專利名稱：兒童演算輔助教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教具，特別是一種兒童演算輔助教具。
中國專利(專利號CN87210839U)中公開了一種音響兒童計(jì)算器。它在電路上因采用了計(jì)算橋路，故采樣誤差容易隨數(shù)字值而變化；因放大電路采用了三極管，故溫漂及放大靈敏度都限制了運(yùn)算范圍。在結(jié)構(gòu)上采用磁吸合，磁力小時(shí)，接觸電阻大，磁力過大則兒童取下來有困難。在功能上只能作10以內(nèi)加減運(yùn)算，限制了使用范圍。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種計(jì)算可靠、運(yùn)算范圍大、功能多、結(jié)構(gòu)新穎的兒童演算輔助教具。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到本實(shí)用新型包括算式輸入電路、運(yùn)算電路、音樂發(fā)生及報(bào)警電路、指示電路、電源電路、數(shù)字塊、演算符號塊、面板、殼體，其特征在于還有誤差反饋電路、雙向比較電路、演算板，算式輸入電路的輸出通過運(yùn)算電路后進(jìn)入誤差反饋電路，誤差反饋電路的輸出送入雙向比較電路，雙向比較電路的輸出一路送音樂發(fā)生及報(bào)警電路，另一路送指示電路，演算板內(nèi)開有凹槽，槽內(nèi)裝有定位彈簧和彈簧觸點(diǎn)，數(shù)字塊、演算符號塊可插入槽內(nèi)，其上的觸點(diǎn)與演算板內(nèi)的彈簧觸點(diǎn)接觸。面板制成機(jī)器人頭部形狀，指示電路中的發(fā)光二極管LED1、LED2作為眼睛，電源開關(guān)K作為鼻子，音樂發(fā)生及報(bào)警電路中的陶瓷蜂鳴器作為嘴巴。運(yùn)算電路里IC1中A1的正相輸入端1與誤差反饋電路里IC1中A2的正相輸入端4相連，并通過電阻R2連地，A2的輸出6端通過雙向比較電路中二極管D1接IC1中A3的正相輸入端7，A3的正相輸入端7通過二極管D2、電阻R10接音樂發(fā)生及報(bào)警電路里IC1中A4的正相輸入端10，A3的輸出端9通過二極管D3接A4的反相輸入端11，A4的輸出端12接IC2的1腳。


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型的電原理圖；圖3為演算板10的結(jié)構(gòu)示意接線圖；圖4為演算符號塊9的結(jié)構(gòu)示意接線圖；圖5為數(shù)字塊8的結(jié)構(gòu)示意接線圖；圖6為數(shù)字塊插入演算板時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為加法運(yùn)算時(shí)的電原理圖；圖8為減法運(yùn)算時(shí)的電原理圖；圖9為乘法運(yùn)算時(shí)的電原理圖；
圖10為除法運(yùn)算時(shí)的電原理圖；
圖11為本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型下面將結(jié)合附圖(實(shí)施例)作進(jìn)一步詳述參照
圖1、圖3～圖6、
圖11，本實(shí)用新型由算式輸入電路1、運(yùn)算電路2、誤差反饋電路3、雙向比較電路4、指示電路5、音樂發(fā)生及報(bào)警電路6、電源電路7、數(shù)字塊8、演算符號塊9、演算板10、面板11、殼體等組成。
圖4中演算符號塊9有四種接線方法，分別實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除功能，演算時(shí)可插入演算板10中的運(yùn)算符號部分。圖5中數(shù)字塊8中分別接有不同阻值的電阻，且分為個(gè)位數(shù)字塊及十位數(shù)字塊，作為算式輸入電路，使運(yùn)算時(shí)產(chǎn)生不同的阻值，演算時(shí)可插入演算板10中的數(shù)字部分。圖3和圖6中演算板10開有七個(gè)槽，每個(gè)槽內(nèi)的接線分別通過連線與電路內(nèi)對應(yīng)點(diǎn)相連，每個(gè)槽內(nèi)都裝有定位彈簧12及彈簧觸點(diǎn)13，工作時(shí)演算符號塊9和數(shù)字塊8分別插入不同的槽中，其上的觸點(diǎn)與彈簧觸點(diǎn)13對應(yīng)接觸。彈簧觸點(diǎn)上焊接的引線14接于電路中。
圖11中整個(gè)裝置制成機(jī)器人頭型，眼睛內(nèi)裝有指示電路中的發(fā)光管LED1、LED2，鼻子內(nèi)裝有電源開關(guān)，嘴巴內(nèi)裝有陶瓷蜂鳴器，最下部裝有演算板10，兩側(cè)還有掛耳。
參照圖2，IC1有A1、A2、A3、A4四個(gè)運(yùn)算放大器。其中A1為運(yùn)算用，外面通過數(shù)字塊和演算符號塊將其接為加減乘除運(yùn)算；A2作誤差反饋用，當(dāng)插入演算符號塊的接線和數(shù)字塊的電阻后，如果答數(shù)對，A1輸出3端的電壓與A2輸入5端的電壓抵銷，A2輸出無變化如果答案錯(cuò)則A2輸出變大或變小。R6、R7為零點(diǎn)調(diào)節(jié)，作題正確時(shí)，使A2輸出為3V，而錯(cuò)一個(gè)數(shù)字則變化3V，這樣給A3雙限比較打基礎(chǔ)，這里取1.5V至4.5V為合格區(qū)限。當(dāng)A2輸出小于1.5V(如為1V)時(shí)，則D1通，D2截止，A3的正相輸入7端為1V，而反相輸入8端因分壓而大于1V，故A3輸出低電平，從而使A4起振，使音樂IC(IC2)斷續(xù)發(fā)出“嘟嘟”聲，指示燈LED1、LED2閃亮。當(dāng)A2輸出在1.5～4.5V范圍(如2V)時(shí)，則D1仍通，A3的7端為2V，而A3的8端小于2V，故A3輸出高電平使A4停振，音樂IC唱一首音樂即停，而LED1、LED2長亮。當(dāng)A2輸出高于4.5V(如5V)時(shí)，則D1截止，D2導(dǎo)通，A3的7端為3V，而8端大于3V，故A3輸出低電平，A4報(bào)警，完成了雙限比較。
參照圖7，這時(shí)電路接成加法運(yùn)算(例如12＋35＝47)。對照圖2、圖3、圖4、圖5，插入被加數(shù)12(數(shù)字塊)時(shí)，相當(dāng)于在圖2電路中的X、G′點(diǎn)接入兩只阻值為1.5K、7.5K的電阻；插入加法符號塊時(shí)，相當(dāng)于把電路中的X和y點(diǎn)、b和Z′點(diǎn)、G′和y′點(diǎn)相接；插入加數(shù)3 5時(shí)，相當(dāng)于在電路中的y′、y點(diǎn)接入兩只阻值為500Ω、3K的電阻；插入答案47時(shí)，相當(dāng)于在電路中G′、Z′點(diǎn)接入兩只阻值為375Ω、2、14K的電阻。這時(shí)，從圖3和圖5的接線方式可知，G和G′點(diǎn)相接，即只有最后一位(個(gè)位)數(shù)字插入之后才能將G、G′相接，使電路通電工作。如此，答案對時(shí)，IC1中的A4停振，音樂IC(IC2)工作，LED1、LED2亮。答案錯(cuò)時(shí)，A4起振，音樂IC間歇工作，發(fā)出“都都”聲，LED1、LED2閃亮。
同理，圖8所示的減法原理圖是加法原理圖的逆運(yùn)算，只要插入相應(yīng)的數(shù)字塊和減法符號塊即可，不再復(fù)述。
參照圖9，這時(shí)電路接成乘法運(yùn)算(例如15×6＝90)。插入被乘數(shù)15時(shí)，相當(dāng)于在圖2中X、G′點(diǎn)接入了兩只阻值為1.5K、3K的電阻；插入乘法符號塊時(shí)，相當(dāng)于把電路中的X和b點(diǎn)、o和y點(diǎn)、y′和Z′點(diǎn)相接，插入乘數(shù)6時(shí)，相當(dāng)于在電路中y、y′點(diǎn)接入一只阻值為7.5的電阻；插入答數(shù)90時(shí)，相當(dāng)于在電路中G′、Z′點(diǎn)中插入一只阻值為167Ω的電阻。同理，A4可根據(jù)答數(shù)的對錯(cuò)而停振與起振。
同理，
圖10所示的除法原理圖是乘法原理圖的逆運(yùn)算，只要插入相應(yīng)的數(shù)字塊和除法符號塊即可。但如將零放在除數(shù)的位置上，本機(jī)能自動發(fā)出不合格信號。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.計(jì)算準(zhǔn)確，動作可靠，運(yùn)算范圍大，功能齊全，可使兒童學(xué)會個(gè)位與十位兩位數(shù)字的運(yùn)算。
2.結(jié)構(gòu)合理，提高了計(jì)算精度，外型新穎，無論做對或錯(cuò)，都有聲光顯示，趣味性較強(qiáng)，適合3－8歲兒童使用。
權(quán)利要求1.一種兒童演算輔助教具，包括算式輸入電路1、運(yùn)算電路2、指示電路5、音樂發(fā)生及報(bào)警電路6、電源電路7、數(shù)字塊8、演算符號塊9、面板11、殼體，其特征在于還有誤差反饋電路3、雙向比較電路4、演算板10，算式輸入電路1的輸出通過運(yùn)算電路2后進(jìn)入誤差反饋電路3，誤差反饋電路的輸出送入雙向比較電路4，雙向比較電路的輸出一路送音樂發(fā)生及報(bào)警電路6，另一路送指示電路5，演算板10內(nèi)開有凹槽，槽內(nèi)裝有定位彈簧12和彈簧觸點(diǎn)13，數(shù)字塊8、演算符號塊9可插入槽內(nèi)，其上的觸點(diǎn)與演算板內(nèi)的彈簧觸點(diǎn)13接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助教具，其特征在于面板11制成機(jī)器人頭部形狀，指示電路5中的發(fā)光二極管LED1、LED2作為眼睛，電源開關(guān)K作為鼻子，音樂發(fā)生及報(bào)警電路6中的陶瓷蜂鳴器作為嘴巴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助教具，其特征在于運(yùn)算電路2里IC1中A1的正相輸入端1與誤差反饋電路3里IC1中A2的正相輸入端4相連，并通過電阻R2接地，A2的輸出6端通過雙向比較電路4中的二極管D1接IC1中A3的正相輸入端7，A3的正相輸入端7通過二極管D2、電阻R10接音樂發(fā)生及報(bào)警電路6里IC1中A4的正相輸入端10，A3的輸出端9通過二極管D3接A4的反相輸入端11，A4的輸出端12接IC2的1腳。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種兒童演算輔助教具，它由算式輸入電路、運(yùn)算電路、誤差反饋電路、雙向比較電路、指示電路、音樂發(fā)生及報(bào)警電路、電源電路、數(shù)字塊、演算符號塊、演算板、面板、殼體等組成。由于采用了一塊集成電路來同時(shí)完成運(yùn)算、采樣誤差控制、雙限比較、振蕩等功能，故本實(shí)用新型計(jì)算準(zhǔn)確，動作可靠，運(yùn)算范圍大，功能齊全。另在結(jié)構(gòu)上符號塊、數(shù)字塊與演算板之間采用了彈簧接觸，使用時(shí)只需定向插進(jìn)或撥出，從而使接觸電阻降低，提高了計(jì)算精度，可使兒童學(xué)會兩位數(shù)字的四則運(yùn)算。
文檔編號G09B19/02GK2063673SQ9020337
公開日1990年10月10日 申請日期1990年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月20日
發(fā)明者李光宇, 李錫漢 申請人:順德縣容奇震寰電器廠