CN106297099A - 智力型活动仪 - Google Patents

Abstract

智力型活动仪属于电子技术领域。该仪集玩具、抢答及优秀实验线路三种功能为一体，本仪逻辑线路采用门电路为主体，显示部分采用计数器为主体的线路，玩具盘采用了图案与发光管相互配合的方式。主要由电源启动开关，抢答线路主体，多个抢答开关，推动系统，显示系统，玩具部分及电源部分共同组成；其中抢答部分是，抢答开关连接在抢答线路主体；再连接了推动系统中一个独立推动单元，最后再连接了显示系统中的一个独立的显示单元；玩具部分由多个智力玩具盘及盘外发光管共同组成；盘外发光盘插入盘内与图案相关的插座中，盘与连接在抢答线路主体上，形成系列的玩耍方法。形成的实验电路可操作性强，重点突出，启发思维。

Description

智力型活动仪

属于电子技术领域。

背景技术

少年强，国家强。

培养青少年热爱科学的情趣，启发他们思维是实施素质教育的重要思路，健康的科技创作是提高素质教育的重要平台与手段。

从一些资料介绍得知，一些发达国家（如美国，英国）的重点大学应试，其中一个重要知识面就是考察学生是否有独立的思维能力，是否有创造性，有什么成果。

从一些资料介绍，我国预警机之父，王小漠院士在年青的时候就很爱制作矿石收音机，（因为当时代限制，没有很好的条件），所以对人材的培养应从娃娃抓起，从青少年抓起。

培养青少年的科学兴趣，从学习、使用、特别是制作智力玩具中得到兴趣与知识，从制作中得到升华，是一种简捷的方式，也是一种重要的素质教育方法。

随着时代的进步，对青少年的要求，这种培养青少年科技情趣与热爱的“矿石收音机”类活动的产品很少，甚至没有。现在的抢答仪产品可以成为该类开发的产品雏型，因为该仪具部分已具有提高素质教育的部分功能。

众所周知，智力抢答活动，是青少年喜爱的一种活动，可以培养少年的集体荣誉感，增强知识，挑战自我，等等有很好作用。所以现在出现了很多抢答仪种类，但是这些产品，只能用于抢答活动，只能起到显示抢答参与者先后的作用。其它功能则很有限或没有（因为在设计的理念没有其它理念）。 其不足主要体现在两方面，其一是功能单一，而且这种单一功能对青少年学生及年纪小的幼儿还缺乏吸引力。还不能充分用于青少年学生及幼儿园。更为严重的是，素质教育作用中，培养青少年学生的动手能力，对问题的观察与思维能力是很重要的方面，但是目前的该类产品却不能成为对青少年一种教学实验用的一种优秀线路，因为一种优秀的实验教学线路，其一是不仅应具有的基本功能的设计，他的线路中应体现出教学的重点，而这些重点对人材素质的综合的培养与启发，对专业基本概念应该有重要的引导作用。其二是应有利于广大青少年的制作，符合阶段年龄特征，这样才能激发广大青少年的制作兴趣与热情。目前的抢答产品对这方面的要求却无能为力。因此还不能成为一种素质教育的优秀实验线路。

因此要成为上述标准的一种新型智力型活动仪，目前的传统抢答仪只能成为一种雏型，要弥补上述的不足，必须要突破现有产品的设计理念，进行完全的创新。对现有产品进行升华。

发明内容

本发明的主要目的是，为紧紧配合素质教育，设计一种智力型活动仪，有以下特点，其一是集玩具、抢答及优秀实验线路三种功能为一体，更显魅力，二是三种功能有多种亮点，更符合幼儿与青少年的心理特征与年龄段，充分符合培养应从娃娃抓起的精神。三是这种产品因成本低，好生产，因而易于普及。

所采用的措施是：

1、智力型活动仪由启动开关，抢答线路主体，多个抢答开关，推动系统，显示系统，玩具部分及电源部分共同组成。

电源部分有两路输出，第一路输出是输出较低的电压给抢答线路主体、推动系统、显示系统，第二路输出是专供给玩具部分。

启动开关的一端即输入端连接电源部分的第一输出端上，另一端即输出端连在抢答线路主体、推动系统及显示系统的电源输入端上。

抢答线路主体是智力型活动仪第一级，推动系统是智力型活动仪第二级，显示系统是智力型活动仪第三级。

多个抢答开关连接在抢答线路主体上；抢答线路主体是第一级，该级抢答线路主体的输出连接了第二级推动系统，第二级推动系统的输出连接了第三级显示系统。

其中：推动系统内有多个独立的推动单元，显示系统有多个独立的显示单元，推动系统中每一个独立推动单元的输入端连接了抢答线路主体中一位抢答开关的对应输出端，推动系统的每一个独立推动单元的输出端，对应连接了后级显示系统中的一个独立的显示单元。

