分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪的制作方法

文档序号:18716800发布日期:2019-09-20 21:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,该演示仪支架(1)、至少一个字符生成器(2)、左矩阵构造器(3)、内积处理器(4)、右矩阵构造器(5)、结果合成器(6)、两只射灯(7)、至少一个直角反射镜(8)和至少一个的光电控制器(9),

支架(1)包括四根立柱(11)、底板(12)、顶板(13)、第一立板(14)和第二立板(15),

顶板(13)和底板(12)是外形相同的矩形硬板,顶板(13)和底板(12)平行设置且两者设置间距,四根立柱(11)分别垂直同时设在底板(12)和顶板(13)的四个角处,在四根立柱(11)的下端都设有调位螺母(16),在每个调位螺母(16)内都设有螺纹杆(17),在每根螺纹杆(17)的下端都设有棱台底座(18);

在底板(12)和顶板(13)之间竖直设置第一立板(14),第一立板(14)位于底板(12)和顶板(13)的中部位置处,在第一立板(14)的板面上从上至下水平设有第一槽沟(19)和第二槽沟(110),在第一槽沟(19)和第二槽沟(110)内分别设有第一滑块(113)和第二滑块(114);

在底板(12)和顶板(13)的右边棱之间设有第二立板(15),在第二立板(15)板面上设置与第一槽沟(19)平行的第三槽沟(111)和与第二槽沟(110)平行的第四槽沟(112),在第三槽沟(111)和第四槽沟(112)内分别设有第三滑块(115)和第四滑块(116),在第三滑块(115)和第四滑块(116)上分别设有圆头把手(117)和方头把手(118);

在顶板(13)右半部的板面上设有矩形窗口(120),在矩形窗口(120)的两条长边棱上都设有直角滑道(125),在两根直角滑道(125)之间连接透明滑板(126);在顶板(13)左半部的板面上设置豁口窗口(119)和提示板(121);在豁口窗口(119)相对两条边处分别设置前豁口和后豁口;

在顶板(13)板面上相邻的两条边的边缘处按顺时针方向设有圆销钉孔(122)、第一菱形钉孔(123)和椭圆钉孔(124);

左矩阵构造器(3)和内积处理器(4)分前后依次置于支架(1)中的豁口窗口(119)内;

右矩阵构造器(5)和结果合成器(6)分前后依次置于支架(1)中矩形窗口(120) 内,右矩阵构造器(5)与第一滑块(113)和第二滑块(114)相连,结果合成器(6)与第三滑块(115)和第四滑块(116)相连;

所有的字符生成器(2)分别置于左矩阵构造器(3)、内积处理器(4)、右矩阵构造器(5)和结果合成器(6)内;

两只射灯(7)分别置于支架(1)中第一菱形钉孔(123)和椭圆钉孔(124)处;

所有的直角反射镜(8)分别置于左矩阵构造器(3)和右矩阵构造器(5)的字符生成器(2)上;

所有的光电控制器(9)分别置于内积处理器(4)上。

2.根据权利要求1所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,左矩阵构造器(3)包括第一开口桶型架(31)、至少一个第一长管灯(34)、至少一个第一短管灯(35)、至少一个第一电升降器(36)和第一矩形板框(38),

第一开口桶型架(31)包括方形底板(315)、矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314),矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314)垂直固定在方形底板(315)的四个边棱上,矩形前立板(313)是透明材料;在方形底板(315)的一个边棱上设置第一电源接口(37),

在第一开口桶型架(31)内设有相互垂直的第一横向隔板(32)和第一纵向隔板(33),第一横向隔板(32)和第一纵向隔板(33)将第一开口桶型架(31)的内部空间分成n行n列个底面是正方形的第一内管筒(310),由第一开口桶型架(31)、第一横向隔板(32)和第一纵向隔板(33)组成的蜂窝状装置称为第一管筒底架(316);在第一管筒底架(316)内的每个第一内管筒(310)上开口处的左右边棱上都设有第一长管灯(34),在第一管筒底架(316)内的每个第一内管筒(310)上开口处的前后边棱上都设有第一短管灯(35),在第一管筒底架(316)内的每个第一内管筒(310)底部都设有第一电升降器(36);

