專利名稱：機(jī)械式乘法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械益智類玩具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械式乘法器，尤其是一種用輪系來實(shí)現(xiàn)九九乘法運(yùn)算的機(jī)械式乘法器。
背景技術(shù)：
乘法器，顧名思義，它的功能就是計(jì)算乘法，把本應(yīng)由人腦完成的運(yùn)算通過外部工具實(shí)現(xiàn)。乘法運(yùn)算是小學(xué)生必須學(xué)會的一項(xiàng)技能。現(xiàn)在，很多家長望子成龍，提前讓孩子背九九乘法表。到最后，孩子僅僅機(jī)械般的記住九九乘法表中的數(shù)字排布，缺乏對乘法運(yùn)算的興趣。乘法玩具就很好的解決了這個(gè)難題。在現(xiàn)有主要的兒童乘法玩具中，主要分為三類:卡片式，算盤式，電子式?？ㄆ匠朔ㄍ婢呤峭ㄟ^卡片的組合來實(shí)現(xiàn)乘法。雖然這個(gè)成本低廉，但是無法改變普通的乘法教學(xué)模式，無法培養(yǎng)起兒童對乘法的興趣。算盤式乘法玩具是在算盤的基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)形成的。使用這個(gè)玩具還得記一些算盤口訣，孩子不容易玩上手。電子式乘法玩具是通過電子產(chǎn)品(如電腦)安裝軟件后實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)玩具成本高，長時(shí)間對著電子銀幕對孩子眼睛不好，并且電子產(chǎn)品使用多了以后孩子容易上癮。因此，我們需要一個(gè)成本低，容易上手，能激發(fā)孩子對乘法興趣的乘法玩具。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)械式乘法器，一種利用機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的乘法器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型包括第一層差動(dòng)輪系、第二層行星輪系、行星架、三號盤支撐環(huán)、三號盤、二號盤、一號盤連接盤、一號盤、卡位軸、卡位圓柱、不動(dòng)軸、軸、底座、指針、指針套筒；第一層差動(dòng)輪系包括第一層太陽輪、第一層行星輪、第一層內(nèi)齒輪；第二層行星輪系包括第二層太陽輪、第二層行星輪、第二層內(nèi)齒輪。不動(dòng)軸的一端固定在底座軸心，且不動(dòng)軸的軸心與底座平面垂直，不動(dòng)軸的另一端依次穿過第二層太陽輪軸心通孔、行星架軸心通孔、第一層太陽輪軸心通孔、一號盤連接盤軸心通孔、卡位圓柱軸心通孔、一號盤的軸心通孔以及指針一端的通孔；其中，第二層太陽輪位于不動(dòng)軸的第三層階梯，與不動(dòng)軸固定；行星架位于不動(dòng)軸的第二層階梯，與不動(dòng)軸間隙配合；第一層太陽輪、一號盤連接盤、卡位圓柱、一號盤以及指針都位于不動(dòng)軸的第一層階梯，第一層太陽輪通過軸承與不動(dòng)軸相連接，并可沿不動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一號盤連接盤、一號盤、指針均與不動(dòng)軸間隙配合，卡位圓柱通過緊定螺釘固定在不動(dòng)軸上；指針套筒套在不動(dòng)軸的另一端，將指針固定在不動(dòng)軸上；所述的不動(dòng)軸為四層階梯狀，自上而下為第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯、第四層階梯，且外徑至上而下依次增大，與底座軸心相固定的為不動(dòng)軸的第四層階梯；[0013]所述的一號盤連接盤為圓筒形，一端開放，一端封閉，且封閉端中間開有軸心通孔，一號盤連接盤同時(shí)與一號盤、第一層太陽輪相固定；卡位軸、卡位圓柱共同組成卡位裝置，整個(gè)卡位裝置設(shè)置在一號盤連接盤圓筒內(nèi)，且卡位軸設(shè)置在一號盤連接盤與一號盤之間，一端與一號盤固定，另一端與一號盤連接盤封閉端相固定；卡位圓柱為圓柱體，中間開有通孔，且圓柱體側(cè)壁固定有凸起，當(dāng)一號盤轉(zhuǎn)過的角度超過360°時(shí)，卡位軸卡住卡位圓柱上的凸起；第二層內(nèi)齒輪固定在三號盤支撐環(huán)上，三號盤支撐環(huán)固定在三號盤上，第一層內(nèi)齒輪固定在二號盤上，二號盤設(shè)置在第一層行星輪上表面；所述的行星架的截面呈正三角形，行星架的軸心和三個(gè)角端均開有通孔，且三根軸分別貫穿三個(gè)角端的通孔，并通過角端通孔與行星架相固定；第一層行星輪包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架上表面三根軸的軸端上；第二層行星輪也包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架下表面三根軸的軸端上；第一層行星輪、第二層行星輪分別與第一層內(nèi)齒輪、第二層內(nèi)齒輪相嚙合；所述的一號盤沿周向順時(shí)針依次等角度分布I 