CN203966360U - 婴幼儿智能训练器 - Google Patents

Abstract

婴幼儿智能训练器，属于婴幼儿智力开发领域，本实用新型为解决传统运算智能训练枯燥，让婴幼儿容易产生厌烦情绪，训练效果不好，智力开发效率低问题。本实用新型的操作面板和结果显示面板呈60度夹角设置，控制器设置在操作面板和结果显示面板围成的内部空间里；操作面板上设置被加数旋钮、加数旋钮、运算结果旋钮、扬声器、正确答案指示灯、错误答案指示灯、运算/复位开关和电源开关；结果显示面板上设置数码管；控制器包括被加数输入电路、加数输入电路、等数输入电路、加法器、显示驱动电路、比较器和运算对错输出控制电路；本实用新型适合婴幼儿的智力开发。

Description

婴幼儿智能训练器

技术领域

本实用新型涉及智力开发训练电子器件，属于婴幼儿智力开发领域。

背景技术

一般婴幼儿在2～4岁之间，智力发展的好坏极大的影响其一生智力和能力的发展，在进行智力开发训练时，对10以内自然数进行识别，以及进行简单的加减运算是常见的训练手段，因为婴幼儿尚不具备自行判断能力，因此，采用传统的在纸上出题让婴幼儿进行运算训练时，均需大人全程陪同，且枯燥的运算会让婴幼儿容易产生厌烦情绪，训练效果不好，智力和能力开发的效率低。

发明内容

本实用新型为解决传统运算训练枯燥，让婴幼儿容易产生厌烦情绪，训练效果不好，智力开发效率低问题，而提出的一种婴幼儿智能训练器。

本实用新型所述婴幼儿智能训练器，它包括操作面板、结果显示面板、被加数旋钮、加数旋钮、运算结果旋钮、扬声器、正确答案指示灯、错误答案指示灯、数码管、运算/复位开关、电源开关和控制器；

操作面板和结果显示面板呈60度夹角设置，控制器设置在操作面板和结果显示面板围成的内部空间里；操作面板上设置被加数旋钮、加数旋钮、运算结果旋钮、扬声器、正确答案指示灯、错误答案指示灯、运算/复位开关和电源开关；结果显示面板上设置数码管；

控制器包括被加数输入电路、加数输入电路、等数输入电路、加法器、显示驱动电路、比较器和运算对错输出控制电路；

被加数输入电路的输出端与加法器的被加数输入端相连；加数输入电路的输出端与加法器的加数输入端相连；加法器的结果输出端与显示驱动电路的输入端相连，显示驱动电路的显示指令输出端与数码管的显示信号输入端相连；

加法器的结果输出端还与比较器的第一输入端相连；等数输入电路的输出端与比较器的第二输入端相连；运算/复位开关的开关指令输出端与比较器的比较结果输出开关控制端相连；比较器的比较结果输出端与运算对错输出控制电路的输入端相连；运算对错输出控制电路的音频信号输出端与扬声器的使能端相连；运算对错输出控制电路的正确答案指示信号输出端与正确答案指示灯的使能端相连；运算对错输出控制电路的错误答案指示信号输出端与错误答案指示灯的使能端相连。

本实用新型的优点：婴幼儿在拨动各个开关时会产生强烈的好奇心，把它当玩具，当运算正确时，听到播放出亲切的语音信息，会增加训练的兴趣，即使错了，也会听到鼓励的语音信息，实在做不对，也有标准答案可供参考。本实用新型训练装置寓教于乐，大幅度的提高了训练效果，适合婴幼儿的智力和能力的开发。

附图说明

图1是本实用新型所述婴幼儿智能训练器的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是本实用新型所述婴幼儿智能训练器的原理框图；

图4是运算对错输出电路的具体电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述婴幼儿智能训练器，它包括操作面板1、结果显示面板2、被加数旋钮3、加数旋钮4、运算结果旋钮5、扬声器6、正确答案指示灯7、错误答案指示灯8、数码管9、运算/复位开关10、电源开关11和控制器100；

操作面板1和结果显示面板2呈60度夹角设置，控制器100设置在操作面板1和结果显示面板2围成的内部空间里；操作面板1上设置被加数旋钮3、加数旋钮4、运算结果旋钮5、扬声器6、正确答案指示灯7、错误答案指示灯8、运算/复位开关10和电源开关11；结果显示面板2上设置数码管9；

控制器100包括被加数输入电路101、加数输入电路102、等数输入电路103、加法器104、显示驱动电路105、比较器106和运算对错输出控制电路107；

被加数输入电路101的输出端与加法器104的被加数输入端相连；加数输入电路102的输出端与加法器104的加数输入端相连；加法器104的结果输出端与显示驱动电路105的输入端相连，显示驱动电路105的显示指令输出端与数码管9的显示信号输入端相连；

加法器104的结果输出端还与比较器106的第一输入端相连；等数输入电路103的输出端与比较器106的第二输入端相连；运算/复位开关10的开关指令输出端与比较器106的比较结果输出开关控制端相连；比较器106的比较结果输出端与运算对错输出控制电路107的输入端相连；运算对错输出控制电路107的音频信号输出端与扬声器6的使能端相连；运算对错输出控制电路107的正确答案指示信号输出端与正确答案指示灯7的使能端相连；运算对错输出控制电路107的错误答案指示信号输出端与错误答案指示灯8的使能端相连。

被加数旋钮3上设置0至9共10个数字选项；加数旋钮4上设置0至9共10个数字选项；运算结果旋钮5上设置0至19共20个数字选项。

被加数输入电路101由滑动变阻器RP1构建，滑动变阻器RP1的活动端连接被加数旋钮3的定位点，滑动变阻器RP1的两个固定端分别连接+5V直流电源和接地端，被加数旋钮3的定位点在滑动变阻器RP1的50％位置至接地端之间滑动；滑动变阻器RP1的50％位置至接地端之间划分为十等份；定位点不同位置的模拟电压值分别对应数字0～9；

加数输入电路102由滑动变阻器RP2构建，滑动变阻器RP2的活动端连接加数旋钮4的定位点，滑动变阻器RP2的两个固定端分别连接+5V直流电源和接地端，加数旋钮4的定位点在滑动变阻器RP2的50％位置至接地端之间滑动；滑动变阻器RP2的50％位置至接地端之间划分为十等份；定位点不同位置的模拟电压值分别对应数字0～9；

等数输入电路103由滑动变阻器RP3构建，滑动变阻器RP3的活动端连接结果旋钮5的定位点，滑动变阻器RP3的两个固定端分别连接+5V直流电源和接地端，结果旋钮5的定位点在滑动变阻器RP3的全程滑动；滑动变阻器RP3全程划分为二十等份。定位点不同位置的模拟电压值分别对应数字0～19。

因滑动变阻器RP1、RP2、RP3的两个固定端均接入+5V直流电源和接地端之间，且均采用等分方式，因此，三个滑动变阻器的阻值大小对结果无影响，RP3输出的模拟电压值在0～5V之间，对应数字0～19；RP1、RP2输出的模拟电压值在0～5V之间，对应数字0～9，用于后续电路的比较。

扬声器6采用喇叭BL实现；正确答案指示灯7采用绿色指示灯LED1实现；错误答案指示灯8采用红色指示灯LED2实现；电源开关11采用手动开关S1实现；运算/复位开关10采用手动开关S2实现；

运算对错输出控制电路107包括非门D、NE555时基集成电路IC1、NE555时基集成电路IC3、LQ46语音集成电路IC2、LQ46语音集成电路IC4、NPN型三极管VT1、NPN型三极管VT2、NPN型三极管VT3、NPN型三极管VT4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1、电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电容C5、电容C6、电解电容C7和电解电容C8；

+5V直流电源连接手动开关S1的一端，手动开关S1的另一端同时连接喇叭BL的正极供电端子、电阻R7的一端和电阻R14的一端；

电阻R7的另一端同时连接电阻R5的一端、NE555时基集成电路IC1的8脚、电阻R1的一端、电阻R2的一端和比较器106的正极供电端子；比较器106的负极供电端子接地；比较器106的输出端连接手动开关S2的一端，手动开关S2的另一端同时连接NPN型三极管VT1的基极和非门D的输入端；

