專利名稱：機械簡便計算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用來進行數(shù)字間四則運算的機械簡便計算器。
從現(xiàn)有的各種算具來看，處理數(shù)字運算的工具概括起來有算盤、對數(shù)計算尺、電子計算器，就以人們常遇到的四則運算而言，目前普便使用的算具有算盤和電子計算器兩類。
可以看出，古老的算盤和高技術(shù)算具-電子計算器在實際生活應(yīng)用中的并存，充分反映了人們對算具要求的矛盾心理。算盤結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，對加減運算具有很快的計算速度，但對乘除運算就表現(xiàn)出很大弱點，如計算速度慢，計算能力小，并切計算口訣一大套，操做不易熟練，因此也限制了算盤應(yīng)用的廣泛性。電子計算器雖然具有很多的計算功能;計算速度快、易操作、但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，計算過程要耗能，并且對數(shù)字的加減運算在計算速度上不比算盤快。因此，有必要研制一種結(jié)構(gòu)簡單、計算方便、運算速度比較快、易學(xué)易懂易掌握的算具。機械簡便計算器也正是為了達到這一目的而發(fā)明的。
為了實現(xiàn)上述目的，機械便簡計算器由一把算盤和一個乘法器組成(見圖一)，算盤稱為算珠計算系統(tǒng)，乘法器稱為坐標計算系統(tǒng)。對加減運算通過算珠計算系統(tǒng)來完成，對乘除運算通過坐標計算系統(tǒng)求出單積后和算珠計算系統(tǒng)有機的結(jié)合來完成(多位數(shù)與單位數(shù)的乘積稱為單積)，也就是將乘除運算通過乘法器的處理轉(zhuǎn)換為加減運算，從而實現(xiàn)快速、簡便、準確的計算效果。利用機械簡便計算器完成數(shù)字的四則運算，在計算速度、計算功能和操作難易程度上與現(xiàn)有的算盤相比優(yōu)勢很大，對于用電子計算器處理數(shù)字間四則運算的領(lǐng)域來取代電子計算器也有一定優(yōu)勢，優(yōu)其是對多位數(shù)與單位數(shù)的乘法運算更為顯著。
Rf(SiO2，EA)＝0.3MS(FAB)∶532(M+H)。
實例81-〔(2′-正丙胺基羰基氨基磺酰基-4-聯(lián)苯基)甲基〕-2-乙基-4-甲硫基咪唑-5-羧酸乙酯
在7ml無水甲苯中的300mg(0.56mmol)實例7所得化合物與1.5ml正丙胺回流3小時。濃縮后，以EA作洗脫劑，在SiO2上色譜分離得到130mg標題化合物。
M.P.202-203℃Rf(SiO2，EA)＝0.24MS(FAB)∶545(M+H)。
每一列數(shù)碼中有上位數(shù)和下位數(shù)，上位數(shù)碼為該尺數(shù)碼的進位數(shù)字，下位數(shù)碼為該尺數(shù)碼的本位數(shù)字，同一列中的上位數(shù)碼和下位數(shù)碼的位置上下對應(yīng)，并切每一列數(shù)碼所占居的長度為e。
移動任一動尺使該動尺右邊的數(shù)碼0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這十個數(shù)碼(進位數(shù)字為0故未標出)中的任一數(shù)碼a與定尺(1)中數(shù)碼1的位置上下對正，那么，該動尺在定尺所示的任一數(shù)碼b的正下方位置顯示出的數(shù)值為a與b之積。
乘法器中的動尺(2)相對于定尺(1)運行的控制原理也可以用圖二來說明;
圖二展示出乘法器中任一動尺運行前的始狀態(tài)，即各動尺右端數(shù)碼0的位置與定尺(1)中的數(shù)碼1的位置上下對應(yīng)，由圖二可以看出;
一組操作鍵(5)上均有9個鍵齒，各鍵齒上分別標出的1L、2L、3L、4L、5L、6L、7L、8L、9L依次表示操作鍵(5)處于始位置時該鍵齒距固定擋板(15)的距離。
若使動尺(2)右移，可用手撥動操作鍵(5)右移，這時操作鍵(5)將通過傳遞線((12)帶動動滑輪(11)和拉尺板(9)右移，達到以拉尺板(9)帶動動尺(2)右移的效果。當(dāng)將操作鍵(5)右移到所控制的位置后放開操作鍵(5)，這時拉尺板(9)、操作鍵(5)在彈簧(10)的拉力下自動返回始位置，而動尺(2)保持移至的位置。若要動尺(2)返回始位置，可用手指撥該動尺的回尺鍵使該動尺返回始位置。
