專利名稱：雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種被廣泛使用的計算工具，尤其是珠算算盤。
算盤是一種計算工具，它集輸入運算與顯示于一體，并具有不用電、攜帶方便等許多優(yōu)點，被人們長期而廣泛地使用，但在使用中，每個算珠所呈現(xiàn)的顏色是一致的，讀數(shù)是根據(jù)各個算珠的相對位置而判讀的，所以算盤上呈現(xiàn)的結(jié)果不夠醒目，易引起視覺疲勞，甚至誤讀。另外，算珠在操作時，易出現(xiàn)不到位及反彈回的“懸珠”現(xiàn)象，使結(jié)果數(shù)字可靠性降低。同時，普通算盤因其固有的結(jié)構(gòu)，而只能水平放置使用，使操作及讀數(shù)不便。傳統(tǒng)的算盤清零裝置，其清零按鍵裝在算盤框架的外側(cè)，操作時需張開手指與框架對壓，因而不夠方便。
91204862.X專利提到的變色算盤，采用了螺旋桿的技術(shù)，使算珠得以變色，但算珠操作不夠靈活，且算盤不能傾斜放置。
91217138.3專利提到的雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤，采用了微型平行柱面鏡雙畫面變色片技術(shù)，使算珠得以變色，但對觀測角度敏感，使用不好適應。
91207675.5專利提到的變色算盤，采用了偏振片的技術(shù)，利用光學效應使算珠得以變色，但不支持算盤的傾斜操作，仍能產(chǎn)生“懸珠”現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的就是在以上的基礎(chǔ)上，徹底改變變色原理，并顯著地提高操作的手感與實用性，使讀數(shù)醒目可靠。本發(fā)明還提供了全新的操作方便的清零裝置。雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)使算盤可以傾斜使用及垂直使用，不產(chǎn)生“懸珠”現(xiàn)象。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)其功能的原理參照


如下圖1 雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤外觀效果圖；圖2 算盤未清零狀態(tài)側(cè)面透視圖；圖3 算盤清零狀態(tài)側(cè)面透視圖；圖4 支座條架立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 單鍵側(cè)視圖；圖6 單鍵頂視圖；圖7 單鍵正視圖；圖8 單鍵立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9 彈片、彈簧示意圖；圖10 清零裝置側(cè)視圖；圖11 清零機構(gòu)局部立體結(jié)構(gòu)圖；圖12 清零裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖13 變色原理示意如圖1、圖2、圖3所示雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤由外框架(10)、下?lián)苕I(1)及上撥鍵(6)、清零裝置(包括上清零推桿(22)、下清零推桿(23)、左清零按鍵(8)、右清零按鍵(9)、清零復位彈簧(28)等部件)、支座條架(21)等所組成。
為便于生產(chǎn)，該算盤的的底盤可以是一定數(shù)量支座條架(21)的組合，一把17位的雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤含有17個支座條架(21)，同理，一把15位的雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤含有15個支座條架(21)，各個相鄰的支座條架(21)通過其定位銷(19)、(20)相互插緊，支座條架(21)的兩端分別固定在外框架(10)的下檔(11)及上檔(12)上。
對于一種五珠的算盤，每個支座條架(21)上安裝4只下?lián)苕I(1)及1只上撥鍵(6)；同理，對于一種七珠的算盤，每個支座條架(21)上安裝5只下?lián)苕I(1)及2只上撥鍵(6)；下?lián)苕I(1)及上撥鍵(6)可以是等同的結(jié)構(gòu)，區(qū)別在于安裝的方向相反，下?lián)苕I(1)的變色色標(5)在正面，而上撥鍵(6)的變色色標(7)在另一面。
下?lián)苕I(1)及上撥鍵(6)與支座條架(21)之間都安裝有彈片(17)，彈片(17)提供撥鍵在其兩種穩(wěn)定位置時所需之彈力。
