专利名称:儿童智能启迪器的制作方法
本实用新型是一种适合儿童进行汉字、拼音、算术、外文、常识等多种智能启蒙教育的教、玩具，属于电子智能型玩具。
现有对儿童进行早期智能启蒙教育最为普遍的是各种形式的“看图识字”卡片。这种卡片对儿童智能思维的锻炼和启迪较差。因为儿童想不出来时，只要翻到背面就可知道答案。且无光、声、动作指示，趣味性差。另外一种现有技术是中国“实用新型专利公报”第2卷第6期中的申请号为“85200915”的“多功能算术玩具”。其用一组可旋转的带有算术符号的字轮进行算术方面的智能练习，功能单一，趣味性差。上述两种现有技术均无自动判别并指示智能练习是否正确的功能，因此儿童不能单独使用，也不易产生兴趣。
本实用新型的目的是设计出一种从功能上说是一机多用的电子教玩具，适合儿童进行汉字、拼音、算术、外文、常识等多种智能启蒙教育；从适合儿童特别是学龄前儿童的教育特点来说是一种趣味性强的“寓教于玩”的电子教玩具，儿童做对启迪练习，启迪器会自动发出闪眨变动的灯光，动听的电子音乐或启动各种逗儿童喜爱的电动玩具开始动作来吸引并鼓励儿童做智能启迪练习；从提高智能思维锻炼和启迪教育的特点来说，是一种适于儿童“自己学习”的电子教玩具，智能启迪练习的题目可以是老师、家长出，也可以儿童自己出或互相出，可以由成人在旁指导，也可以儿童自己一个人玩，而且是在一小堆卡片盒中经过独立思索，才能挑选到一块能有机器自动告知“对”的卡片盒。从小培养儿童自己学习，自己思索，自己解决问题的能力，是本实用新型的一个特点。
儿童智能启迪器的基本工作原理可结合之。它包括数张或更多的绘印有用于上述智能启迪教育的图案、文字、字母的卡片(16)。本实用新型的特征在于还包括儿童智能启迪器的一个外壳(4)，在外壳(4)的面板上装有电池和功能选择开关(3)和二个或二个以上的卡片盒座(8)，在外壳(4)的下部装有电池盒(5)，在外壳(4)的一侧装有自动指示智能启迪练习是否正确的光指示器(1)和声指示器(2)；在数个卡片盒座(8)上根据智能启迪练习的要求插有二个或二个以上的卡片盒(7)；卡片盒(7)的一个或二个表面制有凹槽，槽内插有卡片(16)，卡片盒内装有数个金属制的插座(9)，插座(9)之间焊有一个或数个电阻(17)，卡片盒(7)以插座(9)和卡片盒座(8)内的金属制的插头(18)相插接，完成电连接，并由连接导线(19)将上述卡片盒(7)内的电阻(17)接入装于外壳(4)内的印刷电路板(6)上的一个有简单直流或交流电阻电桥电路或数字逻辑电路组成的自动判别电路(14)；印刷电路板(6)上还有一个用于将自动判别电路(14)发出的智能启迪练习“错对”信号放大并驱动光指示器(1)和声指示器(2)的放大电路(15)。儿童智能启迪器还可以有装于外壳(4)一侧的输出插孔(10)，经过输出导线(11)接通一个有电动玩具组成的作为自动指示智能启迪练习是否正确的动作指示器(12)。该动作指示器也可用一个无线遥控电动玩具来组成，儿童智能启迪器的放大电路(15)只要发出一个相应的无线遥控信号即可。
图3为电原理方框图。输入部份(13)，由数个卡片盒座(8)和插在其上的卡片盒(7)组成；当插入这些卡片盒时就将智能启迪练习信号输入自动判别电路(14)，经该电路进行自动判别并发出和所插卡片盒上的卡片的智能启迪内容相一致的“错对”讯号，该讯号进一步送入放大电路(15)放大，驱动由二只发光二极管或其它发光元件组成的光指示器(1)发出闪眨变动的灯光、由一只电动扬声器组成的声指示器(2)发出动听的电子音乐、或启动一只逗儿童喜爱的电动玩具组成的动作指示器(12)。
