一种机械式二进制教学装置的制作方法

本实用新型涉及教学设备领域，尤其是涉及一种机械式二进制教学装置。

背景技术：

二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。生活中使用的一般是十进制，而二进制则主要应用在电子计算机中。

学生们初次认识二进制应该是在高中的数学课中，如果使用有趣的二进制装置进行二进制教学，那么学生对二级制的理解将会变得更加简单，学生们对二级制的印象将会更加深刻。

例如申请号为cn201520608909.5的《一种机械式二进制加法器》，包括底座、计数球、落球台及计算单元，落球台设置在底座的上端，落球台上设置有落球孔，落球台还套装有抽杆，抽杆上设置有抽杆球孔，抽杆在落球台内水平设置，抽杆与落球台形成滑动配合，计算单元包括限位柱、门阀、溢出台及门阀杆，门阀上设置有左滑道、右滑道及分流角，本实用新型采用计数球作为二级制计算过程的载体，通过计数球在门阀上的滚动方向实现二进制计算的相加及进位溢出，生动的展示出了二进制算法的计算过程。但是该实用新型结构复杂，装置体积过大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供结构简单，旋转计数的一种机械式二进制教学装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机械式二进制教学装置，包括主轴，主轴上设有多个显示件和传递件，显示件和传递件相间设置且方向一致，显示件包括同轴心固设的内齿轮和外齿轮；传递件包括定位板和至少一个传递齿轮，传递齿轮转动设置在定位板上；所述传递齿轮、外齿轮和内齿轮的齿数比为1:2:4，外齿轮与传递齿轮齿合，传递齿轮与另一显示件的外齿轮齿合，传递齿轮、外齿轮和内齿轮组成的结构相当于现有的行星齿轮，外齿轮相当于太阳齿轮，传递齿轮相当于行星齿轮，传递齿轮、外齿轮和内齿轮的模数相同，齿数比代表外齿轮转一圈，与外齿轮连接的传递齿轮自转两圈，与传递齿轮齿合的内齿轮自转半圈，忽略传递齿轮，外齿轮转两圈，与该外齿轮连接的内齿轮转一圈，满足了二进制中的‘逢二进一’，外齿轮旋转一圈，与外齿轮在同一个显示件上的内齿轮也旋转一圈，故，下一个显示件经过减速只旋转半圈。

进一步，所述内齿轮外圈的两半颜色不同和/或纹路不同，一半代表‘1’，另一半代表‘0’，本实用新型利用行星减速器的原理，减速比为2的行星齿轮恰好满足二进制中的‘逢二进一’，故，在外齿轮的外圈分成两个半圈，一个半圈代表二进制中的‘1’，另一个半圈代表二进制中的‘0’。

进一步，所述主轴一端为单独的内齿轮，另一端为单独的外齿轮。

进一步，所述位于端部单独的外齿轮上设有手柄，手柄转动一圈，外齿轮即转动一圈，外齿轮通过传递件减速后，与传递件齿合的显示件即转动半圈，该显示件的内齿轮即代表二进制的末位。

进一步，所述手柄包括安装片和把手，安装片与外齿轮连接，把手与安装片连接，手柄的具体结构。

进一步，还包括外壳，所述主轴固定设置在外壳中心。

进一步，所述外壳上设有读数窗口，读数窗口中心设有刻度线；外壳上设有可拆卸的端盖。

进一步，所述主轴为圆柱体，所述显示件的外齿轮设有套设在主轴上的第一轴孔，外齿轮可转动的套设在主轴上；所述传递件的定位板设有套设在主轴上的第二轴孔，定位板不可转动的套设在主轴上。

进一步，所述主轴上设有凹槽，所述定位板的第二轴孔内设有凸块，凸块卡设在凹槽内。

本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单，设计巧妙，通过减速比为2的行星齿轮结构代表二进制中的‘逢二进一’，在教学领域中，方便教学理解二进制的原理，教学装置独特新颖。

本实用新型结构紧凑，体积小巧，适合实物教学使用，并且本实用新型显示的二进制位数多，适用范围更加广。

附图说明

图1—为主轴立体图；

图2—为外壳和主轴的立体图；

图3—为显示件立体图；

图4—为显示件另一角度的立体图；

图5—为传递件的立体图；

图6—为外齿轮和定位板与主轴的连接立体图；

图7—为手柄分解立体图；

图8—为本实用新型装配立体图；

图9—为本实用新型主体的分解立体图；

图中：1—主轴，11—凹槽，2—显示件，21—内齿轮，22—外齿轮，221—第一轴孔，3—传递件，31—定位板，311—第二轴孔，312—凸块，32—传递齿轮，4—手柄，41—安装片，42—把手，5—外壳，51—读数窗口，511—刻度线，52—端盖。

具体实施方式

参照图1：一种机械式二进制教学装置，包括主轴1，主轴1上设有一个凹槽11，该凹槽11的设置用于防止定位板31的转动，图1中凹槽11还可以是直线型，即圆柱形的主轴1切掉一部分，使主轴1侧面存在一个平面。

