰润色的电子产品。

本发明的有益效果是采用大容量存储器，使大型应用程序可以安装，提供外设接口，可方便连接输入输出设备，提供文字输入装置，输入汉字时精简版使用频率高的一百字一键上屏，其他使用部首输入法最多两键上屏，使用拼音输入法则一键出完整拼音，然后在候选区选择所需汉字，使用加强版则每个汉字都一键上屏，而现有的各种输入法中使用部首拼形输入的五笔输入法，一级简码需要在编码加空格后才能上屏，总共击键两次，且只有二十五个，6763个常用汉字在字母键盘平均输入一个需击键3.9次，数字键盘7.7次，而本输入装置最多二次；而拼音输入法输入拼音时，汉字四百多个音节每输入一个完整的平均击键次数在字母键盘为3.2次，数字键盘为6.67次，而本输入装置只需一次，因此速度可提高数倍。提供母语编程器，使用户可以直接使用母语开发应用程序，降低开发成本及程序员入门门槛。无纸化教学考试系统使教科书和作业试卷都无纸化，减少了用纸量，能节约大量木材，降低环境污染。数控系统采用操作工的母语编程，使普通机床操作工直接转换做数控机床操作工成为可能，将节约大量培训费，并且采用大容量存储器，使加工复杂曲面时由于程序庞大只能使用在线加工因而传输速率跟不上加工速率而造成的机时浪费问题完满解决，采取在手轮上设置加工坐标系，进一步减轻操作工劳动强度和操作准备时间。机器人系统使人工操作实现标准化和自动化，减少工人跳槽对企业的不利影响。检测系统采用电子设备代替人，可以得出精确的数据，能更大程度地发挥专业理论，减少经验不足造成的误判误诊。

附图说明

图1是手机电脑硬件结构图。

图2是操作系统结构图。

图3～图6是输入装置示意图。

图7是母语编程器示意图。

图8是无纸化教学考试系统的语音练习软件结构图。

图9是无纸化教学考试系统的教科书、作业和试卷示意图。

图10是数控系统结构图。

图11是用于数控编程示范的工件图。

图12是机器人厨师结构图。

图13是机器人中医检测系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步具体描述：结合图1，一种手机，包括智能手机还包括接口电路和大容量存储器与外设接口，接口电路使智能手机与存储器和外设接口可以交换数据，在家里或办公室时手机可以通过外设接口与各种输入输出设备如大屏幕显示器、音箱、键盘、鼠标、打印机、扫描仪、U盘、移动硬盘等连接，以便娱乐及办公演示和教学。

参照图2，一种操作系统，包括手机操作系统和存储器驱动、外设驱动等，负责管理图1所示手机，除提供一般功能，还管理存储器和外设，当存储器中程序和文件没有使用时切断电源，使手机处于待机状态，延长手机使用时间。

以下我们结合图3~图6对输入装置作描述：

图3为键盘示意图，在输入6763个常用字时，使用标准英文键盘的虚拟键盘，共一百多键位，如图所示每个键位分成九个区域或视为九点，则每键可安排九个汉字，再将各点与其他点间的滑动每次安排一个汉字，共可安排七十二个，加上前述的九个，每个键位为八十一个，则整个键盘可安排八千多个汉字，除6763个常用汉字还可安排一些词组。如果使用二万多字的大字集则使用图4的区域划分，每键位分为十六个区域，则每个键位可安排二百五十六个汉字和词组，全部键位可安排总数超过字集。图5是在数字键盘上实现输入6763个常用汉字的划分，共二十五个区域，每个可安排六百二十五个，十二个键位共可安排八千汉字或词组，同理图6划分的区域也使容纳的字数超过国家公布的大字集数量，使用时各个区域上安排的汉字或词组一直显示在该区域，点击后松开即上屏，与向其他区域滑动才上屏的汉字平时不显示，当点击该区域时才显示，操作者按照显示的滑动相应汉字或词组即可上屏。

图7为母语编程器示意图，使用上面所用输入装置编辑源代码，每次输入一个完整的代码，当需要使用程序员的母语编程时，将代码翻译成母语，实行一一对应，即每次输入的是一个已经翻译成母语的代码显示在编辑器上，编译时将其译成机器语言生成可执行程序即可运行。例如使用汇编语言编程时，键位安排为“mov”、“ax”、“#”、“es”，当使用汉语时对应翻译为“赋值给”、“主寄存器”、“立即数”、“附加段寄存器”，则程序员要将一个立即数1234赋予主寄存器再由主寄存器赋予附加段寄存器时只要在源代码编辑器中输入：

赋值给 主寄存器，立即数1234

赋值给 附加段寄存器，主寄存器

则将

mov ax,#1234

mov es,ax

送到编译器进行编译。

图8为无纸化教学考试系统的语音教学练习软件结构图，包括用于接受用户读音的麦克风，存储标准读音的存储器，接收用户口型的摄像头及存储标准口型的存储器，用户练习某个读音时选择完成后，软件调出其标准读音和口型并接收用户的读音与口型，由处理单元进行对比，并反馈给用户，从而使用户提高发音水平。