第一电升降器(36)包括电磁弹簧(361)、衔铁推杆(362)和方形硬板(363),衔铁推杆(362)一端连接在电磁弹簧(361)的衔铁上,衔铁推杆(362)的另一端设置在方形硬板(363)上,在方形硬板(363)的边缘处设有字符电源插头(364),在方形硬板(363)的板面上平行设置两条矩形槽口(365),两条矩形槽口(365)关于衔铁推杆(362)对称设置;

在第一开口桶型架(31)上端开口的边棱外表面设有第一矩形板框(38),在第一矩形板框(38)的前侧边棱的下表面上向下外凸设有第一长方体楔块(39);

左矩阵构造器(3)通过第一矩形板框(38)置于支架(1)上的豁口窗口(119)中,第一长方体楔块(39)楔入豁口窗口(119)的前豁口中。

3.根据权利要求2所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,字符生成器(2)包括箱体框架(21)、字符组合机构(22)、驱动轮系(23)、四个离合器(24)和字符电源插孔(25),

箱体框架(21)由左立板(211)、横底板(212)、右立板(213)、活动盖板(214)围成的正四棱柱筒,左立板(211)和右立板(213)垂直固定在横底板(212)的两端,在右立板(213)的上边棱上设有合页(215),合页(215)与活动盖板(214)相连,在活动盖板(214)的板面上设有矩形开口(216)和六角钉孔(219),在活动盖板(214)的边棱上设置有用于将活动盖板(214)固定在左立板(211)上的第一弹簧锁(218);

字符电源插孔(25)设置在箱体框架(21)的左立板(211)的下端内侧面上,字符电源插孔(25)与左矩阵构造器(3)内的字符电源插头(364)相匹配;在横底板(212)外板面上对称的两条边棱处向下外凸设置与左矩阵构造器(3)内的矩形槽口(365)相匹配的楔板(26);在字符生成器(2)插入第一内管筒(310)时,字符电源插头(364)插入字符电源插孔(25),楔板(26)插入矩形槽口(365)内;

字符组合机构(22)、驱动轮系(23)和四个离合器(24)均设置在箱体框架(21)内,字符组合机构(22)位于驱动轮系(23)上方,四个离合器(24)均位于驱动轮系(23)下方;

字符组合机构(22)包括第一椭圆板架(221)、第二椭圆板架(222)、第一圆轴杆(223)和第二圆轴杆(224),第一椭圆板架(221)和第二椭圆板架(222)是相同的硬椭圆形平板,第一圆轴杆(223)和第二圆轴杆(224)同时连接在第一椭圆板架(221)和第二椭圆板架(222)的上下两端之间,在第一圆轴杆(223)上从左至右设有第一转轮(225)、第二转轮(226)、第三转轮(227)和第四转轮(228),第一圆轴杆(223)上从左至右设有第一转轮(225)、第二转轮(226)、第三转轮(227)和第四转轮(228)都以第一圆轴杆(223)为轴自由转动,

在第二圆轴杆(224)上从左至右设有第一同步齿带轮(229)、第二同步齿带轮(2210)、第三同步齿带轮(2211)和第四同步齿带轮(2212),第一同步齿带轮(229)、第二同步齿带轮(2210)、第三同步齿带轮(2211)和第四同步齿带轮(2212)都以第二圆轴杆(224) 为轴自由转动,在第一同步齿带轮(229)、第二同步齿带轮(2210)、第三同步齿带轮(2211)和第四同步齿带轮(2212)的一个同向侧面上分别设有固定的第一圆齿轮(2213)、第二圆齿轮(2214)、第三圆齿轮(2215)和第四圆齿轮(2216),每个圆齿轮与同步齿带轮一体同步转动,在第一转轮(225)和第一同步齿带轮(229)上套设第一同步齿带(2217),在第二转轮(226)和第二同步齿带轮(2210)上套设第二同步齿带(2218),在第三转轮(227)和第三同步齿带轮(2211)上套设第三同步齿带(2219),在第四转轮(228)和第四同步齿带轮(2212)上套设第四同步齿带(2220),在第一同步齿带(2217)、第二同步齿带(2218)、第三同步齿带(2219)和第四同步齿带轮(2212)的带表面上都沿长度方向设有彩色字符(2221),彩色字符(2221)包括数字“0—9”、符号“+、-、×、﹒、/”、常用字母“a、b、c、x、y、z”及空格;由一个同步齿带连接的一个转轮、一个同步齿带轮和一个圆齿轮组成的机构称为一个单字符循环体,本字符组合机构(22)中的四组单字符循环体能同时组成四位正整数、三位负数、小数或分数的矩阵元素或向量分量;