图5给出了一种直流电阻电桥电路组成的自动判别电路。a、b、c、d四点间构成一简单电阻电桥，其中a、b两点为直流电源输入端，c、d两点为电桥输出讯号端。卡片盒内的电阻经过对应的插头、插座接入电桥电路。以图1所示的五块卡片盒进行算术智能启迪为例说明之。设计时使得卡片盒编号和盒内所接电阻间符合公式RKN＝N×CON(Ω)其中N为卡片盒编号，RKN为N号卡片盒所配接电阻，CON为常数，这儿取CON＝100Ω。
表1为卡片盒编号、电阻与智能启迪练习卡片的关系示例。
每一个卡片盒编号对应有甲、乙两块卡片盒。做算术练习时，使卡片盒编号与所插数字卡片的数字相同，“＋”、“－”、“＝”符号空着不接电阻或接成替代功能选择开关。设插有数字“1”、“3”、“4”的卡片的卡片盒的电阻分别为RK1、RK3、RK4，则按照表1有RK1＝100Ω，RK3＝300Ω，RK4＝400Ω。功能选择开关(3)置于“＋”(加法)练习位置，则上述电阻电桥电路平衡的条件为(R1＋RK1＋RK3)×R4＝(R2＋RK4)×R3电路设计使得R1＝R2＝R3＝R4，上式简化为RK1＋RK3＝RK4对应了1＋3＝4的算术智能含义。即插入卡片盒符合算术智能含义时，电桥平衡Uc＝Ud；不符合时，电桥不平衡，输出一不平衡电压Uc≠Ud，该平衡或不平衡电压就是图3中自动判别电路(14)发出的“错对”讯号。做智能启迪练习时可由家长、教师或儿童自己插入一个算术等式中的四个盒作为题目，然后儿童自己或让别的儿童解题，即选择卡片盒并插入，启迪器就能自动判别错对，并以声、光和玩具开始动作作为对儿童智能练习做对的一种鼓励性表示，以提高儿童的兴趣。做其它功能的智能启迪练习时，先按表1更换卡片，再在左端卡片盒座上插入“0”卡片盒，在另外二个数位置上挑选并插入对应号码的卡片盒，功能选择开关仍置“＋”即可。
另一种自动判别电路以数字逻辑电路为基础。图6为其自动判别部份电原理图。其中(7)为卡片盒，(8)为卡片盒座。卡片盒内的电阻焊接原理和上述电阻电桥电路不同。在数个插头(18)中，有一根(图中是中间一根)接电源正极V＋。在对应的卡片盒(7)内的中间一根插座和其它几根插座(9)之间焊或不焊电阻，以焊为代号“1”，不焊为代号“0”，这些“0”、“1”称之为焊接代号。在卡片盒编号和焊接代号之间选择一种规定，如符合二进制编码。(图中所焊代号为“0101”即代表“5”号卡片盒。)IC6和IC7均为数字逻辑集成电路。本图中IC6为一块四异或门，IC7为一块四输入端或门，按照图中卡片盒座的插头、插座所连接的方式，可得下述几个逻辑式Q1＝K11·
K21＋
K11·K21Q2＝K12·
K22＋
K12·K22Q3＝K13·
K23＋
K13·K23Q4＝K14·
K24＋
K14·K24Q0＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4显然只有插入的二个卡片盒的电阻焊接代号完全相同时，Q0才为“低”电平。按照上述卡片盒编号与焊接代号，按照表1卡片盒编号和智能启迪练习卡片的选配方法，出题时先插上一块卡片盒，解题时只有插上逻辑和智能含义相对应的卡片盒时，该数字逻辑电路组成的自动判别电路才会发出表示“对”的“低”电平。做加减算术练习时只要增加有关加法数字集成电路。后面放大驱动指示电路同图5。
图1为有五只卡片盒座的儿童智能启迪器示意图。
图2为二只卡片盒座的简易型儿童智能启迪器示意图。
图3为电原理方框图。
图4为卡片盒和卡片盒座装配结构示意图。
图5为用直流电阻电桥电路作为自动判别电路的儿童智能启迪器电原理图。
图6为数字逻辑电路作为自动判别电路的部份电原理图。
本实用新型除了在上面阐述目的中所述几方面优点外，还有电子电路简单，装配方便，成本低，适合大批量生产，以及采用干电池供电，儿童使用绝对安全等优点。
按照图1和图5所示制成的一个智能启迪器，尺寸是卡片盒高11厘米，宽7厘米，厚0.8厘米，外壳长50厘米，宽12厘米，高16厘米。卡片盒按照表1所示配接电阻已能完成20以内加减法算术教学，或相应的其它智能启迪练习。电子电路按图5所示。其中R1＝R2＝R3＝R4＝10KΩ，电池用1号干电池。IC1、IC2、IC3、IC4合用一块运算放大器DG239；IC1、IC2组成一个差动放大电路，IC3为自激振荡电路，IC4为反相显示驱动；(1)为LED发光二极管BT401；BG1、BG2、BG3、BG4均为硅晶体三极管GL9014；BG1为前置驱动，BG2、BG3、组成一个延时自保持电路；BG4为电动玩具驱动电路，J为继电器；IC5为一块电子音乐集成电路HY－3.(2)采用口径为100毫米的电动式扬声器。本实施例体积大，卡片尺寸长8厘米，宽5厘米，适合于小学、幼儿园教学用。本申请的另一最佳实施例可按图2制成。卡片尺寸长4厘米，宽3厘米，外壳长20厘米，宽6厘米，高10厘米的以家庭用为主。其自动判别电路采用图6电路。其中IC6为CMOS电路C690，IC7为CMOS电路C062，卡片盒内电阻全部为10KΩ，放大、驱动电路同上。
权利要求
1.儿童智能启迪器是一种适合儿童进行汉字、拼音、算术、外文、常识等多种智能启蒙教育的电子智能型玩具。它包括数张或更多的绘印有用于上述智能启迪教育的图案、文字、字母的卡片(16)。本实用新型的特征在于还包括儿童智能启迪器的一个外壳(4)，在外壳(4)的面板上装有电池和功能选择开关(3)和二个或二个以上的卡片盒座(8)，在外壳(4)的下部装有电池盒(5)，在外壳(4)的一侧装有自动指示智能启迪练习是否正确的光指示器(1)和声指示器(2)；在数个卡片盒座(8)上根据智能启迪练习的要求插有二个或二个以上的卡片盒(7)；卡片盒(7)的一个或二个表面制有凹槽，槽内插有卡片(16)，卡片盒内装有数个金属制的插座(9)，插座(9)之间焊有一个或数个电阻(17)，卡片盒(7)以插座(9)和卡片盒座(8)内的金属制的插头(18)相插接完成，电连接，并由连接导线(19)将上述卡片盒(7)内的电阻(17)接入装于外壳(4)内的印刷电路板(6)上的一个有简单直流或交流电阻电桥电路或数字逻辑电路组成的自动判别电路(14)；印刷电路板(6)上还有一个用于将自动判别电路(14)发出的智能启迪练习“错对”信号放大并驱动光指示器(1)和声指示器(2)的放大电路(15)。
2.按权利要求
1所述的儿童智能启迪器其进一步特征是还可以有装于外壳(4)一侧的输出插孔(10)，经过输出导线(11)接通一个有电动玩具组成的作为自动指示智能启迪练习是否正确的动作指示器(12)。该动作指示器也可用一个无线遥控电动玩具组成。
专利摘要
儿童智能启迪器是一种适合儿童进行汉字、拼音、外文、常识等多种智能启蒙教育的电子智能型玩具。它采用特殊设计的卡片盒作为输入，盒面上插有智能教育卡片，盒内焊有电阻，将数只卡片盒插入启迪器面板上的卡片盒座时，机内一个简单电子自动判别电路工作发出和卡片所代表的智能启迪含义相一致的“错对”讯号，并以光、声、动作等适于提高儿童兴趣的方式表示出来。本机适于幼儿园、小学、家庭对儿童进行早期智能启蒙教学。
文档编号A63H33/22GK86204835SQ86204835
公开日1987年5月20日 申请日期1986年7月4日
发明者唐建国, 唐宁国, 梁乐夫, 唐定国 申请人:唐建国, 唐宁国, 梁乐夫, 唐定国导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan