兒童智能啟迪器的製作方法

2023-05-21 09:51:26

專利名稱:兒童智能啟迪器的製作方法
本實用新型是一種適合兒童進行漢字、拼音、算術、外文、常識等多種智能啟蒙教育的教、玩具，屬於電子智能型玩具。
現有對兒童進行早期智能啟蒙教育最為普遍的是各種形式的「看圖識字」卡片。這種卡片對兒童智能思維的鍛鍊和啟迪較差。因為兒童想不出來時，只要翻到背面就可知道答案。且無光、聲、動作指示，趣味性差。另外一種現有技術是中國「實用新型專利公報」第2卷第6期中的申請號為「85200915」的「多功能算術玩具」。其用一組可旋轉的帶有算術符號的字輪進行算術方面的智能練習，功能單一，趣味性差。上述兩種現有技術均無自動判別並指示智能練習是否正確的功能，因此兒童不能單獨使用，也不易產生興趣。
本實用新型的目的是設計出一種從功能上說是一機多用的電子教玩具，適合兒童進行漢字、拼音、算術、外文、常識等多種智能啟蒙教育；從適合兒童特別是學齡前兒童的教育特點來說是一種趣味性強的「寓教於玩」的電子教玩具，兒童做對啟迪練習，啟迪器會自動發出閃眨變動的燈光，動聽的電子音樂或啟動各種逗兒童喜愛的電動玩具開始動作來吸引並鼓勵兒童做智能啟迪練習；從提高智能思維鍛鍊和啟迪教育的特點來說，是一種適於兒童「自己學習」的電子教玩具，智能啟迪練習的題目可以是老師、家長出，也可以兒童自己出或互相出，可以由成人在旁指導，也可以兒童自己一個人玩，而且是在一小堆卡片盒中經過獨立思索，才能挑選到一塊能有機器自動告知「對」的卡片盒。從小培養兒童自己學習，自己思索，自己解決問題的能力，是本實用新型的一個特點。
兒童智能啟迪器的基本工作原理可結合之。它包括數張或更多的繪印有用於上述智能啟迪教育的圖案、文字、字母的卡片(16)。本實用新型的特徵在於還包括兒童智能啟迪器的一個外殼(4)，在外殼(4)的面板上裝有電池和功能選擇開關(3)和二個或二個以上的卡片盒座(8)，在外殼(4)的下部裝有電池盒(5)，在外殼(4)的一側裝有自動指示智能啟迪練習是否正確的光指示器(1)和聲指示器(2)；在數個卡片盒座(8)上根據智能啟迪練習的要求插有二個或二個以上的卡片盒(7)；卡片盒(7)的一個或二個表面制有凹槽，槽內插有卡片(16)，卡片盒內裝有數個金屬制的插座(9)，插座(9)之間焊有一個或數個電阻(17)，卡片盒(7)以插座(9)和卡片盒座(8)內的金屬制的插頭(18)相插接，完成電連接，並由連接導線(19)將上述卡片盒(7)內的電阻(17)接入裝於外殼(4)內的印刷電路板(6)上的一個有簡單直流或交流電阻電橋電路或數字邏輯電路組成的自動判別電路(14)；印刷電路板(6)上還有一個用於將自動判別電路(14)發出的智能啟迪練習「錯對」信號放大並驅動光指示器(1)和聲指示器(2)的放大電路(15)。兒童智能啟迪器還可以有裝於外殼(4)一側的輸出插孔(10)，經過輸出導線(11)接通一個有電動玩具組成的作為自動指示智能啟迪練習是否正確的動作指示器(12)。該動作指示器也可用一個無線遙控電動玩具來組成，兒童智能啟迪器的放大電路(15)只要發出一個相應的無線遙控信號即可。
圖3為電原理方框圖。輸入部份(13)，由數個卡片盒座(8)和插在其上的卡片盒(7)組成；當插入這些卡片盒時就將智能啟迪練習信號輸入自動判別電路(14)，經該電路進行自動判別並發出和所插卡片盒上的卡片的智能啟迪內容相一致的「錯對」訊號，該訊號進一步送入放大電路(15)放大，驅動由二隻發光二極體或其它發光元件組成的光指示器(1)發出閃眨變動的燈光、由一隻電動揚聲器組成的聲指示器(2)發出動聽的電子音樂、或啟動一隻逗兒童喜愛的電動玩具組成的動作指示器(12)。