图9为无纸化教学考试系统的作业考试和教科书软件结构图，包括用文字处理软件制作的教科书和作业试卷的电子书，及用于做笔记和解答的画布程序。

图10为数控系统示意图，包括手轮和触屏，各种接口及驱动器、存储器等。触屏有输入装置用于编辑加工程序、设置加工坐标系等。输入装置将标准代码如“G01”、“G02”、“M03”、“M06”、“S”、“T”等作为一个整体输入，而将其标准意义以操作工的母语表示，如使用汉语时上述代码分别转换为“直线切削”、“顺圆弧切削”、“主轴正转”、“换刀”、“转速”、“刀号”等。例如在加工中心上加工图11所示零件，点A为第一工件坐标系原点，点B为第二工件坐标系原点，X、Y轴方向如图所示，工件表面需光刀，12mm螺纹需先用中心钻点窝，再用10.7mm钻头钻底孔，用倒角刀倒角，最后用机用丝锥攻丝。其中一号刀为100mm盘铣刀，长度补偿存于一号寄存器，二号刀为中心钻，长度补偿存于二号寄存器，三号刀为10.7mm钻头，长度补偿存于三号寄存器，四号刀为倒角铣刀，长度补偿存于四号寄存器，五号刀为12mm机用丝锥，长度补偿存于五号寄存器，操作工在编辑器输入：

公制单位；

取消固定循环 取消长度补偿；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回零；

换刀 刀号一；

快速定位 使用第一工件坐标系 使用绝对坐标 X轴到原点 Y轴到原点 主轴正转 转速每分钟300转；

Z轴到原点上方100mm 加入一号长度补偿 开启冷却液；

Z轴到原点；

直线切削 X轴到-400mm 进给速度200；

Y轴到80mm；

X轴到0；

Z轴到100 取消长度补偿 关闭冷却液；

主轴停止；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回原点；

换刀 刀号二；

快速定位 使用第二工件坐标系 绝对坐标 X轴原点 Y轴原点 主轴正转 转速1000；

长度正补偿 Z轴到100 使用二号补偿 开启冷却液；

循环结束回到安全高度 钻孔循环 钻深1.5 安全高度3 速度100；

取消固定循环 主轴停止；

取消长度补偿 Z轴到150 关闭冷却液；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回原点；

换刀 刀号三；

快速定位 使用第二工件坐标系 绝对坐标 X轴原点 Y轴原点 主轴正转 转速800；

长度正补偿 Z轴到100 使用三号补偿 开启冷却液；

循环结束回到安全高度 钻孔自动退回循环 钻深20 安全高度3 每次钻深2 速度100；

取消固定循环 主轴停止；

取消长度补偿 Z轴到150 关闭冷却液；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回原点；

换刀 刀号四；

快速定位 使用第二工件坐标系 绝对坐标 X轴原点 Y轴原点 主轴正转 转速600；

长度正补偿 Z轴到100 使用四号补偿 开启冷却液；

循环结束回到安全高度 钻孔循环 钻深0 安全高度3 速度80；

取消固定循环 主轴停止；

取消长度补偿 Z轴到150 关闭冷却液；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回原点；

换刀 刀号五；

快速定位 使用第二工件坐标系 绝对坐标 X轴原点 Y轴原点 主轴正转 转速40；

长度正补偿 Z轴到100 使用五号补偿 开启冷却液；

循环结束回到安全高度 攻丝循环 攻深15 安全高度3 每次攻深2 速度50；

取消固定循环 主轴停止；

取消长度补偿 Z轴到150 关闭冷却液；

使用相对坐标 返回参考点 Y轴回原点；

使用相对坐标 返回参考点 Z轴回原点；

程序结束回到开头；

则程序执行的标准代码为：

G21；

G80 G49；

G91 G28 Z0；

M06 T1；

G00 G54 G90 M03 S300；

G43 Z100 H01 M08；

Z0；

G01 X-400 F200；

Y80；

X0；

G49 Z100 M09；

M05；

G91 G28 Z0;

M06 T2;

G00 G55 G90 X0 Y0 M03 S1000;

G43 Z100 H02 M08;

G98 G81 Z-1.5 R3 F100;

G80 M05;

G49 Z150 M09;

G91 G28 Z0;

M06 T3;

G00 G55 G90 X0 Y0 M03 S800;

G43 Z100 H03 M08;

G98 G83 Z-20 R3 Q2 F100;

G80 M05;

G49 Z150 M09;

G91 G28 Z0;

M06 T4;

G00 G55 G90 X0 Y0 M03 S600;

G43 Z100 H04 M08;

G98 G81 Z0 R3 F80;

G80 M05;

G49 Z150 M09;

G91 G28 Z0;

M06 T5;

G00 G55 G90 X0 Y0 M03 S40;

G43 Z100 H05 M08;

G98 G84 Z-15 R3 Q2 F50;

G80 M05;

G49 Z150 M09;

G91 G28 Y0;

G91 G28 Z0;

M30；

图12为机器人厨师，包括摄像头、温度传感器、时间继电器、机械手、衡量装置、存储器、编程器等，可以控制各种刀具、锅碗瓢盆完成厨师作业。现以一道“生菜炒鲤鱼”为例说明使用过程，并且特别声明，这纯为最大演示机器人厨师功能而已，不是菜谱，请勿模仿。

首先输入程序，启动机器人。机器人根据程序，找到原料需要鲤鱼与生菜，通过摄像头在鱼缸发现鲤鱼，调出存储器中鲤鱼宰杀程序执行，于鱼缸中捉住敲晕，一只机械手将其固定于案板，另一只机械手换上刮鳞刀去除鱼鳞，完成后换上菜刀开膛，然后换上勺子挖出内脏和鱼腮，到水龙头下清洗干净后改刀成小块，再将葱姜蒜拍碎与酱油料酒拌匀加入鱼肉中腌制15分钟，在此期间机器人清洗生菜，烧开水后将生菜焯水后切成小块备用。鱼肉腌制好后机器人将油烧到四成热，打鸡蛋，将鱼肉一片片挂上鸡蛋糊下入油锅中进行滑油，炸到金黄色捞出。另起锅加入油和葱姜大料炒香后加入已炸好的鱼肉，翻炒出味后加入生菜，淋入高汤明油出锅装盘。

图13为机器人中医检测系统，包括摄像头、麦克风、气味传感器、压力传感器及人机交互窗口。通过摄像头观察病人的发育、气色等外部特征，实现中医的“望诊”；通过麦克风听病人的喘息、声音，通过气味传感器探知病人的气味，实现中医的“闻诊”；通过压力传感器探知病人的脉搏及有无肿块，实现中医的“切诊”；通过人机交互窗口实现“问诊”，因而实现中医的望闻问切，实现中医治病救人的效果。

以上技术还可以进行增减、修饰润色，及移植于其他设备，如机器人中医可增加西医数据库成为西医，增加外科数据库或内科、儿科、妇科数据库成为专科机器人，增加动植物数据库则成为兽医，增加机械设备数据库可检测相应的设备，增加精密控制机械手还能执行手术等，而机器人厨师增加行走装置也可做其他家务，增加武器装备还能成为反恐精英，执行侦察、猎杀、排爆、救火、营救人质等，与检测系统配合可做机器人修理或装配工、医生与护士等；无纸化教学考试系统可移植到儿童早教机、学习机等，都应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.手机电脑，存储容量大、携带方便、容易扩展，其特征是包括智能手机、大容量存储器、接口电路、外设接口，接口电路用于连接手机与存储器和外设接口，可连接输入输出设备，扩大使用范围。

2. 操作系统，管理软硬件资源，其特征是可运行电脑操作系统的应用程序，支持虚拟键盘鼠标，包括手机操作系统单元、存储器驱动单元、外设驱动单元，存储器驱动单元管理使驱动器仅在其中的程序和文件使用时开启，从而减少耗电量，延长手机待机时间。

3. 输入装置，其特征是将虚拟键盘的每个键位分成若干区域，每个区域代表一个输入码元，从其中一个区域滑动到另一个区域也代表一个输入码元，当输入码元数量超过词库中汉字量时即可输入汉字每次点击一个单字或词组上屏，英、俄、德、法、意等西方文字则一个单词或短语上屏；精简版则汉字只有常用字一次点击就上屏，其他使用拼形输入时一次输入一个部首或能再组成单字的字，使用拼音输入法则一次输入一个完整的拼音，西方文字输入单词或词干，程序语言输入一个指令；还可以提供虚拟鼠标，可用上下左右方向键控制光标移动，其他功能与电脑上标准配置的鼠标同等。

4. 母语编程器，其特征是使用用户母语进行编程，包括显示单元、存储单元和编译单元，使用权利要求3的输入装置，每次输入一个完整的指令，当使用母语编程时，每个指令对应翻译成程序员的母语，显示在编辑器中，而将母语表示的指令送到编译器编译。

5. 无纸化教学考试系统，其特征是教科书、作业本、试卷做成电子书，其中包含有画布程序，可以在书上划重点、做批注、手写完成作业和试卷，所做批注及解答可以修改，但不会修改到电子书。

6. 数控系统，其特征是包括权利要求3的输入装置，能使用操作工的母语编程，可将复杂曲面的加工程序存入系统，减少传输速率造成的机时浪费，手轮上设置触屏，可设置机床坐标系，减少操作准备时间。

7. 机器人系统，其特征是包含感知单元，通过传感器感知作业对象和作业环境；控制单元，编程控制作业流程；执行单元，按程序完成预定的工作，需要长距离移动时还包括行走机构；其他，如驱动器和电机等。

8. 检测系统，其特征是包含感知单元，使用传感器模拟人的感知，并可与市场上现有的测量仪结合，运用各种理论做指导，对人或动物及手机、电脑、数控机床、汽车、机器人和其他机电产品测量检测；标准数据库单元，存储有测量对象的标准状况；分析单元，将测量结果与标准状况进行对比分析，判断出健康状态，或者进一步给出治疗方法或修理方法。

9. 其他包含上述技术特征，或在其基础上进行简单增减、修饰润色的电子产品。