参照图2，主轴1固定设置在外壳5中心，图中的外壳5是圆柱体，还可以是四棱柱或者是多棱柱等，外壳5侧壁设有一个长条形的读数窗口51，读书窗口中间设有一根刻度线511，用于观察外壳5内的数据；外壳5底面还设有一个可拆卸的端盖52，如图所示，端盖52可以与外壳5螺纹连接，也可以是其他可拆卸连接，端盖52中心有一个孔，孔径大于主轴1的轴径，需要确保手柄4能穿过该孔。

参照图3~5，主轴1上会设有多个显示件2和传递件3，显示件2包括同轴心固设的内齿轮21和外齿轮22，内齿轮21的齿数是外齿轮22齿数的两倍，模数相同，外齿轮22中心开设有第一轴孔221，主轴1穿过第一轴孔221，整个显示件2可绕主轴1自转；传递件3包括定位板31和至少一个传递齿轮32，传递齿轮32转动设置在定位板31上，图中传递齿轮32的数量为三个，其数量还可以是一个、两个甚至四个，定位板31中心设有第二轴孔311，主轴1可穿过第二轴孔311，第二轴孔311内还设有凸块312，凸块312与主轴1的凹槽11匹配，防止定位板31绕主轴1旋转；外齿轮22和定位板31与主轴1的具体连接方式参照图6。

参照图7，还包括手柄4，手柄4包括安装片41和把手42，安装片41与外齿轮22连接，把手42与安装片41连接。

参照图8和图9，多个显示件2和传递件3相间设置且方向一致，所述传递齿轮32、外齿轮22和内齿轮21的齿数比为1:2:4，外齿轮22与传递齿轮32齿合，传递齿轮32与另一显示件2的外齿轮22齿合；主轴1一端为单独的内齿轮21，另一端为单独的外齿轮22，位于端部单独的外齿轮22上设有手柄4，手柄4转动一圈，外齿轮22即转动一圈，外齿轮22通过传递件3减速后，与传递件3齿合的显示件2即转动半圈，该显示件2的内齿轮21即代表二进制的末位。

内齿轮21外圈的两半颜色不同和/或纹路不同，一半代表‘1’，另一半代表‘0’，在图中未画出。

本实用新型的工作原理及使用方法：本实用新型通过手动转动把手42，并记录转动把手42的圈数，圈数采用十进制计数，而把手42转动的圈数在本实用新型上会体现出二进制，例如：图8中，读数窗口51中的刻度线511所指的内齿轮21代表二进制的‘0’，把手42转动五圈，靠近把手42的第一个内齿轮21就旋转两圈半，该内齿轮21的另外半圈旋转至刻度线511处，此时该内齿轮21显示二进制的‘1’，而下一个内齿轮21经过进一步减速，旋转1.25圈，由于旋转的0.25不足一个半圈，故第二内齿轮21依旧显示二进制的‘0’，而第三个内齿轮21将旋转0.625圈，超过一个半圈，故第三个内齿轮21显示二进制的‘1’，之后的内齿轮21均旋转不足半圈，均依旧显示‘0’，简单而言，把手42旋转五圈，本实用新型显示‘101’，即本实用新型有效将十进制的圈数转化成二进制。

本实用新型具体原理相当于现有的行星齿轮，主轴1上的凹槽11和定位板31上的凸块312不仅防止定位板31旋转，还确保外齿轮22的旋转，如果没有凹槽11和凸块312，在传递旋转的过程中，可能传递件3自身绕主轴1旋转，致使显示件2不旋转。

本实用新型装配方法：首先将单独的内齿轮21套设在外壳5内的主轴1上，然后将传递件3套设在主轴1上，定位板31的凸块312得与凹槽11配合才能套设，传递件3上的传递齿轮32与内齿轮21齿合，接着套设显示件2，显示件2的外齿轮22与传递齿轮32齿合，接着传递件3和显示件2相间设置，最后以传递件3结束，然后套设单独的外齿轮22与最后一个传递件3齿合，该单独的外齿轮22最外侧的端面连接手柄4的安装片41，安装片41中心开设有一个连接把手42的螺纹孔，安装片41与把手42可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可拆卸连接优选为螺纹连接；安装片41外侧还有三个安装孔，安装孔可以用于连接安装片41和外齿轮22，通过螺栓连接，如果外齿轮22上不合适开设孔，也可以是安装片41与外齿轮22固定连接，一体成型或者焊接、胶接等；在安装过程中，如果先安装手柄4，那么外壳5的端盖52需要先通过把手42，故端盖52中心的孔要大于把手42的任一切面，确保把手42能通过端盖52的中心孔，如果把手42与安装片41可拆卸连接，也可以先将外齿轮22和安装片41装配，然后盖设端盖52，最后将把手42穿过端盖52连接安装片41，这种方法在拧紧把手42的时候，需要用力固定外壳5内部的零件，防止外壳5内部转动才能拧紧把手42。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。