9這九個(gè)數(shù)字；所述的二號盤沿周向逆時(shí)針依次等角度劃分為I IX這九塊區(qū)域，每個(gè)區(qū)域等角度分布有九個(gè)數(shù)字，具體數(shù)字大小計(jì)算如下:a^jj = iX j其中，atiJ]表示第i塊區(qū)域沿逆時(shí)針方向第j個(gè)數(shù)字的數(shù)值，1、j均為正整數(shù)，且均小于10 ；所述的三號盤沿周向逆時(shí)針依次等角度分布I 9這九個(gè)數(shù)字。本實(shí)用新型有益效果如下:(I)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，成本低。機(jī)械結(jié)構(gòu)只有兩層輪系，材料均可用塑料，并且加工精度要求一般，所需費(fèi)用不會高于其他普通塑料玩具。(2)操作簡單，上手快。操作該乘法器只需轉(zhuǎn)動(dòng)一號盤與三號盤，二號盤的數(shù)字會自動(dòng)轉(zhuǎn)到指針下，只需稍微演示一下，小孩就能理解，無需記任何口訣。(3)該乘法器不僅能培養(yǎng)孩子對乘法的興趣，而且能調(diào)動(dòng)孩子對機(jī)械的興趣。它的外部均采用透明塑料，里面的機(jī)械結(jié)構(gòu)一目了然，兒童可以通過觀察里面的機(jī)械結(jié)構(gòu)，不僅增強(qiáng)對乘法的感性認(rèn)識，而且對里面的機(jī)械結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生興趣。

圖1為本實(shí)用新型正等軸測圖；圖2為本實(shí)用新型半剖正視圖；圖3為本實(shí)用新型全剖俯視圖；圖4為本實(shí)用新型左視圖；圖5為本實(shí)用新型傳動(dòng)原理示意圖；圖6為本實(shí)用新型一號盤數(shù)字排列示意圖；圖7為本實(shí)用新型二號盤數(shù)字排列示意圖；圖8為本實(shí)用新型三號盤數(shù)字排列示意圖；圖9為本實(shí)用新型使用示意圖；[0035]圖10為本實(shí)用新型卡位裝置示意圖。圖中，第二層太陽輪1、第二層行星輪2、行星架3、三號盤支撐環(huán)4、第二層內(nèi)齒輪
5、三號盤6、二號盤7、一號盤連接盤8、一號盤9、卡位軸10、卡位圓柱11、不動(dòng)軸12、軸13、第一層太陽輪14、第一層行星輪15、第一層內(nèi)齒輪16、底座17、指針18、指針套筒19。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示為本實(shí)用新型的正等軸測圖。如圖2、圖3、圖4所示，機(jī)械式乘法器，包括第一層差動(dòng)輪系、第二層行星輪系、行星架3、三號盤支撐環(huán)4、三號盤6、二號盤7、一號盤連接盤8、一號盤9、卡位軸10、卡位圓柱
11、不動(dòng)軸12、軸13、、底座17、指針18、指針套筒19 ；第一層差動(dòng)輪系包括第一層太陽輪14、第一層行星輪15、第一層內(nèi)齒輪16 ;第二層行星輪系包括第二層太陽輪1、第二層行星輪2、第二層內(nèi)齒輪5。不動(dòng)軸12的一端固定在底座軸心，且不動(dòng)軸12的軸心與底座17平面垂直，不動(dòng)軸的另一端依次穿過第二層太陽輪I軸心通孔、行星架3軸心通孔、第一層太陽輪14軸心通孔、一號盤連接盤8軸心通孔、卡位圓柱11軸心通孔、一號盤9的軸心通孔以及指針18 —端的通孔；其中，第二層太陽輪I位于不動(dòng)軸的第三層階梯，與不動(dòng)軸固定；行星架3位于不動(dòng)軸的第二層階梯，與不動(dòng)軸12間隙配合；第一層太陽輪14、一號盤連接盤8、卡位圓柱