其中：抢答线路主体是由双稳态电路，逻辑功放，起动初始定位线路，互锁电路，试验显示线路，显示输出电路共同组成。

上述几部分的连接方式是，用双稳态电路的输出端连接了逻辑功放输入端，用逻辑功放的输出通过接线桩头连接了多个抢答开关的一端。

每个抢答开关的两个桩头，分别连在抢答线路主体的两个接线桩头上，每个抢答开关及接线桩头形成了一种对称线路。

其线路结构是：每个抢答开关与线路主体相连的两个接线桩头中，其中一个与逻辑功放的输出相连，该接线桩头名为功放桩头，另一端接线桩头名为输出桩头，输出桩头连接了三路向外输出，一路连接了试验显示线路，第二路连接了一条互锁电路的一端，互锁电路的另一端连接了双稳态电路的一路输入端，第三路连接了一个二极管的正极，二极管的负极是本级的一位输出端，该端连接了推动系统中一个独立推动单元的电子开关的控制端。

推动系统中每个独立推动单元是相同的电路形式，每一个独立推动单元由电子开关，彩色变化器，色彩功放部分共同组成。

其中电子开关有三个连线端，输入端连接在工作电源上，输出端连接了三路，一路连接了彩色变化器的电源端，一路连接了功放部分的电源输入端，一路连接了第三级显示系统中的一个独立显示单元的语音片及语音放大级电源，该输出端称为电子开关的电源输出端，也即是第二级推动系统中一个独立推动单元的电源输出端。

彩色变化器有两位输出，每位输出对应连接了一个色彩功放放大电路，色彩功放放大电路的电源输入端连接了启动开关的输出端上，色彩功放放大电路输出端成为了本级的一位逻辑输出端，推动系统中每个独立推动单元有两位逻辑输出端。

其中显示系统由多个独立显示单元组成，每个单元的线路完全一样，对应连接显示系统中的一个独立显示单元的输出，每个独立显示单元分别由声指示部分，光显示部分共同组成。

其中声指示部分由语音片及音频放大级组成，两部分的电源输入端分别连接在第二级中一个独立推动单元的电源输出端；语音片的内容为事前录制；光显示部分由多个显示发光管与图案共同组成，在图案上焊有多个显示发光管，显示发光管的输入端连接在第二级中一个独立推动单元的逻辑输出端上。

玩具部分由多个智力玩具盘及盘外发光管共同组成。

每个智力玩具盘是个独立体，盘上印有图案，图案上的相关部位焊有盘外发光管的插座，盘外发光管可以插在智力玩具盘上的插座上。

每个智力玩具盘内的电路结构一样，其结构是，由盘外发光管插座组成的串联支路及接口电路共同组成。

将盘中的所有的盘外发光管管脚串联在一起成为一支路，支路的一端，连接在接口电路电源输出端上，另一端连接在抢答线路主体中的输出线桩头上；其中的接口电路有三个接线端，其中一个是接口电路的电源输入端，该端连接在电源部分的第二输出端上，第二个是接口电路的电源输出端，该端连接在发光管管脚串联支路的一端上，第三个是逻辑控制端，该端连接在抢答线路主体上的功放桩头上。

2、抢答线路主体中的双稳态电路与逻辑功放电路均由门电路构成，互锁电路由二极管组成或门构成，试验显示线路由发光管构成，推动系统内的多个独立的推动单元中的电子开关由可控硅构成，彩色变化器由计数器构成，色彩功放器由射随器构成。 3、抢答线路主体由双稳态电路，逻辑功放电路，起动初始定位线路，互锁电路，试验显示线路，显示输出电路共同组成，双稳态电路由两个逻辑门与隔离电阻组成，逻辑功放由三个功率门并联而成，起动初始定位线路为一个初始电容，互锁电路由每个抢答开关的输出桩头所连接的互锁二极管组成，显示输出电路由每个抢答开关的输出桩头所连接的显示输出二极管组成，试验显示线路由每个抢答开关的输出桩头所连接的发光管与电阻串联支路组成；抢答线路主体的电路连接是：三个功率门并联，其输出连接众多并联的抢答开关的功放桩头，每个抢答开关的输出桩头都连接三路，一路连接试验电路，第二路连接显示输出二极管的正极，显示二极管的负极即是对应抢答开关的显示输出，第三路连接互锁二极管的正极，每个互锁二极管的负极连接在一起，连接逻辑门之二的输入端，逻辑门之一的输出连接初始电容的正极，初始电容的负极接地线，逻辑门之二的输入与逻辑门之一的输出间接一个隔离电阻，逻辑门之一的输出连接三个功率门的输入。

