专利名称：智能算术游戏魔筒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子算术智力玩具，特别是一种智能算术游戏魔筒。
儿童智能的早期开发，特别是数学运算技能的早期开发，对于儿童今后的健康成长是十分必要的。目前已有的各种算术玩具不是过于复杂，便是造形不够新颖，不便携带，难以达到寓教于游戏的目的。中国专利CN2075806U公开的“电子幼儿计算器”是由配对识别电阻网络、识别比较器、相加比较器和封有电阻的积木块组成，能自动判正，但无法完成乘除运算，积木块易丢失；中国专利CN2063675U公开的“幼儿趣味算术玩具”设有可插入运算符号“＋”“－”及数字块的插座、各插座上设有活动触头，数字块具有18个正方形面，其上有可构成二进制码的圆孔，当计算正确时有声光显示，但数字块的构成较复杂，在活动触头的反弹力下，积木块难以保证编码正确。
本实用新型的目的是提供一种便于携带，操作简单，玩具和教具相结合，能完成简单四则运算，可以自动判定正误的算术游戏魔筒。
本实用新型的目的是这样实现的游戏魔筒包括安装在轴体上的数字转轮、运算符号转轮、答案转轮组成的运算式和由电子电路控制声音的正误判定装置，其中每个转轮可分成不少于十个以上的面，每个面相对编码盘各有一组二进制码与该面上的阿拉伯数字或运算符号相对应，二进制编码器由弹性导电刷、编码盘构成。转动游戏魔筒上的数字和运算符号转轮，形成一组运算式的同时，带动了固定在转轮上的弹性导电刷，完成了十进制码向二进制码的转换，等于前三个转轮所形成的三组二进制码确定了该运算式在运算器中的答案(该答案是唯一的)，此答案输出两组二进制码至量值比较器与答案输入转轮的两组二进制码进行比较，正确时产生高电平信号，错误时产生低电平信号，从而推动音频电路和电声转换器发出不同的声音。其中运算器由内存有用二进制码表示转轮可以进行的运算答案的固化ROM构成。
本实用新型的优点1.由于采用一体化结构，便于儿童携带玩耍，在儿童当玩具转动转轮完成算术运算的同时，锻炼了儿童的手部功能，达到了寓教于玩的目的；2.由于答案选择电路的特殊设计，电路简单，能依据运算结果判定正误，减轻了教师和家长的负担。造型新颖，提高了儿童的兴趣；3.能完成四则运算和逆运算，因此可适应幼儿至小学二年级的儿童使用；4.由于构思巧妙，充分满足了工业生产的要求，生产成本低，便于推广应用。
图1是本实用新型的原理框图图2是本实用新型实施例的电路原理图图3是本实用新型的一种具体结构示意图图4是图3沿A－A的剖视图图5是本实用新型采用另一种编码器的具体结构示意图图6是图5沿B－B的剖视图图7是图5轴套的编码孔洞设置示意图图1给出的本实用新型由计算数输入1、编码器2、运算器3、量值比较器4、答案数输入5、音频电路6和电声转换器7构成。运算器是内存有用二进制码表示转轮上可进行的运算的全部答案的ROM，量值比较器除可采用八量值比较器或四量值比较器，还可用其它逻辑门电路构成。当输入运算数时由编码器将十进制数字和运算符号分别转换成二进制码，运算数的运算式组成的编码在运算器中选定了一个唯一的答案。此答案由运算器的数据端输出两组四位二进制码，与答案输入的两组四位二进制码在量值比较器中进行比较。若两路两组码完全相同，运算正确，量值比较器输出一个高电平信号，驱动音频电路经电声转换器发出奖励声；若不同，则运算不正确，发出鼓励声。
附图2是本实用新型实施例的电路原理图，本实施例中的1为计算数输入、2为编码器、3为运算器(固化ROM)、4为量值比较器(由2只CD4063B级联组成)、5为答案数输入、RS为下拉电阻、K为按钮开关。计算数输入、运算符号、答案数输入共同设置在一根长轴上，其中计算数占两个转轮，运算符号占一个转轮，答案数占两个转轮，数字转轮上设置了0～9共10个阿拉伯数字。编码电路由弹性导电刷和编码盘构成，弹性导电刷为铜制导电体，其后部连成一体。编码盘为一圆形盘，盘的一面由导电体按编码规则径向制作五条同心环形条，其中一条为V＋，其余四条按与弹性导电体接通与否形成二进制码的要求制作有凸起的同心环条。如1的代码为0001，2为0010，当转到数字1时，电刷将V＋与第一条环形条的凸起短接，为高电平“1”，其余三条无凸起，不短接为低电平“0”，即为一组编码“0001”，其余类推。运算符号“＋”“－”“×”“÷”的代码分别是“0000”“0001”“0010”“0011”。本实施例工作时，先由人转动转轮1和5选定计算数、运算符号和答案数，选定后按动按钮K电路开始工作。现以“5＋2＝7”加以说明“5”输入的二进制码为“1010”，“＋”输入的代码为“0000”，“2”输入的代码为“0010”，此三组二进制码输入到运算器3的A0～A11端，确定了一个唯一的答案。答案的两组二进制码通过D0～D7输出，其中高四位表示十位数，低四位表示个位数，此算式中高四位输出为“0000”，低四位输出为“0111”。如果答案数置“0”“7”，编码器输出的二进制码便为“0000”“0111”，经2只级联的四量值比较器CD4063B比较后输出一高电平去驱动音频电路，发出奖励声；若置的数不是“0”“7”，比如是“1”“0”，则编码为“0001”“0000”，由于编码不同，则输出一低电平去驱动音频电路发出鼓励声，本例数字转轮的数字不限于0～9，转轮数也不只限于5组，可依据需要设置。音频电路采用通用音乐片和电阻、三极管构成，其技术在现有技术资料中均可解决，不再详述。
图3是本实用新型的一种具体结构示意图，图4是图3沿A－A的剖视图，现综述如下图中，8端盖、9电池盖、10电池簧、11轴体、13电池、14等号块、15轴套、16数字转轮、17弹性导电刷、18编码盘、20盖板、21按钮开关、22运算符号转轮。
轴体11是由塑料制作而成的一个中空长轴，其右端较大，外径与转轮外径同大，内部有一空腔19用于安装电子元件，轴体内径为圆形可安装三节五号电池，外径对称有两平面24、33，平面24与轴套15配合形成过线腔12，另一平面33用于编码盘18、轴套15和等号块14的定位。编码盘18是用覆铜板按编码规则制作成的印刷板，23为V＋的导电环，22为其余四条码导电环，其凸起处为该数的代码“1”，无凸起处为代码“0”，弹性导电刷是用铜冲制成的一体五爪弹性体，其间隔与编码盘18的五条环相配合。编码盘18装入注塑时留出的凹腔内，由于定位边33的作用编码盘18不会随转轮转动，弹性导电刷固定在转轮上，从而形成了编码器2。数字转轮16上在制作时设置有相应的阿拉伯数字，运算符号转轮22上制作有运算符号，等号块14上注塑等号，等号块14由于定位边33的作用也不转动。轴套15外径与转轮内径相配，可灵活转动。轴套15的直边与定位边33相配合也不转动。整个装置转动时应对准等号形成运算式，按动开关21才可进行运算判正。
图5是本实用新型采用另一种编码器的具体结构示意图，图6是图5沿B－B的剖视图，图7是图5轴套的编码孔设置示意图。综述如下图中25为导电环、26为弹性导电刷、27转轮、28轴体、30轴套。
轴体28在制作时与轴同方向的外径上顺序布置不少于22条的过线槽29，用于通过导线，沿轴向制作出相应的导电环槽，可安装铜制的导电环25。轴套30为一内圆带有凸块31的圆形薄壁件，凸块31与轴体28的凹槽相配合，当轴套30装入时确保定位准确和不转动，轴套30的轴向上与导电环25相对应处按编码规则制作有编码孔34，32为V＋槽孔，轴套30和导电环25构成了编码盘，弹性导电刷26为五个可单独伸缩又连成一体的铜制元件，将弹性导电刷26装入转轮27的凹槽内，与对应编码孔32、34、导电环25构成编码器2。其余部分与第一种结构相同不再叙述。
上述装置中，等号前后的转轮可依据需要增减。
电子电路的运算器除可使用固化ROM外，也可使用可擦存贮器EPROM，用于比较的元件除选用量值比较器外，还可使用其它逻辑门元件制作。
权利要求1.一种儿童电子算术智力玩具，特别是一种智能算术游戏魔筒，包括安装在轴体上的数字转轮、运算符号转轮组成的算式和由电子电路控制的判别装置，其特征在于a.每个转轮可分成十个以上的面，每个面各有一组二进制码与该面上的阿拉伯数字或运算符号相对应；b.二进制编码器由弹性导电刷、编码盘构成；c.电子电路是由编码器、运算器、量值比较器、音频电路、电声转换器和开关K构成，运算器和量值比较器构成判别电路；d.音响输出电路由音频电路和电声转换器构成，装置工作中音响电路可以依据运算正误发出不同的声响。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于运算器是由内存有用二进制码表示运算答案的固化ROM构成，也可由可擦存贮器EPROM构成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于编码器的输出分别接运算器的地址端和量值比较器的输入端，运算器的数据输出端与答案编码器输出端对应与量值比较器的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于数字转轮、运算符号转轮均装在同一根轴体上，并可绕轴体自由转动形成运算式和答案。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于装置中的轴体、轴套、转轮、端盖均由塑料制成。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于编码盘的导电环可以径向布置，由覆铜板制成。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于导电环可以轴向布置，导电环和轴套构成编码盘，导电环是铜制成的。
专利摘要本实用新型涉及一种儿童电子智力玩具，特别是一种智能算术游戏魔筒，包括安装在轴体上的数字转轮、运算符号转轮、等号块组成的算式和由电子电路控制的正误判断电路，每个数字转轮上设有一定量的阿拉伯数字，并有与其对应的二进制编码器进行编码，经运算器、量值比较器、音频电路、电声转换器发出表示计算正误的不同声音。该玩具结构新颖、携带方便、操作简单，可以完成较多的四则运算。特别适合幼儿园、学前班的儿童学习算术。
文档编号A63F9/24GK2144522SQ9224314
公开日1993年10月27日 申请日期1992年12月1日 优先权日1992年12月1日
发明者连惠民, 申福远, 汤太平 申请人:连惠民, 申福远, 汤太平