在第一椭圆板架(221)和第二椭圆板架(222)上都设有两个螺栓孔(2222),字符组合机构(22)通过四个螺栓孔(2222)固定在箱体框架(21)的左立板(211)和右立板(213)上部;

驱动轮系(23)包括伺服电机(231)、第三圆轴杆(232)和四个带楔齿轮(233),伺服电机(231)固定在左立板(211)的内侧面上,伺服电机(231)的电机轴水平设置,第三圆轴杆(232)的一端连接在伺服电机(231)的电机轴上,第三圆轴杆(232)的另一端通过轴承支撑在右立板(213)上;在第三圆轴杆(232)的外表面上设有与轴中心线平行的沟槽(234),四个带楔齿轮(233)分别设置在第三圆轴杆(232)上,四个带楔齿轮(233)均为在其内圆孔中都设有能沿沟槽(234)平行移动的楔块;每只带楔齿轮(233)内圆周上的楔块插入沟槽(234)中,每只带楔齿轮(233)既能随第三圆轴杆(232)一起转动还能沿沟槽(234)平行移动;

驱动轮系(23)是通过伺服电机(231)及第三圆轴杆(232)右端的轴承固定在箱体框架(21)的左立板(211)和右立板(213)的中部,四只带楔齿轮(233)分别与第一圆齿轮(2213)、第二圆齿轮(2214)、第三圆齿轮(2215)和第四圆齿轮(2216)啮合;

四个离合器(24)均包括电动机(241)、推拉杆(242)、撑杆(243)和横板条(244),推拉杆(242)设置在电动机(241)的电机轴上,电动机(241)和推拉杆(242)组成电控推拉装置,电动机(241)正转带动推拉杆(242)向前,电动机(241)反转带动推拉杆(242)后拉,撑杆(243)设置在推拉杆(242)的自由端,撑杆(243)与推拉杆(242)垂直,在撑杆(243)的另一端设有横板条(244),在横板条(244)的两端均向外垂直设有细直杆(245),

四个离合器(24)都是通过电动机(241)固定在箱体框架(21)的横底板(212)上,四只离合器(24)上的两根细直杆(245)分别卡在第一圆齿轮(2213)、第二圆齿轮(2214)、第三圆齿轮(2215)和第四圆齿轮(2216)的两侧。

4.根据权利要求3所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,内积处理器(4)包括第二开口桶型架(41)、第二电源接口(47)和第二矩形板框(48),

第二开口桶型架(41)、第二电源接口(47)和第二矩形板框(48)均与左矩阵构造器(3)上的第一开口桶型架(31)、第一电源接口(37)和第一矩形板框(38)结构完全一样;

第二开口桶型架(41)包括方形底板(315)、矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314),矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314)垂直固定在方形底板(315)的四个边棱上,矩形前立板(313)是透明材料;在方形底板(315)的一个边棱上设置第二电源接口(47),

在第二开口桶型架(41)内设有相互垂直的第二横向隔板(42)和第二纵向隔板(43),第二横向隔板(42)、第二纵向隔板(43)与第一横向隔板(32)、第一纵向隔板(33)结构完全一样;第二横向隔板(42)和第二纵向隔板(43)将第二开口桶型架(41)的内部空间分成n行n列个底面是正方形的第二内管筒(410),第二内管筒(410)与第一内管筒(310)结构完全一样;第二开口桶型架(41)、第二横向隔板(42)和第二纵向隔板(43)组成的蜂窝状装置称为第二管筒底架(411),第二管筒底架(411)与左矩阵构造器(3)内的第一管筒底架(316)结构完全一样;

在第二管筒底架(411)的上开口中设置一条对角线(45),在对角线(45)经过的所有第二内管筒(410)底部设有第二电升降器(46),第二电升降器(46)与左矩阵构造器(3)内的第一电升降器(36)结构完全一样;与第二电升降器(46)电源线相连的升降器开关插孔(44)置于第二内管筒(410)的上口处,在有第二电升降器(46)的第二内管筒(410)中分别插入字符生成器(2);

在第二开口桶型架(41)上端开口外边棱上设有第二矩形板框(48),在第二矩形板框(48)的后侧边棱的下表面上向下外凸设有第二长方体楔块(49)

内积处理器(4)通过第二矩形板框(48)置于支架(1)上的豁口窗口(119)中,第二长方体楔块(49)楔入豁口窗口(119)的后豁口中。

5.根据权利要求4所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,右矩阵构造器(5)包括第三开口桶型架(51)、至少一个第三长管灯(54)、至少一个第三短管灯(55)和一个第三电源接口(57),

第三开口桶型架(51)、第三长管灯(54)、第三短管灯(55)和第三电源接口(57)分别与左矩阵构造器(3)中的第一开口桶型架(31)、第一长管灯(34)、第一短管灯(35)和第一电源接口(37)的结构完全相同;

第三开口桶型架(51)包括方形底板(315)、矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314),矩形左立板(311)、矩形右立板(312)、矩形前立板(313)和矩形后立板(314)垂直固定在方形底板(315)的四个边棱上,矩形前立板(313)是透明材料;在方形底板(315)的一个边棱上设置第三电源接口(57),

在第三开口桶型架(51)内设有相互垂直的第三横向隔板(52)和第三纵向隔板(53),第三横向隔板(52)和第三纵向隔板(53)与左矩阵构造器(3)内的第一横向隔板(32)和第一纵向隔板(33)结构完全相同,第三横向隔板(52)和第三纵向隔板(53)将第三开口桶型架(51)的内部空间分成n行n列个底面是正方形的第三内管筒(510),由第三开口桶型架(51)、第三横向隔板(52)和第三纵向隔板(53)组成的蜂窝状装置称为第三管筒底架(511),在第三管筒底架(511)内的每个第三内管筒(510)上开口处的左右边棱上都设有第三长管灯(54),在第三管筒底架(511)内的每个第三内管筒(510)上开口处的前后边棱上都设有第三短管灯(55),在第三管筒底架(511)内的每个第三内管筒(510)底部都设有第三电升降器(56),第三电升降器(56)与左矩阵构造器(3)内的第一电升降器(36)的结构完全相同;

在第三开口桶型架(51)的矩形左立板(311)和矩形右立板(312)外侧面上分别水平设置左支脚板条(58)和右支脚板条(59),

右矩阵构造器(5)是置于支架(1)中矩形窗口(120)的后部,并且左支脚板条(58)和右支脚板条(59)分别连接在第一滑块(113)和第三滑块(115)上。

6.根据权利要求5所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,结果合成器(6)与右矩阵构造器(5)的结构完全一样,

结果合成器(6)是置于支架(1)中矩形窗口(120)的前部,并且通过左支脚板条(58)和右支脚板条(59)分别连接在第二滑块(114)和第四滑块(116)上。

7.根据权利要求6所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,射灯(7)包括底板支架(71)、槽沟立板(72)、调位滑块(74)和多个彩色射灯(75),

底板支架(71)是矩形硬板,在底板支架(71)板面的中部设有垂直的槽沟立板(72),在槽沟立板(72)的板面上竖直设有与彩色射灯(75)数量相等的定位槽沟(73),在每条定位槽沟(73)内都设有调位滑块(74),在每块调位滑块(74)上分别设有一个彩色射灯(75),

彩色射灯(75)包括射灯底座(76)、反射镜面(77)、电灯(78)和聚光圆筒(79),在射灯底座(76)上设有反射镜面(77),反射镜面(77)呈喇叭状,反射镜面(77)的小端连接射灯底座(76),反射镜面(77)的大端连接聚光圆筒(79),在反射镜面(77)的焦点处设有电灯(78),在底板支架(71)的一边边缘处设有灯线接口(710),在底板支架(71)的板面上设置第二菱形钉孔(711);

两只射灯(7)分为行射灯和列射灯,行射灯用销钉通过第二菱形钉孔(711)固定在支架(1)的第一菱形钉孔(123)处,列射灯用销钉通过第二菱形钉孔(711)固定在支架(1)的椭圆钉孔(124)处;其中,行射灯中的电灯(78)采用红色电灯,列射灯中的电灯(78)采用绿色电灯或蓝色电灯。

8.根据权利要求7所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,直角反射镜(8)包括三角底板(81)、三角顶板(82)、第一透明立板(83)、第二透明立板(84)、斜边立板(85)和平面反射镜(86),

三角底板(81)和三角顶板(82)是相同的等腰直角三角形不透明硬板,在三角底板(81)和三角顶板(82)的直角边棱之间、斜边棱之间以及直角边棱上之间分别连接第一透明立板(83)、斜边立板(85)和第二透明立板(84),斜边立板(85)是不透明硬板,在斜边立板(85)的内表面上设有平面反射镜(86),平面反射镜(86)将垂直射入到第一透明立板(83)的光线反射后又垂直射到到第二透明立板(84)上,同时平面反射镜(86)也将垂直射入到第二透明立板(84)的光线反射后又垂直射到到第一透明立板(83)上,在三角底板(81)的下表面上设有第二弹簧锁(87);

所有的直角反射镜(8)均是通过第二弹簧锁(87)分别固定在左矩阵构造器(3)和右矩阵构造器(5)中的每个字符生成器(2)上的六角钉孔(219)处。

9.根据权利要求8所述的分区移动式向量内积及矩阵乘法演示仪,其特征在于,光电控制器(9)包括直角硬板(91)、第一控制器(914)和第二控制器(915),直角硬板(91)是由两块矩形板条垂直连接成的硬板条,在直角硬板(91)的两个矩形板条上分别设有第一控制器(914)和第二控制器(915);

第一控制器(914)包括第一板架(92)、第一光电板(94)、第一放大器(96)和第一电磁开关(98),第一板架(92)是矩形绝缘板,第一光电板(94)、第一放大器(96)和第一电磁开关(98)均设置在第一板架(92)上,第一光电板(94)位于第一放大器(96)的上方,第一电磁开关(98)位于第一放大器(96)的下方,在第一光电板(94)、第一放大器(96)和第一电磁开关(98)之间通过导线相连;第一光电板(94)受光照射能发出弱电流,经第一放大器(96)放大后启动第一电磁开关(98)工作,光照停止第一电磁开关(98)回复原位;

第二控制器(915)包括第二板架(93)、第二光电板(95)、第二放大器(97)和第二电磁开关(99),

第二板架(93)是矩形绝缘板,第二光电板(95)、第二放大器(97)和第二电磁开关(99)均设置在第一板架(92)上,第二光电板(95)位于第二放大器(97)的上方,第二电磁开关(99)位于第二放大器(97)的下方,在第二光电板(95)、第二放大器(97)和第二电磁开关(99)之间通过导线相连;第二光电板(95)受光照射能发出弱电流,经第二放大器(97)放大后启动第二电磁开关(99)工作,光照停止第二电磁开关(99)回复原位;

在第一电磁开关(98)和第二电磁开关(99)之间设有串联导线(910),在第一电磁开关(98)和第二电磁开关(99)上分别设有第一控制线(911)和第二控制线(912);

在直角硬板(91)上的两块矩形板条上分别设有第三弹簧锁(913);

所有的光电控制器(9)是通过第三弹簧锁(913)分别固定在内积处理器(4)中装有字符生成器(2)的第二内管筒(410)开口处的第二横向隔板(42)和第二纵向隔板(43)上,第一控制线(911)和第二控制线(912)均本光电控制器(9)所在的第二内管筒(410)上的升降器开关插孔(44)相接;

光电控制器(9)在第一控制器(914)和第二控制器(915)同时受光照射时第一控制线(911)、串联导线(910)和第二控制线(912)接通,第二电升降器(46)工作将字符生成器(2)升高,否则第二电升降器(46)恢复低位将字符生成器(2)落下。

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