4、抢答线路主体输出及独立推动单元与独立显示单元结构与相互的连接是，每个抢答开关对应一个独立推动单元，每个独立推动单元都由电子开关、色彩变化器组成。色彩功放部分、其中色彩功放部分由两个射随放大三极管组成，色彩变化器由计数器4060形成；电子开关由可控硅构成。每个独立推动单元的电源输出端都连接一个独立显示单元的电源输入端，每个独立显示单元都由声指示部分，光显示部分组成，声指示部分由语音片音频放大电路与发声器组成，光显示部分由多个显示发光管与图案组成，独立推动单元与独立显示单元的具体电路连接是：电子开关可控硅，它的控制端连接抢答开关的显示输出，阳极即是电子开关的电源输入端接抢答器的电源，阴极为输出端，连接了四路，一路连接一个语音片及音频放大电路电源端，音频放大电路的输入端连接语音片输出，音频放大电路输出接发声器，第二路连接计数器4060的火线端，第三路连接一个功放管的集电极，第四路连接另一个功放管的集电极。计数器4060有三个振荡端，第一振荡端接频率调整电容的一端，频率调整电容另一端接公共连接点，第二振荡端接限频电阻的一端，限频电阻的另一端连接频率调整电阻的一端，频率调整电阻的另一端连接公共连接点，第三振荡端接保护电阻的一端，保护电阻的另一端连接公共连接点。一个射随功放管的基极连接计数器4060的一位输出端，另一个射随功放管的基极连接计数器4060的另一位输出端，每个显示发光管的一个输入正极都接在一个功放管的发射极上上，另一个输入正极都接在另一个功放管的发射极，每个显示发光管的负极都接一个共阴电阻到地线。

5、显示系统中的发光管由三极性三色发光管担任，其中的K极连接了一个电阻接地，每个发光管的R极并联在一起焊接在了前级的一位输出端上，每个发光管的G极并联在一起焊在前级的另一位输出端上。

6、智力玩具盘的接口线路是，由一个NPN三极管的集电极经过电阻串联后连接了一PNP三极管的基极，三极管NPN的基极串联上电阻后向外引出线，成为逻辑控制端，PNP三极管的发射极成为电源输入端，PNP三极管的集电极成为电源输出端。

7、推动系统中独立单元中的计数器的频率调整电阻安装在仪器外表易供操作的地方。

8、智力玩具盘的图案可以为一样或不一样，每个盘上发光管管脚安装在图案上的位置，一是与图案相适协调，二是插上发光管后，在视角上发光管的亮头成为图案的一部分。

对上述发明目的与措施的意义进一步解释如下：

一、 本专利措施实施后能产生三项功能，分别说明如下：

1、是一种具有显示抢答先后结果的仪器。但这种显示方法上更具有艺术性，更能为幼儿接受。在措施中形成的效果是，对应于第一抢答者的显示是发光管围成的图形边缘发光，而且这种发光管是按顺序地发出三种光，如先是红色，再是绿色，再继而是黄色，光彩绚丽，同时语音发声音，告诉对应抢答者，抢答成功。以后的名次对应图形不发光，同时也无语音。

2、是一种培养幼儿智力的智力玩具，能过这种玩具能增养幼儿细心的习惯，建立美学的基本概念。之所以考虑有这种功能的主要理念与原因一是，在上世纪未80年代，一个看似枯燥的魔方，却流行了全世界，可见一个好玩具的效果是很难以预计的，而我们这种玩具的趣味性，与涉及的知识面将高于魔方。二是这种玩具适合于幼儿玩耍，三是能从小培养幼儿积极向上的精神，因为这种玩具具有相互的竞争性。

3、特别符合于青少年制着。这种线路，不仅是能显示抢答先后的功能，这一点，在本发明中仅是用来提高制着者的性趣。而更重要的目的引导青少年的制着，所以本发明的设计突出了几个重点，（这些重点将在实施后的优点中阐述）。从而真正达到，提高素质教育服务的目的。

二、形成抢答唯一性的原理及线路设计中所体现出的教学特点。

1、形成抢答唯一性的原理说明：

以措施2所述及参考图2所表达的的具体线路来说明。

在启动开关（图2中的102合上之后），抢答器开始运行。由于逻辑门之二（图2中的107）的输出端安装有对地电容，该电容为初始电容，既是所以在抢先开始时，逻辑门之二输出为低位，由于逻辑门之二与逻辑门之一（图2中的108）连成了强正反馈电路，所以进一步保证了初始状态的正确。此时各门的逻辑关系是，逻辑门之二输出为低位，（因为初始电容的存在），逻辑门之一输出为高位，三个功率门（图2中的110、111、112）输出为高位。因为两个逻辑门接成了正反馈的形式，所以一直将保证这样的逻辑关系到抢答开关动作以前。开始抢答后，最先抢答者，先按下对应开关，如抢答开关之一（图2中的104）首先连通，此时将产生两种现象，一是该开关所连的显示输出二极管（图1中的119），有瞬态高位输出，推动显示单元产生显示。二是对应的互锁二极管（图2中的117）有输出信号，使两个逻辑门正反馈的电路迅速翻转，而使逻辑门之一输出为低位，逻辑门之二输出为高位，推动三个功率门输出为低位，造成以后的抢答者，再按抢答开关时，已无推动显示单元产生显示，所以不会触发对应显示电路。如果第二次抢答开始，因为主持人重新操作了启动开关，所以将重复上述过程。