圖5給出了一種直流電阻電橋電路組成的自動判別電路。a、b、c、d四點間構成一簡單電阻電橋，其中a、b兩點為直流電源輸入端，c、d兩點為電橋輸出訊號端。卡片盒內的電阻經過對應的插頭、插座接入電橋電路。以圖1所示的五塊卡片盒進行算術智能啟迪為例說明之。設計時使得卡片盒編號和盒內所接電阻間符合公式RKN＝N×CON(Ω)其中N為卡片盒編號，RKN為N號卡片盒所配接電阻，CON為常數，這兒取CON＝100Ω。
表1為卡片盒編號、電阻與智能啟迪練習卡片的關係示例。
每一個卡片盒編號對應有甲、乙兩塊卡片盒。做算術練習時，使卡片盒編號與所插數字卡片的數字相同，「＋」、「－」、「＝」符號空著不接電阻或接成替代功能選擇開關。設插有數字「1」、「3」、「4」的卡片的卡片盒的電阻分別為RK1、RK3、RK4，則按照表1有RK1＝100Ω，RK3＝300Ω，RK4＝400Ω。功能選擇開關(3)置於「＋」(加法)練習位置，則上述電阻電橋電路平衡的條件為(R1＋RK1＋RK3)×R4＝(R2＋RK4)×R3電路設計使得R1＝R2＝R3＝R4，上式簡化為RK1＋RK3＝RK4對應了1＋3＝4的算術智能含義。即插入卡片盒符合算術智能含義時，電橋平衡Uc＝Ud；不符合時，電橋不平衡，輸出一不平衡電壓Uc≠Ud，該平衡或不平衡電壓就是圖3中自動判別電路(14)發出的「錯對」訊號。做智能啟迪練習時可由家長、教師或兒童自己插入一個算術等式中的四個盒作為題目，然後兒童自己或讓別的兒童解題，即選擇卡片盒並插入，啟迪器就能自動判別錯對，並以聲、光和玩具開始動作作為對兒童智能練習做對的一種鼓勵性表示，以提高兒童的興趣。做其它功能的智能啟迪練習時，先按表1更換卡片，再在左端卡片盒座上插入「0」卡片盒，在另外二個數位置上挑選並插入對應號碼的卡片盒，功能選擇開關仍置「＋」即可。
另一種自動判別電路以數字邏輯電路為基礎。圖6為其自動判別部份電原理圖。其中(7)為卡片盒，(8)為卡片盒座。卡片盒內的電阻焊接原理和上述電阻電橋電路不同。在數個插頭(18)中，有一根(圖中是中間一根)接電源正極V＋。在對應的卡片盒(7)內的中間一根插座和其它幾根插座(9)之間焊或不焊電阻，以焊為代號「1」，不焊為代號「0」，這些「0」、「1」稱之為焊接代號。在卡片盒編號和焊接代號之間選擇一種規定，如符合二進位編碼。(圖中所焊代號為「0101」即代表「5」號卡片盒。)IC6和IC7均為數字邏輯集成電路。本圖中IC6為一塊四異或門，IC7為一塊四輸入端或門，按照圖中卡片盒座的插頭、插座所連接的方式，可得下述幾個邏輯式Q1＝K11·
K21＋
K11·K21Q2＝K12·
K22＋
K12·K22Q3＝K13·
K23＋
K13·K23Q4＝K14·
K24＋
K14·K24Q0＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4顯然只有插入的二個卡片盒的電阻焊接代號完全相同時，Q0才為「低」電平。按照上述卡片盒編號與焊接代號，按照表1卡片盒編號和智能啟迪練習卡片的選配方法，出題時先插上一塊卡片盒，解題時只有插上邏輯和智能含義相對應的卡片盒時，該數字邏輯電路組成的自動判別電路才會發出表示「對」的「低」電平。做加減算術練習時只要增加有關加法數字集成電路。後面放大驅動指示電路同圖5。
圖1為有五隻卡片盒座的兒童智能啟迪器示意圖。
圖2為二隻卡片盒座的簡易型兒童智能啟迪器示意圖。
圖3為電原理方框圖。
圖4為卡片盒和卡片盒座裝配結構示意圖。
圖5為用直流電阻電橋電路作為自動判別電路的兒童智能啟迪器電原理圖。
圖6為數字邏輯電路作為自動判別電路的部份電原理圖。
本實用新型除了在上面闡述目的中所述幾方面優點外，還有電子電路簡單，裝配方便，成本低，適合大批量生產，以及採用乾電池供電，兒童使用絕對安全等優點。
