CN113359947A - 一种智能珠算装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能珠算装置及控制方法，其包括边框、算梁、算杆、算珠、用于对算珠的拨动进行感应并生成感应信号的拨动感应模块、用于对感应信号进行处理并得到拨动数值的处理模块与用于显示拨动数值的显示模块，算梁固定于边框内，算梁开设有多个穿孔，多个算杆固定于边框并分别穿设于算梁的多个穿孔，算珠分别穿设于算梁，拨动感应模块与处理模块连接，处理模块与显示模块连接；算梁将边框内区域分为进一区与进五区，进一区的一个算珠代表数值一，进五区的一个算珠代表数值五。本申请具有将算珠在边框的算杆上拨动过程中的对应数值在显示模块进行实时显示，并能将算珠拨动的结果进行计算并在显示模块上显示，使操作人员的用户体验较好。

Description

一种智能珠算装置及控制方法

技术领域

本申请涉及珠算装置的领域，尤其是涉及一种智能珠算装置。

背景技术

算盘是中国古代的一项伟大的发明，是古代在阿拉伯数字出现之前一项广泛使用的计算工具，使珠算成为当时世界主流的计算方式，直至二十世纪中国第一颗核弹各项参数的计算仍大量使用了算盘进行计算，随着时代的发展，珠算被列入第二批中国国家级非物质文化遗产名录并被纳入了人类非物质文化遗产。

算盘的主要结构包括矩形木框，木框内排列有多串等数目的算珠，木框内有一道横梁把算珠分为上下两个部分，从而使算盘的计算进制为十六进制，配合算盘的运算口诀使算盘能解决各种比较复杂的运算。

针对上述中的相关技术，发明人认为：由于算盘的每个算珠均可独立活动，使算盘的算珠在使用过程中较易滑动，无法较为直观的观看拨动算珠的数量，较易导致计算结果出错，使操作人员的用户体验较差。

发明内容

为了减少无法直观的观看拨动算珠的数量导致算盘使用者的用户体验较差，本申请提供了一种智能珠算装置及控制方法。

本申请提供的一种智能珠算装置采用如下的技术方案：

一种智能珠算装置，包括边框、算梁、算杆、算珠、拨动感应模块、处理模块与显示模块，所述算梁固定于所述边框内，所述算梁开设有多个穿孔，多个所述算杆固定于所述边框并分别穿设于所述算梁的多个所述穿孔，所述算珠分别穿设于所述算梁，所述拨动感应模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述显示模块连接；

所述算梁将所述边框内区域分为进一区与进五区，所述进一区的一个所述算珠代表数值一，所述进五区的一个所述算珠代表数值五；

所述拨动感应模块，用于对所述算珠的拨动进行感应，生成感应信号，将所述感应信号传输至所述处理模块；

所述处理模块，用于对所述感应信号进行处理，得到拨动数值；

所述显示模块，用于显示所述拨动数值。

通过采用上述技术方案，在边框内拨动算珠，算梁将进一区与进五区分隔，在进一区移动一个算珠代表数值加一，在进五区移动一个算珠代表数值加五，操作人员根据计算需求将算珠沿算杆的延伸方向拨动从而进行计算活动，拨动感应模块对算珠的移动进行感应，生成感应信号，每一次移动均生成对应的感应信号，进一区与进五区的感应信号不同，处理模块将进一区与进五区对应的感应信号进行接收并进行计算处理并生成数值，显示模块将生成的数值进行显示，从而便于直观的观看拨动算珠对应的数值，降低误差，使操作人员的用户体验较好。