2、该部分（后又称第一部分）线路设计中所体现出的教学特点。

在这个线路，不仅表达了只有抢答唯一性的原理，而是围绕了提高青少年素质教育思路来设计的。亮点一：线路精简，且可靠，一装就成，安装者不会因不易装成而丧失信心，因而能激发安装者的热情。全线路有源件只有一块集成电路，（因为一块4069有6个非门单元）外围线路十分简单。亮点二是重点突出，突出了门的基本知识。启发思维。线路所有有源件全是由非门组成，但是多个组合后，却可以演变成多种功能。因此安装者容易掌握，容易拓展。门是一个重要的基础概念，对以后的知识有着重要的引导作用。亮三点，是对青少年建立推理的逻辑习惯，这对人生工作与学习中都是一种重要的思考习惯。门组成的电路推理强，一个非门的输入为高，则输出是低，第二非门输入是低，则输出端为高，等等，这在通电检测，调试时会反复用到。亮点四：能培养人生重要的细心性格，仅管是一装就成，但是集成线路之间的管脚距离较小，需要观察不能短路，等等。这点五、抢答主体线路成为一个独立的实验整体，不需要其它的显示线路配合，因为在线路中设计有试验指示发光管配合，当安装无误时，抢答者按通开关时，试验指示灯会闪亮。这样设计的好处是有利于初学者单元实验，不会有多个单元连在一起。

三、抢答显示线路效果原理说明及该部分（又称第二部分）所体现出的教学特点。

1、显示效果原理说明：

以措施3所述及附图3所示的线路来说明：

当第一抢答者的开关有瞬态显示电压输出后，这时会触发显示线路中的电子开关（图3中的202）可控硅，由于可控硅具有自保持特性，所以显示系统将长期有电，直到下次抢答开始。由于该单元显示系统有电，所以对应的计数器4060工作，其输出的第一位，通过功放管向外输出了电源，激励多个显示发光管，（图3中仅是多个显示发光管的一部分，其它的采用了省略号代替）。由于是采用了双极性三色发光管共K极发光二极管，其闪亮的规律是，当R极有电压时，会出现一种颜色，当G极有电压时，会出现第二种颜色，当两正极同时受到电压激励时，会出现三种颜色，所以发光管群会会出现三种颜色。同时电子开关所带的语音片经过音频放大器后会出现语音，语音片的内容为事先录制。

在图3中，计数器4060和其中的两位输出分别接有对应的功放管，功放接为了射随形式，即图3中210，211。主要有两个优点，一是能输出很强的电流，适合众多显示发光管的需要，二是射随器具有良好的跟踪性，与计数器4060的输出同步，所以显示发光管的色彩与计数器4060同步。计数器的频率可调，为图3中的频率调整电容（203）与频率调整电阻（204.1），其好处是显示发光管的色彩变化速度可以更随意。其中频率调整电阻串联了一个限频电阻（图3中的204.1），其主要目的是起到一个限频作用，使频率控制在一个区间之内，既是当频率调整电阻为零时，因为限频电阻的存在，不会产生工作失调的情况。当主持人重新操作了启动开关图1中102，宣佈第二次开始时，所有记忆消失，而重复上述过程。

2、线路设计中所体现出的教学特点。

亮点一，形成阶梯式层次的教育，本部分是在制着主体抢答线路之后来之实施的，因此该部分可以用于晋级者用。亮点二，重点突出，启发思维，本部分的重点是计数器的性能与应用。因此本部分核心件是两块计数器，其它的属于外围件。而且通过了计数器的计数功能演变成亮度变化规律，启发安装者的思维，而且这种思维符合青少的智慧。亮点三，增加了发光管，语音片等知识，虽然知识增多，但这些知识仍对初学者仍有着浓厚的兴趣。此外本部份仍有着第一部份实验的亮点，如线路精简，且可靠，一装就成，激发安装者的热情。成为独立的实验整体，等等优点。

四、形成的一种幼儿玩具使用方法与形成原理。

1、玩具由发光管，智力玩具盘共同组成，玩耍方法是将各种颜色的发光管，插入智力玩具盘内的图案中的管脚中去，一是由于图案为多色，所以小孩的所插的色彩应与之对应就算正确，这是供最小的幼儿使用于玩耍；二是有些图案的部分色彩需要幼儿自己想象后插出，大人加以评判，因此可提高小孩的想象力，这是供稍大的幼儿思考；三是必须插正确后，盘外发光管才能亮，（指示灯的插针插入对应的管座且极性正确后才能成通路。），这是培养小孩的细心。四是是一种比赛性，将智力玩具盘的逻辑端插入抢答开关的对应接口，既是用智力玩具盘代替抢答开关，如果谁先插完，而且插正确，此时智力玩具盘所插的发光管将出现一次闪动，对参与者给予肯定，同时对应的显示器会出现显示第一的指示。因而成为一种抢答型玩具。

2、形成的原理。

智力玩具盘中图案所有的盘外发光管形成了串联连接，所以当插正确且完毕时，相当于开关接通，所以出现抢答开关接通的所有功能，同时因为所插的盘外发光管通电，所以会闪亮。

为了能使串联更多的指示管，所以在线路增加了由NPN与PNP管的接口电路，其目的是可以提高电压，因而可以插更多的数量。可以接上更高的电压原理是，门输出的电压可以激励接口电路前管NPN管，产生正常的逻辑，而后管PNP管可以接更高的电压，但服从系统的逻逻辑，因为电压高，所以可满足更多二极管的需要。

