专利名称：能显示对错的儿童加减运算器的制作方法
技术领域：
一种能显示对错的儿童加减运算器，属电子玩具领域。
为了尽早开发儿童的智力，使其早日掌握基本的加减运算概念，目前市场上有许多这方面的玩具问世，如积木式数字块，小算盘，小黑板、小图片等，但使用这类玩具进行运算时，结果正确与否往往需要边上成人的判断，一则儿童无法独立操作，二则形式比较枯燥，儿童往往很易厌烦。
本实用新型提出的能显示对错的儿童加减运算器就是为解决这些问题而设计的，当儿童做对了加减法时，运算器能发出悦耳的音乐声，而一且做错时，就发出刺耳的噪声，这样不仅能自动显示对错，而且能提高儿童做题的兴趣。
附
图1是这种运算器的积木块结构示意图，附图2是显示板示意图，附图3是计算电原理图，附图4是内部判断电路原理图，下面对照附图详述运算器的结构和工作原理。
如附
图1所示，积木块共分三类，第一类如附
图1(a)所示，是数字积木块，它为中空立方体结构，1为外壳，其外侧正面写有数字，外侧左、右面中部有两触点2，两触点通过内部电阻3相连。电阻3的阻值与外部数字相对应，即电阻阻值为数字的某一固字的倍数，考虑到选值的方便，通常取10K倍(K＝1，2，3)，如1用100Ω，2用200Ω，……10用1K，……20用2K等等(0则用导线将两触点直接相连)；第二类为“＋”号积木块，仅一块，它同样呈中空立方体结构，如附
图1(b)所示，1为外壳，2为两触点，连接两触点的是位于1内部的一金属导线4，其左侧触点位于外侧面中部，右侧面触点位于上部；第三类为“－”号积木块，仅一块，如附
图1(c)所示，与“＋”号块不同之处仅在于其右侧面触点位于下部。
附图2为显示板图，在面板5上开有1、2、3、4四个插接槽(图为正视图，没画出深度)其中1、3、4为数字积木块插接槽，2为“＋”、“－”号积木块插接槽，aij为各个插接槽侧面的触点，其中a11连接电源＋E，a12、a23、a31相连，a22、a32、a41相连，a42通过按钮开关K接地，a21与后面将描述的内部判断电路的输入端IN相连。所有引线均位于面板5后面。在面板5正面3、4插接槽之间部分画有“＝”号，(图中未给出)。
按算术运算法则将数字积木块和“＋”、“－”号积木块插入插接槽中，积木块两侧和插接槽两侧触点及连线就将三个电阻串联起来，其电原理图如附图3所示，当插入“＋”号时，a21与a22触点相连，按下K后，此时若运算正确，就应有R1＋R3＝R4，则从a22取得的电位值应为E／2，否则，若R1＋R3≠R4，a22取得的电位值或大于或小于E／2；当插入“－”号时，a21与a23相连，运算正确时应有R1－R3＝R4，即R1＝R3＋R4，故从a23取得的电位值应为E／2，运算错误时则该电位值不等于E／2。将取出的电位信号送到内部判断电路中进行判断，若其值为E／2，则推动执行机构使其发出悦耳的音乐，并使绿灯亮，否则就发出噪声，并使红灯亮。
附图4给出内部判断电路原理图，图中，IC为运算放大器，R1为输入电阻，R2为反馈电阻，R3＝R4组成分压电路产生E／2电位，IC的输出一路通过D1连至BG1基极，另一路通过R5连至BG2基极。BG1发射极接地，集电极通过继电器线圈J与＋E相连；BG2集电极通过D2与BG1基极相连，通过R8与＋E相连；BG2集电极分别通过R6、R7与－E、＋E相连。绿灯和音乐电路接至继电器J常闭触点上，红灯和噪音电路接至继电器J常开触点上。音乐电路和噪声电路的电源开关K1与面板5上的开关K连动。
当按下K后，若计算结果正确则IN端电位为E／2，IC无输出，BG1截止，J中无电流，音乐电路工作，绿灯GL亮；计算错误时，IC输出大于零或小于零的电压，大于零的信号通过D1使BG1导通，J中的电流使触点动作，噪声电路工作，红灯RL亮；当IC输出小于零的信号时，它通过R5加到BG2基极，使其截止，发射极的高电位通过D2加至BG1基极，J中有电流，同样使噪声电路工作、红灯RL亮。由于音乐电路和噪声电路已有很多，这里不再详述。
电路元件的最佳选择为R1＝100K，R2＝2M，R3＝R4＝1K，R5＝3.9K，R6＝50Ω，R7＝150Ω，R8＝680Ω，D1、D2～2CK或2AK，BG1、BG2～3DG6，IC～LM741，J～JRC－3，＋E＝＋3V，－E＝－3V。
所有元件都焊装在印刷电路板上后置于面板5后面，将红、绿灯放于面板正面，按钮开关也露出在面板5外。
权利要求1.一种能显示对错的儿童加减运算器，由标有数字和“+”、“-”号的积木块、显示板和内部电路组成，其特征在于(1)所有积木块均为中空立方体结构，正面外侧标有数字或“+”、“-”号；数字积木块内部有电阻3连接外部左右两侧中部的触点2、“+”、“-”号积木块内部有导线连接外部左、右两侧的触点2，它们左侧触点位于中部，右侧触点分别位于上部和下部；电阻3的阻值为外部数字的一固定倍数，以10K倍为佳(K=1，2，3)；(2)显示板由开有插接槽1、2、3、4的面板5构成，各插接槽侧面有触点aij(i＝1，2，3，4；j＝1，2，3)，其中a11连接电源＋E，a12、a23、a31相连，a22、a32、a41相连，a42通过按钮开关K接地，a21与内部判断电路输入端相接，a22、a23位于插接槽2右侧上、下部，其余触点均位于相应插接槽两侧中部；(3)内部电路由内部判断电路和内部发声电路构成，其中①内部判断电路输入端IN通过R1进入IC，相等电阻R3、R4串联后连接＋E、－E，其中点进入IC另一输入端；IC输出一路通过D1与BG1基极相连，另一路通过R5与BG2基极相连；BG1发射极接地，集电极通过继电器线圈J与＋E相连；BG2集电极一路通过D2与BG1基极相连，另一路通过R8与＋E相连，其集电极分别通过R6、R7与－E、＋E相连；②内部发声电路由绿灯、音乐电路和红灯、噪声电路构成，与显示板上K连动的电源开关K1与继电器J触点开关KJ串联，音乐电路和绿灯串联后接在继电器常闭触点上，噪声电路和红灯串联后接在继电器常开触点上。
专利摘要一种能显示对错的儿童加减运算器，由积木块，显示板和内部电路构成，当运算正确时自动发出美妙音乐并使绿灯亮，运算错误时则发出噪声并使红灯亮。
文档编号G09B19/02GK2044089SQ87210179
公开日1989年9月6日 申请日期1987年7月18日 优先权日1987年7月18日
发明者刘乐成 申请人:刘乐成