參照圖4，對于小型算盤，支座條架(21)可以是彎曲弧形的；對于大型算盤(如教學算盤)，支座條架(21)可以是平直的。支座條架(21)上有5個(或7個)撥鍵支座(14)，撥鍵支座(14)的兩端有安裝撥鍵(1)或(6)所需的轉(zhuǎn)軸(15)；撥鍵支座(14)的上端有安裝彈片(17)或彈簧(40)或彈簧(41)一端用的V型槽(16)；各撥鍵支座(14)之間有限位加強梁(13)，該限位加強梁(13)可限制撥鍵的最大轉(zhuǎn)動角度也可加強支座條架(21)的剛性；在支座條架(21)的下方有加強梁(18)及定位銷(19)、(20)，定位銷(19)、(20)為陰陽結(jié)構(gòu)，相鄰的支座條架(21)通過其定位銷(19)、(20)相互插緊，以組成一定位數(shù)(11，13，15，17，21等位數(shù))的雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤。
參照圖5、6、7、8，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的下?lián)苕I(1)有兩個傾斜的操作顯示面(2)和(3)，這兩個傾斜的操作顯示面(2)和(3)的夾角可在10度到90度之間選擇，對于一般用途，40度到60度即可滿足使用要求。在操作顯示面(2)上有凹陷的顯示色標(5)，顯示色標(5)可以是矩形、圓形、圓角矩形等幾何圖形；顯示色標(5)可通過印刷或粘貼工藝制作；顯示色標(5)的顏色與操作顯示面(3)的顏色有明顯的反差，比如黑與白；操作顯示面(3)的顏色可以與下?lián)苕I(1)的鍵體顏色一致；上撥鍵(6)和下?lián)苕I(1)可以是等同的結(jié)構(gòu)，區(qū)別在于安裝的方向相反；上撥鍵(6)的顯示色標(7)的顏色可以和下?lián)苕I(1)顯示色標(5)的顏色一致或不一致；在下?lián)苕I(1)的兩側(cè)有兩只固定臂(30)及(31)，在這兩只固定臂(30)及(31)上有孔(32)、(33)，用以安裝在支座(14)的轉(zhuǎn)軸(15)上；為了美觀及手感，下?lián)苕I(1)上端的兩側(cè)有兩個小斜面(38)、(39)；為了固定彈片(17)或彈簧(40)或彈簧(41)在下?lián)苕I(1)內(nèi)腔內(nèi)的中心位置，下?lián)苕I(1)內(nèi)腔內(nèi)有兩個斜面(35)、(36)，使彈片(17)或彈簧(40)或彈簧(41)的另一端頂在下?lián)苕I(1)內(nèi)腔內(nèi)的倒V形面(37)上；下?lián)苕I(1)的最大轉(zhuǎn)動角度也設定在40度到60度內(nèi)，尤其是等于操作顯示面(2)和(3)的夾角；下?lián)苕I(1)的上端還有一凸起梁(4)，用于加強操作手感；下?lián)苕I(1)的固定臂(30)及(31)兩側(cè)開有縫(34)，相對地加長了固定臂，使撥鍵在安裝時，其固定臂能充分張開。
如圖9所示，彈片(17)為矩形的薄鋼片或磷銅片，或S形的彈簧(40)或回形彈簧(41)。
如圖10、11、12所示，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的清零機構(gòu)含有上清零推桿(22)、下清零推桿(23)，他們通過其旋轉(zhuǎn)軸(26)、(27)安裝于算盤框架(10)上；在上清零推桿(22)及下清零推桿(23)的兩端有齒牙(24)及(25)互相咬合而聯(lián)動；在下清零推桿(23)的兩端固定有左清零按鍵(8)及右清零按鍵(9)；在左清零按鍵(8)及右清零按鍵(9)下方有清零推桿復位彈簧(29)、(28)；上清零推桿(22)及下清零推桿(23)合攏時，它們充當算盤的梁。在產(chǎn)品中清零機構(gòu)也可只設一個清零按鍵(8)或(9)。
如圖13，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤在傾斜使用時所用的傾斜支架(43)可以采用已知的一種結(jié)構(gòu)，本說明不再陳述。
結(jié)合圖2、3，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤是這樣工作的，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)安裝于撥鍵支座(14)上，彈片(17)能保持下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)在其極限位置的穩(wěn)定性，所以該雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤能傾斜甚至垂直操作，并且其撥鍵在操作時未超過其行程一半時，下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)在其彈片(17)的作用下仍回到其原位，只有操作超過其行程一半時，下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)才在其彈片(17)作用下倒向另一個位置，所以該雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤不易出現(xiàn)“懸珠”現(xiàn)象。
