基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机的制作方法

本实用新型涉及是一种通过电控带传、字符自动显示、行列独立跟踪变换等方法演示矩阵初等变换的全过程，能构造手写形的矩阵并将所有过程即时印刷的装置，能有效处理四位数字(含三位正负数、分数及小数)、行初等变换、列初等变换发生的系列数据变化的，并适用于教师教学、学生学习、资料印刷、竞技布阵等的一种基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机。

背景技术：

掌握多数据简化及快速运算方法是人们提高智慧和效率的有效途径，尤其是大学线性代数中的矩阵初等变换，是提高计算兴趣开发思维空间进一步学习数学知识和实际应用的基础，矩阵初等变换算法要求严格步骤多且内部关系复杂，学生学习过程中易出现很多错误。现行的做法是在黑板上用粉笔讲述，或用多媒体课件解释，主要信息和解释性信息分散，学生学习或训练时难于形成一个完整清晰的系统化算法，课堂效率不高共享性差且不能把实况随时打印记录下来。在体育、竞技、军事等领域需要现场多点设计或布阵，都是把静态的点位口头描述或用简单的物品替代解释，不能在具体位置上给出数据的变化及达到的目的。长时期以来没有发现这方面的综合应用模型或装置，只是出现了一些局部功能的装置，如，专利申请号为2013101184667的文献中给出了“基于主对角元占优模糊关系矩阵建立相关性故障测试矩阵的方法”，根据主对角元占优矩阵确定相应的相关性故障测试矩阵的全零行，进一步根据最大隶属度的征兆与故障对应关系建立相关性故障测试矩阵，主要应用于检测系统或设备的工作状态并隔离其内部故障的测试领域中；专利申请号为201410325115.8的文献中给出了“一种基于矩阵初等变换的测量矩阵优化方法”，对信号做稀疏变换得到稀疏向量并进行从大到小排序，记录该元素的位置构造测量矩阵,每一列作内积选择最大值，将其他列依次从大到小对应的稀疏向量值排序而完成优化得到测量矩阵。专利申请号为201320708766的文献中给出了“求逆矩阵教具”，是在底板模具上用分隔线分割成横竖有序的格子，在格子底面连接磁片，磁片连接教具模块及系数牌。通过系数牌上字符的更换或涂改完成矩阵的变换。装置中关于矩阵初等变换的教学及计算过程没有提及，对教师教学、学生学习及现场临时布阵等功能不足，对数据处理不直观，都没有实况信息打印功能，适用范围受限。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有技术或装置中不能快速构建手写式离散型矩阵，不能直观表现矩阵的行或列元素在初等变换中变化过程，不能在矩阵变换中将数据变化随即打印出来，不能完成具体位点的数据变化等的技术问题。

本实用新型的目的是提供基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，此装置能快速构建各种矩阵算式，直观表现矩阵初等行变换或列变换中所有数据的变化及其相互关系，并能随时打印(或油印)所需的信息，只要通过控制按键就能完成所有的计算、演示和打印。适用于教师教学、学生学习、文案处理、位点设计等。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，该编印机包括支架、矩阵管架、至少一个的元素转换器、至少一个的矩阵显隐器、行调节器、列调节器、自动涂墨器、进纸器和扫描板刷，

支架包括第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱、第四板条立柱、上挡板和下挡板，

上挡板和下挡板是形状相同的矩形硬板，上挡板和下挡板平行设置，第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱分别垂直固定在上挡板和下挡板的四个角上，在第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱的下端均设有调位螺母，在四个调位螺母内均设有螺纹杆，在四个螺纹杆的下端均设有棱台底座；在第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱的中上部沿长度方向都设置椭圆钉孔；

上挡板设在第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱的顶端，在上挡板的板面上并联设置提示板、第二槽沟滑杆、矩形窗口和第一槽沟滑杆，矩形窗口位于第二槽沟滑杆和第一槽沟滑杆之间，第二槽沟滑杆位于提示板和矩形窗口之间；在第一槽沟滑杆和第二槽沟滑杆内分别设有第一槽沟滑块和第二槽沟滑块，在上挡板的右边棱上设有圆柱铰链，在上挡板前后边棱上分别设有第四槽沟滑杆和第三槽沟滑杆，在第四槽沟滑杆和第三槽沟滑杆内分别设有第四槽沟滑块和第三槽沟滑块；

在下挡板上平行设有两条长条槽沟，长条槽沟与第一槽沟滑杆空间垂直；

在第一板条立柱和第二板条立柱之间设置第五槽沟滑杆，第五槽沟滑杆位于第一板条立柱和第二板条立柱的中部位置上；在第五槽沟滑杆的杆面上设有十字槽沟；

在第三板条立柱和第四板条立柱之间设置第六槽沟滑杆，第六槽沟滑杆位于第三板条立柱和第四板条立柱的中部位置上；在第六槽沟滑杆的杆面上设有椭圆槽沟；

矩阵管架设在支架中椭圆钉孔处；

所有的元素转换器和所有的矩阵显隐器分别置于矩阵管架中；

行调节器置于支架中第一槽沟滑块和第二槽沟滑块上；

列调节器置于支架中第四槽沟滑块和第三槽沟滑块上；

自动涂墨器置于支架中十字槽沟和椭圆槽沟上；

进纸器置于支架中的下挡板上的两条长条槽沟处；

扫描板刷置于进纸器的下底面上。

本编印机具有：能进行元素是四位数的矩阵或行列式构建、内部行列的线性运算、过程剖析及信息印刷；结构紧凑携带方便；能在多种场合任何视角进行编辑计算演示和印刷；通过本编印机，适用于教师教学、学生学习、文案处理、位点设计等。

对本实用新型技术方案的改进，矩阵管架包括管架主板、矩阵管筒和电气接口，管架主板设置在支架上，矩阵管筒设置在管架主板上，电气接口设置在管架主板的一个边缘处；

管架主板是矩形硬板，在管架主板的四个角上各设有一只主板支脚，在每只主板支脚上设有销钉孔，在管架主板的板面上设有用于装入矩阵管筒的长方形开口；

矩阵管筒是由第一管筒立板、第二管筒立板、第三管筒立板和第四管筒立板围成的正四棱柱面筒，

在矩阵管筒内设有n块第一管筒隔板和m块第二管筒隔板，n和m均为大于等于的正整数；第一管筒隔板与第一管筒立板、第三管筒立板平行，第二管筒隔板与第二管筒立板、第四管筒立板平行；

矩阵管筒由n块第一管筒隔板形成了n-个第一管筒隔板间隔，n-个第一管筒隔板间隔的间距均相等并设定为距离a；

矩阵管筒由m块第二管筒隔板形成了m-个第二管筒隔板间隔，由第二管筒立板到第四管筒立板排序，m-个第二管筒隔板间隔中的奇数间隔的间距均相等并设定为距离b； m-个第二管筒隔板间隔中的偶数间隔的间距均相等并设定为距离c；

在矩阵管筒内部由十字交叉的n-个第一管筒隔板间隔和m-个第二管筒隔板间隔分隔成多个第一内管筒和第二内管筒，在所有的第一内管筒和第二内管筒的上部筒口的筒壁处均设有弹性片，在所有的第一内管筒和第二内管筒的下部筒口的筒壁处均设有带有导线的圆环触片，所有的圆环触片上的导线均与电气接口相连；

矩阵管架是通过主板支脚上销钉孔用销钉固定在支架上的第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱上的椭圆钉孔处。

本实用新型技术中采用的矩形管架，通过销钉孔用销钉固定在支架上的第一板条立柱、第二板条立柱、第三板条立柱和第四板条立柱上的椭圆钉孔处；本矩形管架，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的进一步改进，所有的元素转换器分别设置在矩阵管架的第一内管筒内；

元素转换器包括转换器筒架、转动顶板、转动底板、四元组合器、四元制版器和四位驱离器，

转换器筒架由第一左立板、第一前立板、第一右立板和第一后立板围成的正四棱柱筒，第一前立板是透明材料板；

在第一左立板的下边缘处设有第一控制线接口，第一控制线接口与本元素转换器所在的第一内管筒内的圆环触片相连；

在第一右立板的上边棱上通过第一合页连接转动顶板，第一合页连接在转动顶板的边棱上，在转动顶板的板面上设有第一矩形窗口，在转动顶板的边缘处设置用于将转动顶板固定在第一左立板上的第一弹簧夹；

在第一右立板的下边棱上通过第二合页连接转动底板，第二合页连接在转动底板的边棱上，在转动底板的板面上设有第二矩形窗口，在转动底板的边缘处设置用于将转动底板固定在第一左立板上的第二弹簧夹；在第一后立板的板面上部设置用于卡合本元素转换器所在的第一内管筒内的弹性片的菱形凹槽；

四元组合器、四位驱离器和四元制版器均设置在转换器筒架内，四元组合器位于四位驱离器的上方，四元制版器位于四位驱离器的下方；

四元组合器包括第一椭圆板架、第二椭圆板架、第一圆轴杆和第二圆轴杆，

第一椭圆板架和第二椭圆板架是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆和第二圆轴杆同时连接在第一椭圆板架与第二椭圆板架的上下两端之间，在第一圆轴杆上从左至右设有第一转轮、第二转轮、第三转轮和第四转轮，第一转轮、第二转轮、第三转轮和第四转轮都以第一圆轴杆为轴自由转动；在第二圆轴杆上从左至右设有第一同步齿带轮、第二同步齿带轮、第三同步齿带轮和第四同步齿带轮，第一同步齿带轮、第二同步齿带轮、第三同步齿带轮和第四同步齿带轮都以第二圆轴杆为轴自由转动，

在第一同步齿带轮、第二同步齿带轮、第三同步齿带轮和第四同步齿带轮的同向侧面上分别设有固定的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮与第一同步齿带轮同步转动，第二齿轮与第二同步齿带轮同步转动，第三齿轮与第三同步齿带轮同步转动，第四齿轮与第四同步齿带轮同步转动；

第一转轮与第一同步齿带轮、第二转轮与第二同步齿带轮、第三转轮与第三同步齿带轮和第四转轮与第四同步齿带轮形成四个独立的齿带轮组，在第一转轮与第一同步齿带轮上套设第一同步齿带，在第二转轮与第二同步齿带轮上套设第二同步齿带，在第三转轮与第三同步齿带轮上套设第三同步齿带，在第四转轮与第四同步齿带轮上套设第四同步齿带，在第一同步齿带、第二同步齿带、第三同步齿带和第四同步齿带的外表面上沿长度方向设置第一元素字符；第一元素字符包括“—”的数字、“+、-、﹒、/”符号及空格，由同步齿带连接的齿带轮组系统称为单字符循环体，四组单字符循环体组成四位正整数或三位负数、小数、分数的元素；

在第一椭圆板架和第二椭圆板架上都设有螺栓孔，四元组合器通过螺栓孔固定在转换器筒架的第一左立板和第一右立板上；

四元制版器结构与四元组合器结构除了在四个同步齿带表面设置的元素字符不同，其余均结构均相同；为了与四元组合器相区别定义四元制版器内的四个同步齿带分别为第五同步齿带、第六同步齿带、第七同步齿带和第八同步齿带，第五同步齿带相当于第一同步齿带，第六同步齿带相当于第二同步齿带，第七同步齿带相当于第三同步齿带，第八同步齿带相当于第四同步齿带；在第五同步齿带、第六同步齿带、第七同步齿带和第八同步齿带的外表面上沿长度方向设置制版字符，制版字符的符号包括“—”的数字、“+、-、﹒、 /”符号及空格，制版字符中除空格外所有符号都要凸出带面，且排列顺序及方向都与第一元素字符相反；四元制版器通过螺栓孔固定在转换器筒架的第一左立板和第一右立板上，四元制版器内的制版字符，在关闭转动底板时制版字符从第二矩形窗口中凸出转动底板的板面；

四位驱离器包括离合支架、第一电机、圆柱转轴、第一传动齿轮、第二传动齿轮和四个电控自动离合器，

离合支架由左架板、横架板、右架板和横板条组成的框架，横架板垂直固定在左架板和右架板同侧的顶端，横板条与横架板平行置于左架板和右架板的内部；

在左架板和右架板的自由端都设有圆轴承，在两个圆轴承内设有一根圆柱转轴，在圆柱转轴的外表面上沿长度方向设有多根楔块槽沟，在圆柱转轴上从左至右设有第一传动齿轮、第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮，第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮均为在它们的内圆孔中都设有能沿楔块槽沟平行移动的楔块；第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮均能能独自与圆柱转轴同时转动；第一传动齿轮固定在圆柱转轴上，第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮设置在与第一电机的电机轴上，第一电机固定在左架板上；

第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮能同时与四元制版器及四元组合器上的圆齿轮啮合；

四个电控自动离合器设置在横板条上，四个电控自动离合器分别独立控制第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮；

电控自动离合器包括离合器框架、双齿叉、电磁弹簧和触碰开关。

离合器框架是由第一架板、第二架板、第三架板和第四架板围成的正四棱柱框架，在第二架板上水平设有滑道槽沟，在第四架板上设有与滑道槽沟平行的滑块槽沟，在滑块槽沟内设有矩形滑块，在矩形滑块上设有双齿叉，双齿叉外端穿过滑道槽沟连接离合叉头，在第三架板上设有电磁弹簧，在第一架板上设有普通弹簧和触碰开关，电磁弹簧和普通弹簧都与双齿叉相连，电磁弹簧通电产生磁力推动双齿叉移动，停止通电磁力消失双齿叉受普通弹簧压迫回到原位，在电磁弹簧推动双齿叉移动压迫到触碰开关时，触碰开关开启，此时电控自动离合器接通电源；双齿叉离开时触碰开关关闭，此时电控自动离合器断开电源；

在离合器框架上的第四架板上设有销钉圆孔，电控自动离合器通过销钉圆孔固定在四位驱离器的横板条上，离合叉头卡在对应的带楔齿轮外；

四个电控自动离合器启动离合叉头移动，第一带楔齿轮、第二带楔齿轮、第三带楔齿轮和第四带楔齿轮分别在四个离合叉头的推动下与四元组合器以及四元制版器内的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮啮合，之后第一电机被启动，同步齿带同步反向运动；四个电控自动离合器关闭离合叉头恢复到原位，第一电机停止工作，带楔齿轮脱离；

在离合支架的横架板上设有销钉槽沟，四位驱离器通过销钉槽沟固定在转换器筒架的中部；

所有的元素转换器分别设置在第一内管筒内，元素转换器内的第一控制线接口与圆环触片相连，元素转换器的上部由弹性片压紧并通过将弹性片插进菱形凹槽卡稳本元素转换器。

本实用新型技术中采用的元素转换器，直接插入矩形管架上的第一内管筒内，元素转换器的上部由弹性片压紧并通过将弹性片插进菱形凹槽卡稳本元素转换器。本元素转换器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的进一步改进，所有的矩阵显隐器分别设置在矩阵管架的第二内管筒内；

矩阵显隐器包括显隐器筒架、显隐器上盖板、显隐器下盖板、三元组合器、三元制版器和三位驱离器，

显隐器筒架由第二左立板、第二前立板、第二右立板和第二后立板围成的正四棱柱筒，第二前立板是透明材料板；

在第二左立板的下边缘设有第二控制线接口，第二控制线接口与本元素转换器所在的第二内管筒内的圆环触片相连；

在第二右立板的上边棱上通过合页设有显隐器上盖板，在显隐器上盖板的板面上设置第一窄条窗口，在显隐器上盖板的边缘处设置用于将显隐器上盖板固定在第二左立板上的弹簧夹；

在第二右立板的下边棱上通过合页设有显隐器下盖板，在显隐器下盖板的板面上设有第二窄条窗口，在显隐器下盖板的边缘处设置用于将显隐器下盖板固定在第二左立板上的弹簧夹；

在第二左立板的板面上部设置用于卡合本元素转换器所在的第二内管筒内的弹性片的菱形槽沟；

三元组合器、三位驱离器和三元制版器均设置在显隐器筒架内，三元组合器位于三位驱离器的上方，三元制版器位于三位驱离器的下方；

三元组合器与元素转换器内的四元组合器组成结构基本相同，不同在于三元组合器内的单字符循环体只有三组，而且三组单字符循环体上的同步齿带设为第九同步齿带、第十同步齿带和第十一同步齿带；在第九同步齿带的外表面上沿长度方向设置第二元素字符，第二元素字符包括“┃、└、┘、╰、╯”及空格，在第十同步齿带的外表面上沿长度方向设置第三元素字符，第三元素字符包括“┃、∣、{、}、[、]”及空格，在第十一同步齿带的外表面上沿长度方向设置第四元素字符，第四元素字符包括“┃、╭、╮、┌、┐”及空格；三元组合器通过螺栓孔置于显隐器筒架内第二前立板和第二后立板的上部；

三元制版器结构与三元组合器结构除了在三个同步齿带表面设置的元素字符不同，其余结构均相同；三元制版器内的第二元素字符、第三元素字符和第四元素字符均凸出三个同步齿带的外表面且排列顺序及方向均与三元组合器内的三组元素字符相反；三元制版器通过螺栓孔置于显隐器筒架内的第二前立板和第二后立板的下部；

三位驱离器与元素转换器内的四位驱离器组成结构基本相同，不同在于三位驱离器内设置了三只带楔齿轮及三只电控自动离合器；三位驱离器通过螺栓孔置于显隐器筒架内的第二前立板和第二后立板的中部，可以同时控制三元制版器和三元组合器；

所有的矩阵显隐器分别设置在第二内管筒内，矩阵显隐器内的第二控制线接口与圆环触片相连，矩阵显隐器的上部由弹簧片压紧并通过将弹簧片插进菱形槽沟卡稳本矩阵显隐器。

本实用新型技术中采用的矩阵显隐器，直接插入矩形管架上的第二内管筒内，矩阵显隐器的上部由弹簧片压紧并通过将弹簧片插进菱形槽沟卡稳本矩阵显隐器。本矩阵显隐器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的进一步改进，行调节器包括矩形薄硬板、棱台支架和至少一个四元组合体，

棱台支架设置在矩形薄硬板上，棱台支架是横截面为直角梯形的棱台形框架，在矩形薄硬板的边棱处设置第一电源接口和第一弹簧锁，第一弹簧锁电连接第一电源接口；

棱台支架的两端是梯形立板，两块梯形立板的上边棱间连接上顶面，在两块梯形立板的斜边棱间连接棱台斜面，

在棱台斜面的板面上设置有开口，开口与上顶面接触；在开口内垂直插入多条隔离板条，隔离板条的上边棱与上顶面固联，隔离板条将开口分成多个矩形孔洞；

所有的四元组合体分别插入矩形孔洞内；

四元组合体是将元素转换器内的四元制版器及转动底板去掉的简化体，即四元组合体包括转换器筒架、转动顶板、四元组合器和四位驱离器；

在矩形薄硬板板面的两端均设有销钉孔，行调节器用销钉通过销钉孔固定在支架上的第一槽沟滑块和第二槽沟滑块上。

本实用新型技术中采用的行调节器，用销钉通过销钉孔固定在支架上的第一槽沟滑块和第二槽沟滑块上。本行调节器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的改进，列调节器包括列调节器架、前直角支杆、后直角支杆和至少一个四元组合体，

列调节器架是由前侧面板、后侧面板、上顶面板、左侧面板、右侧面板和下侧面板组成的箱架，在上顶面板的板面上并联设置一列长方形孔洞，所有的四元组合体分别设置在长方形孔洞内；

在前侧面板和后侧面板上分别向外设有前直角支杆和后直角支杆，在前直角支杆和后直角支杆上均设有第二弹簧锁和第二电源接口，两个第二弹簧锁分别电连接两个第二电源接口；在前直角支杆和后直角支杆上都设有菱形钉孔；

列调节器用销钉通过两个菱形钉孔分别固定在支架上的第四槽沟滑块和第三槽沟滑块上。

本实用新型技术中采用的列调节器用销钉通过两个菱形钉孔分别固定在支架上的第四槽沟滑块和第三槽沟滑块上。本列调节器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的改进，自动涂墨器包括涂墨器支架、油磙机构、第二电机、主齿条和辅齿条，

涂墨器支架是由支架底板、槽沟左立板、支架前立板、槽沟右立板和支架后立板构成的一个抽屉形框架，在支架底板的四个边棱上垂直设有槽沟左立板、支架前立板、槽沟右立板和支架后立板，在槽沟左立板和槽沟右立板上槽沟内分别设有主滑块和辅滑块，油磙机构设置在主滑块和辅滑块上；

油磙机构包括圆柱转轴、圆柱滚筒和油磙轴承，在圆柱转轴上从左至右设有第一油磙齿轮、第二油磙齿轮、圆柱滚筒和第三油磙齿轮，在圆柱滚筒上设有用于吸油的弹性布套，在圆柱转轴的两端各设有油磙轴承，圆柱转轴的两端通过两个油磙轴承分别转动固定在主滑块和辅滑块上；

第二电机设置在主滑块上并位于主滑块的内侧，在主滑块内侧面的两端分别设置阻停碰杆和反向碰杆，在第二电机的电机轴上设置电机齿轮，电机齿轮与第一油磙齿轮啮合；

在支架前立板内侧面的一端部设置有与反向碰杆相配合用于驱动第二电机转向的转向开关，转向开关被反向碰杆碰压后开启改变第二电机的旋转方向；

在支架后立板内侧面的一端部设置与阻停碰杆相配合用于驱动第二电机停止的阻停开关，阻停开关被阻停碰杆碰压后开启停止第二电机的转动；

在支架底板上从左至右设有主齿条、上纸器豁口和辅齿条，主齿条和辅齿条分别与第二油磙齿轮和第三油磙齿轮啮合，上纸器豁口是进纸器的通道；

自动涂墨器固定在支架的十字槽沟和椭圆槽沟上。

本实用新型技术中采用的自动涂墨器固定在支架的十字槽沟和椭圆槽沟上。本自动涂墨器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的改进，进纸器包括斜道支架、纸盒、第三电机、直齿条和撑杆，

斜道支架包括梯形左立板、前横板、梯形右立板、后横板，梯形左立板和梯形右立板是相同的直腰在下方的直角梯形硬板，前横板和后横板分别垂直固定在梯形左立板和梯形右立板的上底边棱和下底边棱上；

在梯形左立板和梯形右立板上分别设有与其斜边棱平行的左板槽沟和右板槽沟，在左板槽沟和右板槽沟中分别设有第一硬板滑块和第二硬板滑块；

在前横板和后横板之间设有直齿条，直齿条与左板槽沟平行；

在第一硬板滑块的内侧面上设有第三电机和第一轴承，在第一硬板滑块的内侧面上沿第一硬板滑块的长度方向设置第一开关碰杆；

在第二硬板滑块上设有第二圆环轴承，在第一轴承和第二圆环轴承内设有一根圆轴杆，在圆轴杆上从左至右设有固定的第三传动齿轮和第四传动齿轮，第四传动齿轮与直齿条啮合，在第三电机的电机轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮与第三传动齿轮啮合；

在前横板左端的内侧面上设有与第一开关碰杆一端相配合的用于断开第三电机电源后并锁住第一开关碰杆不动的第一带锁开关，在后横板左端的内侧面上设有与第一开关碰杆另一端相配合的用于断开第三电机电源后并锁住第一开关碰杆不动的第二带锁开关，第一带锁开关和第二带锁开关都能在第一开关碰杆触碰时断开第三电机电源后并锁住第一开关碰杆不动；

在第一硬板滑块和第二硬板滑块的上边棱上都设有两根撑杆，四根撑杆上顶端的共面，纸盒设在四根撑杆的上顶端；

纸盒包括纸盒外框、纸盒底板、垫纸板和卡纸器，纸盒外框是由四根板条围成的矩形框架，纸盒外框通过自动涂墨器的上纸器豁口，在纸盒外框的底部设有纸盒底板，纸盒底板与纸盒外框组成抽屉形无盖盒子，在纸盒底板的中部设有底板开口，在底板开口内设有弹性布网，在弹性布网上设有垫纸板，在垫纸板上设有卡纸器，在纸盒外框的相对称的两根板条的上边棱上设有缓冲弹簧；

在斜道支架的下部设有多个带孔支脚，进纸器是通过带孔支脚固定在支架下挡板上的两条长条槽沟处。

本实用新型技术中采用的进纸器是通过带孔支脚固定在支架下挡板上的两条长条槽沟处。本进纸器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

对本实用新型技术方案的进一步改进，扫描板刷包括双轨支架、托板、板刷、板刷电机和硬直齿条，

双轨支架是横截面为“U”形的板架，在双轨支架的双轨底板的左右两条边棱上分别固定第一滑轨立板和第二滑轨立板，

在第一滑轨立板和第二滑轨立板的板面中部位置处沿两立板长度方向分别设有第一立板槽沟和第二立板槽沟，在第一立板槽沟和第二立板槽沟内分别设有第一立板槽沟滑块和第二立板槽沟滑块，托板连接第一立板槽沟滑块和第二立板槽沟滑块之间，板刷设置在托板上，板刷电机设置在托板下底面上，在板刷电机的电机轴上设有电机直齿轮，电机直齿轮与硬直齿条啮合；硬直齿条设置在双轨底板的板面中部位置处并沿双轨底板长度方向布置；

在托板的左端边棱上沿长度方向设有一根第二开关碰杆，在第一滑轨立板内侧面两端分别设有与第二开关碰杆一端相配合的正转开关和与第二开关碰杆另一端相配合的逆转开关，正转开关是在进纸器上的第二带锁开关关闭时打开并使板刷电机正转，在第二开关碰杆触碰时关闭；逆转开关是在第二开关碰杆触碰时打开并使板刷电机反转；

在第一滑轨立板和第二滑轨立板的上边棱两端都设有带孔支脚；扫描板刷是通过四个带孔支脚固定在进纸器中纸盒的下底面上。

本实用新型技术中采用的扫描板刷是通过四个带孔支脚固定在进纸器中纸盒的下底面上。本扫描板刷，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、本实用新型的基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，功能齐全：能快速构建矩阵和行列式、给出矩阵初等变换过程和行列式性质运算过程的元素具体位置变化及后续处理结果，能完成四位整数元素(及三位负数、小数、分数)的连续多步骤的计算演示和打印；携带方便适用性强：结构紧凑且能在多种场合任何视角进行计算、演示和打印。

2、本实用新型的基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，适用性强：适用于教师教学、学生学习、文案处理、位点设计等。

3、目前市面上没有该种产品出现；该基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机结构简单、功能多样、安全可靠且操作简便，装置轻巧。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中支架的结构示意图。

图3是本实用新型中矩阵管架的结构示意图。

图4是本实用新型中矩阵管筒的结构示意图。

图5是本实用新型中元素转换器的结构示意图。

图6是本实用新型中四元组合器的结构示意图。

图7是本实用新型中四位驱离器的结构示意图。

图8是本实用新型中电控自动离合器的结构示意图。

图9是本实用新型中矩阵显隐器的结构示意图。

图10是本实用新型中行调节器的结构示意图。

图11是行调节器中的四元组合体的结构示意图。

图12是本实用新型中列调节器的结构示意图。

图13是本实用新型中自动涂墨器的结构示意图。

图14是本实用新型中进纸器的结构示意图。

图15是本实用新型中纸盒的结构示意图。

图16是本实用新型中扫描板刷的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-16所示和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：

如图1所示，本实用新型的基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，一种基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，该编印机包括支架1、矩阵管架2、至少一个的元素转换器3、至少一个的矩阵显隐器4、行调节器5、列调节器6、自动涂墨器7、进纸器 8和扫描板刷9。

矩阵管架2设在支架1中椭圆钉孔124处，所有的元素转换器3和所有的矩阵显隐器4分别置于矩阵管架2中，行调节器5置于支架1中第一槽沟滑块114和第二槽沟滑块115上，列调节器6置于支架1中第四槽沟滑块119和第三槽沟滑块118上，自动涂墨器7置于支架1中十字槽沟122和椭圆槽沟123上，进纸器8置于支架1中的下挡板16上的两条长条槽沟125处，扫描板刷9置于进纸器8的下底面上。

本编印机具有：能进行元素是四位数的矩阵或行列式构建、内部行列的线性运算、过程剖析及信息印刷；结构紧凑携带方便；能在多种场合任何视角进行编辑计算演示和印刷；通过本编印机，适用于教师教学、学生学习、文案处理、位点设计等。

如图2所示，支架1包括第一板条立柱11、第二板条立柱12、第三板条立柱13、第四板条立柱14、上挡板15和下挡板16，

上挡板15和下挡板16是形状相同的矩形硬板，上挡板15和下挡板16平行设置，第一板条立柱11、第二板条立柱12、第三板条立柱13和第四板条立柱14分别垂直固定在上挡板15 和下挡板16的四个角上，在第一板条立柱11、第二板条立柱12、第三板条立柱13和第四板条立柱14的下端均设有调位螺母17，在四个调位螺母17内均设有螺纹杆18，在四个螺纹杆 18的下端均设有棱台底座19；在第一板条立柱11、第二板条立柱12、第三板条立柱13和第四板条立柱14的中上部沿长度方向都设置椭圆钉孔124。

上挡板15设在第一板条立柱11、第二板条立柱12、第三板条立柱13和第四板条立柱14 的顶端，在上挡板15的板面上并联设置提示板113、第二槽沟滑杆111、矩形窗口112和第一槽沟滑杆110，矩形窗口112位于第二槽沟滑杆111和第一槽沟滑杆110之间，第二槽沟滑杆111位于提示板113和矩形窗口112之间；在第一槽沟滑杆110和第二槽沟滑杆111内分别设有第一槽沟滑块114和第二槽沟滑块115，在上挡板15的右边棱上设有圆柱铰链126，在上挡板15前后边棱上分别设有第四槽沟滑杆117和第三槽沟滑杆116，在第四槽沟滑杆117 和第三槽沟滑杆116内分别设有第四槽沟滑块119和第三槽沟滑块118。

在下挡板16上平行设有两条长条槽沟125，长条槽沟125与第一槽沟滑杆110空间垂直。

在第一板条立柱11和第二板条立柱12之间设置第五槽沟滑杆120，第五槽沟滑杆120 位于第一板条立柱11和第二板条立柱12的中部位置上；在第五槽沟滑杆120的杆面上设有十字槽沟122。

在第三板条立柱13和第四板条立柱14之间设置第六槽沟滑杆121，第六槽沟滑杆121 位于第三板条立柱13和第四板条立柱14的中部位置上；在第六槽沟滑杆121的杆面上设有椭圆槽沟123。

如图3和4所示，矩阵管架2包括管架主板21、矩阵管筒23和电气接口24，管架主板21设置在支架1上，矩阵管筒23设置在管架主板21上，电气接口24设置在管架主板 21的一个边缘处。

管架主板21是矩形硬板，在管架主板21的四个角上各设有一只主板支脚25，在每只主板支脚25上设有销钉孔26，在管架主板21的板面上设有用于装入矩阵管筒23的长方形开口22。

如图4所示，矩阵管筒23是由第一管筒立板231、第二管筒立板232、第三管筒立板 233和第四管筒立板234围成的正四棱柱面筒。

在矩阵管筒23内设有n块第一管筒隔板235和m块第二管筒隔板236，n和m均为大于等于1的正整数；第一管筒隔板235与第一管筒立板231、第三管筒立板233平行，第二管筒隔板236与第二管筒立板232、第四管筒立板234平行。

矩阵管筒23由n块第一管筒隔板235形成了n-1个第一管筒隔板间隔，n-1个第一管筒隔板间隔的间距均相等并设定为距离a。

矩阵管筒23由m块第二管筒隔板236形成了m-1个第二管筒隔板间隔，由第二管筒立板232到第四管筒立板234排序，m-1个第二管筒隔板间隔中的奇数间隔的间距均相等并设定为距离b；m-1个第二管筒隔板间隔中的偶数间隔的间距均相等并设定为距离c。

在矩阵管筒23内部由十字交叉的n-1个第一管筒隔板间隔和m-1个第二管筒隔板间隔分隔成多个第一内管筒237和第二内管筒238，在所有的第一内管筒237和第二内管筒 238的上部筒口的筒壁处均设有弹性片239，在所有的第一内管筒237和第二内管筒238 的下部筒口的筒壁处均设有带有导线的圆环触片2310，所有的圆环触片2310上的导线均与电气接口24相连。

矩阵管架2是通过主板支脚25上销钉孔26用销钉固定在支架1上的第一板条立柱 11、第二板条立柱12、第三板条立柱13和第四板条立柱14上的椭圆钉孔124处。

本矩形管架，通过销钉孔26用销钉固定在支架1上的第一板条立柱11、第二板条立柱 12、第三板条立柱13和第四板条立柱14上的椭圆钉孔124处；本矩形管架，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图5、6、7和8所示，所有的元素转换器3分别设置在矩阵管架2的第一内管筒 237内；元素转换器3包括转换器筒架31、转动顶板32、转动底板33、四元组合器34、四元制版器35和四位驱离器36。

如图5所示，转换器筒架31由第一左立板311、第一前立板312、第一右立板313 和第一后立板314围成的正四棱柱筒，第一前立板312是透明材料板。

在第一左立板311的下边缘处设有第一控制线接口37，第一控制线接口37与本元素转换器3所在的第一内管筒237内的圆环触片2310相连。

在第一右立板313的上边棱上通过第一合页321连接转动顶板32，第一合页321连接在转动顶板32的边棱上，在转动顶板32的板面上设有第一矩形窗口322，在转动顶板 32的边缘处设置用于将转动顶板32固定在第一左立板311上的第一弹簧夹324。

在第一右立板313的下边棱上通过第二合页331连接转动底板33，第二合页331连接在转动底板33的边棱上，在转动底板33的板面上设有第二矩形窗口332，在转动底板 33的边缘处设置用于将转动底板33固定在第一左立板311上的第二弹簧夹333；在第一后立板314的板面上部设置用于卡合本元素转换器3所在的第一内管筒237内的弹性片 239的菱形凹槽38。

如图6所示，四元组合器34、四位驱离器36和四元制版器35均设置在转换器筒架 31内，四元组合器34位于四位驱离器36的上方，四元制版器35位于四位驱离器36的下方.

如图6所示，四元组合器34包括第一椭圆板架341、第二椭圆板架342、第一圆轴杆 343和第二圆轴杆344。

第一椭圆板架341和第二椭圆板架342是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆343和第二圆轴杆344同时连接在第一椭圆板架341与第二椭圆板架342的上下两端之间，在第一圆轴杆343上从左至右设有第一转轮345、第二转轮346、第三转轮347和第四转轮348，第一转轮345、第二转轮346、第三转轮347和第四转轮348都以第一圆轴杆343为轴自由转动；在第二圆轴杆344上从左至右设有第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412，第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮 3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412都以第二圆轴杆344为轴自由转动。

在第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412的同向侧面上分别设有固定的第一齿轮3413、第二齿轮3414、第三齿轮3415 和第四齿轮3416，第一齿轮3413与第一同步齿带轮349同步转动，第二齿轮3414与第二同步齿带轮3410同步转动，第三齿轮3415与第三同步齿带轮3411同步转动，第四齿轮3416与第四同步齿带轮3412同步转动。

第一转轮345与第一同步齿带轮349、第二转轮346与第二同步齿带轮3410、第三转轮347与第三同步齿带轮3411和第四转轮348与第四同步齿带轮3412形成四个独立的齿带轮组，在第一转轮345与第一同步齿带轮349上套设第一同步齿带3417，在第二转轮 346与第二同步齿带轮3410上套设第二同步齿带3418，在第三转轮347与第三同步齿带轮3411上套设第三同步齿带3419，在第四转轮348与第四同步齿带轮3412上套设第四同步齿带3420，在第一同步齿带3417、第二同步齿带3418、第三同步齿带3419和第四同步齿带3420的外表面上沿长度方向设置第一元素字符3421；第一元素字符3421包括“0—9”的数字、“+、-、﹒、/”符号及空格，由同步齿带连接的齿带轮组系统称为单字符循环体，四组单字符循环体组成四位正整数或三位负数、小数、分数的元素。

在第一椭圆板架341和第二椭圆板架342上都设有螺栓孔3422，四元组合器34通过螺栓孔3422固定在转换器筒架31的第一左立板311和第一右立板313上。

如图5和6所示，四元制版器35结构与四元组合器34结构除了在四个同步齿带表面设置的元素字符不同，其余均结构均相同；为了与四元组合器34相区别定义四元制版器 35内的四个同步齿带分别为第五同步齿带3517、第六同步齿带3518、第七同步齿带3519 和第八同步齿带3520，第五同步齿带3517相当于第一同步齿带3417，第六同步齿带3518 相当于第二同步齿带3418，第七同步齿带3519相当于第三同步齿带3419，第八同步齿带 3520相当于第四同步齿带3420；在第五同步齿带3517、第六同步齿带3518、第七同步齿带3519和第八同步齿带3520的外表面上沿长度方向设置制版字符3521，制版字符3521 的符号包括“0—9”的数字、“+、-、﹒、/”符号及空格，制版字符3521中除空格外所有符号都要凸出带面，且排列顺序及方向都与第一元素字符3421相反；四元制版器35 通过螺栓孔3422固定在转换器筒架31的第一左立板311和第一右立板313上，四元制版器35内的制版字符3521，在关闭转动底板33时制版字符3521从第二矩形窗口332中凸出转动底板33的板面。

如图5和6所示，四元制版器35包括第一椭圆板架341、第二椭圆板架342、第一圆轴杆343和第二圆轴杆344。

第一椭圆板架341和第二椭圆板架342是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆343和第二圆轴杆344同时连接在第一椭圆板架341与第二椭圆板架342的上下两端之间，在第一圆轴杆343上从左至右设有第一转轮345、第二转轮346、第三转轮347和第四转轮348，第一转轮345、第二转轮346、第三转轮347和第四转轮348都以第一圆轴杆343为轴自由转动；在第二圆轴杆344上从左至右设有第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412，第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412都以第二圆轴杆344为轴自由转动。

在第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410、第三同步齿带轮3411和第四同步齿带轮3412的同向侧面上分别设有固定的第一齿轮3413、第二齿轮3414、第三齿轮3415 和第四齿轮3416，第一齿轮3413与第一同步齿带轮349同步转动，第二齿轮3414与第二同步齿带轮3410同步转动，第三齿轮3415与第三同步齿带轮3411同步转动，第四齿轮3416与第四同步齿带轮3412同步转动。

第一转轮345与第一同步齿带轮349、第二转轮346与第二同步齿带轮3410、第三转轮347与第三同步齿带轮3411和第四转轮348与第四同步齿带轮3412形成四个独立的齿带轮组，在第一转轮345与第一同步齿带轮349上套设第五同步齿带3517，在第二转轮 346与第二同步齿带轮3410上套设第六同步齿带3518，在第三转轮347与第三同步齿带轮3411上套设第七同步齿带3519，在第四转轮348与第四同步齿带轮3412上套设第八同步齿带3520；在第五同步齿带3517、第六同步齿带3518、第七同步齿带3519和第八同步齿带3520的外表面上沿长度方向设置制版字符3521，制版字符3521的符号包括“0—9”的数字、“+、-、﹒、/”符号及空格，制版字符3521中除空格外所有符号都要凸出带面，且排列顺序及方向都与第一元素字符3421相反；

四元制版器35通过螺栓孔3422固定在转换器筒架31的第一左立板311和第一右立板313上，四元制版器35内的制版字符3521，在关闭转动底板33时制版字符3521从第二矩形窗口332中凸出转动底板33的板面。

如图7所示，四位驱离器36包括离合支架361、第一电机362、圆柱转轴363、第一传动齿轮364、第二传动齿轮365和四个电控自动离合器366。

离合支架361由左架板3612、横架板3613、右架板3614和横板条3615组成的框架，横架板3613垂直固定在左架板3612和右架板3614同侧的顶端，横板条3615与横架板 3613平行置于左架板3612和右架板3614的内部。

在左架板3612和右架板3614的自由端都设有圆轴承3616，在两个圆轴承3616内设有一根圆柱转轴363，在圆柱转轴363的外表面上沿长度方向设有多根楔块槽沟367，在圆柱转轴363上从左至右设有第一传动齿轮364、第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮3611，第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮3611均为在它们的内圆孔中都设有能沿楔块槽沟367平行移动的楔块；第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮 3611均能能独自与圆柱转轴363同时转动；第一传动齿轮364固定在圆柱转轴363上，第一传动齿轮364与第二传动齿轮365啮合，第二传动齿轮365设置在与第一电机362 的电机轴上，第一电机362固定在左架板3612上。

第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮3611能同时与四元制版器35及四元组合器34上的圆齿轮啮合。

四个电控自动离合器366设置在横板条3615上，四个电控自动离合器366分别独立控制第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮3611。

如图8所示，电控自动离合器366包括离合器框架3661、双齿叉3662、电磁弹簧3663 和触碰开关3665。

离合器框架3661是由第一架板3666、第二架板3667、第三架板3668和第四架板3669 围成的正四棱柱框架，在第二架板3667上水平设有滑道槽沟36612，在第四架板3669上设有与滑道槽沟36612平行的滑块槽沟36610，在滑块槽沟36610内设有矩形滑块36611，在矩形滑块36611上设有双齿叉3662，双齿叉3662外端穿过滑道槽沟36612连接离合叉头36613，在第三架板3668上设有电磁弹簧3663，在第一架板3666上设有普通弹簧3664 和触碰开关3665，电磁弹簧3663和普通弹簧3664都与双齿叉3662相连，电磁弹簧3663 通电产生磁力推动双齿叉3662移动，停止通电磁力消失双齿叉3662受普通弹簧3664压迫回到原位，在电磁弹簧3663推动双齿叉3662移动压迫到触碰开关3665时，触碰开关 3665开启，此时电控自动离合器366接通电源；双齿叉3662离开时触碰开关3665关闭，此时电控自动离合器366断开电源。

在离合器框架3661上的第四架板3669上设有销钉圆孔36614，电控自动离合器366 通过销钉圆孔36614固定在四位驱离器36的横板条3615上，离合叉头36613卡在对应的带楔齿轮外。

四个电控自动离合器366启动离合叉头36613移动，第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369、第三带楔齿轮3610和第四带楔齿轮3611分别在四个离合叉头36613的推动下与四元组合器34以及四元制版器35内的第一齿轮3413、第二齿轮3414、第三齿轮3415 和第四齿轮3416啮合，之后第一电机362被启动，同步齿带同步反向运动；四个电控自动离合器366关闭离合叉头36613恢复到原位，第一电机362停止工作，带楔齿轮脱离。

在离合支架361的横架板3613上设有销钉槽沟3617，四位驱离器36通过销钉槽沟 3617固定在转换器筒架31的中部。

所有的元素转换器3分别设置在第一内管筒237内，元素转换器3内的第一控制线接口37与圆环触片2310相连，元素转换器3的上部由弹性片239压紧并通过将弹性片239 插进菱形凹槽38卡稳本元素转换器3。

本元素转换器，直接插入矩形管架2上的第一内管筒237内，元素转换器的上部由弹性片239压紧并通过将弹性片239插进菱形凹槽38卡稳本元素转换器3。本元素转换器，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图9所示，所有的矩阵显隐器4分别设置在矩阵管架2的第二内管筒238内。

矩阵显隐器4包括显隐器筒架41、显隐器上盖板42、显隐器下盖板43、三元组合器 44、三元制版器45和三位驱离器46。

显隐器筒架41由第二左立板49、第二前立板410、第二右立板411和第二后立板412 围成的正四棱柱筒，第二前立板410是透明材料板。

在第二左立板49的下边缘设有第二控制线接口47，第二控制线接口47与本元素转换器3所在的第二内管筒238内的圆环触片2310相连。

在第二右立板411的上边棱上通过合页设有显隐器上盖板42，在显隐器上盖板42的板面上设置第一窄条窗口413，在显隐器上盖板42的边缘处设置用于将显隐器上盖板42 固定在第二左立板49上的弹簧夹。

在第二右立板411的下边棱上通过合页设有显隐器下盖板43，在显隐器下盖板43的板面上设有第二窄条窗口415，在显隐器下盖板43的边缘处设置用于将显隐器下盖板43 固定在第二左立板49上的弹簧夹。

在第二左立板49的板面上部设置用于卡合本元素转换器3所在的第二内管筒238内的弹性片239的菱形槽沟48。

三元组合器44、三位驱离器46和三元制版器45均设置在显隐器筒架41内，三元组合器44位于三位驱离器46的上方，三元制版器45位于三位驱离器46的下方。

如图9和6所示，三元组合器44与元素转换器3内的四元组合器34组成结构基本相同，不同在于三元组合器44内的单字符循环体只有三组，而且三组单字符循环体上的同步齿带设为第九同步齿带416、第十同步齿带417和第十一同步齿带418；在第九同步齿带416的外表面上沿长度方向设置第二元素字符419，第二元素字符419包括“┃、└、┘、╰、╯”及空格，在第十同步齿带417的外表面上沿长度方向设置第三元素字符420，第三元素字符420包括“┃、∣、{、}、[、]”及空格，在第十一同步齿带418的外表面上沿长度方向设置第四元素字符421，第四元素字符421包括“┃、╭、╮、┌、┐”及空格；三元组合器44通过螺栓孔3422置于显隐器筒架41内第二前立板410和第二后立板412的上部。

如图6所示，三元组合器44包括第一椭圆板架341、第二椭圆板架342、第一圆轴杆 343和第二圆轴杆344。

第一椭圆板架341和第二椭圆板架342是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆343和第二圆轴杆344同时连接在第一椭圆板架341与第二椭圆板架342的上下两端之间，在第一圆轴杆343上从左至右设有第一转轮345、第二转轮346和第三转轮347，第一转轮345、第二转轮346和第三转轮347都以第一圆轴杆343为轴自由转动；在第二圆轴杆344上从左至右设有第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411，第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411都以第二圆轴杆344为轴自由转动。

在第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411的同向侧面上分别设有固定的第一齿轮3413、第二齿轮3414和第三齿轮3415，第一齿轮3413与第一同步齿带轮349同步转动，第二齿轮3414与第二同步齿带轮3410同步转动，第三齿轮 3415与第三同步齿带轮3411同步转动。

第一转轮345与第一同步齿带轮349、第二转轮346与第二同步齿带轮3410和第三转轮347与第三同步齿带轮3411形成三个独立的齿带轮组，在第一转轮345与第一同步齿带轮349上套设第九同步齿带416，在第二转轮346与第二同步齿带轮3410上套设第十同步齿带417，在第三转轮347与第三同步齿带轮3411上套设第十一同步齿带418；在第九同步齿带416的外表面上沿长度方向设置第二元素字符419，第二元素字符419包括“┃、└、┘、╰、╯”及空格，在第十同步齿带417的外表面上沿长度方向设置第三元素字符420，第三元素字符420包括“┃、∣、{、}、[、]”及空格，在第十一同步齿带 418的外表面上沿长度方向设置第四元素字符421，第四元素字符421包括“┃、╭、╮、┌、┐”及空格。

本三元组合器44中，由同步齿带连接的齿带轮组系统称为单字符循环体，三组单字符循环体组成三位正整数或两位负数、小数、分数的元素。

本三元组合器44通过螺栓孔3422置于显隐器筒架41内第二前立板410和第二后立板412的上部。

如图9和6所示，三元制版器45结构与三元组合器44结构除了在三个同步齿带表面设置的元素字符不同，其余结构均相同；三元制版器45内的第二元素字符419、第三元素字符420和第四元素字符421均凸出三个同步齿带的外表面且排列顺序及方向均与三元组合器44内的三组元素字符相反；三元制版器45通过螺栓孔3422置于显隐器筒架41 内的第二前立板410和第二后立板412的下部。

如图9和6所示，三元制版器45包括第一椭圆板架341、第二椭圆板架342、第一圆轴杆343和第二圆轴杆344。

第一椭圆板架341和第二椭圆板架342是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆343和第二圆轴杆344同时连接在第一椭圆板架341与第二椭圆板架342的上下两端之间，在第一圆轴杆343上从左至右设有第一转轮345、第二转轮346和第三转轮347，第一转轮345、第二转轮346和第三转轮347都以第一圆轴杆343为轴自由转动；在第二圆轴杆344上从左至右设有第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411，第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411都以第二圆轴杆344为轴自由转动。

在第一同步齿带轮349、第二同步齿带轮3410和第三同步齿带轮3411的同向侧面上分别设有固定的第一齿轮3413、第二齿轮3414和第三齿轮3415，第一齿轮3413与第一同步齿带轮349同步转动，第二齿轮3414与第二同步齿带轮3410同步转动，第三齿轮 3415与第三同步齿带轮3411同步转动。

第一转轮345与第一同步齿带轮349、第二转轮346与第二同步齿带轮3410和第三转轮347与第三同步齿带轮3411形成三个独立的齿带轮组，在第一转轮345与第一同步齿带轮349上套设第九同步齿带416，在第二转轮346与第二同步齿带轮3410上套设第十同步齿带417，在第三转轮347与第三同步齿带轮3411上套设第十一同步齿带418；在第九同步齿带416的外表面上沿长度方向设置第二元素字符419，第二元素字符419包括“┃、└、┘、╰、╯”及空格，在第十同步齿带417的外表面上沿长度方向设置第三元素字符420，第三元素字符420包括“┃、∣、{、}、[、]”及空格，在第十一同步齿带 418的外表面上沿长度方向设置第四元素字符421，第四元素字符421包括“┃、╭、╮、┌、┐”及空格。三元制版器45内的第二元素字符419、第三元素字符420和第四元素字符421均凸出三个同步齿带的外表面且排列顺序及方向均与三元组合器44内的三组元素字符相反。

本三元制版器45通过螺栓孔3422置于显隐器筒架41内的第二前立板410和第二后立板412的下部。

如图9所示，三位驱离器46与元素转换器3内的四位驱离器36组成结构基本相同，不同在于三位驱离器46内设置了三只带楔齿轮及三只电控自动离合器366；三位驱离器 46通过螺栓孔3422置于显隐器筒架41内的第二前立板410和第二后立板412的中部，可以同时控制三元制版器45和三元组合器44。

如图7和8所示，三位驱离器46包括，包括离合支架361、第一电机362、圆柱转轴 363、第一传动齿轮364、第二传动齿轮365和三个电控自动离合器366。

离合支架361由左架板3612、横架板3613、右架板3614和横板条3615组成的框架，横架板3613垂直固定在左架板3612和右架板3614同侧的顶端，横板条3615与横架板 3613平行置于左架板3612和右架板3614的内部。

在左架板3612和右架板3614的自由端都设有圆轴承3616，在两个圆轴承3616内设有一根圆柱转轴363，在圆柱转轴363的外表面上沿长度方向设有多根楔块槽沟367，在圆柱转轴363上从左至右设有第一传动齿轮364、第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369 和第三带楔齿轮3610，第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369和第三带楔齿轮3610均为在它们的内圆孔中都设有能沿楔块槽沟367平行移动的楔块；第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369和第三带楔齿轮3610均能能独自与圆柱转轴363同时转动；第一传动齿轮364 固定在圆柱转轴363上，第一传动齿轮364与第二传动齿轮365啮合，第二传动齿轮365 设置在与第一电机362的电机轴上，第一电机362固定在左架板3612上。

第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369和第三带楔齿轮3610能同时与三元制版器45 及三元组合器44上的圆齿轮啮合。

三个电控自动离合器366设置在横板条3615上，三个电控自动离合器366分别独立控制第一带楔齿轮368、第二带楔齿轮369和第三带楔齿轮3610。

如图4和9所示，所有的矩阵显隐器4分别设置在第二内管筒238内，矩阵显隐器4 内的第二控制线接口47与圆环触片2310相连，矩阵显隐器4的上部由弹簧片239压紧并通过将弹簧片239插进菱形槽沟48卡稳本矩阵显隐器4。

本采用的矩阵显隐器4，直接插入矩形管架2上的第二内管筒238内，矩阵显隐器4 的上部由弹簧片239压紧并通过将弹簧片239插进菱形槽沟48卡稳本矩阵显隐器4。本矩阵显隐器4，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图10和11所示，行调节器5包括矩形薄硬板51、棱台支架52和至少一个四元组合体512。

棱台支架52设置在矩形薄硬板51上，棱台支架52是横截面为直角梯形的棱台形框架，在矩形薄硬板51的边棱处设置第一电源接口59和第一弹簧锁511，第一弹簧锁511 电连接第一电源接口59。

棱台支架52的两端是梯形立板54，两块梯形立板54的上边棱间连接上顶面53，在两块梯形立板54的斜边棱间连接棱台斜面55。

在棱台斜面55的板面上设置有开口56，开口56与上顶面53接触；在开口56内垂直插入多条隔离板条57，隔离板条57的上边棱与上顶面53固联，隔离板条57将开口56 分成多个矩形孔洞58。

所有的四元组合体512分别插入矩形孔洞58内。

如图11所示，四元组合体512是将元素转换器3内的四元制版器35及转动底板33 去掉的简化体，即四元组合体512包括转换器筒架31、转动顶板32、四元组合器34和四位驱离器36。

在矩形薄硬板51板面的两端均设有销钉孔510，行调节器5用销钉通过销钉孔510 固定在支架1上的第一槽沟滑块114和第二槽沟滑块115上。

本行调节器5，用销钉通过销钉孔510固定在支架1上的第一槽沟滑块114和第二槽沟滑块115上。本行调节器5，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图11和12所示，列调节器6包括列调节器架61、前直角支杆62、后直角支杆63 和至少一个四元组合体512。

如图12所示，列调节器架61是由前侧面板66、后侧面板67、上顶面板64、左侧面板、右侧面板和下侧面板组成的箱架，在上顶面板64的板面上并联设置一列长方形孔洞 65，所有的四元组合体512分别设置在长方形孔洞65内。

在前侧面板66和后侧面板67上分别向外设有前直角支杆62和后直角支杆63，在前直角支杆62和后直角支杆63上均设有第二弹簧锁69和第二电源接口68，两个第二弹簧锁69分别电连接两个第二电源接口68；在前直角支杆62和后直角支杆63上都设有菱形钉孔610。

列调节器6用销钉通过两个菱形钉孔610分别固定在支架1上的第四槽沟滑块119 和第三槽沟滑块118上。

本列调节器6用销钉通过两个菱形钉孔610分别固定在支架1上的第四槽沟滑块119 和第三槽沟滑块118上。本列调节器6，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图13所示，自动涂墨器7包括涂墨器支架71、油磙机构72、第二电机73、主齿条74和辅齿条75。

涂墨器支架71是由支架底板715、槽沟左立板711、支架前立板712、槽沟右立板713 和支架后立板714构成的一个抽屉形框架，在支架底板715的四个边棱上垂直设有槽沟左立板711、支架前立板712、槽沟右立板713和支架后立板714，在槽沟左立板711和槽沟右立板713上槽沟内分别设有主滑块716和辅滑块717，油磙机构72设置在主滑块716 和辅滑块717上。

油磙机构72包括圆柱转轴721、圆柱滚筒725和油磙轴承727，在圆柱转轴721上从左至右设有第一油磙齿轮722、第二油磙齿轮723、圆柱滚筒725和第三油磙齿轮724，在圆柱滚筒725上设有用于吸油的弹性布套726，在圆柱转轴721的两端各设有油磙轴承 727，圆柱转轴721的两端通过两个油磙轴承727分别转动固定在主滑块716和辅滑块717 上。

第二电机73设置在主滑块716上并位于主滑块716的内侧，在主滑块716内侧面的两端分别设置阻停碰杆734和反向碰杆735，在第二电机73的电机轴上设置电机齿轮731，电机齿轮731与第一油磙齿轮722啮合。

在支架前立板712内侧面的一端部设置有与反向碰杆735相配合用于驱动第二电机 73转向的转向开关733，转向开关733被反向碰杆735碰压后开启改变第二电机73的旋转方向。

在支架后立板714内侧面的一端部设置与阻停碰杆734相配合用于驱动第二电机73 停止的阻停开关732，阻停开关732被阻停碰杆734碰压后开启停止第二电机73的转动。

在支架底板715上从左至右设有主齿条74、上纸器豁口718和辅齿条75，主齿条74 和辅齿条75分别与第二油磙齿轮723和第三油磙齿轮724啮合，上纸器豁口718是进纸器8的通道。

自动涂墨器7固定在支架1的十字槽沟122和椭圆槽沟123上。

本自动涂墨器7固定在支架1的十字槽沟122和椭圆槽沟123上。本自动涂墨器7，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图14所示，进纸器8包括斜道支架81、纸盒82、第三电机83、直齿条84和撑杆85。

斜道支架81包括梯形左立板811、前横板812、梯形右立板813、后横板814，梯形左立板811和梯形右立板813是相同的直腰在下方的直角梯形硬板，前横板812和后横板814分别垂直固定在梯形左立板811和梯形右立板813的上底边棱和下底边棱上。

在梯形左立板811和梯形右立板813上分别设有与其斜边棱平行的左板槽沟815和右板槽沟816，在左板槽沟815和右板槽沟816中分别设有第一硬板滑块817和第二硬板滑块818。

在前横板812和后横板814之间设有直齿条84，直齿条84与左板槽沟815平行。

在第一硬板滑块817的内侧面上设有第三电机83和第一轴承835，在第一硬板滑块817 的内侧面上沿第一硬板滑块817的长度方向设置第一开关碰杆839。

在第二硬板滑块818上设有第二圆环轴承836，在第一轴承835和第二圆环轴承836内设有一根圆轴杆832，在圆轴杆832上从左至右设有固定的第三传动齿轮833和第四传动齿轮 834，第四传动齿轮834与直齿条84啮合，在第三电机83的电机轴上设有驱动齿轮831，驱动齿轮831与第三传动齿轮833啮合。

在前横板812左端的内侧面上设有与第一开关碰杆839一端相配合的用于断开第三电机83电源后并锁住第一开关碰杆839不动的第一带锁开关837，在后横板814左端的内侧面上设有与第一开关碰杆839另一端相配合的用于断开第三电机83电源后并锁住第一开关碰杆839不动的第二带锁开关838，第一带锁开关837和第二带锁开关838都能在第一开关碰杆 839触碰时断开第三电机83电源后并锁住第一开关碰杆839不动。

在第一硬板滑块817和第二硬板滑块818的上边棱上都设有两根撑杆85，四根撑杆85 上顶端的共面，纸盒82设在四根撑杆85的上顶端。

如图15所示，纸盒82包括纸盒外框821、纸盒底板822、垫纸板825和卡纸器826，纸盒外框821是由四根板条围成的矩形框架，纸盒外框821通过自动涂墨器7的上纸器豁口718，在纸盒外框821的底部设有纸盒底板822，纸盒底板822与纸盒外框821组成抽屉形无盖盒子，在纸盒底板822的中部设有底板开口823，在底板开口823内设有弹性布网824，在弹性布网824上设有垫纸板825，在垫纸板825上设有卡纸器826，在纸盒外框821的相对称的两根板条的上边棱上设有缓冲弹簧827。

在斜道支架81的下部设有多个带孔支脚86，进纸器8是通过带孔支脚86固定在支架1 下挡板16上的两条长条槽沟125处。

本进纸器8是通过带孔支脚86固定在支架1下挡板16上的两条长条槽沟125处。本进纸器8，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

如图16所示，扫描板刷9包括双轨支架91、托板99、板刷910、板刷电机911和硬直齿条912，

双轨支架91是横截面为“U”形的板架，在双轨支架91的双轨底板94的左右两条边棱上分别固定第一滑轨立板92和第二滑轨立板93，

在第一滑轨立板92和第二滑轨立板93的板面中部位置处沿两立板长度方向分别设有第一立板槽沟95和第二立板槽沟96，在第一立板槽沟95和第二立板槽沟96内分别设有第一立板槽沟滑块97和第二立板槽沟滑块98，托板99连接第一立板槽沟滑块97和第二立板槽沟滑块98之间，板刷910设置在托板99上，板刷电机911设置在托板99下底面上，在板刷电机 911的电机轴上设有电机直齿轮913，电机直齿轮913与硬直齿条912啮合；硬直齿条912设置在双轨底板94的板面中部位置处并沿双轨底板94长度方向布置；

在托板99的左端边棱上沿长度方向设有一根第二开关碰杆916，在第一滑轨立板92内侧面两端分别设有与第二开关碰杆916一端相配合的正转开关914和与第二开关碰杆916另一端相配合的逆转开关915，正转开关914是在进纸器8上的第二带锁开关838关闭时打开并使板刷电机911正转，在第二开关碰杆916触碰时关闭；逆转开关915是在第二开关碰杆916 触碰时打开并使板刷电机911反转；

在第一滑轨立板92和第二滑轨立板93的上边棱两端都设有带孔支脚917；扫描板刷9 是通过四个带孔支脚917固定在进纸器8中纸盒82的下底面上。

本扫描板刷9是通过四个带孔支脚917固定在进纸器8中纸盒82的下底面上。本扫描板刷9，结构新颖、功能强大能与其余部件快速安装并能结合其余部件完成矩阵初等变换计算、行列式的性质计算、线性过程演示、过程信息记忆与印刷。

本实施例的基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机的工作原理是，根据两个闭环连续重复转动，侧面上的图像在限制性可视域内局部逆向同时出现，通过共轭特征将多个局部可视图像组合形成需要的算式并打印成可保持资料。

基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机其特点是：功能齐全：能快速构建矩阵和行列式、给出矩阵初等变换过程和行列式性质运算过程的元素具体位置变化及后续处理结果，能完成四位整数元素(及三位负数、小数、分数)的连续多步骤的计算演示和打印；携带方便适用性强：结构紧凑且能在多种场合任何视角进行编辑计算演示和印刷。

本实用新型的基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机，具有自动进行处理功能，操作步骤是：

一、仪器组装，将支架1的棱台底座19置于一个稳固的水平面上，拧动调位螺母17使支架1处于稳定状态。将矩阵管架2的开口朝上用螺钉穿过主板支脚25上销钉孔26固定在支架1中四根板条立柱上的椭圆钉孔126处。取多个元素转换器3分别打开转动底板33插入矩阵管架2的第一内管筒237内，检查完好后关闭转动顶板32和转动底板33。取多个矩阵显隐器4，仿照元素转换器3的方法安装在柱面管架2中第二内管筒238内。将行调节器5用销钉穿过销钉孔510固定在支架1上第一槽沟滑块114和第二槽沟滑块115上。将列调节器6用销钉穿过菱形钉孔610固定在支架1上的第四槽沟滑块四119和第三槽沟滑块118上。将自动涂墨器7固定在支架1中第五槽沟滑杆120和第六槽沟滑杆121上的十字槽沟122和椭圆槽沟 123处。将进纸器8用丝钉穿过带孔支脚86固定在支架1下挡板16上的两个长条槽沟125处。将扫描板刷9用丝钉把带孔支脚917固定在进纸器8中纸盒82的下底面上。

二、初始位置调整：1]通电，接通所有电器的电源。2]调整行调节器5的初始位置：将行调节器5移动至上或下边缘处后关闭，将行调节器5上的元素都调整成空格后关闭。3] 调整列调节器6的初始位置：将列调节器6移动至左边缘处后关闭，将列调节器6上的元素都调整成空格后关闭。4]调整元素转换器3的初始位置：将元素转换器3的元素都调整成空格后关闭。5]调整矩阵显隐器4的初始位置：将矩阵显隐器4的元素都调整成空格后关闭。 6]调整自动涂墨器7的初始位置：在圆柱滚筒725靠近增墨盒76时停止，在弹性布套726上涂上油墨后将圆柱滚筒725转到起始位置后停止。7]调整进纸器8的初始位置：将纸盒82 移到起始位置后停止。8]调整扫描板刷9的初始位置：将板刷910到起始后停止。9]断开电源。

三、矩阵及行列式的构建及打印：1]提示算式：在提示板113上写下矩阵或行列式：2]接通电源。3]元素构建：元素转换器3上选定出现符号“-”后停止，再选定符号“8”后停止，得到元素a11＝-8，用同样的方法将余下位置上的元素调出到位，依次得到元素a12＝1.2、a21＝3/4、a22＝42。4]矩阵标志符构建：在矩阵显隐器4上选定符号“┌”后停止，再选定符号“┃”后停止。在选定符号“┃”后停止，选定符号“└”后停止，得到矩阵左边符号“[”；选定符号“]”。5]行列式标志符构建：将矩阵标志符构建中所有位置全部是符号“┃”即可。6]涂油墨：涂墨器工作，在圆柱滚筒725完成两遍涂墨转到起始位置后停止。7]进纸：将纸盒82移到最高位时自动停止。8]扫描：板刷910 完成两遍扫描转到起始位置后停止。9]退纸：纸盒82回到起始后停止，取出印刷纸张。10] 恢复初始状态：用步骤二中初始位置调整的方法恢复装置为初始状态。

四、矩阵初等变换：1]提示算式：在提示板113上写下矩阵及其行初等变换：即将矩阵经初等行变换(第一行元素乘以-2加到第二行，第一行元素乘以1加到第三行)化成矩阵再将矩阵经初等列变换(第二列元素乘以-2加到第三列)化成矩阵2]构建及打印矩阵A：用同步骤三的方法建立并打印矩阵A。3]行初等变换：将行调节器5移动至矩阵A的上方后关闭，将行调节器5上与矩阵A同列的元素调整成A中第一行元素的二倍即-2、-2、-4，移动行调节器5盖住矩阵A的第一行，用行调节器5上的元素对应加到矩阵A的第二行中，得到矩阵B 的第二行元素为0、1、1，再将行调节器5中元素调整成A中第一行的元素，移动到A的第三行上方并与之相加，得到矩阵B的第三行元素为0、2、5，将行调节器5恢复到初始位，用步骤三的方法打印矩阵B。4]列初等变换：将列调节器6移动至矩阵B的左方后关闭，将列调节器6上与矩阵B同列的元素调整成B中第二列元素的负二倍即-2、-2、-4，移动列调节器6盖住矩阵B的第二列，用列调节器6上的元素对应加到矩阵B的第三列中，得到矩阵C的第三列元素为0、-1、1，将列调节器6恢复到初始位，用步骤三的方法打印矩阵C。5]恢复系统为初始状态。

本实用新型基于矩阵初等变换的四位一体全自动编印机的经济价值和应用前景：随着技术进步和经济发展，越来越需要先进的装备提高高等教育教学效果、工程设计和场地环境模拟等，急需一种操作简单使用方便的行列式运算及正交独立运行的演示仪器，仅教育教学和培训方面，全国共有两千余所高校和多家竞技培训机构，数量相当可观，其市场前景非常广阔，具有良好的经济收益和社会效益。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。