圖二中長度單位的關(guān)系是;L＝4e。
在操作鍵(5)帶動動尺(2)運行的傳遞結(jié)構(gòu)中，采用了兩個動滑輪和兩個定滑輪的傳遞結(jié)構(gòu)來改變操作鍵運行的傳遞效果。根據(jù)滑輪的性質(zhì)可知;當(dāng)操作鍵(5)右移的距離為L時，動尺(2)右移的距離為 1/4 L，由于L＝4e，所以，當(dāng)操作鍵(5)右移的距離為L時，動尺(2)右移的距離為e，當(dāng)操作鍵(5)右移的距離2L，動尺(2)右移的距離為2e。以此類推，從而達到通過右移操作鍵(5)的距離分別為1L、2L、3L、4L、5L、6L、7L、8L、9L來依次實現(xiàn)動尺(2)右邊示出的數(shù)碼1、2、3、4、5、6、7、8、9(進位數(shù)碼是0，故未標出)分別移至定尺(1)中數(shù)碼1所處位置的正下方。
圖二中固定當(dāng)板(15)在此處阻擋人的手指對操作鍵(5)向右撥動的作用效果，從而終至操作鍵(5)繼續(xù)右移，起到比較迅速準確的控制操作鍵(5)所要移動的距離為L的配數(shù)。比如;若要使操作鍵(5)右移的距離為2L，可用手指撥操作鍵(5)上面的2L鍵齒，使操作鍵(5)右移，直至該2L鍵移至固定擋板(15)處，這時操作鍵(5)右移的距離為2L，以此類推。
機械簡便計算器的運算方法簡述。
該計算器對加減運算是通過現(xiàn)有的算盤計算方法來完成，本文不在述。對乘除運算是通過坐標計算系統(tǒng)求得單位數(shù)與多位數(shù)的乘積(單積)后和算盤計算系統(tǒng)有機的結(jié)合來完成，也就是將乘除運算通過乘法器的處理轉(zhuǎn)化為加減運算。
例如計算423×225＝？
多位數(shù)之間的乘法運算過程實質(zhì)上都可以分解為多位數(shù)與單位數(shù)的乘法運算，如;423×225＝423×200+423×20+423×5計算上式的值實際上只要分別計算出423×2和423×5的兩個單積，在通過對各單積進行定位相加則可完成，即;
423×2＝846，423×5＝2115根據(jù)乘數(shù)225的位數(shù)對上面兩單積進行定位相加。由于225中的個位數(shù)字是5、十位數(shù)字是2、百位數(shù)字2，故可以列出下面加法計算式;
故423×225＝95175上述計算多位數(shù)乘法的方法可歸納成兩個步驟，即;分解算式求單積和定位相加求乘積。
利用機械簡便計算器計算多位數(shù)的乘法也是通過上述兩個步驟完成的，如上例;計算423×225＝？第一步;分解算式求單積用手指撥動動尺右移，使動尺右面的數(shù)碼在定尺中數(shù)碼1下面的讀數(shù)窗口中顯示出被乘數(shù)，用定尺中的九個數(shù)碼來表示乘數(shù)中的數(shù)碼。
首先將一組相鄰操作鍵的最上一個操作鍵定為百位，緊鄰百位操作鍵下面一個操作鍵則為十位、緊鄰十位操作鍵下面的一個操作鍵則為個位操作鍵。
撥動百位操作鍵中的4L鍵、十位操作鍵中的2L鍵、個位操作鍵中的3L鍵至固定擋板處，這時在定尺(1)中9個固定數(shù)碼下(讀數(shù)窗口(6)中)將顯示出下列數(shù)組;
根據(jù)前述每個動尺上數(shù)碼的意義(進位和本位)，通過心算口讀可將每個讀數(shù)窗口中所示的一列數(shù)碼標示的值讀出來，定尺中數(shù)嗎1下的單積是;
確定單積中的數(shù)字時，要遇到同一乘數(shù)下兩個動尺中的本位數(shù)字和進位數(shù)字相加的心算過程，其心算結(jié)果有時會出現(xiàn)滿10后向高位進位問題，所以，讀單積時應(yīng)從低位數(shù)字向高位數(shù)字讀起。
定尺中數(shù)字2下的單積是;
定尺中數(shù)字9下的單積是;
同理;定尺中數(shù)碼5下的單積是;2115＝423×5第二步;定位相加求乘積。
通過撥動操作鍵在讀數(shù)窗口中顯示出各單積后，根據(jù)乘數(shù)的數(shù)碼確定參加運算的單積，而加法運算是在算珠上來完成的，由于在讀各單積的值時是從高位讀出的，在用算盤進行定位相加時，各單積也應(yīng)從低位數(shù)向高位數(shù)依次上盤相加。如下所示;
