专利名称：数字式智力玩具的制作方法
技术领域：
本实用新型提出一种早期开发儿童智力的数字式玩具，属于保健和娱乐用品。
目前，国内外生产的玩具很多，但智力玩具不多，进行数学运算的智力玩具则尚未见到。本实用新型提出的数字式智力玩具，不仅能使儿童在娱乐过程中识别各种人物、动物和植物的图案。而且能识别数字进行简单的数字运算，使幼儿能早期建立数字及其运算的概念，达到早期开发儿童智力的目的。
为适应儿童的不同年龄的不同思维能力，玩具分三种型号，A型，进行10以内的加减法运算，适合于1.5-3岁的幼儿；B型，进行10以内的乘除法运算，适合于3-5岁的儿童；C型，进行100以内的加减乘除法运算，适合于5-7岁的学龄前儿童和刚入学儿童。
为了提高幼儿的兴趣，除有按图形进行数字运算外，玩具内还装有电子音乐发声系统和电光源系统，使孩子在运算过程中能听到音乐声和见到光亮。
以下结合附图介绍A型玩具的结构及其动作原理；
图1为A型玩具的外形图，图中所示为一只猫的头部，供孩子们选择。图中，1为右主动轮，2为左主动能，3为等于(用“＝”表示)键，4为右观察镜，5为左观察镜，6为右计算图形板插孔，8为减法(用“-”表示)键，9为加法(用“+”表示)键。
图2为A型玩具的内部结构剖视图，图中，10为左、右主动轮轴，11为右主动轮皮带，12为左主动轮皮带，13为电子音乐集成块，14为扬声器，15为棘瓜，16为右计算轮，17为左计算轮，18为连接螺钉，19为计算图形板，20为左指令定位杆，21为减法控制杆，22为加法控制键，23为总复位控制键，24为减法控制键，25为加法控制杆，26为右指令定位杆复位弹簧，27为右指令定位杆，28为支架，29为螺母，30为左、右计算轮轮轴，31为右计算轮复位弹簧，32为电池，33为外壳。
图3为A型玩具控制部分的正视图，图4为其俯视图。图中，34为加法控制键复位弹簧，35为总总复位控制键复位弹簧，36为减法控制键复位弹簧，37为总复位控制杆，38为减法控制杆支点铰链，41为左指令定位杆复位弹簧。
在介绍玩具的动作原理之前，先介绍几个主要零件图5，图6和图7为A型玩具左计算轮(17)的仰视图、正视图和俯视图。由图可知，将左计算轮(17)的上端面分成十个相等的扇面，各扇面的轴向厚度成等差级数。即取代表0的扇面的轴向厚度为0。则代表1的扇面的轴向厚度为2，……所以以此类推，代表9的扇面的轴向厚度为9。并把这十个数字标到刻度环上，如图2中所示。
左计算轮(17)的下端面加工有内棘齿。(见图5)侧面有一圖(见图2和图6)，其作用另作介绍。图8，图9，
图10为计算轮(16)的仰视图、正视图和俯视图，由图可知，右计算轮(16)上端部的加工方法与左计算轮相同。其下端部两个槽，用于安装棘爪(15)(如
图11所示)。
图12为左计算轮(17)和右计算轮(16)的装配图，图中，42为棘爪轴，43为弹簧，由图可知，棘爪在弹簧的作用下，始终处于外张状态，因此，右计算轮(16)在左计算轮(17)内只能作顺时针向旋转，而左计算轮(17)在右计算轮的外面只能作逆时针向旋转。
图13和
图14为左指令定位杆(20)和右指令定位杆(27)正视图和侧视图。此两杆外形相同，对称布置(如图2所示)，在杆上有十个棘齿(直齿)，各齿间距为等差级数，与左、右计算轮(16和17)端面上各扇面的轴向厚度差完全一致。
图15和
图16为总复位控制键(23)的正视图和俯视图。加法控制键(22)和减法控制键(24)的结构与此相同。
图17和
图18为减法控制杆(21)和加法控制杆(25)的正视图和俯视图。
图19和图20为总复位控制杆(37)的正视图和俯视图。
图21至图29为计算图形板(19)的示意图，计算图形板每套9块，每个玩具必备两套，但也可多套，画上动物、水果，植物、人物和家具等图案，供孩子识别。每块板上均带有一个插杆，插杆的长度与新代表的数字有关。取代表1的计算图形板的长度为2+1，则其它分别为L+2，L+3...L+9。各插杆的长度等差级数，且其值与左、右计算轮(16，17)的扇面的轴向长度差及左、右指令定位杆上棘齿的齿距完全相等。
下面参阅
图1，图2和图3介绍A型玩具的动作原理首先介绍作加法。
1、取一块计算图形板(19)插入右计算图形板插孔(6)内(此时接通音乐开关和电源开关，故发生和发光)，假定该板为两个图案数字为2，则计算图形板的插杆推动右指令定位杆(27)向左平移两个棘齿、此时，加法控制键(22)在加法控制键复位弹簧(34)的作用下，将加法控制键(22)推到第个棘齿内，使右指令定位杆(27)不能复位。
2、向上拨动右主动轮(1)，在右主动轮皮带(11)的带动下，右计算轮(16)作顺时针向旋转(在零位处用吕块卡死，使右计算轮不能逆时针转动，此时，左计算轮(17)在总复位控制键(23)的作用下静止不动)，直到代表2的扇面与右指令定位杆(16)相碰为止。此时，右观察镜(4)内显示出刻度环上的“2”字。
3、按加法键(9)，使加法控制杆(25)在杠杆原理的作用下，抬起加法控制键(22)和总复位控制键(23)，此时，左、右计算轮(16、17)均处于自由状态，右指令定位杆(27)在右指令定位杆复位弹簧(26)的作用下退到原位，计算图形板也被右移(二个点距)。
