專利名稱：數(shù)字式智力玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提出一種早期開發(fā)兒童智力的數(shù)字式玩具，屬于保健和娛樂用品。
目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的玩具很多，但智力玩具不多，進行數(shù)學(xué)運算的智力玩具則尚未見到。本實用新型提出的數(shù)字式智力玩具，不僅能使兒童在娛樂過程中識別各種人物、動物和植物的圖案。而且能識別數(shù)字進行簡單的數(shù)字運算，使幼兒能早期建立數(shù)字及其運算的概念，達到早期開發(fā)兒童智力的目的。
為適應(yīng)兒童的不同年齡的不同思維能力，玩具分三種型號，A型，進行10以內(nèi)的加減法運算，適合于1.5-3歲的幼兒；B型，進行10以內(nèi)的乘除法運算，適合于3-5歲的兒童；C型，進行100以內(nèi)的加減乘除法運算，適合于5-7歲的學(xué)齡前兒童和剛?cè)雽W(xué)兒童。
為了提高幼兒的興趣，除有按圖形進行數(shù)字運算外，玩具內(nèi)還裝有電子音樂發(fā)聲系統(tǒng)和電光源系統(tǒng)，使孩子在運算過程中能聽到音樂聲和見到光亮。
以下結(jié)合附圖介紹A型玩具的結(jié)構(gòu)及其動作原理；


圖1為A型玩具的外形圖，圖中所示為一只貓的頭部，供孩子們選擇。圖中，1為右主動輪，2為左主動能，3為等于(用“＝”表示)鍵，4為右觀察鏡，5為左觀察鏡，6為右計算圖形板插孔，8為減法(用“-”表示)鍵，9為加法(用“+”表示)鍵。
圖2為A型玩具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖，圖中，10為左、右主動輪軸，11為右主動輪皮帶，12為左主動輪皮帶，13為電子音樂集成塊，14為揚聲器，15為棘瓜，16為右計算輪，17為左計算輪，18為連接螺釘，19為計算圖形板，20為左指令定位桿，21為減法控制桿，22為加法控制鍵，23為總復(fù)位控制鍵，24為減法控制鍵，25為加法控制桿，26為右指令定位桿復(fù)位彈簧，27為右指令定位桿，28為支架，29為螺母，30為左、右計算輪輪軸，31為右計算輪復(fù)位彈簧，32為電池，33為外殼。
圖3為A型玩具控制部分的正視圖，圖4為其俯視圖。圖中，34為加法控制鍵復(fù)位彈簧，35為總總復(fù)位控制鍵復(fù)位彈簧，36為減法控制鍵復(fù)位彈簧，37為總復(fù)位控制桿，38為減法控制桿支點鉸鏈，41為左指令定位桿復(fù)位彈簧。
在介紹玩具的動作原理之前，先介紹幾個主要零件圖5，圖6和圖7為A型玩具左計算輪(17)的仰視圖、正視圖和俯視圖。由圖可知，將左計算輪(17)的上端面分成十個相等的扇面，各扇面的軸向厚度成等差級數(shù)。即取代表0的扇面的軸向厚度為0。則代表1的扇面的軸向厚度為2，……所以以此類推，代表9的扇面的軸向厚度為9。并把這十個數(shù)字標到刻度環(huán)上，如圖2中所示。
左計算輪(17)的下端面加工有內(nèi)棘齒。(見圖5)側(cè)面有一圖(見圖2和圖6)，其作用另作介紹。圖8，圖9，
圖10為計算輪(16)的仰視圖、正視圖和俯視圖，由圖可知，右計算輪(16)上端部的加工方法與左計算輪相同。其下端部兩個槽，用于安裝棘爪(15)(如
圖11所示)。
圖12為左計算輪(17)和右計算輪(16)的裝配圖，圖中，42為棘爪軸，43為彈簧，由圖可知，棘爪在彈簧的作用下，始終處于外張狀態(tài)，因此，右計算輪(16)在左計算輪(17)內(nèi)只能作順時針向旋轉(zhuǎn)，而左計算輪(17)在右計算輪的外面只能作逆時針向旋轉(zhuǎn)。
圖13和
圖14為左指令定位桿(20)和右指令定位桿(27)正視圖和側(cè)視圖。此兩桿外形相同，對稱布置(如圖2所示)，在桿上有十個棘齒(直齒)，各齒間距為等差級數(shù)，與左、右計算輪(16和17)端面上各扇面的軸向厚度差完全一致。
圖15和
圖16為總復(fù)位控制鍵(23)的正視圖和俯視圖。加法控制鍵(22)和減法控制鍵(24)的結(jié)構(gòu)與此相同。
圖17和
圖18為減法控制桿(21)和加法控制桿(25)的正視圖和俯視圖。