11、一號盤9以及指針18都位于不動(dòng)軸12的第一層階梯，第一層太陽輪I通過軸承與不動(dòng)軸12相連接，并可沿不動(dòng)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，一號盤連接盤8、一號盤9、指針18均與不動(dòng)軸12間隙配合，卡位圓柱11通過緊定螺釘固定在不動(dòng)軸12上；指針套筒19套在不動(dòng)軸的另一端，將指針固定在不動(dòng)軸12上；所述的不動(dòng)軸12為四層階梯狀，自上而下為第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯、第四層階梯，且外徑至上而下依次增大，與底座軸心相固定的為不動(dòng)軸12的第四層階梯；所述的一號盤9連接盤為圓筒形，一端開放，一端封閉，且封閉端中間開有軸心通孔，一號盤連接盤8同時(shí)與一號盤9、第一層太陽輪14相固定；如圖10所示，卡位軸10、卡位圓柱11共同組成卡位裝置，整個(gè)卡位裝置設(shè)置在一號盤連接盤圓筒內(nèi)，且卡位軸10設(shè)置在一號盤連接盤8與一號盤9之間，一端與一號盤9固定，另一端與一號盤連接盤8封閉端相固定；卡位圓柱11為圓柱體，中間開有通孔，且圓柱體側(cè)壁固定有凸起，當(dāng)一號盤9轉(zhuǎn)過的角度超過360°時(shí),卡位軸10卡住卡位圓柱11上的凸起；第二層內(nèi)齒輪5固定在三號盤支撐環(huán)上,三號盤支撐環(huán)4固定在三號盤6上,第一層內(nèi)齒輪16固定在二號盤7上,二號盤7設(shè)置在第一層行星輪15上表面；所述的行星架3的截面呈正三角形，行星架3的軸心和三個(gè)角端均開有通孔，且三根軸13分別貫穿三個(gè)角端的通孔，并通過角端通孔與行星架相固定；第一層行星輪15包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架上表面三根軸13的軸端上；第二層行星輪2也包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架下表面三根軸13的軸端上；第一層行星輪15、第二層行星輪2分別與第一層內(nèi)齒輪16、第二層內(nèi)齒輪5相哨合；如圖6所示，所述的一號盤9沿周向順時(shí)針依次等角度分布1 9這九個(gè)數(shù)字；如圖7所示，所述的二號盤7沿周向逆時(shí)針依次等角度劃分為I IX這九塊區(qū)域，每個(gè)區(qū)域等角度分布有九個(gè)數(shù)字，具體數(shù)字大小計(jì)算如下:a[ij] = iX j其中，a[ij]表示第i塊區(qū)域沿逆時(shí)針方向第j個(gè)數(shù)字的數(shù)值，i、j均為正整數(shù)，且均小于10 ；如圖8所示，所述的三號盤6沿周向逆時(shí)針依次等角度分布1 9這九個(gè)數(shù)字。本實(shí)用新型工作原理如下:如圖5所不,第一層差動(dòng)輪系中第一層太陽輪14、第一層行星輪15、第一層內(nèi)齒輪16的齒數(shù)分別與第二層行星輪系中第二層太陽輪1、第二層行星輪2、第二層內(nèi)齒輪5的齒數(shù)相同，且第一層太陽輪14與第一層內(nèi)齒輪16齒數(shù)比為1:9 ;如果第一層太陽輪14固定，則整個(gè)本實(shí)用新型關(guān)于點(diǎn)劃線對稱，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)第二層內(nèi)齒輪5,會使第一層內(nèi)齒輪16同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),且第二層內(nèi)齒輪5和第一層內(nèi)齒輪16轉(zhuǎn)過的方向與角度均相同；若果第二層內(nèi)齒輪5固定，則整個(gè)本實(shí)用新型中只有第一層差動(dòng)輪系能動(dòng)，且行星架也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)第一層太陽輪14，則第一層內(nèi)齒輪16會沿反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一層太陽輪14轉(zhuǎn)過的角度是第一層內(nèi)齒輪16轉(zhuǎn)過角度的9倍；如圖10所示，所述卡位裝置由卡位軸10和卡位圓柱11組成，它存在的目的是為了不讓一號盤9轉(zhuǎn)過的角度超過360°。本實(shí)用新型工作過程如下:如圖9所示，首先轉(zhuǎn)動(dòng)一號盤9，讓指針18指向一號盤9上想要的數(shù)字(該數(shù)字為正整數(shù)，且小于10)；接著轉(zhuǎn)動(dòng)三號盤6，將想要的數(shù)字同時(shí)對準(zhǔn)指針18的指向(該數(shù)字為正整數(shù)，且小于 10)；此時(shí)，指針18所指向的二號盤7的數(shù)字即為一號盤9和三號盤6這兩個(gè)想要數(shù)字的乘積。上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型做出的任何修改和改動(dòng)，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.機(jī)械式乘法器，包括第一層差動(dòng)輪系、第二層行星輪系、行星架、三號盤支撐環(huán)、三號盤、二號盤、一號盤連接盤、一號盤、卡位軸、卡位圓柱、不動(dòng)軸、軸、底座、指針、指針套筒；其特征在于: 第一層差動(dòng)輪系包括第一層太陽輪、第一層行星輪、第一層內(nèi)齒輪；第二層行星輪系包括第二層太陽輪、第二層行星輪、第二層內(nèi)齒輪； 不動(dòng)軸的一端固定在底座軸心，且不動(dòng)軸的軸心與底座平面垂直，不動(dòng)軸的另一端依次穿過第二層太陽輪軸心通孔、行星架軸心通孔、第一層太陽輪軸心通孔、一號盤連接盤軸心通孔、卡位圓柱軸心通孔、一號盤的軸心通孔以及指針一端的通孔；其中，第二層太陽輪位于不動(dòng)軸的第三層階梯，與不動(dòng)軸固定；行星架位于不動(dòng)軸的第二層階梯，與不動(dòng)軸間隙配合；第一層太陽輪、一號盤連接盤、卡位圓柱、一號盤以及指針都位于不動(dòng)軸的第一層階梯，第一層太陽輪通過軸承與不動(dòng)軸相連接，并可沿不動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一號盤連接盤、一號盤、指針均與不動(dòng)軸間隙配合，卡位圓柱通過緊定螺釘固定在不動(dòng)軸上；指針套筒套在不動(dòng)軸的另一端，將指針固定在不動(dòng)軸上； 所述的不動(dòng)軸為四層階梯狀，自上而下為第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯、第四層階梯，且外徑至上而下依次增大，與底座軸心相固定的為不動(dòng)軸的第四層階梯； 所述的一號盤連接盤為圓筒形，一端開放，一端封閉，且封閉端中間開有軸心通孔，一號盤連接盤同時(shí)與一號盤、第一層太陽輪相固定； 卡位軸、卡位圓柱共同組成卡位裝置，整個(gè)卡位裝置設(shè)置在一號盤連接盤圓筒內(nèi)，且卡位軸設(shè)置在一號盤連接盤與一號盤之間，一端與一號盤固定，另一端與一號盤連接盤封閉端相固定；卡位圓柱為圓柱體，中間開有通孔，且圓柱體側(cè)壁固定有凸起，當(dāng)一號盤轉(zhuǎn)過的角度超過360°時(shí),卡位軸卡住卡位圓柱上的凸起； 第二層內(nèi)齒輪固定在三號盤支撐環(huán)上，三號盤支撐環(huán)固定在三號盤上，第一層內(nèi)齒輪固定在二號盤上，二號盤設(shè)置在第一層行星輪上表面； 所述的行星架的截面呈正三角形，行星架的軸心和三個(gè)角端均開有通孔，且三根軸分別貫穿三個(gè)角端的通孔，并通過角端通孔與行星架相固定；第一層行星輪包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架上表面三根軸的軸端上；第二層行星輪也包括三個(gè)行星輪，該三個(gè)行星輪通過軸承分別固定在行星架下表面三根軸的軸端上；第一層行星輪、第二層行星輪分別與第一層內(nèi)齒輪、第二層內(nèi)齒輪相哨合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)械式乘法器?，F(xiàn)有乘法器包括卡片式，算盤式，電子式，雖然成本低廉，但是無法改變普通的乘法教學(xué)模式，無法培養(yǎng)起兒童對乘法的興趣。本實(shí)用新型包括第一層差動(dòng)輪系、第二層行星輪系、行星架、三號盤支撐環(huán)、三號盤、二號盤、一號盤連接盤、一號盤、卡位軸、卡位圓柱、不動(dòng)軸、軸、底座、指針、指針套筒；第一層差動(dòng)輪系包括第一層太陽輪、第一層行星輪、第一層內(nèi)齒輪；第二層行星輪系包括第二層太陽輪、第二層行星輪、第二層內(nèi)齒輪。本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作簡單，上手快，能激發(fā)孩子對乘法興趣的乘法玩具。
文檔編號A63F9/08GK202942634SQ20122030701
公開日2013年5月22日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者樊志華, 王佳斌, 鄭艷真, 劉曉晨 申請人:杭州電子科技大學(xué)