本发明涉及一种通过电控带传、字符自动选择、分离约分扩展通分、分子分母独立平移换位等方法演示分数四则运算全过程，能将繁分数自动化简，能有效处理四位数字(含三位正负数、分数及小数)表示的系列数组变化的能约分通分的分数计算演示仪。
背景技术：
基础教育中分数的四则运算，是学生掌握数学方法扩展思维空间解决实际问题的重要基础，通用的做法是在黑板上用粉笔手写讲述，或用多媒体课件解释，约分、通分、繁分式化简等的主要过程带有较大的随意性，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。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2012206715451的文献中给出了“数学分数演示教具”，由槽板和数字卡片构成，槽板分为两层，每层槽中各有十个卡片槽，数字卡片有二十个，每十个卡片依次标有阿拉伯数字，按照数字大小依次插入分母槽和分子槽，用实际的物体表达抽象的数字。主要不足是数字及符号不能自动控制、复杂分数难以表现；专利申请号为2010205641697的文献中给出了“分数运算演示仪”，由演示板、三个计数板、六个遮挡板和符号变换板组成，计数板、遮挡板和符号变换板都与演示板转动连接，通过计数板、遮挡板和符号变换板的相互组合完成演示。不足是字符有限且不能自动控制，只能用于一些简单的运算。专利申请号为2012204598504的文献中给出了“分数加减运算演示装置”，包括面板和定位钮，只能进行分数加减运算的演示，对于除法或繁分数化简等方面功能不足。
技术实现要素：
本发明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自动构建手写分式，不能直观表现分数四则运算的具体过程，不能自动连续完成分数的约分通分、假分数变带分数、繁分式简化成单分式等系列工作的技术问题。
本发明的目的是提供一种能约分通分的分数计算演示仪，该演示仪能快速自动构建手写分式，能直观表现分数四则运算的具体过程，利用共享字符重构分数通分、假分数变带分数、繁分式简化成单分式等复杂算式，通过数组移动解剖内在联系的技术装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种能约分通分的分数计算演示仪，该演示仪包括支架、正交轨道、分式运行车、数组运行车、分式构造架、四位组数机、两位组数机、字符构造架和分整转换器，
支架包括四根立柱、底板、顶板、第一遮板和第二遮板，底板和顶板是外形相同的矩形硬板，底板和顶板平行设置，四根立柱分别垂直设置在底板和顶板的四个角上，在每根立柱的下端都设有调位螺母，在每个调位螺母内都设有螺纹杆，在每根螺纹杆的下端都设有棱台底座；在底板的板面上设有两个平行的矩形钉孔，在顶板板面的左边部分上设有提示板和两个圆销钉孔，在顶板板面的中部位置处设有主视窗口，在主视窗口的左右两边分别设有第一槽沟滑道和第二槽沟滑道；在第一槽沟滑道的槽沟内设有第二滑块和第一滑块，在第二槽沟滑道的槽沟内设有第四滑块和第三滑块，第一遮板在第一滑块和第三滑块上，第二遮板设置在第二滑块和第四滑块上；
正交轨道置于支架的底板上，分式运行车和数组运行车置于正交轨道上，分式构造器置于分式运行车上，字符构造架置于数组运行车上，分整转换器置于分式构造器内，四位组数机置于字符构造架内，两位组数机置于分整转换器内。
本能约分通分的分数计算演示仪，能以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示，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。
对本发明技术方案的改进，正交轨道包括轨道底板设置在轨道底板上的多个柱面塔架，轨道底板是矩形硬板，在轨道底板板面的边沿对称设有两个销钉孔，在轨道底板的一边棱处设置第一电源接口，
柱面塔架包括圆柱面塔底、方管支柱、塔顶平台和弹性插头，圆柱面塔底由四块圆弧板围成的上下均开口的凹面台架，圆柱面塔底的上开口是边长为b的正方形，圆柱面塔底的下开口是边长为a的正方形，b和a均为大于等于的正整数，a>b；定义圆柱面塔底的上开口为正方形bb，下开口为正方形aa；在所有的圆柱面塔底的上开口正方形bb上都设有方管支柱，在所有方管支柱的上端都设有塔顶平台，塔顶平台是边长为c的正方形硬板，c为大于等于的正整数，a>c>b；在塔顶平台前后边棱的下表面各设有弹性插头，在塔顶平台左右边棱下表面各设有插口；
柱面塔架是将开口正方形aa固定在轨道底板上面，所有的柱面塔架相互之间紧密相连且排成m行m+n列(m≥，n≥)；
每相邻两列柱面塔架的圆柱面塔底之间构成纵向轨道，每相邻两行柱面塔架的圆柱面塔底之间构成横向轨道，纵向轨道和横向轨道交叉处形成正交枢纽，纵向轨道和横向轨道都是内圆柱面滑道，正交枢纽是半球形空间，球面滚珠在正交枢纽处能垂直转向滚动；
正交轨道通过两个销钉孔固定在支架内底板上的矩形钉孔处。
本发明采用的正交轨道通过两个销钉孔固定在支架内底板上的矩形钉孔处，本正交轨道，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，分式运行车包括h形底板、第一滚珠支杆、第一矩形立框和第二矩形立框，
h形底板包括第一矩形板、第二矩形板和横梁，第一矩形板和第二矩形板都是矩形硬板，在第一矩形板和第二矩形板的长边之间设有横梁，横梁为硬板条，在第一矩形板和第二矩形板上分别设有第一矩形立框和第二矩形立框，在第一矩形立框和第二矩形立框的边框上都设有第二电源接口，
在第一矩形板和第二矩形板的前后边棱下面都设有弯杆接口，在h形底板的四个外角下面各设有第一滚珠支杆；
第一滚珠支杆包括第一圆柱杆、硬圆盘、圆管套、圆环盘、缓冲弹簧、第二圆柱杆、滚珠托架和滚珠，第一圆柱杆的一端设置在h形底板上，硬圆盘设置在第一圆柱杆另一端上，硬圆盘的直径大于正交轨道上正交枢纽与塔顶平台之间的最大距离；圆管套一端与硬圆盘相连，圆环盘与圆管套另一端相连，圆环盘外径与硬圆盘的相同，第二圆柱杆的一端插入圆环盘内设有，在第二圆柱杆上套有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端固定在圆环盘上，缓冲弹簧另一端固定在第二圆柱杆上，在第二圆柱杆的另一端设有滚珠托架，在滚珠托架内设有滚珠，滚珠在滚珠托架内能自由转动；
第一滚珠支杆有四根分别通过第一圆柱杆固定在h形底板的四个外角下面；
分式运行车置于正交轨道上面，滚珠置于不相邻两条纵向轨道或横向轨道内，塔顶平台夹在圆环盘和硬圆盘之间，弯杆接口在塔顶平台下面，用力向下按压并推动分式运行车移动，弯杆接口会离开塔顶平台并随分式运行车移动，停止按压弯杆接口会自动贴紧塔顶平台下表面，能与塔顶平台下的弹性插头相接。
本发明采用的分式运行车置于正交轨道上面，本分式运行车，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，数组运行车包括方形底板、四根第二滚珠支杆、方形立框和两个弯杆插头，
方形底板是方形硬板，在方形底板上设有方形立框，在方形立框的边框上都设有第三电源接口，在方形底板的左右边棱下面都设有弯杆插头；四个第二滚珠支杆分别设置在方形底板四个角的下面；
第二滚珠支杆的结构与第一滚珠支杆的结构完全相同；
数组运行车置于正交轨道上面，第二滚珠支杆内的滚珠置于相邻两条纵向轨道或横向轨道内，塔顶平台夹在第二滚珠支杆内第二滚珠支杆内的圆环盘和第二滚珠支杆内的硬圆盘之间，弯杆插头在塔顶平台下面，用力向下按压并推动数组运行车移动，弯杆插头会离开塔顶平台并随数组运行车移动，停止按压弯杆插头会自动贴紧塔顶平台下表面，在合适位置能与塔顶平台下的插口相接。
本发明采用的数组运行车置于正交轨道上面，本数组运行车，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，分式构造架包括第一箱筒、第二箱筒、线条灯和矩形横板，
第一箱筒和第二箱筒均是由第一左立板()、第一前立板、第一右立板和第一后立板围成的四棱柱筒架，第一箱筒和第二箱筒的上下开口都是矩形，在第一箱筒和第二箱筒之间设有矩形横板，矩形横板是硬板，在矩形横板的上边棱上设有线条灯，线条灯包括灯箱()、细管灯和矩形聚光孔，灯箱()是长方体箱壳，在灯箱()内设有细管灯，在灯箱()的顶板上设有矩形聚光孔，在灯箱()的底板下设有弹簧夹，线条灯是通过弹簧夹固定在矩形横板的上边棱上；
在第一箱筒和第二箱筒的下开口处都设有电源接头；
分式构造架是置于分式运行车中h形底板上，第一箱筒和第二箱筒的下端分别插入第一矩形立框和第二矩形立框内，电源插头与第二电源接口相接。
本发明采用的分式构造架是置于分式运行车中h形底板上，本分式构造架，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，四位组数机包括箱体框架、字符组合机构、驱动轮系、四个离合器和一个字符电源插孔，
箱体框架由第二左立板、第二横底板、第二右立板和活动盖板围成的正四棱柱筒，第二左立板和第二右立板垂直固定在第二横底板的不相邻两边棱上，第二横底板是正方形硬板，在第二右立板的上边棱上设有合页，合页与活动盖板相连，在活动盖板的板面上设有矩形开口，在活动盖板的边棱上设置有用于将活动盖板固定在第二左立板上第二弹簧夹，在箱体框架底部设有字符电源插孔；
字符组合机构、驱动轮系和四个离合器均位于箱体框架内，驱动轮系位于字符组合机构和四个离合器之间，字符组合机构位于驱动轮系的上方；
字符组合机构包括第一椭圆板架、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分别连接在第一椭圆板架和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一个同向侧面上分别设有固定的第一圆齿轮、第二圆齿轮、第三圆齿轮和第四圆齿轮，每个圆齿轮与同步齿带轮一体同步转动，在第一转轮和第一同步齿带轮、第二转轮和第二同步齿带轮、第三转轮和第三同步齿带轮、第四转轮和第四同步齿带轮上分别设有第一同步齿带、第二同步齿带、第三同步齿带和第四同步齿带，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侧面上沿长度方向都设有彩色字符，彩色字符包括数字“—”、符号“+、-、×、﹒”、常用字母“a、b、c、x、y、z”及空格；由同步齿带连接的转轮、同步齿带轮、圆齿轮组成的机构称为一个单字符循环体，四组单字符循环体能同时组成四位正整数；在第一椭圆板架和第二椭圆板架上都设有两个螺栓孔。字符组合机构通过四个螺栓孔固定在箱体框架的第二左立板和第二右立板的上部；
驱动轮系包括伺服电机、第四圆轴杆和四个带楔齿轮，伺服电机设置在第二左立板上，第四圆轴杆的一端连接在伺服电机转子的外轴上，第四圆轴杆的另一端支撑在第二右立板上；在第四圆轴杆的外表面上设有与轴中心线平行的多条沟槽，四只带楔齿轮分别设置在第四圆轴杆，每只带楔齿轮的内圆周上都设置楔块，楔块插在沟槽中，每只带楔齿轮既能随第四圆轴杆一起转动还能沿沟槽平行移动；
驱动轮系是通过伺服电机及第四圆轴杆右端的轴承固定在箱体框架的第二左立板和第二右立板内侧，四只带楔齿轮分别与第一圆齿轮、第二圆齿轮、第三圆齿轮和第四圆齿轮啮合；
四个离合器都包括电动机、推拉杆、撑杆和两根细直杆，电动机和推拉杆组成电控推拉装置，电动机正转推拉杆前推，电动机反转推拉杆后拉；在推拉杆的外端垂直设有撑杆，在撑杆的自由端设有横板条，在横板条的两端各设有细直杆；
四只离合器都是通过电动机固定在箱体框架的第二横底板上，每只离合器的两根细直杆分别卡在第一圆齿轮、第二圆齿轮、第三圆齿轮和第四圆齿轮的两侧。
本发明采用的四位组数机置于字符构造架内，本四位组数机，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，两位组数机与四位组数机除了以下三点不同之外其余结构均相同；所不同在于：
第一、两位组数机中的字符组合机构中有两组单字符循环体，两组单字符循环体组成两位正整数；
第二、两位组数机中彩色字符包括数字“—”、符号“+、-、×、—”和空格；
第三、两位组数机中的驱动轮系包括两个带楔齿轮；
第四、两位组数机包括两个离合器。
本发明采用的两位组数机置于分整转换器内，本两位组数机，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，字符构造架包括方管立架、至少一个线条灯和一个方形挡板，方管立架是横截面为正方形的一段硬直方管，方管立架的上端开口和下端开口都是正方形，在上端开口的前后边棱上各设有四支线条灯，在方管立架内接近下端开口处设有方形挡板，在方形挡板上边棱处设有第一字符器接线，在方形挡板下边棱设有生成器总线，生成器总线与第一字符器接线和线条灯相连；在方形挡板上置于四位组数机时，字符电源插孔与第一字符器接线相连；
字符构造架置于数组运行车上，下端开口插入方形立框内，生成器总线与电源接口相连。
本发明采用的字符构造架置于数组运行车上，本字符构造架，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
对本发明技术方案的改进，分整转换器包括矩形管架、矩形挡板、隔离板和外挡板条，
矩形管架是横截面为矩形的一段硬直管，矩形管架的上端开口和下端开口都是矩形，在矩形管架内接近下端开口处设有矩形挡板，
在矩形管架上端开口到矩形挡板上之间插入两块隔离板，两块隔离板都平行于矩形管架的前后管壁，两块隔离板将矩形挡板上部空间均匀地分成三个长方体管桶，在每个长方体管桶的底部都设有第二字符器接线，在矩形挡板下边棱处设有转换器总线，在上端开口的前后边棱外边各设有阻挡板条，转换器总线与所有的第二字符器接线相连；
在长方体管桶中插入两位组数机时，字符电源插孔与第二字符器接线相连；
在分式构造架上的第一箱筒内插入分整转换器，在分式构造架上的第二箱筒内也插入分整转换器；隔离板挡在前立板和后立板上，转换器总线与电源插头相连，置于第一箱筒内的称为约分转换器，置于第二箱筒内的称为通分转换器。
本发明采用的分整转换器插入分式构造架上第一箱筒或第二箱筒内，置于第一箱筒内的称为约分转换器，置于第二箱筒内的称为通分转换器。本分整转换器，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1、本发明的能约分通分的分数计算演示仪，能快速自动构建分数式、分析四则计算中的具体过程，能完成四位整数(及三位负数、小数、分数)的连续多步骤变形计算演示；结构紧凑携带方便，适用性强，能在多种场合任何视角进行演示。
2、本发明的能约分通分的分数计算演示仪，适用性强：适用于教师教学和学生学习等。
3、目前市面上没有该种产品出现；该能约分通分的分数计算演示仪结构简单、功能多样、安全可靠且操作简便，装置轻巧。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中支架的结构示意图。
图3是本发明中正交轨道的结构示意图。
图4是本发明中分式运行车的结构示意图。
图5是本发明中数组运行车的结构示意图。
图6是本发明中分式构造架的结构示意图。
图7是分式构造架中线条灯的结构示意图。
图8是本发明中四位组数机的结构示意图。
图9是四位组数机中离合器的结构示意图。
图10是本发明中字符组合机构的结构示意图。
图11是本发明中两位组数机的结构示意图。
图12是本发明中字符构造架的结构示意图。
图13是本发明中分整转换器的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-13所示和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
实施例：
如图1所示，本发明的能约分通分的分数计算演示仪，该演示仪包括支架1、正交轨道2、分式运行车3、数组运行车4、分式构造架5、四位组数机6、两位组数机7、字符构造架8和分整转换器9。
正交轨道2置于支架1的底板12上，分式运行车3和数组运行车4置于正交轨道2上，分式构造器5置于分式运行车3上，字符构造架6置于数组运行车4上，分整转换器7置于分式构造器5内，四位组数机8置于字符构造架6内，两位组数机9置于分整转换器7内。
本能约分通分的分数计算演示仪，能以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示，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。
如图2所示，支架1包括四根立柱11、底板12、顶板13、第一遮板117和第二遮板118，底板12和顶板13是外形相同的矩形硬板，底板12和顶板13平行设置，四根立柱11分别垂直设置在底板12和顶板13的四个角上，在每根立柱11的下端都设有调位螺母14，在每个调位螺母14内都设有螺纹杆15，在每根螺纹杆15的下端都设有棱台底座16；在底板12的板面上设有两个平行的矩形钉孔17，在顶板13板面的左边部分上设有提示板18和两个圆销钉孔19，在顶板13板面的中部位置处设有主视窗口110，在主视窗口110的左右两边分别设有第一槽沟滑道111和第二槽沟滑道112；在第一槽沟滑道111的槽沟内设有第二滑块114和第一滑块113，在第二槽沟滑道112的槽沟内设有第四滑块116和第三滑块115，第一遮板117在第一滑块113和第三滑块115上，第二遮板118设置在第二滑块114和第四滑块116上。
如图3所示，正交轨道2包括轨道底板21设置在轨道底板21上的多个柱面塔架22，轨道底板21是矩形硬板，在轨道底板21板面的边沿对称设有两个销钉孔25，在轨道底板21的一边棱处设置第一电源接口26。柱面塔架22包括圆柱面塔底27、方管支柱28、塔顶平台29和弹性插头210，圆柱面塔底27由四块圆弧板围成的上下均开口的凹面台架，圆柱面塔底27的上开口是边长为b的正方形，圆柱面塔底27的下开口是边长为a的正方形，b和a均为大于等于1的正整数，a>b；定义圆柱面塔底27的上开口为正方形bb，下开口为正方形aa；在所有的圆柱面塔底27的上开口正方形bb上都设有方管支柱28，在所有方管支柱28的上端都设有塔顶平台29，塔顶平台29是边长为c的正方形硬板，c为大于等于1的正整数，a>c>b；在塔顶平台29前后边棱的下表面各设有弹性插头210，在塔顶平台29左右边棱下表面各设有插口211。柱面塔架22是将开口正方形aa固定在轨道底板21上面，所有的柱面塔架22相互之间紧密相连且排成m行m+n列m≥6，n≥2。每相邻两列柱面塔架22的圆柱面塔底27之间构成纵向轨道23，每相邻两行柱面塔架22的圆柱面塔底27之间构成横向轨道24，纵向轨道23和横向轨道24交叉处形成正交枢纽212，纵向轨道23和横向轨道24都是内圆柱面滑道，正交枢纽212是半球形空间，球面滚珠在正交枢纽212处能垂直转向滚动。正交轨道2通过两个销钉孔25固定在支架1内底板12上的矩形钉孔17处。
本正交轨道2通过两个销钉孔25固定在支架1内底板12上的矩形钉孔17处，本正交轨道2，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图3所示，分式运行车3包括h形底板31、第一滚珠支杆32、第一矩形立框33和第二矩形立框34，h形底板31包括第一矩形板36、第二矩形板37和横梁38，第一矩形板36和第二矩形板37都是矩形硬板，在第一矩形板36和第二矩形板37的长边之间设有横梁38，横梁38为硬板条，在第一矩形板36和第二矩形板37上分别设有第一矩形立框33和第二矩形立框34，在第一矩形立框33和第二矩形立框34的边框上都设有第二电源接口39，在第一矩形板36和第二矩形板37的前后边棱下面都设有弯杆接口35，在h形底板31的四个外角下面各设有第一滚珠支杆32；第一滚珠支杆32包括第一圆柱杆310、硬圆盘311、圆管套312、圆环盘313、缓冲弹簧314、第二圆柱杆315、滚珠托架316和滚珠317，第一圆柱杆310的一端设置在h形底板31上，硬圆盘311设置在第一圆柱杆310另一端上，硬圆盘311的直径大于正交轨道2上正交枢纽212与塔顶平台29之间的最大距离；圆管套312一端与硬圆盘311相连，圆环盘313与圆管套312另一端相连，圆环盘313外径与硬圆盘311的相同，第二圆柱杆315的一端插入圆环盘313内设有，在第二圆柱杆315上套有缓冲弹簧314，缓冲弹簧314的一端固定在圆环盘313上，缓冲弹簧314另一端固定在第二圆柱杆315上，在第二圆柱杆315的另一端设有滚珠托架316，在滚珠托架316内设有滚珠317，滚珠317在滚珠托架316内能自由转动；第一滚珠支杆32有四根分别通过第一圆柱杆310固定在h形底板31的四个外角下面。
分式运行车3置于正交轨道2上面，滚珠317置于不相邻两条纵向轨道23或横向轨道24内，塔顶平台29夹在圆环盘313和硬圆盘311之间，弯杆接口35在塔顶平台29下面，用力向下按压并推动分式运行车3移动，弯杆接口35会离开塔顶平台29并随分式运行车3移动，停止按压弯杆接口35会自动贴紧塔顶平台29下表面，能与塔顶平台29下的弹性插头210相接。
本分式运行车3置于正交轨道2上面，本分式运行车3，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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图5所示，数组运行车4包括方形底板41、四根第二滚珠支杆42、方形立框43和两个弯杆插头44，方形底板41是方形硬板，在方形底板41上设有方形立框43，在方形立框43的边框上都设有第三电源接口45，在方形底板41的左右边棱下面都设有弯杆插头44；四个第二滚珠支杆42分别设置在方形底板41四个角的下面；第二滚珠支杆42的结构与第一滚珠支杆32的结构完全相同。
如图4所示，第二滚珠支杆42包括第一圆柱杆310、硬圆盘311、圆管套312、圆环盘313、缓冲弹簧314、第二圆柱杆315、滚珠托架316和滚珠317，第一圆柱杆310的一端设置在h形底板31上，硬圆盘311设置在第一圆柱杆310另一端上，硬圆盘311的直径大于正交轨道2上正交枢纽212与塔顶平台29之间的最大距离；圆管套312一端与硬圆盘311相连，圆环盘313与圆管套312另一端相连，圆环盘313外径与硬圆盘311的相同，第二圆柱杆315的一端插入圆环盘313内设有，在第二圆柱杆315上套有缓冲弹簧314，缓冲弹簧314的一端固定在圆环盘313上，缓冲弹簧314另一端固定在第二圆柱杆315上，在第二圆柱杆315的另一端设有滚珠托架316，在滚珠托架316内设有滚珠317，滚珠317在滚珠托架316内能自由转动；第一滚珠支杆32有四根分别通过第一圆柱杆310固定在h形底板31的四个外角下面。
如图1和5所示，数组运行车4置于正交轨道2上面，第二滚珠支杆42内的滚珠317置于相邻两条纵向轨道23或横向轨道24内，塔顶平台29夹在第二滚珠支杆42内第二滚珠支杆42内的圆环盘313和第二滚珠支杆42内的硬圆盘311之间，弯杆插头44在塔顶平台29下面，用力向下按压并推动数组运行车4移动，弯杆插头44会离开塔顶平台29并随数组运行车4移动，停止按压弯杆插头44会自动贴紧塔顶平台29下表面，在合适位置能与塔顶平台29下的插口211相接。
本数组运行车4置于正交轨道2上面，本数组运行车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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图6和7所示，分式构造架5包括第一箱筒51、第二箱筒52、线条灯53和矩形横板54，第一箱筒51和第二箱筒52均是由第一左立板(55)、第一前立板56、第一右立板57和第一后立板58围成的四棱柱筒架，第一箱筒51和第二箱筒52的上下开口都是矩形，在第一箱筒51和第二箱筒52之间设有矩形横板54，矩形横板54是硬板，在矩形横板54的上边棱上设有线条灯53。
如图7所示，线条灯53包括灯箱(59)、细管灯510和矩形聚光孔511，灯箱(59)是长方体箱壳，在灯箱(59)内设有细管灯510，在灯箱(59)的顶板上设有矩形聚光孔511，在灯箱(59)的底板下设有弹簧夹512，线条灯53是通过弹簧夹512固定在矩形横板54的上边棱上。
在第一箱筒51和第二箱筒52的下开口处都设有电源接头513；分式构造架5是置于分式运行车3中h形底板31上，第一箱筒51和第二箱筒52的下端分别插入第一矩形立框33和第二矩形立框34内，电源插头513与第二电源接口39相接。
本分式构造架5是置于分式运行车3中h形底板31上，本分式构造架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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图8和9所示，四位组数机6包括箱体框架61、字符组合机构62、驱动轮系63、四个离合器64和一个字符电源插孔65，
箱体框架61由第二左立板611、第二横底板612、第二右立板613和活动盖板614围成的正四棱柱筒，第二左立板611和第二右立板613垂直固定在第二横底板612的不相邻两边棱上，第二横底板612是正方形硬板，在第二右立板613的上边棱上设有合页615，合页615与活动盖板614相连，在活动盖板614的板面上设有矩形开口616，在活动盖板614的边棱上设置有用于将活动盖板614固定在第二左立板611上第二弹簧夹618，在箱体框架61底部设有字符电源插孔65。
字符组合机构62、驱动轮系63和四个离合器64均位于箱体框架61内，驱动轮系63位于字符组合机构62和四个离合器64之间，字符组合机构62位于驱动轮系63的上方。
字符组合机构62包括第一椭圆板架621、第二椭圆板架622、第一圆轴杆623和第二圆轴杆624，第一椭圆板架621和第二椭圆板架622是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆623和第二圆轴杆624分别连接在第一椭圆板架621和第二椭圆板架622的上下两端之间，在第一圆轴杆623上从左至右设有第一转轮625、第二转轮626、第三转轮627和第四转轮628，第一转轮625、第二转轮626、第三转轮627和第四转轮628都以第一圆轴杆623为轴自由转动，在第二圆轴杆624上从左至右设有第一同步齿带轮629、第二同步齿带轮6210、第三同步齿带轮6211和第四同步齿带轮6212，第一同步齿带轮629、第二同步齿带轮6210、第三同步齿带轮6211和第四同步齿带轮6212都以第二圆轴杆624为轴自由转动，在第一同步齿带轮629、第二同步齿带轮6210、第三同步齿带轮6211和第四同步齿带轮6212的一个同向侧面上分别设有固定的第一圆齿轮6213、第二圆齿轮6214、第三圆齿轮6215和第四圆齿轮6216，每个圆齿轮与同步齿带轮一体同步转动，在第一转轮625和第一同步齿带轮629、第二转轮626和第二同步齿带轮6210、第三转轮627和第三同步齿带轮6211、第四转轮628和第四同步齿带轮6212上分别设有第一同步齿带6217、第二同步齿带6218、第三同步齿带6219和第四同步齿带6220，在第一同步齿带6217、第二同步齿带6218、第三同步齿带6219和第四同步齿带6220的外侧面上沿长度方向都设有彩色字符6221，彩色字符6221包括数字“0—9”、符号“+、-、×、﹒”、常用字母“a、b、c、x、y、z”及空格；由同步齿带连接的转轮、同步齿带轮、圆齿轮组成的机构称为一个单字符循环体，四组单字符循环体能同时组成四位正整数；在第一椭圆板架621和第二椭圆板架622上都设有两个螺栓孔6222。字符组合机构62通过四个螺栓孔6222固定在箱体框架61的第二左立板611和第二右立板613的上部。
驱动轮系63包括伺服电机631、第四圆轴杆632和四个带楔齿轮633，伺服电机631设置在第二左立板611上，第四圆轴杆632的一端连接在伺服电机631转子的外轴上，第四圆轴杆632的另一端支撑在第二右立板613上；在第四圆轴杆632的外表面上设有与轴中心线平行的多条沟槽634，四只带楔齿轮633分别设置在第四圆轴杆632，每只带楔齿轮633的内圆周上都设置楔块，楔块插在沟槽634中，每只带楔齿轮633既能随第四圆轴杆632一起转动还能沿沟槽634平行移动。
驱动轮系63是通过伺服电机631及第四圆轴杆632右端的轴承固定在箱体框架61的第二左立板611和第二右立板613内侧，四只带楔齿轮633分别与第一圆齿轮6213、第二圆齿轮6214、第三圆齿轮6215和第四圆齿轮6216啮合。
如图9所示，四个离合器64都包括电动机641、推拉杆642、撑杆643和两根细直杆645，电动机641和推拉杆642组成电控推拉装置，电动机641正转推拉杆642前推，电动机641反转推拉杆642后拉；在推拉杆642的外端垂直设有撑杆643，在撑杆643的自由端设有横板条644，在横板条644的两端各设有细直杆645。
四只离合器64都是通过电动机641固定在箱体框架61的第二横底板612上，每只离合器64的两根细直杆645分别卡在第一圆齿轮6213、第二圆齿轮6214、第三圆齿轮6215和第四圆齿轮6216的两侧。
本四位组数机6置于字符构造架8内，本四位组数机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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图11所示，两位组数机7与四位组数机6除了以下三点不同之外其余结构均相同；所不同在于：
第一、两位组数机7中的字符组合机构62中有两组单字符循环体，两组单字符循环体组成两位正整数；
第二、两位组数机7中彩色字符6221包括数字“0—9”、符号“+、-、×、—”和空格；
第三、两位组数机7中的驱动轮系63包括两个带楔齿轮633；
第四、两位组数机7包括两个离合器64。
如图8和9所示，两位组数机7包括包括箱体框架61、字符组合机构62、驱动轮系63、两个离合器64和一个字符电源插孔65，
箱体框架61由第二左立板611、第二横底板612、第二右立板613和活动盖板614围成的正四棱柱筒，第二左立板611和第二右立板613垂直固定在第二横底板612的不相邻两边棱上，第二横底板612是正方形硬板，在第二右立板613的上边棱上设有合页615，合页615与活动盖板614相连，在活动盖板614的板面上设有矩形开口616，在活动盖板614的边棱上设置有用于将活动盖板614固定在第二左立板611上第二弹簧夹618，在箱体框架61底部设有字符电源插孔65。
字符组合机构62、驱动轮系63和两个离合器64均位于箱体框架61内，驱动轮系63位于字符组合机构62和两个离合器64之间，字符组合机构62位于驱动轮系63的上方。
字符组合机构62包括第一椭圆板架621、第二椭圆板架622、第一圆轴杆623和第二圆轴杆624，第一椭圆板架621和第二椭圆板架622是相同的硬椭圆形平板，第一圆轴杆623和第二圆轴杆624分别连接在第一椭圆板架621和第二椭圆板架622的上下两端之间，在第一圆轴杆623上从左至右设有第一转轮625和第二转轮626，第一转轮625和第二转轮626都以第一圆轴杆623为轴自由转动，在第二圆轴杆624上从左至右设有第一同步齿带轮629和第二同步齿带轮6210，第一同步齿带轮629和第二同步齿带轮6210都以第二圆轴杆624为轴自由转动，在第一同步齿带轮629和第二同步齿带轮6210的一个同向侧面上分别设有固定的第一圆齿轮6213和第二圆齿轮6214，每个圆齿轮与同步齿带轮一体同步转动，在第一转轮625和第一同步齿带轮629以及第二转轮626和第二同步齿带轮6210上分别设有第一同步齿带6217和第二同步齿带6218，在第一同步齿带6217和第二同步齿带6218的外侧面上沿长度方向都设有彩色字符6221，彩色字符6221包括数字“0—9”、符号“+、-、×、—”和空格。
由同步齿带连接的转轮、同步齿带轮、圆齿轮组成的机构称为一个单字符循环体，两组单字符循环体组成两位正整数；在第一椭圆板架621和第二椭圆板架622上都设有两个螺栓孔6222。字符组合机构62通过四个螺栓孔6222固定在箱体框架61的第二左立板611和第二右立板613的上部。
驱动轮系63包括伺服电机631、第四圆轴杆632和两个带楔齿轮633，伺服电机631设置在第二左立板611上，第四圆轴杆632的一端连接在伺服电机631转子的外轴上，第四圆轴杆632的另一端支撑在第二右立板613上；在第四圆轴杆632的外表面上设有与轴中心线平行的多条沟槽634，两只带楔齿轮633分别设置在第四圆轴杆632，每只带楔齿轮633的内圆周上都设置楔块，楔块插在沟槽634中，每只带楔齿轮633既能随第四圆轴杆632一起转动还能沿沟槽634平行移动。
驱动轮系63是通过伺服电机631及第四圆轴杆632右端的轴承固定在箱体框架61的第二左立板611和第二右立板613内侧，两只带楔齿轮633分别与第一圆齿轮6213和第二圆齿轮6214啮合。
如图9所示，两个离合器64都包括电动机641、推拉杆642、撑杆643和两根细直杆645，电动机641和推拉杆642组成电控推拉装置，电动机641正转推拉杆642前推，电动机641反转推拉杆642后拉；在推拉杆642的外端垂直设有撑杆643，在撑杆643的自由端设有横板条644，在横板条644的两端各设有细直杆645。
两只离合器64都是通过电动机641固定在箱体框架61的第二横底板612上，每只离合器64的两根细直杆645分别卡在第一圆齿轮6213和第二圆齿轮6214的两侧。
本发明采用的两位组数机7置于分整转换器9内，本两位组数机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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图12所示，字符构造架8包括方管立架81、至少一个线条灯53和一个方形挡板84，方管立架81是横截面为正方形的一段硬直方管，方管立架81的上端开口83和下端开口82都是正方形，在上端开口83的前后边棱上各设有四支线条灯53，在方管立架81内接近下端开口82处设有方形挡板84，在方形挡板84上边棱处设有第一字符器接线86，在方形挡板84下边棱设有生成器总线85，生成器总线85与第一字符器接线86和线条灯53相连；在方形挡板84上置于四位组数机6时，字符电源插孔65与第一字符器接线86相连。
字符构造架8置于数组运行车4上，下端开口82插入方形立框43内，生成器总线85与电源接口45相连。
本字符构造架8置于数组运行车4上，本字符构造架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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
如图13所示，分整转换器9包括矩形管架91、矩形挡板94、隔离板95和外挡板条99，矩形管架91是横截面为矩形的一段硬直管，矩形管架91的上端开口93和下端开口92都是矩形，在矩形管架91内接近下端开口92处设有矩形挡板94，在矩形管架91上端开口93到矩形挡板94上之间插入两块隔离板95，两块隔离板95都平行于矩形管架91的前后管壁，两块隔离板95将矩形挡板94上部空间均匀地分成三个长方体管桶96，在每个长方体管桶96的底部都设有第二字符器接线98，在矩形挡板94下边棱处设有转换器总线97，在上端开口93的前后边棱外边各设有阻挡板条99，转换器总线97与所有的第二字符器接线98相连；在长方体管桶96中插入两位组数机7时，字符电源插孔75与第二字符器接线98相连。
在分式构造架5上的第一箱筒51内插入分整转换器9，在分式构造架5上的第二箱筒52内也插入分整转换器9；隔离板95挡在前立板56和后立板58上，转换器总线97与电源插头513相连，置于第一箱筒51内的称为约分转换器，置于第二箱筒52内的称为通分转换器。
本分整转换器9插入分式构造架5上第一箱筒51或第二箱筒52内，置于第一箱筒51内的称为约分转换器，置于第二箱筒52内的称为通分转换器。本分整转换器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以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示。
本能约分通分的分数计算演示仪的工作原理是，根据闭环连续重复转动，其侧面上的图像会在限制性可视域内出现，通过电机控制将多个局部可视图像组合形成需要的算式，将既能够完成正交运动同时又能进行闭环重复转动的系统组合形成可变算式。其特点是：能以四位整数为单元的分数式构建、分数四则运算的演示，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。
本能约分通分的分数计算演示仪，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16置于一个稳固的水平面上，拧动调位螺母14使支架1处于稳定状态。将装有六行八列柱面塔架22的正交轨道2固定在支架1中的底板12上，柱面塔架22中行的顺序从后往前依次是第一行、第二行、…、第六行，柱面塔架22中列的顺序从左往右依次是第一列、第二列、…、第八列。横向轨道24的顺序从后往前依次是第一道、第二道、…、第七道，纵向轨道23的顺序从左往右依次是第一路、第二路、…、第九路。取三辆分式运行车3置于正交轨道2上面，取三只分式构造架5分别安装在三辆分式运行车3上，取六只分整转换器9分别置于三只分式构造架5内，置于第一箱筒51内的称为约分转换器9，置于第二箱筒52内的称为通分转换器9，取十八只两位组数机7分别置于六只分整转换器9内，把装有分整转换器9及两位组数机7的分式运行车3称为分式构造器。取六辆数组运行车4置于正交轨道2的最右边，取六只字符构造架8分别安装在六辆数组运行车4上，取六只四位组数机6分别置于六只字符构造架8内，把装有字符构造架8及四位组数机6的数组运行车4称为字符构造器。将控制键盘10置于支架1的顶板13上，连接好所有电器的电源接线。
二、初始位置调整：1]把支架1中主视窗口110上方的第一遮板117和第二遮板118分别推至两边。2]在主视窗口110中用手按住一台分式构造器5，先将其移动至横向轨道24的第三、五道上，再横向移动到第一、二、三列的柱面塔架22上面，把这台分式构造器设为第一分式构造器，记为h1，用相同方法移动第二辆分式运行车3至第三、四、五列的柱面塔架22上面紧靠第一分式构造器右边，第三辆分式运行车3在第五、六、七列的柱面塔架22上面紧靠第二分式构造器右边，第二、第三台分式构造器依次设为第二分式构造器和第三分式构造器，记为h2、h3。3]在主视窗口110中用手按住一台字符构造器，将其移动至横向轨道24的第四、五道及纵向轨道23的第二、三路上，处在第一分式构造器分母位置的称为第一分母，记为h11，再将第二台字符构造器移至横向轨道24的第三、四道及纵向轨道23的第二、三路上，处在第一分式构造器分子位置的第二台字符构造器设为第一分子，记为h12，用同样方法移动第三、四、五、六台字符构造器依次至h2的分母分子和h3的分母分子位置，它们依次设为第二分母、第二分子、第三分母、第三分子，记为h21、h22、h31、h32。4]接通电源。5]将四位组数机6上的彩色字符6221全部调整成空格后关闭。6]将两位组数机7上的彩色字符714全部调整成空格后关闭。7]把第一遮板117和第二遮板118推至主视窗口110上方。8]断开电源。
三、同分母分数加碱运算：1]在提示板18上写下式子：
四、异分母分数加碱运算：1]在提示板18上写下式子：
五、假分数化成带分数：1]在提示板18上写下式子：
六、繁分数的化简运算：1]在提示板18上写下繁分式：
本发明能约分通分的分数计算演示仪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教学效果，急需一种操作简单使用方便的分数计算演示仪，仅基础教育和培训方面，全国共有初中学校5.94万所、普通小学32.01万所和众多业余培训机构，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。
本发明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发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明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。