圖19和圖20為總復(fù)位控制桿(37)的正視圖和俯視圖。
圖21至圖29為計算圖形板(19)的示意圖，計算圖形板每套9塊，每個玩具必備兩套，但也可多套，畫上動物、水果，植物、人物和家具等圖案，供孩子識別。每塊板上均帶有一個插桿，插桿的長度與新代表的數(shù)字有關(guān)。取代表1的計算圖形板的長度為2+1，則其它分別為L+2，L+3...L+9。各插桿的長度等差級數(shù)，且其值與左、右計算輪(16，17)的扇面的軸向長度差及左、右指令定位桿上棘齒的齒距完全相等。
下面參閱
圖1，圖2和圖3介紹A型玩具的動作原理首先介紹作加法。
1、取一塊計算圖形板(19)插入右計算圖形板插孔(6)內(nèi)(此時接通音樂開關(guān)和電源開關(guān)，故發(fā)生和發(fā)光)，假定該板為兩個圖案數(shù)字為2，則計算圖形板的插桿推動右指令定位桿(27)向左平移兩個棘齒、此時，加法控制鍵(22)在加法控制鍵復(fù)位彈簧(34)的作用下，將加法控制鍵(22)推到第個棘齒內(nèi)，使右指令定位桿(27)不能復(fù)位。
2、向上撥動右主動輪(1)，在右主動輪皮帶(11)的帶動下，右計算輪(16)作順時針向旋轉(zhuǎn)(在零位處用呂塊卡死，使右計算輪不能逆時針轉(zhuǎn)動，此時，左計算輪(17)在總復(fù)位控制鍵(23)的作用下靜止不動)，直到代表2的扇面與右指令定位桿(16)相碰為止。此時，右觀察鏡(4)內(nèi)顯示出刻度環(huán)上的“2”字。
3、按加法鍵(9)，使加法控制桿(25)在杠桿原理的作用下，抬起加法控制鍵(22)和總復(fù)位控制鍵(23)，此時，左、右計算輪(16、17)均處于自由狀態(tài)，右指令定位桿(27)在右指令定位桿復(fù)位彈簧(26)的作用下退到原位，計算圖形板也被右移(二個點距)。
4、將另一塊計算圖形板(假定為3)插入左計算圖形板插孔7內(nèi)(此時，接通音樂開關(guān)和電燈開關(guān)，發(fā)出音樂聲和光亮)，左指令定位桿(20)向右平移三各棘齒距，并被減法控制鍵(24)卡住。
5、向上推動左主動輪(2)，使之沿順時針向轉(zhuǎn)動，當(dāng)代表3扇形面與左指令定位桿(20)相碰時，轉(zhuǎn)動即停止。此時，左觀察鏡(5)內(nèi)顯示出“3”，而右觀察鏡內(nèi)由于被棘瓜(15)帶動，隨左計算輪(17)又轉(zhuǎn)動3格，顯示出疊加結(jié)果為“5”。此即為計算結(jié)果。
6、按動等于鍵(3)，總復(fù)位控制桿(37)動作，將加法控制鍵(22)、總復(fù)位控制鍵(23)和減法控制鍵(24)全部抬起，左計算輪(17)解脫，右計算輪(16)已經(jīng)在右計算輪復(fù)位彈簧(31)的作用下復(fù)到零位，左計算輪(17)用于撥到零位準備下次計算。
減法(動作原理與上述同)1，將較大數(shù)的計算圖形板(假定為8、必須使減數(shù)大于減數(shù))插入左計算圖形板插孔(7)內(nèi)，電子音樂發(fā)聲、燈亮。
2、按下減法鍵(8)，使減法控制鍵(24)抬起，此時左計算輪(17)處于自由狀態(tài)。再撥動左主動輪(2)至不動時止，左觀察鏡(5)內(nèi)顯示數(shù)字8。
3、再在右計算圖形板插孔(6)內(nèi)，插入計算圖形板(假定為3)，電子音樂發(fā)聲，燈亮，撥動右主動輪(1)至不動時止，右觀察鏡(4)內(nèi)顯示數(shù)字“3”。
4、按下等于鍵(3)，此時加減法控制鍵(22、24，總復(fù)位控制鍵(23)全部抬起，左右計算輪均解脫，右計算輪(16)在右計算輪復(fù)位彈簧(31)的作用下復(fù)至零位。即右觀察鏡(4)顯示出“0”，此時，對應(yīng)的左觀察鏡中顯示出減法計算結(jié)果“5”。
B型玩具為乘除法運算，其結(jié)構(gòu)與A型基本相同，只需要計算輪(16、17)端面的扇面刻度對數(shù)分割，如圖30所示。而相對應(yīng)的數(shù)字環(huán)刻度也按對數(shù)分割。
乘法運算方法及操作程序同加法，除法運算方法及操作程序同減法。
C型玩具為A型和B型的合并，將計算輪(16、17)分成內(nèi)、外兩圈，如圖31所示。內(nèi)圈為等差級數(shù)分割，外圈為對數(shù)級數(shù)分割。去掉控制機構(gòu)后，用于手控，把刻度分細，可進行100以內(nèi)的加、減、乘除四則運算，可作學(xué)齡兒童的數(shù)學(xué)教具。