4、将另一块计算图形板(假定为3)插入左计算图形板插孔7内(此时，接通音乐开关和电灯开关，发出音乐声和光亮)，左指令定位杆(20)向右平移三各棘齿距，并被减法控制键(24)卡住。
5、向上推动左主动轮(2)，使之沿顺时针向转动，当代表3扇形面与左指令定位杆(20)相碰时，转动即停止。此时，左观察镜(5)内显示出“3”，而右观察镜内由于被棘瓜(15)带动，随左计算轮(17)又转动3格，显示出叠加结果为“5”。此即为计算结果。
6、按动等于键(3)，总复位控制杆(37)动作，将加法控制键(22)、总复位控制键(23)和减法控制键(24)全部抬起，左计算轮(17)解脱，右计算轮(16)已经在右计算轮复位弹簧(31)的作用下复到零位，左计算轮(17)用于拨到零位准备下次计算。
减法(动作原理与上述同)1，将较大数的计算图形板(假定为8、必须使减数大于减数)插入左计算图形板插孔(7)内，电子音乐发声、灯亮。
2、按下减法键(8)，使减法控制键(24)抬起，此时左计算轮(17)处于自由状态。再拨动左主动轮(2)至不动时止，左观察镜(5)内显示数字8。
3、再在右计算图形板插孔(6)内，插入计算图形板(假定为3)，电子音乐发声，灯亮，拨动右主动轮(1)至不动时止，右观察镜(4)内显示数字“3”。
4、按下等于键(3)，此时加减法控制键(22、24，总复位控制键(23)全部抬起，左右计算轮均解脱，右计算轮(16)在右计算轮复位弹簧(31)的作用下复至零位。即右观察镜(4)显示出“0”，此时，对应的左观察镜中显示出减法计算结果“5”。
B型玩具为乘除法运算，其结构与A型基本相同，只需要计算轮(16、17)端面的扇面刻度对数分割，如图30所示。而相对应的数字环刻度也按对数分割。
乘法运算方法及操作程序同加法，除法运算方法及操作程序同减法。
C型玩具为A型和B型的合并，将计算轮(16、17)分成内、外两圈，如图31所示。内圈为等差级数分割，外圈为对数级数分割。去掉控制机构后，用于手控，把刻度分细，可进行100以内的加、减、乘除四则运算，可作学龄儿童的数学教具。
权利要求1.一种伴有电子音乐、电光的数学运算智力玩具，其数学运算装置有以下机构组成(1)计算系统包括左计算轮(17)，右计算轮(16)，棘爪(15)，左主动轮(2)，右主动轮(1)，左主动轮皮带(12)，右主动轮皮带(13)，右计算轮复位弹簧(31)，左右主动轮轮轴(10)，左右计算轮轮轴(30)，螺母(29)，棘爪轴(43)，弹簧(44)和计算图形板(19)。(2)控制系统包括左指令定位杆(20)，减法控制杆(21)，加法控制杆(25)，右指令定位杆(27)，加法控制键(22)，总复位控制键(23)，减法控制键(24)，右指令定位杆复位弹簧(26)，加法控制键复位弹簧(34)，总复位控制键复位弹簧(35)，减法控制键复位弹簧(36)，总复位控制杆(37)，减法控制杆支点铰链(38)，加法控制杆支点铰链(39)，总复位控制杆支点铰链(40)，左指令定位杆复位弹簧(41)。
2.如权利要求1所说的数学运算智力玩具，其特征在于左计算轮(17)和右计算轮(16)的端面，分别按等分(A型玩具)、对数(B型玩具)，等数和等分混合(C型玩具)共三种方法分成十个扇面，各扇面的轴向长度按等差级数确定。分别用0，1，2……9共十个数字标志到相对应的刻度环上，0所对应的扇面的轴向长度最长，9所对应的扇面的轴向长度最短。
3.如权利要求1所说的数学运算智力玩具，其特征在于左指令定位杆(20)和右指令定位杆(27)上有10个齿距相等的棘齿。
4.如权利要求1所说的数学运算智力玩具，其特征在于计算图形板(19)每套由九块组成，分别代表数字1，2，……9，每块板的尾部有一插杆，九块板各插杆间的长度差为等差级数，代表1的插杆最短，代表9的插杆最长。
5.如权利要求2，3，4所说的数学运算智力玩具，其特征在于左计算轮(17)和右计算轮(16)上各扇面间的轴向长度差、左指令定位杆(20)和右指令定位杆(27)上的棘齿的齿距以及计算图形板(19)的各插杆的长度差为同一数值。
6.如权利要求1所说的数学运算智力玩具，其特征在于左计1算轮(17)和右计算轮(16)采用锯末加胶冲压制成。
专利摘要本实用新型所述为数字式智力玩具，属于保健和娱乐用品。本实用新型提出一种适合于1.5至7岁幼儿使用的数字式智力玩具，玩具分三种型号A型，进行10以内的加减法运算，适合于1.5-3岁的幼儿；B型，进行10以内的乘除法运算，适合于3-5岁的儿童；C型，进行100以内的加减乘除法运算，适合于5-7岁的学龄前儿童。本实用新型提出的玩具内还装有电子音乐发声系统和电光源发光系统。结构简单，造价低廉，使用方便。不仅可作为1.5-7岁儿童的智力玩具，而且可作为学龄儿童的理想数学教具。
文档编号A63F9/18GK2035261SQ8821426
公开日1989年4月5日 申请日期1988年9月21日 优先权日1988年9月21日
发明者宋九成, 孙淑英, 宋军, 胡燕, 马利萍, 王新元, 刘金山 申请人:宋九成