五、启动开关在动作时，一次动作可以同时完成复归与重新通电的双重功能。

该键是图2中的102。该键是一种不带机械自锁的开关键，因此，在按下该键的过程中，开关触点必定有先断开继而又接通的两种过程。在断开过程中，由于推动单元电子开关的阳极失电，因此将消失所记忆的所有信号，从而为下次抢答创造了再次条件。之后又接通，成为第二轮抢答开始。

本发明实施后有以下突出的优点：

1、这种新产品的功能将打破传统的只能用于抢答活动的单一理念，新增很多亮点，一是集抢答仪、优秀实验电路、智力玩具三种功能为一体，更显魅力，二是三种功能有多种亮点，更符合幼儿与青少年的心理特征与年龄段，充分符合培养应从娃娃抓起的精神。有利于娃娃与青少年的素质教育。有利于少儿与青少年与远离不健康的活动。

2、抢答效果显示与传统产品比较，更有趣味性，一是因为显示集图形、灯光及语音三种为一体。每一种结果对应了一个参赛者幼儿，而参赛者成为小猪，小免，小鸡等灯光与图形混合的代表，所有相关的音光电围绕这些图形服务，因而有趣味性。二是因为发光管群显示的图像是变色的图像，不单调，充满朝气，色彩变化的速度可以任意调整，以符合儿童的年龄段。三是其语音片还可以增加主持人所需的表达的辅助部分，因而可能有更强的表达能力。能吸引青少年玩耍并参与制着。

3、是一种优秀的实验线路，这种线路不仅有抢答功能的设计，重要的是有符合青少年安装制作的教学设计，存在多种亮点。一是整体线路精简，重点突出，逻辑性强，启发思维，对培养青少年养成正确的思维方式与细心的习惯有着重要的帮助。二是涉及的理论深入浅出，对直接树立科普知识及专业也有着重要的引导作用。三是所设计的线路独立性强，形成阶梯性层次教育，有利于不同年龄段人着安装制着。等等，这些突出的优点是目前产品没有考虑到或难以做到的。

4、也因为上述优点2与3的存在，所以本仪适合于青少年安装自制，通过安装、调试、及线路检测能大大提升学生的思考能力，动手实作的能力。这对配合学生的素质教育将带来很大好处。

5、是一种智力型玩具。反复旋转成一定规律的魔方，在设计时，谁也没有想到在上世纪80年代会成为了一种全球风行的智力玩具，魔方的魅力一是具有竞争性，（看谁用最短时间内完成变化规律）；二是变化规律复杂。而本发明的智力玩具盘的同样具有竞争性，（可以由多个小朋友玩耍，竞争）。玩耍涉及更多的知识面，涉及对颜色的处理，涉及对图案的补缺，想象空间，涉及插件与管脚的对位，重要的是而且在玩耍中有光与声的参与因而更有趣味性，避免了魔方单一旋转的枯燥，因此能引小孩的兴趣与起家长的重视，能成为一种好的智力玩具。

6、三大功能，（抢答仪及艺术显示，安装型教学仪，智力玩具型），主要对象主要是针对幼儿与青少年学生，因此符合教育与培养从娃娃抓起的精神，有利于对他们的素质教育。

7、价格低廉。易于普及。因为线路精简，所用元件少，生产容易，作为产品有利于普及。

附图说明

图1，抢答线路主体、抢答开关，结果显示推动部分、图案显示部分，内部及之间相互关系图。

图中：0101、抢答线路主体；0102、双稳态电路；0103、逻辑功放；0104、代表众多的抢答开关；0105、众多开之一的互锁电路；0106、众多开关之一的显示输出电路；0107、众多开关之一的试验显示线路；0108、众多开关之N的互锁电路；0109、众多开关之N的显示输出电路；0110、众多开关之N的试验显示线路；0111、众多开关连接推动系统中电子开关的控制端；0201、推动系统中的一个独立推动单元；202、由可控硅构成的电子开关；206、由计数器4060构成的色彩变换器；210、计数器4060的第一位输出端连接的射随放大管；211、计数器4060的第二位输出端连接的射随放大管；0206、计数器4060的第二位输出端经射随放大后的输出；0207、计数器4060的第一位输出端经射随放大后的输出；0301、显示系统中的一个独立显示单元；216、语音片；217、音频放大器；218、发声器；0303、光显示部分。

图2是权利要求2所述的抢答线路主体的原理图。

图中：101、电源部分的第一路输出；102、起动开关；103、抢答线路主体、推动系统及显示系统的工作电源，即抢答器内部的系统电源；104、众多抢答开关之一，104.1、众多抢答开关之一的功放桩头；104.2、众多抢答开关之一的输出桩头；104.3、众多抢答开关之一的试验显示电路；105、众多抢答开关之N；105.1、众多抢答开关之N的的功放桩头；105.2、众多抢答开关之N的输出桩头；105.3、众多抢答开关之N的试验显示电路；106、初始电容；107、逻辑门之一；108、逻辑门之二；109、隔离电阻；110、组成的逻辑功放门之一、111、组成的逻辑功放门之二；112、组成的逻辑功放门之三；115、众多抢答开关之一的显示输出二极管；117、众多抢答开关之一的互锁二极管；118、众多抢答开关之一的互锁二极管输出；119、众多抢答开关之一的显示输出；120、众多抢答开关之N的显示输出二极管；123、众多抢答开关之N的互锁二极管；124、众多抢答开关之N的显示输出。