NPN型三极管VT1的集电极同时连接电阻R1的另一端、NE555时基集成电路IC1的2脚和6脚；NE555时基集成电路IC1的7脚同时连接电阻R2的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C1的一端；NE555时基集成电路IC1的4脚同时连接电解电容C3的正极和电阻R5的另一端；NE555时基集成电路IC1的5脚连接电容C2的一端；NE555时基集成电路IC1的3脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端同时连接绿色指示灯LED1的阳极、LQ46语音集成电路IC2的3脚、电阻R6的一端和电解电容C4的正极；电阻R6的另一端同时连接LQ46语音集成电路IC2的5脚和8脚；LQ46语音集成电路IC2的4脚连接NPN三极管VT2的基极；NPN三极管VT2的集电极连接喇叭BL的负极供电端子；NPN三极管VT2的发射极、LQ46语音集成电路IC2的1脚、电解电容C4的负极、绿色指示灯LED1的阴极、电解电容C3的负极、电容C2的另一端、NE555时基集成电路IC1的1脚、电容C1的另一端和NPN三极管VT1的发射极同时接地；

电阻R14的另一端同时连接电阻R12的一端、NE555时基集成电路IC3的8脚、电阻R8的一端和电阻R9的一端；

非门D的输出端连接NPN型三极管VT3的基极，NPN型三极管VT3的集电极同时连接电阻R8的另一端、NE555时基集成电路IC3的2脚和6脚；NE555时基集成电路IC3的7脚同时连接电阻R9的另一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接电容C5的一端；NE555时基集成电路IC3的4脚同时连接电解电容C7的正极和电阻R12的另一端；NE555时基集成电路IC3的5脚连接电容C6的一端；NE555时基集成电路IC3的3脚连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端同时连接红色指示灯LED2的阳极、LQ46语音集成电路IC4的3脚、电阻R13的一端和电解电容C8的正极；电阻R13的另一端同时连接LQ46语音集成电路IC4的5脚和8脚；LQ46语音集成电路IC4的4脚连接NPN三极管VT4的基极；NPN三极管VT4的集电极连接喇叭BL的负极供电端子；NPN三极管VT4的发射极、LQ46语音集成电路IC4的1脚、电解电容C8的负极、红色指示灯LED2的阴极、电解电容C7的负极、电容C6的另一端、NE555时基集成电路IC3的1脚、电容C5的另一端和NPN三极管VT1的发射极同时接地。

工作原理：

手动开关S1闭合，整个装置接入+5V直流电源，手动开关S1断开，整个装置从+5V直流电源中断开，停止工作。

手动开关S2闭合为运算状态，即拨到“运算”档，手动开关S2断开为复位状态，即拨到“复位”档。

比较器106的输出为1或0；当运算结果旋钮5拨动的数字与加法器104的运算结果相同时，比较器106的输出为1；当运算结果旋钮5拨动的数字与加法器104的运算结果不相同时，比较器106的输出为0。

进行加法运算时，首先闭合手动开关S1、断开手动开关S2，在手动开关S2断开的状态下，无论结果正确与否，比较器106的输出均不能输出；拨动被加数旋钮3和加数旋钮4至任意数字，此时，加法器104的输出结果实时的通过显示驱动电路105在数码管9上显示，被加数旋钮3和加数旋钮4只要变化，数码管9上显示的结果就随之变化，因数码管9设置在操作面板1对面的结果显示面板2上，在操作面板1侧的婴幼儿操作者并不能看到标准答案。

拨动运算结果旋钮5至认为的答案数字，确定不改后，闭合手动开关S2，如果答案正确，比较器106输出高电平1，VT1的基极被加载了偏置电压，导通，A点因VT1导通被拉至低电平，NE555时基集成电路IC1内部翻转，IC1的3脚输出高电平，绿色指示灯LED1亮，指示答案正确，同时驱动LQ46语音集成电路IC2，令喇叭BL播放音频信息，该音频信息是LQ46语音集成电路IC2出厂前一次性烧录的语音，最多可录制四句语言，比较录制：宝贝儿真棒，你算对了哦。VT2对LQ46语音集成电路IC2输出信号进行放大处理；R2、R3、C1和R5、C3构成多谐振荡器。