通過在算盤上的定位相加，從而求得積為95175故;423×225＝95175從上可以看出，多位數(shù)乘以單位數(shù)時，通過撥動操作鍵可直接在乘法器的讀數(shù)窗口(6)中顯示出單積的值。多位數(shù)乘以多位數(shù)時，只要在算盤上將各單積定位相加即可求得乘積。這樣就大大化簡了乘法過程中逐步逐位相乘的繁瑣過程，把乘法運算轉(zhuǎn)化為簡便的加法運算來完成，達到快速、簡便、準確的完成乘法運算的目的。
除法運算是乘法運算的逆運算，也是減法運算的簡便運算，利用機械簡便計算器進行除法運算，也是通過將除法運算轉(zhuǎn)化為乘法運算或減法運算來完成的。例如將a÷b可轉(zhuǎn)化成a×1/b，如果b是一個比較特殊的數(shù)，以致通過心算便知 1/(b) 的值，那么a÷b的運算就轉(zhuǎn)化為a×1/b的運算形式來完成。
一般的說，對于a÷b的運算，根據(jù)算術(shù)的基本定理知;一定有兩個整數(shù)k、r，使a＝bk+r成立。那么a÷b＝ (bk+r)/(b) ＝k+r× 1/(b) ，可見式中k為商的第一商數(shù)，r為第一余數(shù)。利用機械簡便計算器進行求k及r的值時，首先將被除數(shù)a用算珠表示出來，將除數(shù)b通過撥動操作鍵在定尺中數(shù)碼1下的讀數(shù)窗口中顯示出來，這時bk(單積)的值則在定尺中某一數(shù)碼的讀數(shù)窗口中顯示出來，這時在算珠表示的被除數(shù)中通過算珠計算方法減去這一單積后便可確定第一商數(shù)k和第一余數(shù)r的值。同理可進一步確定第二商數(shù)和第二余數(shù)，直至除法運算達到o≤r＜b時或所要求的程度。


圖一是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是定尺，2是動尺，3是動尺回尺鍵，4是算盤，5是操作鍵，6是動尺蓋板，7是操作鍵滑行槽，8是讀數(shù)窗口。
圖二是乘法器的結(jié)構(gòu)、運行示意圖。圖中9是拉尺板，10是彈簧，11是動滑輪，12是定滑輪，13是傳遞線，14是旋鈕，15是固定擋板。
權(quán)利要求
1.一種包括有算盤的機械簡便計算器，其特征是；在已有的算盤上安裝一個由定尺(1)和多個動尺(2)以及控制動尺(2)運行的機構(gòu)所組成的乘法器；定尺(1)上標有等距離排布的固定坐標數(shù)碼1、2、3、4、5、6、7、8、9。每個動尺(2)上按乘法規(guī)律標有兩排90列固定數(shù)碼，同一列中上排數(shù)碼與下排數(shù)碼的位置上下對應(yīng)，并且每列數(shù)碼等距離排列，動尺(2)上裝有動尺蓋板(6)，動尺蓋板上有讀數(shù)窗口(8)。
2.按權(quán)利要求1所述的計算器，其特征是每個動尺上的90列數(shù)碼以等長度的區(qū)間順同一方向依次排列為;
定尺(1)上相鄰兩個數(shù)碼之間的長度等于動尺(2)中10列數(shù)碼所占居的長度。
3.按權(quán)利要求1所述的計算器，其特征是;動尺運行的傳動機構(gòu)可以由回尺鍵(3)、拉尺板(9)、彈簧(10)、操作鍵(5)、操作鍵滑行槽(7)、動滑輪(11)、定滑輪(12)、傳遞線(13)、旋鈕(14)、固定擋板(15)組成的滑輪傳動機構(gòu)。
全文摘要
機械簡便計算器是一種進行數(shù)字間四運算的算具，它是由一把算盤和一個乘法器組成，對加減運算通過算珠計算系統(tǒng)來完成，對乘除運算是通過坐標計算系統(tǒng)求出單積后和算珠計算系統(tǒng)有機結(jié)合來完成，也就是將乘、除運算通過乘法器的處理轉(zhuǎn)化為加、減運算。從而實現(xiàn)快速、簡便、準確的計算結(jié)果。乘法器中動尺的運行是通過控制操作鍵的移動來完成的，操作鍵和動尺之間采用了滑輪結(jié)構(gòu)來改變操作鍵對動尺的作用效果。
文檔編號G06G1/00GK1076290SQ92101658
公開日1993年9月15日 申請日期1992年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月11日
發(fā)明者祝峰亮 申請人:祝峰亮