图3是权利要求3描述的推动系统及显示显示系统中一个独立单元的原理图。

图中：119、众多抢答开关之一的显示输出；202、由可控硅构成的电子开关；103、抢答线路主体、推动系统及显示系统的工作电源，即抢答器内部的系统电源；210、计数器4060的第一位输出端的第一射随放大管；211、计数器4060的第二位输出端的第二射随放大管；212、独立显示单元中众多显示发光管之一；213、独立显示单元中显示发光管之一的共K电阻（也是平衡电阻）；214、独立显示单元中显示发光管之N；215、独立显示单元中显示发光管之N的共K电阻（也是平衡电阻）；209、计数器4060的第二位输出端；208、计数器4060的第一位输出端；207、计数器4060的电源输入端；216、语音片；217、音频放大器；218、发声器； 203、频率调整电容；206、由计数器4060构成的色彩变换器；205、保护电阻；204.1、限频电阻；204.2、频率调整电阻。

图4是智力玩具盘所形成的电路图。

图中：104.1、众多抢答开关之一的功放桩头；104.2、众多抢答开关之一的输出桩头；402、智力玩具盘电源连接端，即是连接电源部分第二输出的一端；403、智力玩具盘内的接口电路中的PNP管；404、智力玩具盘内的接口电路中的NPN管；406、智力玩具盘中与图案相配的众多的盘外发光管。

图5是具有两输出的电源示意图。

图中：1、电源部分；101、电源部分的第一路输出；102、起动开关；103、抢答线路主体、推动系统及显示系统的工作电源，即抢答仪内部的系统电源；402、智力玩具盘电源连接端，即是连接电源部分第二输出的一端。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4、图5组成了一种具体实施电路。

一、选择元件

抢答逻辑的门电路选用4069，显示电路的计数器选用4060，显示线路的开关可控硅选用单向型的，（选用双向也可，只是提高了成本），主持人所用的起动开关及参与者使用的抢答开关均采用无自锁的类型。

二、检测元件

对可控硅进行检查，排除坏的可控硅，检查的方法是，用万用表拨到欧姆表且为*1档，（因该档的输出电流大，能达到可控硅自保持的电流），然后红表笔接可控硅的阴极，黑表笔同时连接阳极与控制极，这时表呈现导通状，然后断开控制极，如果欧姆表仍显示出是导通状，则是好的可控硅。

三、焊接抢答线路主体

按图2安装焊接即可。但其中的抢答开关与线路主体的连接采用接线柱或插座的连接方式，即是接线柱或插座可以连接抢答开关，也可以连接智力玩具盘。

四、焊接结果显示推动部分中的每一个独立单元按图3焊接，有多少抢答开关则对应焊多少个独立单元。

五、焊接显示系统中的独立单元。

将绘有图形显示板，如小免，小狗等等的分别作为一个参赛者的对应显示板，即是显示独立单元。每块显示板内焊接一块语音片及对应的音频放大级与发声器喇叭。并用多支发光管，焊在图形的边缘，或其中的一部分，所有发光管的引线连接推动系统中的一个独立推动单元的输出线，连接情况参见图3。

六、焊接智力玩具盘，

将绘有图形显示板，如小免，小狗或植物图形，等等的分别作为一个智力玩具盘。每个图形的边缘，或其中的一部分，图形下方焊接有一个对应发光管管脚的插座，盘上的插座数量一样多，该类智力玩具盘供竞争者用。插座部位的焊接一是应与盘上所画的图案相适匹配，二是发光管的高低位置，与图案吻合协调。盘内的电气连接如图4.这种智力玩具盘制作多个，每盘的图形可一样也可不一样。

七、检查与调试：

（一）、检查抢答线路主体与第一显示逻辑是否正确。

1、安装两个抢答开关在抢答线路主体上。

2、闭合第一抢答开关（图2中104），这时第一是试验显示的发光管（图2中104.3）会闪光一下，表示整个电路安装无误，如果将该发光管长亮，说明逻辑功放（110，111，112三门）输出还为高位，主要是互锁电路（图2中117）开路，逻辑门107与108未翻转。如果不亮，说明功放三门（110，111，112）输出端为低位，则是初始电容106脱焊。

（二）、检查抢答线路主体与图案显示部分的逻辑同步性。

1、连接方法如（一）。

2、闭合第一抢答开关（图2中104）。

此时对应显示系统中的一个独立显示单元中发光管群亮。而且为长时的光亮，直至再次按起动复位开关102为止。此时如果再按第二个抢答开关，对应的一个独立显示单元发光管群不亮，此时用表测试抢答线路主体中的逻辑功放门（图2中的门110或111，或112）输出为低位。测试独立显示单元中的计数器4060电源端，无电压。