權(quán)利要求1.一種伴有電子音樂、電光的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其數(shù)學(xué)運算裝置有以下機構(gòu)組成(1)計算系統(tǒng)包括左計算輪(17)，右計算輪(16)，棘爪(15)，左主動輪(2)，右主動輪(1)，左主動輪皮帶(12)，右主動輪皮帶(13)，右計算輪復(fù)位彈簧(31)，左右主動輪輪軸(10)，左右計算輪輪軸(30)，螺母(29)，棘爪軸(43)，彈簧(44)和計算圖形板(19)。(2)控制系統(tǒng)包括左指令定位桿(20)，減法控制桿(21)，加法控制桿(25)，右指令定位桿(27)，加法控制鍵(22)，總復(fù)位控制鍵(23)，減法控制鍵(24)，右指令定位桿復(fù)位彈簧(26)，加法控制鍵復(fù)位彈簧(34)，總復(fù)位控制鍵復(fù)位彈簧(35)，減法控制鍵復(fù)位彈簧(36)，總復(fù)位控制桿(37)，減法控制桿支點鉸鏈(38)，加法控制桿支點鉸鏈(39)，總復(fù)位控制桿支點鉸鏈(40)，左指令定位桿復(fù)位彈簧(41)。
2.如權(quán)利要求1所說的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其特征在于左計算輪(17)和右計算輪(16)的端面，分別按等分(A型玩具)、對數(shù)(B型玩具)，等數(shù)和等分混合(C型玩具)共三種方法分成十個扇面，各扇面的軸向長度按等差級數(shù)確定。分別用0，1，2……9共十個數(shù)字標志到相對應(yīng)的刻度環(huán)上，0所對應(yīng)的扇面的軸向長度最長，9所對應(yīng)的扇面的軸向長度最短。
3.如權(quán)利要求1所說的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其特征在于左指令定位桿(20)和右指令定位桿(27)上有10個齒距相等的棘齒。
4.如權(quán)利要求1所說的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其特征在于計算圖形板(19)每套由九塊組成，分別代表數(shù)字1，2，……9，每塊板的尾部有一插桿，九塊板各插桿間的長度差為等差級數(shù)，代表1的插桿最短，代表9的插桿最長。
5.如權(quán)利要求2，3，4所說的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其特征在于左計算輪(17)和右計算輪(16)上各扇面間的軸向長度差、左指令定位桿(20)和右指令定位桿(27)上的棘齒的齒距以及計算圖形板(19)的各插桿的長度差為同一數(shù)值。
6.如權(quán)利要求1所說的數(shù)學(xué)運算智力玩具，其特征在于左計1算輪(17)和右計算輪(16)采用鋸末加膠沖壓制成。
專利摘要本實用新型所述為數(shù)字式智力玩具，屬于保健和娛樂用品。本實用新型提出一種適合于1.5至7歲幼兒使用的數(shù)字式智力玩具，玩具分三種型號A型，進行10以內(nèi)的加減法運算，適合于1.5-3歲的幼兒；B型，進行10以內(nèi)的乘除法運算，適合于3-5歲的兒童；C型，進行100以內(nèi)的加減乘除法運算，適合于5-7歲的學(xué)齡前兒童。本實用新型提出的玩具內(nèi)還裝有電子音樂發(fā)聲系統(tǒng)和電光源發(fā)光系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，使用方便。不僅可作為1.5-7歲兒童的智力玩具，而且可作為學(xué)齡兒童的理想數(shù)學(xué)教具。
文檔編號A63F9/18GK2035261SQ8821426
公開日1989年4月5日 申請日期1988年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月21日
發(fā)明者宋九成, 孫淑英, 宋軍, 胡燕, 馬利萍, 王新元, 劉金山 申請人:宋九成