當下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)的最大轉(zhuǎn)動角度也設定在40度到60度時，尤其是等于操作顯示面(2)和(3)的夾角時，不論下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)在兩個極限穩(wěn)定位置的哪個位置，有效的顯示色標(5)或(7)在操作者視野里占的視角大，而無效的顯示色標(5)或(7)在操作者視野里占的視角小，從而實現(xiàn)撥鍵的變色。
圖13是一個觀測實例示意，人眼(44)所能看到的顯示色標(7)或(5)的視角在視角A或B內(nèi)所占的比例很大，而人眼(44)所能看到的顯示色標(5)的視角在視角C內(nèi)所占的比例很小，結(jié)果人眼(44)能非常明顯地看到一個數(shù)字“8”。其中安裝于算盤(42)下部的傾斜支架(43)方便了操作及觀測。在人眼(44)觀測角度不理想時，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤即使不能完全“變色”，但所觀測到的對比度也是比較大的。垂直懸掛起來的雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤(如教學用)觀測的效果也同理能獲得。
圖1的效果圖反應了一把六位讀數(shù)為“168168”雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤在距離人眼40厘米的情形。
結(jié)合圖10、11、12，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的清零動作是這樣實現(xiàn)的。當雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤需要清零時，人手指的作用力使清零按鍵(8)或(9)作逆時針轉(zhuǎn)動而帶動下清零推桿(23)作逆時針轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動力矩通過齒牙(25)傳遞到齒牙(24)上，使上清零推桿(23)作順時針轉(zhuǎn)動，其結(jié)果是下清零推桿(23)將所有已進位的撥鍵(1)推到清零位置，而上清零推桿(22)將所有已進位的撥鍵(6)推到清零位置，并且清零裝置的復位彈簧(28)、(29)被壓縮；事實上這些撥鍵在被推得超過其一半行程時，這些撥鍵已能在其彈片的彈力作用下自動回到清零位置。如圖3所示。當清零完成，人手指離開清零按鍵時，清零裝置被壓縮的復位彈簧(28)、(29)的作用力使清零按鍵(8)或(9)作順時針轉(zhuǎn)動而帶動下清零推桿(23)作逆時針轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動力矩通過齒牙(25)傳遞到齒牙(24)上，使上清零推桿(23)作逆時針轉(zhuǎn)動，其結(jié)果是上清零推桿(23)與下清零推桿(23)合攏限位而停止。
上清零推桿(23)與下清零推桿(22)合攏后，它們充當算盤的梁。
除了彈片(17)及清零裝置的復位彈簧(28)、(29)外，雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的其它所有部件都可用塑料(如ABS)制造；大型算盤(如教學算盤)的框架(10)，清零推桿(22)、(23)、支座條架(21)還可以用木材、鋁合金等材料制作，轉(zhuǎn)軸(15)可用金屬材料(鋼)制作。
本雙穩(wěn)態(tài)撥鍵式變色算盤的使用方法，除了清零按鍵位置與普通算盤不同外，傳統(tǒng)算盤的一切計算口訣及指法都適合。
權(quán)利要求
1.一種雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，由外框(10)、下?lián)苕I(1)、上撥鍵(6)、清零裝置、支座條架(21)等組成，其特征在于A支座條架(21)的兩端分別與外框架(10)的下檔(11)和上檔(12)固定；在支座條架(21)上固定有5個或7個撥鍵支座(14)，在撥鍵支座(14)上安裝有下?lián)苕I(1)和上撥鍵(6)。