3、按下起动开关（图中102），独立显示单元中已发光的发光管不再亮。此时用表测试逻辑功放门110（或111，或112）输出为高位。

（三）、调试独立显示单元的性能是否合乎要求。:

4、调试发光管的闪亮频率，调节电阻204.2，这时发光管的频率将发生变化，电阻值越小，发光管变化的频率越快。反之越慢.在调试204.2时其闪亮的频率应符合在一定的区间，不合要求，则应增大或减少限频电阻204.1的大小，方法与规律同204.2。

5、语音的检查：当显示部分亮时，对应的语音片发声，语音片的声音可事先根据需要录制。如果不出声则是语音片片连错，或片损坏，或其音频放大与发声器存在问题。

（四）、智力玩具盘的检查与调试。

将智力玩具盘的逻辑控制端的两端，之一端与之二端，即图4中的104.1，与104.2，分别插入图3的104.1，与104.2接线线头，电源输入端402连接在电源部分的第二输出端，当发光管插完，且极性正确时，第一名的智力玩具盘所有的发光管会闪亮一次，其意义是告诉参赛者本人插件正确结束且为第一名。

[0093] 智力玩具盘中的图案色彩应与发光管的色彩相适。同时应给参赛者留有想象空间，否则应调整。

（五）、焊接电源。

电源具有两路电压输出，第一路电压为主体工作工作电压，如抢答线路主体，结果显示推动部分、图案显示部分，用。第二路为较高的电压，向智力玩具盘提供电源，调整该路电压值，使发光管数及所需的亮度符合要求。

Claims (8)

1.智力型活动仪，其特征是：由启动开关，抢答线路主体，多个抢答开关，推动系统，显示系统，玩具部分及电源部分共同组成；

电源部分有两路输出，第一路输出是输出较低的电压给抢答线路主体、推动系统、显示系统，第二路输出是专供给玩具部分；

启动开关的一端即输入端连接电源部分的第一输出端上，另一端即输出端连在抢答线路主体、推动系统及显示系统的电源输入端上；

抢答线路主体是智力型活动仪第一级，推动系统是智力型活动仪第二级，显示系统是智力型活动仪第三级；

多个抢答开关连接在抢答线路主体上；抢答线路主体是第一级，该级抢答线路主体的输出连接了第二级推动系统，第二级推动系统的输出连接了第三级显示系统；

其中推动系统内有多个独立的推动单元，显示系统有多个独立的显示单元，推动系统中每一个独立推动单元的输入端连接了抢答线路主体中一位抢答开关的对应输出端，推动系统的每一个独立推动单元的输出端，对应连接了后级显示系统中的一个独立的显示单元；

其中的抢答线路主体是由双稳态电路，逻辑功放，起动初始定位线路，互锁电路，试验显示线路，显示输出电路共同组成；

上述几部分的连接方式是，用双稳态电路的输出端连接了逻辑功放输入端，用逻辑功放的输出通过接线桩头连接了多个抢答开关的一端；

每个抢答开关的两个桩头，分别连在抢答线路主体的两个接线桩头上，每个抢答开关及接线桩头形成了一种对称线路；

其线路结构是：每个抢答开关与线路主体相连的两个接线桩头中，其中一个与逻辑功放的输出相连，该接线桩头名为功放桩头，另一端接线桩头名为输出桩头，输出桩头连接了三路向外输出，一路连接了试验显示线路，第二路连接了一条互锁电路的一端，互锁电路的另一端连接了双稳态电路的一路输入端，第三路连接了一个二极管的正极，二极管的负极是本级的一位输出端，该端连接了推动系统中一个独立推动单元的电子开关的控制端；

推动系统中每个独立推动单元是相同的电路形式，每一个独立推动单元由电子开关，彩色变化器，色彩功放部分共同组成；

其中电子开关有三个连线端，输入端连接在工作电源上，输出端连接了三路，一路连接了彩色变化器的电源端，一路连接了功放部分的电源输入端，一路连接了第三级显示系统中的一个独立显示单元的语音片及语音放大级电源，该输出端称为电子开关的电源输出端，也即是第二级推动系统中一个独立推动单元的电源输出端；

彩色变化器有两位输出，每位输出对应连接了一个色彩功放放大电路，色彩功放放大电路的电源输入端连接了启动开关的输出端上，色彩功放放大电路输出端成为了本级的一位逻辑输出端，推动系统中每个独立推动单元有两位逻辑输出端；

其中显示系统由多个独立显示单元组成，每个单元的线路完全一样，对应连接显示系统中的一个独立显示单元的输出，每个独立显示单元分别由声指示部分，光显示部分共同组成；

其中声指示部分由语音片及音频放大级组成，两部分的电源输入端分别连接在第二级中一个独立推动单元的电源输出端；语音片的内容为事前录制；光显示部分由多个显示发光管与图案共同组成，在图案上焊有多个显示发光管，显示发光管的输入端连接在第二级中一个独立推动单元的逻辑输出端上；