按照圖1和圖5所示製成的一個智能啟迪器，尺寸是卡片盒高11釐米，寬7釐米，厚0.8釐米，外殼長50釐米，寬12釐米，高16釐米。卡片盒按照表1所示配接電阻已能完成20以內加減法算術教學，或相應的其它智能啟迪練習。電子電路按圖5所示。其中R1＝R2＝R3＝R4＝10KΩ，電池用1號乾電池。IC1、IC2、IC3、IC4合用一塊運算放大器DG239；IC1、IC2組成一個差動放大電路，IC3為自激振蕩電路，IC4為反相顯示驅動；(1)為LED發光二極體BT401；BG1、BG2、BG3、BG4均為矽晶體三極體GL9014；BG1為前置驅動，BG2、BG3、組成一個延時自保持電路；BG4為電動玩具驅動電路，J為繼電器；IC5為一塊電子音樂集成電路HY－3.(2)採用口徑為100毫米的電動式揚聲器。本實施例體積大，卡片尺寸長8釐米，寬5釐米，適合於小學、幼兒園教學用。本申請的另一最佳實施例可按圖2製成。卡片尺寸長4釐米，寬3釐米，外殼長20釐米，寬6釐米，高10釐米的以家庭用為主。其自動判別電路採用圖6電路。其中IC6為CMOS電路C690，IC7為CMOS電路C062，卡片盒內電阻全部為10KΩ，放大、驅動電路同上。
權利要求
1.兒童智能啟迪器是一種適合兒童進行漢字、拼音、算術、外文、常識等多種智能啟蒙教育的電子智能型玩具。它包括數張或更多的繪印有用於上述智能啟迪教育的圖案、文字、字母的卡片(16)。本實用新型的特徵在於還包括兒童智能啟迪器的一個外殼(4)，在外殼(4)的面板上裝有電池和功能選擇開關(3)和二個或二個以上的卡片盒座(8)，在外殼(4)的下部裝有電池盒(5)，在外殼(4)的一側裝有自動指示智能啟迪練習是否正確的光指示器(1)和聲指示器(2)；在數個卡片盒座(8)上根據智能啟迪練習的要求插有二個或二個以上的卡片盒(7)；卡片盒(7)的一個或二個表面制有凹槽，槽內插有卡片(16)，卡片盒內裝有數個金屬制的插座(9)，插座(9)之間焊有一個或數個電阻(17)，卡片盒(7)以插座(9)和卡片盒座(8)內的金屬制的插頭(18)相插接完成，電連接，並由連接導線(19)將上述卡片盒(7)內的電阻(17)接入裝於外殼(4)內的印刷電路板(6)上的一個有簡單直流或交流電阻電橋電路或數字邏輯電路組成的自動判別電路(14)；印刷電路板(6)上還有一個用於將自動判別電路(14)發出的智能啟迪練習「錯對」信號放大並驅動光指示器(1)和聲指示器(2)的放大電路(15)。
2.按權利要求
1所述的兒童智能啟迪器其進一步特徵是還可以有裝於外殼(4)一側的輸出插孔(10)，經過輸出導線(11)接通一個有電動玩具組成的作為自動指示智能啟迪練習是否正確的動作指示器(12)。該動作指示器也可用一個無線遙控電動玩具組成。
專利摘要
兒童智能啟迪器是一種適合兒童進行漢字、拼音、外文、常識等多種智能啟蒙教育的電子智能型玩具。它採用特殊設計的卡片盒作為輸入，盒面上插有智能教育卡片，盒內焊有電阻，將數隻卡片盒插入啟迪器面板上的卡片盒座時，機內一個簡單電子自動判別電路工作發出和卡片所代表的智能啟迪含義相一致的「錯對」訊號，並以光、聲、動作等適於提高兒童興趣的方式表示出來。本機適於幼兒園、小學、家庭對兒童進行早期智能啟蒙教學。
文檔編號A63H33/22GK86204835SQ86204835
公開日1987年5月20日 申請日期1986年7月4日
發明者唐建國, 唐寧國, 梁樂夫, 唐定國 申請人:唐建國, 唐寧國, 梁樂夫, 唐定國導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan