專利名稱：四色地圖算盤計(jì)算器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)學(xué)與地理教育教學(xué)領(lǐng)域，特別是一種用于四色地圖涂色的算盤計(jì)算器及其 使用方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)繪制地圖及其計(jì)算和軟件技術(shù)，其理論、方法和技術(shù)，來源于1852年四色地圖 猜想誕生以來，數(shù)學(xué)家、地圖專家和計(jì)算機(jī)專家共同研究的理論，可統(tǒng)稱為"并圈著色理論"， 沒有從根本上解決在無窮大范圍內(nèi)，嚴(yán)格地證明四色定理這道國際數(shù)學(xué)難題，只證明了五色 定理，因此，世界各國據(jù)此理論，編輯出版印刷五色及以上的多色地圖，給人們學(xué)習(xí)、生活、 交通、科研、軍事等帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決目前世界各國只能出版發(fā)行多于四色的五色地圖、六色地圖等的技術(shù)問 題，以提供一種僅使用四種顏色即可準(zhǔn)確地完成地圖著色的算盤計(jì)算器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的四色地圖算盤計(jì)算器，包括由上邊l、下邊2、左邊3、右邊4構(gòu)成矩形邊框， 梁5與上下邊平行，其兩端分別連接左邊3和右邊4，貫通穿過梁5的3 20根檔11與左右 邊平行，其兩端分別連接上邊1和下邊2，在左邊3和梁5之間的檔上串設(shè)有主區(qū)序號珠6、 主區(qū)屬性珠7和主區(qū)顏色珠8，所有珠均為中空六角型，其中主區(qū)序號珠6與左邊3相鄰接， 其各面均標(biāo)有一個(gè)唯一自然數(shù)；主區(qū)顏色珠8與梁5相鄰接；主區(qū)屬性珠7位于前兩珠之間， 其六個(gè)面分別標(biāo)有2個(gè)閉圈標(biāo)志、2個(gè)開圈標(biāo)志、2個(gè)空白標(biāo)志；在右邊4和梁5之間的檔上 串設(shè)有3 20顆鄰區(qū)顏色珠9;主區(qū)顏色珠8和鄰區(qū)顏色珠9的六面分別涂有A、 B、 C、 D、 E、 F六種顏色；鄰區(qū)序號板10設(shè)于兩檔之間并與檔相平行，其兩端分別連接梁5和右邊4。
前述的四色地圖算盤計(jì)算器，其中所述的鄰區(qū)顏色珠9下方設(shè)有鄰區(qū)顏色板。前述的四色地圖算盤計(jì)算器，其中所述計(jì)主區(qū)顏色珠8和鄰區(qū)顏色珠9的六面分別涂有
紅，綠，紫，黃，藍(lán)，白色。
前述的四色地圖算盤計(jì)算器的使用方法，包括如下步驟
a) 在所需填色的地圖上選取任一行政區(qū)，將其標(biāo)志為主區(qū)序號l，并將與該行政區(qū)邊界相接的周圍行政區(qū)以隨機(jī)方式標(biāo)志為主區(qū)序號2、 3、 4至N，其中N代表與該行政區(qū)邊界相接的周圍行政區(qū)的總數(shù)加一；
b) 將四色地圖算盤計(jì)算器1 N檔上的主區(qū)序號珠6的序號分別撥為1 N，在對應(yīng)前述序號為1 N的主區(qū)序號珠6之鄰區(qū)序號板10上，分別標(biāo)記所有與該區(qū)相鄰接的其他主區(qū)序號；
c) 對應(yīng)b)中己設(shè)好的一個(gè)主區(qū)序號，如該主區(qū)序號所代表的行政區(qū)邊界線為首尾相接的閉合邊界線，則將其同檔的主區(qū)屬性珠7撥為閉圈標(biāo)志，如該主區(qū)序號所代表的行政區(qū)邊界線為首尾不相接的開放邊界線，則將其同檔的主區(qū)屬性珠7撥為開圈標(biāo)志，按前述規(guī)則對應(yīng)1至N的主區(qū)序號，將其它相應(yīng)的主區(qū)屬性珠7撥為閉圈或開圈標(biāo)志；
d) 將主區(qū)序號為1的第一檔之主區(qū)顏色珠8撥為顏色A，根據(jù)主區(qū)顏色珠8與其同檔之鄰區(qū)顏色珠9不同色原則、同檔相鄰之鄰區(qū)顏色珠9不同色原則、同檔鄰接梁5的鄰區(qū)顏色珠9與鄰接右邊4的鄰區(qū)顏色珠9不同色原則，逐次將對應(yīng)于該檔鄰區(qū)序號板10之標(biāo)記的鄰區(qū)顏色珠9調(diào)整為相應(yīng)顏色；
e) 根據(jù)第一檔中鄰區(qū)序號板IO上的之主區(qū)標(biāo)號，將已明確顏色的各檔主區(qū)屬性珠7調(diào)整為對應(yīng)鄰區(qū)序號板10上相同數(shù)字的鄰區(qū)顏色珠9之顏色；
f) 根據(jù)主區(qū)屬性珠7與其同檔相鄰之鄰區(qū)顏色珠9不同色原則、同檔相鄰之鄰區(qū)顏色珠9不同色原則、同檔鄰接梁5的鄰區(qū)顏色珠9與鄰接右邊4的鄰區(qū)顏色珠9不同色原則，將經(jīng)過步驟d)至步驟e)之后尚未完成著色的其它各主區(qū)屬性珠7調(diào)整為相應(yīng)顏色。
本發(fā)明四色地圖算盤計(jì)算器及其使用方法的有益效果
1. 解決了四色問題這道國際數(shù)學(xué)難題；
2. 促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和人們大腦活動(dòng)的過程；
3. 不僅能算出四色地圖，還能算出多于四色的多色地圖；4.使用中國古代算盤的制造工藝，材料具有多樣性，可用價(jià)格低廉的木材、塑料，結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡便，產(chǎn)品成本低，無毒副作用，使用中不消耗任何能源，環(huán)保,便于操作，適用于各類人群。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的六角型珠示意3為本發(fā)明的鄰區(qū)序號板示意4為本發(fā)明的示例地圖
圖5 圖9為本發(fā)明的四色地圖計(jì)算與使用示意中標(biāo)號說明
1上邊、2下邊、3左邊、4右邊、5梁、6主區(qū)序號珠、7主區(qū)屬性珠、8主區(qū)顏色珠、9鄰區(qū)顏色珠、10鄰區(qū)序號板、11檔
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明詳細(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參照附圖l-9通過如下實(shí)施方式予以說明。參閱附圖1 3，以說明本發(fā)明四色算盤計(jì)算器的制作流程
1. 如附圖1所示，本發(fā)明的部件包括上邊l;下邊2;左邊3;右邊4;梁5;主區(qū)序號珠6;主區(qū)屬性珠7;主區(qū)顏色珠8;鄰區(qū)顏色珠9;鄰區(qū)序號板10;檔ll。其中上邊l;下邊2;左邊3;右邊4;梁5可采用算盤現(xiàn)有技術(shù)部件。
2. 主區(qū)欄在梁5和左邊2之間，每檔安裝3顆珠，分別為主區(qū)序號珠6、主區(qū)屬性珠7
和主區(qū)顏色珠8，其中主區(qū)序號珠6與左邊3相鄰接；主區(qū)顏色珠8與梁5相鄰接；
主區(qū)屬性珠7位于前兩珠之間；鄰區(qū)欄在梁5和右邊4之間，每一檔安裝10顆鄰區(qū)顏色珠9。共安裝10檔。3. 如附圖2所示，用10顆六角螺母加工制成主區(qū)序號珠6，第一檔第一珠的^;個(gè)面分別豎刻1、 11、 21、 31、 41、 51;第二檔第一顆珠的六個(gè)面分別豎刻2、 12、 22、 32、42、 52;……;第IO檔第一顆珠的六個(gè)面分別豎刻10、 20、 30、 40、 50、 60。
4. 如附圖2所示，用10顆六角螺母加工制成主區(qū)屬性珠7，表示主區(qū)屬性，每顆珠分別刻兩個(gè)圓"O",兩個(gè)半圓"C",分別表示閉圈和開圈，按圓，半圓，白板，圓，半圓，白板順序排列。 '
5. 如附圖2所示，用110顆六角螺母加工制成主區(qū)顏色珠8和鄰區(qū)顏色珠9，表示主區(qū)和鄰區(qū)在計(jì)算過程中的顏色，每顆珠的六個(gè)面分別涂成紅，綠，紫，黃，藍(lán)，白六種顏色，在主區(qū)欄第3個(gè)位置安裝10顆珠作為主區(qū)顏色珠8，余下100顆珠安裝在梁5和右邊4之間的鄰區(qū)欄內(nèi)，每一檔安裝10顆鄰區(qū)顏色珠9，共安裝10檔。
6. 用此130顆珠，足以計(jì)算出世界各洲各國各級各類行政區(qū)劃四色地圖，還可以將算盤做成20檔，20珠的規(guī)格，即主區(qū)欄3珠，鄰區(qū)欄17珠，等等。
7. 如附圖3所示，在鄰區(qū)欄內(nèi)，每一檔鄰區(qū)顏色珠的下面安裝一塊鄰區(qū)顏色板，在上面可以刻寫出與主區(qū)對應(yīng)的所有鄰區(qū)的編號，也可以在鄰區(qū)顏色板上備些紙條，每計(jì)算一次寫l頁，計(jì)算完畢便去掉。
參閱附圖5 9，以說明本發(fā)明四色地圖算盤計(jì)算器的使用方法
1. 如圖4所示，給方框內(nèi)的8個(gè)行政區(qū)各輸入數(shù)字1， 2，， 8。
2. 如圖5所示，用主區(qū)欄第1檔至第8檔第1顆珠1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8分別表示8個(gè)行政區(qū)，在每一檔內(nèi)，它們作為主區(qū)，根據(jù)圖4，判斷出l， 2， 3三個(gè)行政區(qū)的屬性是閉圈，在主區(qū)欄內(nèi)用第2顆珠上的圓"〇"表示；判斷4， 5， 6， 7， 8五個(gè)行政
區(qū)的屬性是開圈，在主區(qū)欄用第2顆珠上的半圓"("表示；在鄰區(qū)欄內(nèi)，從第一檔
至第八擋，在每一塊鄰區(qū)顏色板上寫出每個(gè)主區(qū)的所有鄰區(qū)的序號數(shù)，完成"串圈著色法"第1步編序。
3. 如圖6所示，對1著色A;由主鄰不同色，得2著色B;由主鄰不同色和鄰鄰不同色，得5不著色A，且5不著色B，選5著色C;同理4著色B， 3已著色C， 4已著色B，給8著色C;由主鄰不同色，得7不著色A，由鄰鄰不同色，得7不著色C，由首尾不同色，得7不著色B,因?yàn)?不能著A、 B、 C三色，故必有7著色D。于是，在第一檔上計(jì)算，得出了以1為主區(qū)的第1圈的四色地圖，可輸出的結(jié)果是1〇A2B5C4B3C4B8C7D。
4. 如圖7所示，是在主區(qū)欄內(nèi)第2檔至第8檔和鄰區(qū)欄內(nèi)第2檔上，把第一檔上的計(jì)算結(jié)果表示出來，第一列1A2B3C4B5 6 7D8C，第2檔是6 5 1A7D ( 代表此行政區(qū)顏色暫無法確定)，可以看出，只有5和6兩個(gè)行政區(qū)沒有確定顏色。
5. 如圖8所示，在鄰區(qū)欄內(nèi)第2檔上，根據(jù)鄰鄰不同色，紿5著色D;根據(jù)主鄰不同色，得6不著色B;根據(jù)鄰鄰不同色和首尾不同色，得6不著色D，于是6可著色A和C。但根據(jù)能少不多色，選6著色A，把第2檔上這個(gè)圈著三色地圖，第2檔可輸出的結(jié)果是20B6A5D1A7D，同時(shí)，把第2檔上5D6A的結(jié)果撥在主區(qū)欄內(nèi)第1列上，則由第1列可輸出計(jì)算結(jié)果"1A2B3C4B5D6A7D8C，"是圖4的四色地圖的一個(gè)解，至此，已經(jīng)計(jì)算出圖4的四色地圖。
6. 如圖9所示，從第3檔至第8檔，把主區(qū)欄內(nèi)第1列的計(jì)算結(jié)果用珠在鄰區(qū)欄內(nèi)分別表出，即檢驗(yàn)，全部符合"串圈著色理論"，完成"串圈著色法"第2步"計(jì)算"。
7. 用上述步驟計(jì)算出來的結(jié)果在圖4內(nèi)著色，得圖4的一幅四色地圖。因?yàn)锳既可以代表紅色，又可以代表其它3種顏色，B可以代表除A外的其余3種顏色，C可以代表除A、 B外的其余兩種顏色，C可以代表除A、 B、 C外的一種顏色，由乘法原理，知共有4X3X2Xl-24種，所以用第2步計(jì)算出來的結(jié)果，在圖4內(nèi)著色，可得圖4的24幅完全不同的四色地圖。
從上所述，本發(fā)明的四色地圖算盤計(jì)算器及其使用方法，使用中國古代算盤的制造工藝，解決了四色問題這道國際數(shù)學(xué)難題，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和人們大腦活動(dòng)的過程，不僅能算出四色地圖，還能算出多于四色的多色地圖，材料具有多樣性，可用價(jià)格低廉的木材、塑料，結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡便，產(chǎn)品成本低，無毒副作用，使用中不消耗任何能源，環(huán)保，便于操作，適用于各類人群。
權(quán)利要求
1.四色地圖算盤計(jì)算器，其特征在于上邊(1)、下邊(2)、左邊(3)、右邊(4)構(gòu)成矩形邊框，梁(5)與上下邊平行，其兩端分別連接左邊(3)和右邊(4)，貫通穿過梁(5)的3～20根檔(11)與左右邊平行，其兩端分別連接上邊(1)和下邊(2)，在左邊(3)和梁(5)之間的檔上串設(shè)有主區(qū)序號珠(6)、主區(qū)屬性珠(7)和主區(qū)顏色珠(8)，所有珠均為中空六角型，其中主區(qū)序號珠(6)與左邊(3)相鄰接，其各面均標(biāo)有一個(gè)唯一自然數(shù)；主區(qū)顏色珠(8)與梁(5)相鄰接；主區(qū)屬性珠(7)位于前兩珠之間，其六個(gè)面分別標(biāo)有2個(gè)閉圈標(biāo)志、2個(gè)開圈標(biāo)志、2個(gè)空白標(biāo)志；在右邊(4)和梁(5)之間的檔上串設(shè)有3～20顆鄰區(qū)顏色珠(9)；主區(qū)顏色珠(8)和鄰區(qū)顏色珠(9)的六面分別涂有A、B、C、D、E、F六種顏色；鄰區(qū)序號板(10)設(shè)于兩檔之間并與檔相平行，其兩端分別連接梁(5)和右邊(4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的四色地圖算盤計(jì)算器，其特征在于所述的鄰區(qū)顏色珠(9)下方設(shè) 有鄰區(qū)顏色板。
3. 如權(quán)利要求1所述的四色地圖算盤計(jì)算器，其特征在于所述計(jì)主區(qū)顏色珠(8)和鄰區(qū) 顏色珠(9)的六面分別涂有紅，綠，紫，黃，藍(lán)，白色。
4. 如權(quán)利要求1所述的四色地圖算盤計(jì)算器的使用方法，其特征在于包括如下步驟-a) 在所需填色的地圖上選取任一行政區(qū)，將其標(biāo)志為主區(qū)序號l，并將與該行政區(qū)邊界 相接的周圍行政區(qū)以隨機(jī)方式標(biāo)志為主區(qū)序號2、 3、 4至N，其中N代表與該行政 區(qū)邊界相接的周圍行政區(qū)的總數(shù)加一；b) 將四色地圖算盤計(jì)算器1 N檔上的主區(qū)序號珠(6)的序號分別撥為1 N,在對應(yīng) 前述序號為1 N的主區(qū)序號珠(6)之鄰區(qū)序號板(10)上，分別標(biāo)記所有與該區(qū) 相鄰接的其他主區(qū)序號；c) 對應(yīng)b)中已設(shè)好的一個(gè)主區(qū)序號，如該主區(qū)序號所代表的行政區(qū)邊界線為首尾相接的 閉合邊界線，則將其同檔的主區(qū)屬性珠(7)撥為閉圈標(biāo)志，如該主區(qū)序號所代表的 行政區(qū)邊界線為首尾不相接的開放邊界線，則將其同檔的主區(qū)屬性珠(7)撥為開圈 標(biāo)志，按前述規(guī)則對應(yīng)1至N的主區(qū)序號，將其它相應(yīng)的主區(qū)屬性珠(7)撥為閉圈 或開圈標(biāo)志；d) 將主區(qū)序號為1的第一檔之主區(qū)顏色珠(8)撥為顏色A，根據(jù)主區(qū)顏色珠(8)與其同檔之鄰區(qū)顏色珠(9)不同色原則、同檔相鄰之鄰區(qū)顏色珠(9)不同色原則、同檔 鄰接梁(5)的鄰區(qū)顏色珠(9)與鄰接右邊(4)的鄰區(qū)顏色珠(9)不同色原則，逐 次將對應(yīng)于該檔鄰區(qū)序號板(10)之標(biāo)記的鄰區(qū)顏色珠(9)調(diào)整為相應(yīng)顏色；e) 根據(jù)第一檔中鄰區(qū)序號板(10)上的之主區(qū)標(biāo)號，將已明確顏色的各檔主區(qū)屬性珠(7) 調(diào)整為對應(yīng)鄰區(qū)序號板(10)上相同數(shù)字的鄰區(qū)顏色珠(9)之顏色；f) 根據(jù)主區(qū)屬性珠(7)與其同檔相鄰之鄰區(qū)顏色珠(9)不同色原則、同檔相鄰之鄰區(qū) 顏色珠(9)不同色原則、同檔鄰接梁(5)的鄰區(qū)顏色珠(9)與鄰接右邊(4)的鄰 區(qū)顏色珠(9)不同色原則，將經(jīng)過步驟d)至步驟e)之后尚未完成著色的其它各主區(qū) 屬性珠(7)調(diào)整為相應(yīng)顏色。
全文摘要
本發(fā)明四色地圖算盤計(jì)算器及其使用方法，涉及數(shù)學(xué)與地理教育教學(xué)領(lǐng)域，旨在解決目前各國只能出版發(fā)行多于四色的五色地圖、六色地圖等的技術(shù)問題。本發(fā)明包括有矩形邊框等，梁5與上下邊平行，貫通穿過梁5的3～20根檔11與左右邊平行，在左邊3和梁5之間的檔上串設(shè)有主區(qū)序號珠6、主區(qū)屬性珠7和主區(qū)顏色珠8，所有珠均為中空六角型，其中主區(qū)序號珠各面均標(biāo)有一個(gè)唯一自然數(shù)；主區(qū)顏色珠8與梁5相鄰接；主區(qū)屬性珠7位于前兩珠之間；在右邊4和梁5之間的檔上串設(shè)有3～20顆鄰區(qū)顏色珠9；主區(qū)顏色珠8和鄰區(qū)顏色珠9的六面分別六種顏色；鄰區(qū)序號板10設(shè)于兩檔之間并與檔相平行。本發(fā)明適用于四色地圖涂色。
文檔編號G06C1/00GK101604179SQ20091005994
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者朱裕和, 李中平 申請人:朱裕和