專利名稱：超幻方教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種超幻方數(shù)學(xué)教具。
中國專利CN91205119.1公開了一種智力游戲超幻方組排賽具。該專利是由本發(fā)明人所設(shè)計(jì)的一種主要用于慶?；顒拥馁惥?，它由盒底、盒蓋和數(shù)字小方塊組成，在盒底和盒蓋的邊框上均勻地標(biāo)記n階的行列數(shù)，凹進(jìn)的底部于每列的行與行之間均勻地布置n(n－1)個定位塊，帶定位缺口的n2個數(shù)字小方塊組排在定位塊中間，小方塊中間開有扁平十字型通槽，并于正反兩面標(biāo)記有組排超幻方的數(shù)字。該賽具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每個組排的數(shù)字小方塊為一個獨(dú)立單元，不能互相銜接，不適用于做懸掛教具，更無法直觀顯示組排成超幻方的兩面方陣的對應(yīng)關(guān)系。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種主要作為教具使用的超幻方排列工具。簡化小方塊的結(jié)構(gòu)，使n2個小方塊相互密切卡接成一個整體的數(shù)字方陣，簡化支承數(shù)字方陣的支承結(jié)構(gòu)，使其具備多種使用方式，滿足懸掛使用的要求。
本實(shí)用新型采用如下方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。
實(shí)用新型的超幻方教具，它包含n2個前后表面標(biāo)記數(shù)字的組排單元和固著n2個組排單元組成數(shù)字方陣的支承架。該組排單元是由三塊正方形薄片膠合組成，其中前后兩塊薄片對正放置，中間薄片的放置位置是使中間薄片的對角線沿前后兩塊薄片相對應(yīng)的對角線平移，使中間薄片相鄰兩個側(cè)面凸出由前后薄片組成的相應(yīng)側(cè)面，中間薄片的另外兩個相鄰側(cè)面凹進(jìn)由前后兩個薄片組成的相應(yīng)側(cè)面，相鄰組排單元利用中間薄片所形成的凸臺和凹槽卡接后形成n階數(shù)字方陣，該方陣置于正方形框架構(gòu)成的支承架中，該支承架相鄰的兩個邊框構(gòu)成的直角內(nèi)側(cè)面設(shè)置于組排單元凸臺相對應(yīng)的凹槽，另外相鄰兩個邊框構(gòu)成直角的內(nèi)側(cè)面設(shè)置與組排單元凹槽相對應(yīng)的凸臺，整體框架的內(nèi)邊長為組排單元邊長的整數(shù)倍，本實(shí)用新型還包含(n－1)／2個帶4孔計(jì)算卡片，其中兩孔占方陣中的一行，另兩孔占方陣中的一列。
本實(shí)用新型為了使其支承方陣的正方形框架緊固連接，可制成三個邊框聯(lián)為一體，第四個邊框?yàn)榛顒舆吙颉?br> 本實(shí)用新型為了使該教具便于組合成不同階的方陣，正方形框架設(shè)計(jì)成由4個直角架和4個邊框構(gòu)成，直角架與邊框相連接處設(shè)置匹配的帶棱銷子和銷孔。
本實(shí)用新型的超幻方教具，把全部n2個組排單元密切卡接成一個整體的數(shù)字方陣，而且又通過框架的凹臺和凸槽地卡接，使數(shù)字方陣與框架組成緊固為一體的數(shù)板，使之?dāng)y帶和吊掛都很方便，而且使教具的直觀感增強(qiáng)，也就是當(dāng)正面組成超幻方后，反面必定自然形成超幻方，借以使體現(xiàn)正反兩面由和數(shù)以及特定數(shù)字所代表的意義之間的某種內(nèi)在聯(lián)系一目了然。本教具組成多階化的框架，克服了已有技術(shù)因有底和蓋而只適用于一個階數(shù)的不足之處，更便于數(shù)字方陣階數(shù)的擴(kuò)大。本實(shí)用新型利用帶4孔計(jì)算卡片，就可以根據(jù)所給出的超幻方的任意兩行以及任意兩列上的2n個數(shù)字，均可以直接而快速地計(jì)算出其余(n－2)n個數(shù)字，這就使小學(xué)二、三年級的學(xué)生，巧解了一個既便運(yùn)用高等數(shù)學(xué)都難以解答的不定方程，因此本實(shí)用新型是一種對青少年智力開發(fā)效果顯著的教具。
本實(shí)用新型的
如下圖1為組排單元數(shù)字方塊的主視圖；圖2為組排單元數(shù)字方塊的側(cè)視圖；圖3為含有一活動邊框的框架主視圖；圖4為圖3中A－A剖視圖；圖5為由4個直角架和4個邊框組成的正方形框架的主視圖；圖6為7階和11階數(shù)字方陣共用計(jì)算卡片；圖7和圖8為7階數(shù)字方陣使用計(jì)算卡片；圖9為一種7階超幻方數(shù)字方陣；圖10～圖13均為11階數(shù)字方陣使用計(jì)算卡片；圖14為一種11階超幻方數(shù)字方陣。