B清零裝置由上清零推桿(22)、下清零推桿(23)、左清零按鍵(8)、右清零按鍵(9)、清零復位彈簧(28)組成，其中，上清零推桿(22)與下清零推桿(23)通過旋轉(zhuǎn)軸(26)、(27)安裝在外框架(10)上；在上清零推桿(22)及下清零推桿(23)的兩端有齒牙(24)、(25)互相嚙合，下清零推桿(22)的一端固定有左清零按鍵(8)，另一端固定有右清零按鍵(9)，在左清零按鍵(8)和右清零按鍵(9)的下方分別固定有復位彈簧(28)、(29)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于在支座條架(21)的下方有加強梁(18)和定位銷(19)、(20)，定位銷(19)、(20)為陰陽結(jié)構(gòu)，每相鄰的支座條架(21)通過定位銷(19)、(20)相互插緊固定，以組成一定位數(shù)的撥鍵式變色算盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于撥鍵支座(14)的兩端有固定安裝下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)所需的轉(zhuǎn)軸(15)，撥鍵支座(14)的上端有安裝彈片(17)或彈簧(40)或彈簧(41)一端用的V型槽(16)，各撥鍵支座(14)之間有限位加強梁(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)有兩個傾斜的操作顯示面(2)和(3)，在其中的一操作顯示面上有凹陷的顯示色標(5)或顯示色標(7)，顯示色標(5)、(7)的顏色與另一操作顯示面的顏色有明顯反差；在下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)的兩側(cè)有兩只固定臂(30)及(31)，在兩只固定臂(30)及(31)上有孔(32)、(33)，在下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)的兩側(cè)有兩個小斜面(38)、(39)，其內(nèi)腔有兩個斜面(35)、(36)及倒V型面(37)，用于固定彈片(17)或彈簧(40)或彈簧(41)的另一端，在下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)的上端還有一凸起梁(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于下?lián)苕I(1)或上撥鍵(6)上的操作顯示面(2)和(3)之間的夾角等于或近似于其轉(zhuǎn)動的角度，角度的范圍在10度～90度之間；角度的最佳范圍在40度～60度之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于下?lián)苕I(1)上的顯示色標(5)與上撥鍵(6)上的顯示色標(7)可以是矩形、圓形、或圓角矩形，其顏色與另一操作顯示面可以黑色和白色區(qū)分；顯示色標(5)與顯示色標(7)的形狀及顏色可完全一致或稍有差別。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于上清零推桿(22)和下清零推桿(23)合攏時充當算盤的梁。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于支座條架(21)可以是弧形的，也可以是平直的，一把雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤可含有11、13、15、17或21個支座條架(21)，以構(gòu)成11、13、15、17或21位的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于對于支座條架(21)上固定有5個撥鍵支座(14)的5珠式撥鍵算盤，則在撥鍵支座(14)上固定安裝4個下?lián)苕I(1)和1個上撥鍵(6)；對于支座條架(21)上固定有7個撥鍵支座(14)的7珠式撥鍵算盤，則在撥鍵支座(14)上固定安裝5個下?lián)苕I(1)和2個上撥鍵(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)變色撥鍵算盤，其特征在于其算盤部件可用塑料(如ABS)，木材或金屬材料制成。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種計算工具,它是對目前傳統(tǒng)算盤的改進,它繼承了傳統(tǒng)算盤的全部優(yōu)點外,采用了擺動式的帶有色標的撥鍵代替了傳統(tǒng)算盤的算珠,使運算結(jié)果醒目易讀,而雙穩(wěn)態(tài)的結(jié)構(gòu)使算盤運算更加可靠,并可傾斜及垂直使用。另外本發(fā)明使傳統(tǒng)算盤的清零裝置得到了改進,兩個清零鍵在上面,并且左右清零鍵都可使用,使用更方便。本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙緊湊,成本低,有廣泛的市場。
文檔編號G06C1/00GK1171572SQ97111060
公開日1998年1月28日 申請日期1997年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月29日
發(fā)明者符曉友 申請人:符曉友