可选的，所述拨动感应模块包括拨动感应单元与信号传递单元；

所述拨动感应单元，用于当操作人员拨动所述算珠时，感应所述算珠对应的位置，生成感应信号；

所述信号传递单元，用于将所述感应信号传递至所述处理模块。

通过采用上述技术方案，操作人员操作算珠时，拨动感应单元对拨动的算珠数量与次数进行感应，并将感应的次数传输至信号传递单元，由信号传递单元进行传递出拨动感应单元。

可选的，所述拨动感应单元为位置传感器；

所述位置传感器分别设置于所述进一区与所述进五区；

所述位置感应器，用于感应所述算珠的移动生成所述感应信号，所述感应信号分别为进一区的所述感应信号与所述进五区的所述感应信号。

通过采用上述技术方案，位置传感器分别设置在进一区与进五区，当对算珠进行拨动时，位置传感器对算珠的方向与数量进行感应，从而便于对算珠对应的算法规则进行感应。

可选的，所述处理模块包括信号接收单元与算数逻辑单元；

所述信号接收单元，用于接收所述拨动感应模块传输的所述感应信号；

所述算数逻辑单元，用于将所述信号接收单元接收的所述感应信号计算为对应的十进制数值。

通过采用上述技术方案，信号接收单元将拨动感应单元传输的多个感应信号进行接收，并将感应信号传输至算数逻辑单元，所述逻辑单元分别将进一区的感应信号与进五区的感应信号计算为对应的十进制的数值，并进行对应的算数逻辑运算。

可选的，所述显示模块包括信息显示单元；

所述信息显示单元，用于将所述处理模块处理后的拨动数值进行显示。

通过采用上述技术方案，信息显示单元将处理模块处理后的十进制的数据进行显示，使操作人员对珠算的结果有更加直观的认识。

可选的，所述信息显示单元包括对应的显示器；

所述显示器用于显示所述信息单元的拨动数值。

通过采用上述技术方案，通过显示器进行实时显示拨动的数值，使显示单元的显示效果更好。

可选的，所述边框设置有复位结构；

所述复位结构，用于对所述算珠进行复位，所述复位结构包括复位推杆与复位电机，所述复位电机分别固定于所述边框的两端，所述复位电机同步转动，所述复位电机的转动轴固定有转动丝杆，所述转动丝杆的周壁同时抵接于多个所述算珠，所述复位推杆的两端分别固定有转动块，所述转动块螺纹套设于所述转动丝杆。

通过采用上述技术方案，当需对算珠进行复位时，复位电机启动同步启动，带动转动丝杆转动，转动丝杆转动带动转动块在转动丝杆上沿转动丝杆的轴线方向移动，转动块移动带动复位推杆移动，进而便于带动多个算珠同时移动，使移动至初始位置时算珠为复位状态。

可选的，所述算杆包括多个工位，所述工位的数量设置为所述算珠数量的两倍，每一所述算珠对应一个所述工位，初始状态时，所述算珠处于初始所述工位，处于初始的所述工位的所述进一区的所述算珠与处于初始工位的所述进五区的所述算珠的数值代表数字零。

通过采用上述技术方案，每一算珠对应有一个工位，使算珠在活动过程中便于处于对应工位时代表对应数值，算珠由于在算杆上进行活动，所以当算珠远离初始位置时代表对应的数值增加一个单位，如进一区的算珠活动出进一区为增加数值一，进五区的算珠活动出进五区为增加数值五。

可选的，一种智能珠算装置控制方法，应用于智能珠算装置，所述智能珠算装置包括边框、算梁、算杆、算珠、拨动感应模块与显示模块，所述算梁固定于所述边框，所述算梁开设有多个穿孔，多个所述算杆固定于所述边框并分别穿设于所述算梁的多个所述穿孔，所述算珠分别穿设于所述算梁，所述显示模块与所述拨动感应模块连接，所述算梁将所述边框内区域分为进一区与进五区，所述进一区的一个所述算珠代表数字一，所述进五区的一个所述算珠代表数字五，

所述控制方法包括：

所述拨动感应模块对所述算珠的拨动进行感应，生成感应信号，将所述感应信号传输至所述处理模块；

所述处理模块对所述感应信号进行处理，得到拨动数值；

所述显示模块显示所述拨动数值。

通过采用上述技术方案，在边框内拨动算珠，使算珠在算杆内移动，算梁将边框分别区分为进一区与进五区，拨动感应模块对拨动的算珠的数量与位置方向进行感应，并生成感应信号，信号传递将感应信号传输至处理模块，处理模块将感应信号转化为对应的十进制阿拉伯数字，显示模块将算珠拨动过程中算数逻辑单元转化的阿拉伯数字与计算后的得出的阿拉伯数字均进行显示，从而使珠算的过程更加清晰。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在拨动算珠的过程中，拨动感应模块对算珠的移动进行感应，生成感应信号，处理模块将进一区与进五区对应的感应信号进行接收并进行计算处理并生成数值，显示模块将生成的数值进行显示，从而便于直观的观看拨动算珠对应的数值，降低误差，使操作人员的用户体验较好；

2.当需对算珠进行复位时，复位电机启动同步启动，带动转动丝杆转动，转动丝杆转动带动转动块在转动丝杆上沿转动丝杆的轴线方向移动，转动块移动带动复位推杆移动，进而便于带动多个算珠同时移动，使移动至初始位置时算珠为复位状态。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图。

图2是图1中除去一端边框的结构示意图。

图3是实施例4的整体结构示意图；

图4是实施例4的中剥除其中一个算珠的外壳的整体结构示意图；

图5是图4中A部分的放大示意图；

图6是本申请的结构框图；

图7使本申请实施例6一种智能珠算装置控制方法的流程框图。

附图标记：1、边框；11、进一区；12、进五区；2、算梁；21、穿孔；3、算杆；4、算珠；5、拨动感应模块；51、拨动感应单元；511、位置传感器；512、感应电极；513、感应电阻丝；514、导线；52、信号传递单元；6、处理模块；61、信号接收单元；62、算数逻辑单元；7、显示模块；71、信息显示单元；711、显示器；8、复位结构；81、复位推杆；82、复位电机；821、转动丝杆；822、转动块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-6及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1，本申请实施例公开一种智能珠算装置。参照图1与图2，一种智能珠算装置包括边框1、算梁2、算杆3、算珠4、拨动感应模块5、处理模块6与显示模块7，算梁2固定于边框1内，算梁2开设有多个穿孔21，多个算杆3固定于边框1并分别穿设于算梁2的多个穿孔21，算珠4分别穿设于算梁2，拨动感应模块5与处理模块6连接，处理模块6与显示模块7连接；

参照图1与图2，算珠4与算杆3的进制固定为十六进制，算梁2将边框1内区域分为进一区11与进五区12，进一区11的一个算珠4代表数值一，进五区12的一个算珠4代表数值五，在其他实施例中由于进制的不同使算杆3上算珠4的数量不同，算梁2两端穿设的算珠4的数量不同，使算梁2两端的算珠4代表的数值也不相同。

拨动感应模块5，用于对算珠4的拨动进行感应，生成感应信号，将感应信号传输至处理模块6；

处理模块6，用于对感应信号进行处理，得到拨动数值；

显示模块7，用于显示拨动数值。

在本实施例中，算珠4的表面颜色涂覆为较为被感应到的颜色，算珠4的材质为表面摩擦力较大的材质，使算珠4在拨动过程中减少手滑导致的错误；算珠4的内部还设置有一永磁环（图中为标出），永磁环可为天然永磁体也可为人造永磁体，相邻算珠4之间的永磁环的磁极相反，使相邻算珠4较易相互相互贴合，相邻永磁环之间的磁力大小对使用者的影响较小；

边框1设置有复位结构8，复位结构8，用于对算珠4进行复位，复位结构8包括复位推杆81与复位电机82，在本实施例中复位推杆81设置为不含有铁磁性的铝合金杆，在其他实施例中可为不含铁磁性的任一硬度较大使能推动算珠4活动的金属杆，例如铜合金杆，复位推杆81靠近算珠4的一端设置为与算珠4一端弧度相同的弧面，使复位推杆81便于对算珠4进行推动的同时，减少对算珠4拨动的影响，复位推杆81的周壁对算珠4进行推动时同时抵接多个算珠4，使对算珠4的推动效果更好；

参照图1与图2，复位电机82分别固定于边框1的两端，边框1的两端均为中空状态，两个复位电机82均为伺服电机，使复位电机82便于进行同步转动，复位电机82的转动轴固定有转动丝杆821，两个转动丝杆821的转动速度相同，转动方向相反，复位推杆81的两端分别固定有转动块822，两个转动块822分别穿设两个转动丝杆821，两个转动块822内开设有穿孔21（图中未标出），穿孔21内设置的与转动丝杆821适配的螺纹，使转动块822螺纹套设于转动丝杆821，转动丝杆821转动时能带动转动块822移动，边框1两端内部空间的截面形状与转动块822的截面形状相同，使边框1两端能限制转动块822的移动。

参照图1与图2，算杆3包括多个工位（图中未标出），工位即算珠4在算杆3上处于静止状态时占据的一段位置，处于工位处时算珠4代表一位数值，工位的数量设置为算珠4数量的两倍，每一算珠4对应一个工位，初始状态时，算珠4处于算杆3上的初始位置，即为算珠4的初始工位，处于初始工位算珠4的数值为零；

本实施例1的实施原理为：在边框1内拨动算珠4，算梁2将进一区11与进五区12分隔，在进一区11移动一个算珠4代表数值加一，在进五区12移动一个算珠4代表数值加五，操作人员根据计算需求将算珠4沿算杆3的延伸方向拨动从而进行计算活动，拨动感应模块5对算珠4的移动进行感应，生成感应信号，每一次移动均生成对应的感应信号，进一区11与进五区12的感应信号不同，处理模块6将进一区11与进五区12对应的感应信号进行接收并进行计算处理并生成数值，显示模块7将生成的数值进行显示，从而便于直观的观看拨动算珠4对应的数值，降低误差，使操作人员的用户体验较好。

实施例2，在实施例1的基础上，对拨动感应模块5的细化

参照图1与图6，拨动感应模块5，用于对算珠4的拨动进行感应，生成感应信号，将感应信号传输至处理模块6，拨动感应模块5包括拨动感应单元51与信号传递单元52；

拨动感应单元51，用于当操作人员拨动算珠4时，感应算珠4对应的位置，生成感应信号；

拨动感应单元51为位置传感器511，位置感应器，用于感应算杆3上算珠4的移动方向从而生成感应信号，感应信号分别为进一区11的感应信号与进五区12的感应信号，位置传感器511的型号为磁感应位置传感器511，磁感应位置传感器511通过感应算珠4在移动过程中磁场的变化，将算珠4移动过程中的位移变化转换为线性电阻大小或电压大小，或具备函数关系的电阻大小或电压大小，使算珠4在活动时，磁感应位置传感器511便于输出相应的感应电压或感应电流作为感应信号，感应信号分为增加信号与减少信号，增加信号为对应算珠4远离初始位置时磁感应位置传感器511生成的信号，减少信号为对应算珠4靠近初始位置时磁感应位置传感器511生成的信号，位置传感器511分别固定于进一区11的算杆3与进五区12的算杆3内部，使便于对算珠4内部的永磁环的移动位置进行感应。

实施例3，在实施例1的基础上，对处理模块6的细化：

参照图1与图6，处理模块6，用于对感应信号进行处理，得到拨动数值；处理模块6包括信号接收单元61与算数逻辑单元62；信号接收单元61，用于接收拨动感应单元51传输的感应信号；算数逻辑单元62，用于将信号接收单元61接收的感应信号计算为对应的十进制数值；信号接收单元61，用于将感应信号传递至处理模块6，信号接收单元61可为有线接收与无线接收，有线接收可为通过弹簧连接器pogopin实现连接，使算框整体实现独立，便于进行拆卸，也可通过高清多媒体接口HDMI实现连接，增加数据传输的效果，无线连接可为通过蓝牙技术实现短距无线连接；算数逻辑单元62可为累加器，通过对信号接收单元61接收的增加信号与减少信号进行累加，得出最终数值，并将数值进行十进制转换。

参照图1与图6，显示模块7，用于显示拨动数值；显示模块7包括信息显示单元71；信息显示单元71，用于将处理模块6处理后的拨动数值进行显示；信息显示单元71包括对应的显示器711；显示器711可设置为通过有线连接的显示器711，即为通过pogopin进行连接的显示器711，也可设置为通过蓝牙进行无线连接的显示设备，显示器711显示的数值为十进制数值。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，参照图3、图4与图5，拨动感应单元51包括感应电极512与感应电阻丝513，进一区11的感应电极512设置于对应算梁2的穿孔21的周侧，进五区12的感应电极512均设置于边框1的远离算梁2一端穿设算杆3的位置周侧，感应电极512为两个环形金属片，其中一个感应电极512套设于另一感应电极512的外圈且两个感应电极512之间相隔有足够的距离，避免两个感应电极512相互导通，感应电阻丝513设置于算珠4的内部，感应电阻丝513的两端分别连接有对应感应电极512的导线514，导线514分别设置于算珠4的两个相对表面，设置于算珠4的两个相对表面的导线514分别对应两个感应电极512设置为相互绝缘的环形。

实施例4的实施原理为：拨动算珠4时，算珠4抵接感应电极512，使感应电阻丝513通过导线514与感应电极512导通，生成感应电流，多个不同的感应算珠4相互抵接，使多个不同的感应算珠4形成并联电路，进而使不同数量的感应算珠4抵接形成不同的感应电流，不同的感应电流可视作不同的感应信号，使生成不同的感应信号，不同的感应信号对应不同的数值，进一区11的感应信号代表数值一，进五区12的感应信号代表数值五。

实施例5：

参照图1，本实施例与实施例1不同的地方在于，算杆3包括多个工位，工位的数量为大于算珠4的数量，即工位的数量可为比算珠4的数量多一个以上，每一算珠4在同一时间只处于一个工位。

实施例5的实施原理为：将算珠4在算杆3上进行拨动时，工位的数量大小大于算珠4的数量大小，使算珠4可在算杆3上进行拨动同时减少算杆3的长度，节约算杆3的使用成本。

需要说明的是，当算珠4拨动位置不正确，而导致处理模块6无法得知此时算珠4对应的数值时，还可以通过预先设置的报错模块发出报错信息，报错模块具体可以是蜂鸣器、LED灯等具有发出提示功能的器件或者设备。

实施例6：

本申请实施例公开一种智能珠算装置控制方法：

参照图6与图7；

S100、拨动算杆3，感应算珠4的移动生成感应信号，感应信号分别为进一区11的感应信号与进五区12的感应信号；

S200、信号传递单元52将感应信号传递至处理模块6；

S300、信号接收单元61接收拨动感应单元51传输的感应信号；

S400、算数逻辑单元62将信号接收单元61接收的感应信号计算为对应的十进制数值；

S500、信息显示单元71用于将处理模块6处理后的拨动数值在对应的显示器711进行显示；

S600、计算完毕后，复位结构8对算珠4进行推动，使算珠4均返回至初始状态。

实施例6的实施原理为：在边框1内拨动算珠4，使算珠4在算杆3内移动，算梁2将边框1分别区分为进一区11与进五区12，拨动感应单元51对拨动的算珠4的数量与位置方向进行感应，并生成感应信号，信号传递单元52将感应信号传输至算数逻辑单元62将感应信号转化为对应的十进制阿拉伯数字，显示单元将算珠4拨动过程中算数逻辑单元62转化的阿拉伯数字与计算后的得出的阿拉伯数字均进行显示，从而使珠算的过程更加清晰。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (9)

1.一种智能珠算装置，其特征在于：包括边框（1）、算梁（2）、算杆（3）、算珠（4）、拨动感应模块（5）、处理模块（6）与显示模块（7），所述算梁（2）固定于所述边框（1）内，所述算梁（2）开设有多个穿孔（21），多个所述算杆（3）固定于所述边框（1）并分别穿设于所述算梁（2）的多个所述穿孔（21），所述算珠（4）分别穿设于所述算梁（2），所述拨动感应模块（5）与所述处理模块（6）连接，所述处理模块（6）与所述显示模块（7）连接；

所述算梁（2）将所述边框（1）内区域分为进一区（11）与进五区（12），所述进一区（11）的一个所述算珠（4）代表数值一，所述进五区（12）的一个所述算珠（4）代表数值五；

所述拨动感应模块（5），用于对所述算珠（4）的拨动进行感应，生成感应信号，将所述感应信号传输至所述处理模块（6）；

所述处理模块（6），用于对所述感应信号进行处理，得到拨动数值；

所述显示模块（7），用于显示所述拨动数值。

2.根据权利要求1所述的一种智能珠算装置，其特征在于：所述拨动感应模块（5）包括拨动感应单元（51）与信号传递单元（52）；

所述拨动感应单元（51），用于当操作人员拨动所述算珠（4）时，感应所述算珠（4）对应的位置，生成感应信号；

所述信号传递单元（52），用于将所述感应信号传递至所述处理模块（6）。

3.根据权利要求2所述的一种智能珠算装置，其特征在于：所述拨动感应单元（51）为位置传感器（511）；

所述位置传感器（511）分别设置于所述进一区（11）与所述进五区（12）；

所述位置感应器，用于感应所述算珠（4）的移动生成所述感应信号，所述感应信号分别为进一区（11）的所述感应信号与所述进五区（12）的所述感应信号。

4.根据权利要求1所述的一种智能珠算装置，其特征在于：所述处理模块（6）包括信号接收单元（61）与算数逻辑单元（62）；

所述信号接收单元（61），用于接收所述拨动感应模块（5）传输的所述感应信号；

所述算数逻辑单元（62），用于将所述信号接收单元（61）接收的所述感应信号计算为对应的十进制数值。

5.根据权利要求1所述的一种智能珠算装置，其特征在于：

所述显示模块（7）包括信息显示单元（71）；

所述信息显示单元（71），用于将所述处理模块（6）处理后的拨动数值进行显示。

6.根据权利要求5所述的一种智能珠算装置，其特征在于：

所述信息显示单元（71）包括对应的显示器（711）；

所述显示器（711）用于显示所述信息单元的拨动数值。

7.根据权利要求1所述的一种智能珠算装置，其特征在于：所述边框（1）设置有复位结构（8）；

所述复位结构（8），用于对所述算珠（4）进行复位，所述复位结构（8）包括复位推杆（81）与复位电机（82），所述复位电机（82）分别固定于所述边框（1）的两端，所述复位电机（82）同步转动，所述复位电机（82）的转动轴固定有转动丝杆（821），所述转动丝杆（821）的周壁同时抵接于多个所述算珠（4），所述复位推杆（81）的两端分别固定有转动块（822），所述转动块（822）螺纹套设于所述转动丝杆（821）。

8.根据权利要求1所述的一种智能珠算装置，其特征在于：

所述算杆（3）包括多个工位，所述工位的数量设置为所述算珠（4）数量的两倍，每一所述算珠（4）对应一个所述工位，初始状态时，所述算珠（4）处于初始工位，处于初始的所述工位的所述进一区（11）的所述算珠（4）与处于初始所述工位的所述进五区（12）的所述算珠（4）的数值代表数字零。

9.一种智能珠算装置控制方法，其特征在于：应用于智能珠算装置，所述智能珠算装置包括边框（1）、算梁（2）、算杆（3）、算珠（4）、拨动感应模块（5）与显示模块（7），所述算梁（2）固定于所述边框（1），所述算梁（2）开设有多个穿孔（21），多个所述算杆（3）固定于所述边框（1）并分别穿设于所述算梁（2）的多个所述穿孔（21），所述算珠（4）分别穿设于所述算梁（2），所述显示模块（7）与所述拨动感应模块（5）连接，所述算梁（2）将所述边框（1）内区域分为进一区（11）与进五区（12），所述进一区（11）的一个所述算珠（4）代表数字一，所述进五区（12）的一个所述算珠（4）代表数字五，

所述控制方法包括：

所述拨动感应模块（5）对所述算珠（4）的拨动进行感应，生成感应信号，将所述感应信号传输至所述处理模块（6）；

所述处理模块（6）对所述感应信号进行处理，得到拨动数值；

所述显示模块（7）显示所述拨动数值。

Images