玩具部分由多个智力玩具盘及盘外发光管共同组成；

每个智力玩具盘是个独立体，盘上印有图案，图案上的相关部位焊有盘外发光管的插座，盘外发光管可以插在智力玩具盘上的插座上；

每个智力玩具盘内的电路结构一样，其结构是，由盘外发光管插座组成的串联支路及接口电路共同组成：

将盘中的所有的盘外发光管管脚串联在一起成为一支路，支路的一端，连接在接口电路电源输出端上，另一端连接在抢答线路主体中的输出线桩头上；其中的接口电路有三个接线端，其中一个是接口电路的电源输入端，该端连接在电源部分的第二输出端上，第二个是接口电路的电源输出端，该端连接在发光管管脚串联支路的一端上，第三个是逻辑控制端，该端连接在抢答线路主体上的功放桩头上。

2. 根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：抢答线路主体中的双稳态电路与逻辑功放电路均由门电路构成，互锁电路由二极管组成或门构成，试验显示线路由发光管构成，推动系统内的多个独立的推动单元中的电子开关由可控硅构成，彩色变化器由计数器构成，色彩功放器由射随器构成。

3. 根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：抢答线路主体由双稳态电路，逻辑功放电路，起动初始定位线路，互锁电路，试验显示线路，显示输出电路共同组成，双稳态电路由两个逻辑门与隔离电阻组成，逻辑功放由三个功率门并联而成，起动初始定位线路为一个初始电容，互锁电路由每个抢答开关的输出桩头所连接的互锁二极管组成，显示输出电路由每个抢答开关的输出桩头所连接的显示输出二极管组成，试验显示线路由每个抢答开关的输出桩头所连接的发光管与电阻串联支路组成；抢答线路主体的电路连接是：三个功率门并联，其输出连接众多并联的抢答开关的功放桩头，每个抢答开关的输出桩头都连接三路，一路连接试验电路，第二路连接显示输出二极管的正极，显示二极管的负极即是对应抢答开关的显示输出，第三路连接互锁二极管的正极，每个互锁二极管的负极连接在一起，连接逻辑门之二的输入端，逻辑门之一的输出连接初始电容的正极，初始电容的负极接地线，逻辑门之二的输入与逻辑门之一的输出间接一个隔离电阻，逻辑门之一的输出连接三个功率门的输入。

4.根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：抢答线路主体输出及独立推动单元与独立显示单元结构与相互的连接是，每个抢答开关对应一个独立推动单元，每个独立推动单元都由电子开关、色彩变化器组成；色彩功放部分、其中色彩功放部分由两个射随放大三极管组成，色彩变化器由计数器4060形成；电子开关由可控硅构成；每个独立推动单元的电源输出端都连接一个独立显示单元的电源输入端，每个独立显示单元都由声指示部分，光显示部分组成，声指示部分由语音片音频放大电路与发声器组成，光显示部分由多个显示发光管与图案组成，独立推动单元与独立显示单元的具体电路连接是：电子开关可控硅，它的控制端连接抢答开关的显示输出，阳极即是电子开关的电源输入端接抢答器的电源，阴极为输出端，连接了四路，一路连接一个语音片及音频放大电路电源端，音频放大电路的输入端连接语音片输出，音频放大电路输出接发声器，第二路连接计数器4060的火线端，第三路连接一个功放管的集电极，第四路连接另一个功放管的集电极；计数器4060有三个振荡端，第一振荡端接频率调整电容的一端，频率调整电容另一端接公共连接点，第二振荡端接限频电阻的一端，限频电阻的另一端连接频率调整电阻的一端，频率调整电阻的另一端连接公共连接点，第三振荡端接保护电阻的一端，保护电阻的另一端连接公共连接点；一个射随功放管的基极连接计数器4060的一位输出端，另一个射随功放管的基极连接计数器4060的另一位输出端，每个显示发光管的一个输入正极都接在一个功放管的发射极上上，另一个输入正极都接在另一个功放管的发射极，每个显示发光管的负极都接一个共阴电阻到地线。

5.根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：显示系统中的发光管由三极性三色发光管担任，其中的K极连接了一个电阻接地，每个发光管的R极并联在一起焊接在了前级的一位输出端上，每个发光管的G极并联在一起焊在前级的另一位输出端上。

6.根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：智力玩具盘的接口线路是由一个NPN三极管的集电极经过电阻串联后连接了一PNP三极管的基极，三极管NPN的基极串联上电阻后向外引出线，成为逻辑控制端，PNP三极管的发射极成为电源输入端，PNP三极管的集电极成为电源输出端。

7.根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：推动系统中独立单元中的计数器的频率调整电阻安装在仪器外表易供操作的地方。

8.根据权利要求1所述的智力型活动仪，其特征是：智力玩具盘的图案可以为一样或不一样，每个盘上发光管管脚安装在图案上的位置，一是与图案相适协调，二是插上发光管后，在视角上发光管的亮头成为图案的一部分。