本實(shí)用新型采用7階數(shù)字方陣，三邊連為一體、一邊為活動邊框的方形框架，三塊計(jì)算卡片為一實(shí)施例；采用11階方陣，由4個直角架和4個邊框組成的正方形框架，5塊計(jì)算卡邊為另一實(shí)施例，進(jìn)而詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例一本實(shí)施例由72個組排單元數(shù)字塊組成7階超幻方數(shù)字方陣。每個組排單元數(shù)字塊如圖1和圖2所示，是由三塊正方形薄片(1、2、5)組成，邊長為b、厚度為t，其中前片(2)和后片(5)對正放置，中間薄片(1)放置的位置是以前后薄片(2、5)的一組對角線為基準(zhǔn)線，使中間薄片(1)的相應(yīng)對角線沿基準(zhǔn)線平移，平移距離為a，使中間薄片(1)相鄰兩個側(cè)面凸出由前后兩薄片(2、5)組成的相應(yīng)側(cè)面，那么中間薄片(1)的另外兩個相鄰側(cè)面就凹進(jìn)由前后薄片(2、5)組成的相應(yīng)側(cè)面，凸出的部分稱其為凸臺(3)，凹進(jìn)的部分稱其為凹槽(4)。相鄰的組排單元利用中間薄片(1)與前后薄片(2、5)構(gòu)成的凸臺(3)和凹槽(4)卡接后形成7階數(shù)字方陣，該方陣的相鄰兩個側(cè)面帶有由每個組排單元的凸臺(3)串接而成的凸臺，方陣的另兩個側(cè)面帶有由組排單元的凹槽(4)串接而成的凹槽。方陣的支承框架如圖3和圖4所示，是一個正方形的框架，框內(nèi)對邊距為組排單元的正方形薄片邊長b的7倍，邊框(6、7和11)連為一體，邊框(12)為活動框，邊框(6、7)內(nèi)邊帶有深度為a、寬度為t的凹槽(8)，邊框(11)和活動邊框(12)的內(nèi)邊帶有高為a、寬為t的凸臺(10)和(9)，邊框(7)和(11)與活動邊框(12)相卡接部位要給活動邊框(12)貫穿全長的凸臺(9)留有空位。方陣和邊框通過凸臺和凹槽緊密卡接后形成一體，即為超幻方教具。7階超幻方有3塊計(jì)算卡片，如圖6～圖8所示?？ㄆ砻娣指畛膳c組排單元小方塊的大小相等的正方形，兩個方孔和兩個圓孔分別占據(jù)同一行和同一列的4個正方形的位置。4個孔的位置是根據(jù)超方所獨(dú)具的菱形對角對互等的普遍規(guī)律性設(shè)計(jì)的，不論將該卡片放在方陣的任何一個位置上，只要不顛倒行與列，即兩個方孔占一行，兩個圓孔占一列，結(jié)果始終是兩個方孔內(nèi)的數(shù)字和等于兩個圓孔內(nèi)的數(shù)字和。本實(shí)施例給出一超幻方數(shù)字方陣如圖9所示，就可以利用所給出的計(jì)算卡片驗(yàn)算其規(guī)律性，也可以只給出任意兩行或任意兩列的2×7個數(shù)字方塊，均可以直接而快速地計(jì)算出其它的5×7個數(shù)字方塊，由此可以作為填空補(bǔ)位教具。
實(shí)施例二本實(shí)施例的組排單元結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一完全相同，只是由11×11塊組排單元組成11階方陣。它的支承框架如圖5所示，它由4個直角框(13)和4條邊框(16)組成，每個直角框(13)和邊框(16)都設(shè)計(jì)與實(shí)施例一相應(yīng)的凸臺(18)和凹槽(17)，直角框的內(nèi)邊長為2b，邊框長為7b，考慮到直角框(13)和邊框(16)連接的穩(wěn)定性，它們的相互連接處制成截面為方形的銷子(15)和銷孔(14)的連接結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例有5塊計(jì)算卡片，如圖7、圖10～圖13，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一同，并可利用圖14所示的11階數(shù)字方陣驗(yàn)證其實(shí)用性。
本實(shí)用新型所有構(gòu)件均可用塑料制造，各件的連接可采用膠粘。
權(quán)利要求1.一種超幻方教具，它包含n2個前后表面標(biāo)記數(shù)字的組排單元和固著n2個組排單元組成數(shù)字方陣的支承物，其特征在于該組排單元是由三塊正方形薄片膠合組成，其中前后兩塊薄片(2、5)對正放置，中間薄片(1)的放置位置是使中間薄片(1)的對角線沿前后兩塊薄片(2、5)相對應(yīng)的對角線平移，使中間薄片(1)相鄰兩個側(cè)面凸出由前后薄片(2、5)組成的相應(yīng)側(cè)面，中間薄片(1)的另外兩個相鄰側(cè)面凹進(jìn)由前后兩個薄片(2、5)組成的相應(yīng)側(cè)面，相鄰組排單元利用中間薄片(1)所形成的凸臺(3)和凹槽(4)卡接后形成n階數(shù)字方陣，該方陣置于正方形框架構(gòu)成的支承物中，相鄰的兩個邊框(6、7)構(gòu)成直角的內(nèi)側(cè)面設(shè)置于組排單元凸臺(3)相對應(yīng)的凹槽(8)，另外相鄰兩個邊框(11、12)構(gòu)成直角的內(nèi)側(cè)面設(shè)置與組排單元凹槽(4)相對應(yīng)的凸臺(10)，整體框架的內(nèi)邊長為組排單元邊長的整數(shù)倍，本實(shí)用新型還包含(n-1)/2個帶4孔計(jì)算卡片，其中兩孔占方陣中的一行，另兩孔占方陣中的一列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超幻方教具，其特征在于正方形框架的三個邊框(6、7、11)聯(lián)為一體，另一個邊框(12)為活動邊框。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超幻方教具，其特征在于正方形框架是由四個直角架(13)和4個邊框(16)構(gòu)成，直角架與邊框相連接處設(shè)置匹配的帶棱銷子(15)和銷孔(14)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種超幻方教具。該教具包含n
文檔編號G09B1/10GK2200845SQ9421794
公開日1995年6月14日 申請日期1994年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月5日
發(fā)明者張德學(xué) 申請人:張德學(xué)