本发明涉及儿童珠算培训用器材，尤其涉及一种带记忆功能的算盘及其练习方法。
背景技术
算盘是计算工具，现主要用来开发儿童脑力；儿童在学习打算盘时会经常出错，在课堂上老师没有足够的时间去观察每一个学生珠算的整个过程，在家里父母又不懂怎样拨算盘，所以决大部分的学生做错的题都得不到有效及时的纠正。于是出现了有记忆功能的算盘，首先将学生的整个拨珠过程全部记录下来，再通过蓝牙或其他方法将这些数据传送到手机或平板电脑的app，处理器首先对数据进行分析，如果发现学生在拨珠过程中的错误，则通过软件中的多媒体算盘将学生的拨珠过程演示一次，并指出错误的地方，再告诉学生正确的拨珠方式。
目前记忆功能的算盘，一种是使用光电传感器来判断算珠位置的变化，其关键问题是需要在算珠的下面安装一个反光镜，并且要确保反光镜和算盘底面电路版平行。
另一种记忆功能的算盘使用霍耳传感器来判断算珠位置的变化，其关键问题是需要在算珠的下面或者里面安装一个永久磁铁，并且要确保磁铁和算盘底面电路版平行，这样才能确保有足够的磁场穿越霍耳传感器而达到感应的目的。
以上两种方法都需要控制算珠方向，现有的方法是通过将算盘各个档由圆形变成椭圆形或六角形等形状，目的是在将算珠装到档上就固定算珠的位置，使其不能在档上自由绕档转动。
一般的算盘算珠在其档上可以上下移动，以表示数的变化，同时算珠又可以绕其档自由地转动，但安装传感器后，必须在算珠上安装磁铁或反光镜，而且它们还必须与算盘的底面平行，以确保传感器能接受或感应到信息；即记忆功能的算盘既需要像一般算盘那样可以旋转算珠，也要让算珠以某种固定的方式向传感器发送信息。现有的发明不能使算珠绕其档自由地转动，而是将原来圆柱形的档变成椭圆性的档或者其他形状，同时算珠中间的圆孔也做相应的修改，以确保算珠能够安装中档上，并且固定算珠的方向，不让其旋转。
这样做的缺点是：
算珠不能转动，带来拨珠困难；
档的制造难度和成本显着增加，一般算盘的档是由竹子做成的圆柱体，直径大约3mm，长度70mm，要将它做成椭圆形的长条，必须将竹子换成金属的，而且椭圆的金属长条加工难度很大。
档的安装需要改变，一般算盘的组装或算珠的更换都是强行将算盘的框撑开，将档强行放进去的，而换成其他材料的档，为确保档不变形，这种方法需要改变，能否找到一个有效的方法还未知。
在算盘的使用过程中，由于磨损或使用不当，很容易造成档的变形，而档的更换又比较困难，就会造成算盘记忆功能的失效。
如果一个算珠上的磁体或反光镜受损，由于算珠不能转动，此维修比较难。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带记忆功能的算盘及其练习方法，其能很好的解决拨珠困难和档的制造复杂的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种带记忆功能的算盘，包括算珠、外框、横梁、档、记忆模块和显示模块，所述横梁横向支撑于所述外框内将算区分为上珠区和下珠区，所述档纵向并排等间距设置于所述外框内，所述记忆模块包括安装于算盘下的承载板上的对应每个算珠位的位置传感器和处理器，所述处理器与所述位置传感器以及显示模块信号连接，所述算珠通过通孔穿插于所述档上，且所述算珠为重心偏置的结构设置。
优选的，所述算珠包括轻质部和高密部，所述高密部连接至所述轻质部并使得算珠的整体重心低于算珠的几何中心，沿所述几何中心开设算珠通孔。
优选的，所述算珠的轻质部为弧形饼状，所述轻质部的横截面的外边为圆弧或呈a状。
优选的，所述高密部的密度大于所述轻质部的密度，并通过焊接、粘接或隼接将所述高密部的上端面连接至所述轻质部的下端面。
优选的，所述高密部为磁钢或磁铁。
优选的，所述算珠包括外轻质部和内高密部，所述内高密部的密度大于外轻质部并填充在所述外轻质部一侧端内部，填充有内高密部的算珠的整体重心低于算珠的几何中心。
优选的，所述内高密部为磁钢或磁铁。
优选的，所述位置传感器为霍尔传感器。
上述带记忆功能的算盘的学习方法，方法包括如下步骤：
选题并拨珠练习，学生或儿童通过显示模块选择练习的题目，并根据选择好的题目内容在算盘上拨珠练习；
数据处理，通过算盘的记忆模块中的位置传感器收集算盘上的拨珠数据，并将拨珠数据发送给处理器，并由处理器分析拨珠数据，判断针对所选题目的拨珠顺序以及最后结果正确与否；
练习结果输出，根据数据处理结果在显示屏上显示拨珠练习正确与否，当显示为正确时，提示是否选择播报或显示下一题；当显示为错误时，处理器将正确的拨珠数据通过显示模块进行演示并提示，演示完毕后显示选题并拨珠练习步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明就可以达到既让算珠在其档自由地绕档转动，也可以让传感器能够接受到信号，以确定算珠的移动，而且档以及档的安装都和一般的算盘一样，不需要做任何改变。
附图说明
图1为本发明一种带记忆功能的算盘的结构示意图；
图2为算珠的一个实施例的正视方向的示意图；
图3为图2中算珠的侧视方向的示意图；
图4为算珠的另一实施例的侧视方向的示意图；
图5为算珠的另一实施例的侧视方向的示意图；
图6为图5实施例算珠的正视方向的示意图；
图7为算珠的另一实施例的正视方向的示意图；
图8为图7算珠的侧视方向的剖视图；
图9为算珠的另一实施例的正视方向的示意图；
图10为位置传感器的布局示意图；
图11为带记忆功能的算盘的练习或学习示意图。
图中：1、算珠；2、外框；3、横梁；4、档；110、轻质部；120、高密部；130、算珠通孔；140、外轻质部；150、内高密部。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1，一种带记忆功能的算盘，包括算珠1、外框2、横梁3、档4、记忆模块(图未示)和显示模块(图未示)，横梁3横向支撑于外框2内将算区分为上珠区和下珠区，沿几何中心开设算珠通孔130。上珠区优选但不限于仅为图1所示的一个算珠，也可以为两个算珠；下珠区优选但不限于图1所示的四个算珠。
档4纵向并排等间距设置于外框2内，将计算能力根据档数扩展为小数点后两位、个、十、百、千、万、十万、百万、千万、亿和十亿，可根据不同学习阶段进行调整或选择。
记忆模块包括安装于算盘下的承载板上的对应每个算珠位的位置传感器，该位置传感器优选为霍尔传感器，参见图10，位置传感器的布置，图10仅以上一下四三挡做示例性展示，根据需要进行选择或布局。其中霍尔传感器的安装位多于每档的算珠数两个，参见图10，字母a表示表示上珠，后面数字表示第几档。数字1表示第一挡，数字2表示第二挡，数字3表示第三挡(这里只列出了三档，实际上根据算盘档位的需要增加霍耳传感器)，字母a表示上珠，因为上珠只有两个位置，所以用两个传感器a1和a2；字母b表示下珠，下珠有四个，有五个位置，所以用五个传感器b1～b5；这样做的好处是通过检测可以判断算珠的位置，从而可以用来表示悬珠。
例如：上珠既不在本位(upp)状态，也不在下位状态(dwp)，而是介于这两个位置之间，即是悬珠状态(out)，可以用来表示负数以及学生的带珠和震珠等错误。
记忆模块还包括处理器，处理器与位置传感器以及显示模块信号连接，算珠1通过通孔穿插于档4上，且算珠1为重心偏置的结构设置。
为了达到重心偏置的效果，算珠构成为拼接连接或填充密度不同的两种材料实现。算珠结构参见图2-图9。
一个实施例中，算珠1包括轻质部110和高密部120，高密部120连接至轻质部110并使得算珠1的整体重心低于算珠1的几何中心。
轻质部110可以为塑料、乳胶、橡胶、木头等；而高密部120一般采用磁铁或磁钢。高密部120的密度大于轻质部110的密度，并通过焊接、粘接或隼接将高密部120的上端面连接至轻质部110的下端面。
具体实施例中，算珠1的轻质部110为弧形饼状，轻质部110的横截面的外边为圆弧或呈a状。
另一实施例中，算珠1包括外轻质部140和内高密部150，内高密部150的密度大于外轻质部140并填充在外轻质部140一侧端内部，填充有内高密部150的算珠1的整体重心低于算珠1的几何中心。
位置传感器为霍尔传感器。
上述带记忆功能的算盘的学习方法，参见图11的学习或练习流程，方法包括如下步骤：
选题并拨珠练习，学生或儿童通过显示模块选择练习的题目，并根据选择好的题目内容在算盘上拨珠练习；
数据处理，通过算盘的记忆模块中的位置传感器收集算盘上的拨珠数据，并将拨珠数据发送给处理器，并由处理器分析拨珠数据，判断针对所选题目的拨珠顺序以及最后结果正确与否；
练习结果输出，根据数据处理结果在显示屏上显示拨珠练习正确与否，当显示为正确时，提示是否选择播报或显示下一题；当显示为错误时，处理器将正确的拨珠数据通过显示模块进行演示并提示，演示完毕后显示选题并拨珠练习步骤；
循环练习或选择停止。
该发明的算盘既让算珠在其档自由地绕档转动，也可以让传感器能够接受到信号，以确定算珠的移动，而且档以及档的安装都和一般的算盘一样，不需要做任何改变。学习方法简单，提高了位置信号收取的准确率。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。