比较器106输出高电平1，被非门D反相后，输出低电平给VT3的基极，B点的电压为高电平，则NE555时基集成电路IC3的内部不翻转，IC3的3脚输出低电平，红色指示灯LED2灭，LQ46语音集成电路IC4不工作，不输出音频信息。

如果答案错误，则比较器106输出低电平0，上下两条电路的工作状态正好相反，NE555时基集成电路IC1的3脚输出低电平，LQ46语音集成电路IC2不工作，不输出音频信息；而比较器106输出低电平0被非门反相后为高电平1，VT3的基极被加载了偏置电压导通，B点电压因VT3导通被拉至低电平，NE555时基集成电路IC3内部翻转，IC3的3脚输出高电平，红色指示灯LED2亮，指示答案错误，同时驱动LQ46语音集成电路IC4，令喇叭BL播放音频信息，该音频信息是LQ46语音集成电路IC4出厂前一次性烧录的语音，最多可录制四句语言，比较录制：宝贝儿加油，重新算一下吧。VT4对LQ46语音集成电路IC4输出信号进行放大处理；R9、R10、C5和R12、C7构成多谐振荡器。

若几次试过，都没有拨到正确答案，可以转至结果显示面板2，看数码管9的显示信息。

进行下一道测试题时，先将手动开关S2断开，即拨到“复位”档，然后再进行测试。

婴幼儿在拨动各个开关时会产生强烈的好奇心，把它当玩具，当运算正确时，听到播放出亲切的语音信息，会增加训练的兴趣，即使错了，也会听到鼓励的语音信息，实在做不对，也有标准答案可供参考。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括两个竖板12，在操作面板1的左右两侧均设置一个竖板12。竖板12的高度为0.5cm～1.5cm。

操作面板1和结果显示面板2构成截面为三角形的装置，在婴幼儿手中使用时，不可避免的会将装置翻转，当翻转至操作面板1为底面时，操作面板1上的凸起部件会置于两个竖板12的保护范围内，避免因压力的原因造成部件的损伤。

Claims (5)

1.婴幼儿智能训练器，其特征在于，它包括操作面板(1)、结果显示面板(2)、被加数旋钮(3)、加数旋钮(4)、运算结果旋钮(5)、扬声器(6)、正确答案指示灯(7)、错误答案指示灯(8)、数码管(9)、运算/复位开关(10)、电源开关(11)和控制器(100)；

操作面板(1)和结果显示面板(2)呈60度夹角设置，控制器(100)设置在操作面板(1)和结果显示面板(2)围成的内部空间里；操作面板(1)上设置被加数旋钮(3)、加数旋钮(4)、运算结果旋钮(5)、扬声器(6)、正确答案指示灯(7)、错误答案指示灯(8)、运算/复位开关(10)和电源开关(11)；结果显示面板(2)上设置数码管(9)；

控制器(100)包括被加数输入电路(101)、加数输入电路(102)、等数输入电路(103)、加法器(104)、显示驱动电路(105)、比较器(106)和运算对错输出控制电路(107)；

被加数输入电路(101)的输出端与加法器(104)的被加数输入端相连；加数输入电路(102)的输出端与加法器(104)的加数输入端相连；加法器(104)的结果输出端与显示驱动电路(105)的输入端相连，显示驱动电路(105)的显示指令输出端与数码管(9)的显示信号输入端相连；

加法器(104)的结果输出端还与比较器(106)的第一输入端相连；等数输入电路(103)的输出端与比较器(106)的第二输入端相连；运算/复位开关(10)的开关指令输出端与比较器(106)的比较结果输出开关控制端相连；比较器(106)的比较结果输出端与运算对错输出控制电路(107)的输入端相连；运算对错输出控制电路(107)的音频信号输出端与扬声器(6)的使能端相连；运算对错输出控制电路(107)的正确答案指示信号输出端与正确答案指示灯(7)的使能端相连；运算对错输出控制电路(107)的错误答案指示信号输出端与错误答案指示灯(8)的使能端相连。

2.根据权利要求1所述婴幼儿智能训练器，其特征在于，它还包括两个竖板(12)，在操作面板(1)的左右两侧均设置一个竖板(12)。

3.根据权利要求2所述婴幼儿智能训练器，其特征在于，竖板(12)的高度为0.5cm～1.5cm。

4.根据权利要求1所述婴幼儿智能训练器，其特征在于，被加数旋钮(3)上设置0至9共10个数字选项；加数旋钮(4)上设置0至9共10个数字选项；运算结果旋钮(5)上设置0至19共20个数字选项。

5.根据权利要求4所述婴幼儿智能训练器，其特征在于，扬声器(6)采用喇叭BL实现；正确答案指示灯(7)采用绿色指示灯LED1实现；错误答案指示灯(8)采用红色指示灯LED2实现；电源开关(11)采用手动开关S1实现；运算/复位开关(10)采用手动开关S2实现；

运算对错输出控制电路(107)包括非门D、NE555时基集成电路IC1、NE555时基集成电路IC3、LQ46语音集成电路IC2、LQ46语音集成电路IC4、NPN型三极管VT1、NPN型三极管VT2、NPN型三极管VT3、NPN型三极管VT4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1、电容C2、电解电容C3、电解电容C4、电容C5、电容C6、电解电容C7和电解电容C8；

+5V直流电源连接手动开关S1的一端，手动开关S1的另一端同时连接喇叭BL的正极供电端子、电阻R7的一端和电阻R14的一端；

电阻R7的另一端同时连接电阻R5的一端、NE555时基集成电路IC1的8脚、电阻R1的一端、电阻R2的一端和比较器(106)的正极供电端子；比较器(106)的负极供电端子接地；比较器(106)的输出端连接手动开关S2的一端，手动开关S2的另一端同时连接NPN型三极管VT1的基极和非门D的输入端；

NPN型三极管VT1的集电极同时连接电阻R1的另一端、NE555时基集成电路IC1的2脚和6脚；NE555时基集成电路IC1的7脚同时连接电阻R2的另一端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C1的一端；NE555时基集成电路IC1的4脚同时连接电解电容C3的正极和电阻R5的另一端；NE555时基集成电路IC1的5脚连接电容C2的一端；NE555时基集成电路IC1的3脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端同时连接绿色指示灯LED1的阳极、LQ46语音集成电路IC2的3脚、电阻R6的一端和电解电容C4的正极；电阻R6的另一端同时连接LQ46语音集成电路IC2的5脚和8脚；LQ46语音集成电路IC2的4脚连接NPN三极管VT2的基极；NPN三极管VT2的集电极连接喇叭BL的负极供电端子；NPN三极管VT2的发射极、LQ46语音集成电路IC2的1脚、电解电容C4的负极、绿色指示灯LED1的阴极、电解电容C3的负极、电容C2的另一端、NE555时基集成电路IC1的1脚、电容C1的另一端和NPN三极管VT1的发射极同时接地；

电阻R14的另一端同时连接电阻R12的一端、NE555时基集成电路IC3的8脚、电阻R8的一端和电阻R9的一端；

非门D的输出端连接NPN型三极管VT3的基极，NPN型三极管VT3的集电极同时连接电阻R8的另一端、NE555时基集成电路IC3的2脚和6脚；NE555时基集成电路IC3的7脚同时连接电阻R9的另一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端连接电容C5的一端；NE555时基集成电路IC3的4脚同时连接电解电容C7的正极和电阻R12的另一端；NE555时基集成电路IC3的5脚连接电容C6的一端；NE555时基集成电路IC3的3脚连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端同时连接红色指示灯LED2的阳极、LQ46语音集成电路IC4的3脚、电阻R13的一端和电解电容C8的正极；电阻R13的另一端同时连接LQ46语音集成电路IC4的5脚和8脚；LQ46语音集成电路IC4的4脚连接NPN三极管VT4的基极；NPN三极管VT4的集电极连接喇叭BL的负极供电端子；NPN三极管VT4的发射极、LQ46语音集成电路IC4的1脚、电解电容C8的负极、红色指示灯LED2的阴极、电解电容C7的负极、电容C6的另一端、NE555时基集成电路IC3的1脚、电容C5的另一端和NPN三极管VT1的发射极同时接地。