專利名稱:四角報數(shù)器的制作方法
本發(fā)明是一種操作簡單、不費腦力而能即時得出所需要的答數(shù)的算器。它報數(shù)快速準確，而且多功能。特別是對于成比例的數(shù)項，不管千項萬項，只將算器移動一下，即全部報出答數(shù)。它不出毛病，而且經(jīng)久耐用。
人們作計算，用電子算器，須看清電扭位置，頻頻按鈕。有時算器會出毛病，且需用電源、用珠算須逐一撥子，易生差錯，且非常緩慢。用手搖計算機，費力而且緩慢。用筆算須寫數(shù)碼、進位退位和背誦九九表。用心算不能算多位數(shù)，有隨算隨忘，易錯的缺點。用計算尺只能算三、四位數(shù)，而且第三或第四位數(shù)，還是估計得的。人們?nèi)粘ＹI、賣生活用品，須用到百、十、元、角、分五位數(shù)目，若角數(shù)和分數(shù)都是估計而不明確，就無用處。所以計算尺只能供技術(shù)人員作概略計算之用。而此種算器，就沒有上述各種麻煩。
本發(fā)明的算器，小型可放衣袋內(nèi)的，可算出五位數(shù)，操作方法只有兩個，而每一次多項的運算，只用其中的一個。一是“角對數(shù)”(指該算題上的數(shù)，如乘數(shù)、被乘數(shù)等)二是數(shù)對數(shù)。只要一對準，就得出應(yīng)有的答數(shù)。若采用“活頁式”的算器，可計算十余位數(shù)。若更利用“縮微技術(shù)”，就能算位數(shù)更多?！盎铐撌健钡牟僮饕埠唵?，請看附圖10。
本算器的用途如下1.供商店、小商販及家庭使用。
2.供同一比值的計算使用。如工廠按件或按日發(fā)工資，銀行按利率計息，稅局按率征稅，商店定價售貨、購貨等等。只要將盤角對準一定的數(shù)，就可以一面用筆桿指點著，一面看同比值的千萬個答數(shù)。這是此種算器的主要用途。
3.供大中學(xué)生、技術(shù)員、科研機構(gòu)之用。此種作學(xué)習(xí)和研究用的算器，除基本的對數(shù)尺度外，還可配備各種尺度的面盤或底盤。即利用舊時計算尺的成果，(如平方、立方、重對數(shù)、三角函數(shù)、矢量等種種尺度)來配備。以供選取。若用“活頁式”，就可計算多位數(shù)。若更采用“縮微技術(shù)”，就可計算天文數(shù)字，而用于天文學(xué)、氣象學(xué)、衛(wèi)星及宇航軌道等“空間科學(xué)”方面。4.供制造計算機的科技工作者設(shè)計軟件時作參改之用。
此種算器之所以快速而無差錯，是由于“兩尺(或多尺)相量法”具有“模擬性”。因為兩長度相加或減應(yīng)得出什么數(shù)，只要一量就得了，并無其他運算程序。至于它之所以能作種種復(fù)雜運算，是由于它具有“比例性”。因為有一些數(shù)，兩數(shù)間有一定的函數(shù)關(guān)系。就可利用這些函數(shù)的規(guī)律，在同樣長而刻度各異的兩尺相量時，得出相對應(yīng)的數(shù)。又由于前人發(fā)明了對數(shù)函數(shù)，能以加減代替乘除。這樣就在兩尺相量時，一動手就得出十進制數(shù)的各樣答數(shù)。
不過，“兩尺相量法”，有很大的局限性。如果兩尺長兩米以上，運算此就要走動才能操作，越長就越難操作，而且安放和攜帶都不便。園形計算器也一樣，因為園周不能無限擴大。外國曾設(shè)計一種“螺旋形計算器”和“摺迭計算尺”以及我國設(shè)計的“上序式新算尺”(均見李
著《對數(shù)尺發(fā)展史》上?？萍汲霭嫔?962年初版)都想擺脫計算尺的局限性，但均由于使用不便而終歸淘汰。總之，若不能擺脫這種局限性，“兩尺相量法”雖好，也無多大用場。本發(fā)明的“四角報數(shù)器”之所以能擺脫這種局限性，是由于發(fā)明了一個“桌上量長術(shù)”可以在辦公桌上或腳膝上，把很長的尺度進行量度?，F(xiàn)將其原理和算器結(jié)構(gòu)闡述于下設(shè)有大小相同的方形板底面兩塊，若重迭起來再把面板平整地移動一下，如附圖1(本說明書的附圖均為示意圖)圖中A＝B，C＝D。
若把這兩個方塊，同樣橫向劃分成四個尺條，(算器實物，尺條數(shù)無限制)并同樣刻出100個長度單位。為了便于查看數(shù)字和運用，把底面的尺條分別割裂開來，每尺條寬5米毛，兩尺條間留有比尺條稍寬的空槽，深約6米毛，以便底面兩盤的尺條相嚙合。(面盤尺條放在底盤尺條之下)這樣就構(gòu)成一副計算器了。如圖21、圖22應(yīng)注意(一)面盤尺條的上部和下部，應(yīng)多加一個空尺條。如圖23。
(二)面盤尺條的邊緣上邊和下邊都要刻度(以便倒用)如圖22。
(三)面盤的四個角，位置并不全同。其中A是左上角，B是右上角，C是左下角，D是右下角。(以后各圖均同)四個角都畫有角線。看圖22、23。(四)底盤每一合的上方和下方應(yīng)標明自然數(shù)10、20 30……(以米毛為單位)作為經(jīng)線。左右兩邊也應(yīng)標明自然數(shù)，以底盤尺條的下緣為準，作為緯線，如圖24，以備有時運用。
圖2的構(gòu)造，其特點是兩盤嚙合后，面盤可以左右移動，也可提起放下。例如有算題12+32，就用面盤左上角對準底盤12處，并把尺條嵌入槽內(nèi)，那么面盤32所對準處，必為44。這就是答數(shù)。80所對準處必為92。其余可以類推。如圖3。(此后附圖只畫尺條，省去框架)但是，從圖3來看，面盤左邊的許多刻度落空，怎能報出答數(shù)呢？這就全靠發(fā)明了一個“層迭的橫向尺條作垂直劃分為兩片后，刻度的銜接法”。如圖4。把它從12處，垂直地劃分成兩半，則刻度B段應(yīng)該銜接A段。D接C，F(xiàn)接E，H接G。(H是屬于下一個大單元的尺度，絕對值相同，但提高了一個數(shù)位。)所以，若改用面盤右上角對準底盤12，則上述落空之?dāng)?shù)，都落實而有答數(shù)了。如圖5。
以上說的是加法。至于減法，它是加法的相反。例如“42-30”這個數(shù)，只要把面盤的30(減數(shù))對準底盤的40(被減數(shù))，再看面盤角落在何處，何處就是答數(shù)?？瓷厦鎴D3，其理自明。
上述的減法，是移動一次，只得出一個答數(shù)的方法。前面說過，成比例的數(shù)，可以“一動萬答”。若要得出92減去任何一數(shù)的各個答案，就應(yīng)該倒用面盤。如圖6。用倒面盤的左上角對準底盤的92。則倒面盤上的任何一數(shù)所對準處，就是這任何一數(shù)去減92的答案。
根據(jù)前述的“層迭的橫向尺條作垂直劃分后刻度的銜接法”，我們?nèi)舭褍蓚€同樣的底盤，左右并列合為一體，那么面盤與底盤嚙合時，就沒有尺條落空在左或右的情況出現(xiàn)了。同理，若把四個同樣的底盤合為一體，就連落空在上或在下的情況也沒有了。如圖7。例如12加任何一數(shù)，只要把面盤的任何一個角去對準12，(這時四個角都對準12)則面盤的任何一數(shù)所對準處，就是任何一數(shù)加12的答案。至于減法，可以按上述算例類推。不贅述。
這樣一來，就沒有移動“進對點”(為了便于稱說，安上“進對點”“被對點”“對答點”“答數(shù)點”四個名稱)的麻煩。也就和兩直尺相量一樣，絲毫沒有增加動作。
若利用前人發(fā)明的對數(shù)，把兩盤的尺條，都用對數(shù)刻度，就能以加減代乘除。如圖8。這樣就可以直接作乘除運算。例如以15乘任何數(shù)，求任何一數(shù)的答數(shù)。把面盤角對準15，則面盤的2，必然對準30。這就是15×2的答數(shù)。面盤的25，必然對準375。余可類推。倒用面盤，也可作乘除運算。兩盤相對準的數(shù)，其積在尺角。如圖9。
根據(jù)前述原理及比例性原理，還可推導(dǎo)出此種算器的另一個類型-“活頁型”。其構(gòu)造是把四合底盤幾千片，將其刻度按數(shù)序連續(xù)下去。每片用白色塑料作底，并印出(或刻出)黑色的度數(shù)。但每一尺條下面，須留一空尺條位置，以便與面盤尺條嚙合。每片的上下左右，應(yīng)印出淺黃色經(jīng)緯線及其數(shù)序。同時，把與底盤同樣刻度的透明塑料薄片作單一面盤，尺條間也留有空尺條，以便與底盤相量。
為了運算快速便利，應(yīng)作一個“活頁算片架”，如圖101102架分上下兩層B是四合底盤。A是單一面盤。算片都安放在格子內(nèi)。每格寬7米厘，放算片一百片。十格共長70米厘，共放算片1000片。每片的層迭橫向尺條長一萬米毛，總長一千片是一千萬米毛，肉眼可看出七至八位數(shù)。C是底面盤中間的隔板，其中有推槽。運算時可以把面盤框架左右移動，也可前后旋轉(zhuǎn)。D是格子數(shù)序。E是算片頁數(shù)。F是標簽。上部是1-100的數(shù)序，下部是算片每頁首數(shù)數(shù)碼，都粘貼在每一算片上。面盤的前面和背面，都應(yīng)粘有這同樣的標簽，以便倒用。G是四向轉(zhuǎn)輪形狀，轉(zhuǎn)輪柄固定在面盤框架中部。
此種算器，面盤框架的兩端，都是尺頭，計算時若“對答點”落空(在底盤之外)。就換另一尺頭去對準“被對點”，答數(shù)就不落空了。
若有特殊需要，可把總長加長十倍(即7米)以增加數(shù)位。如果采用“縮微技術(shù)”來制造，就可計算很長的多位數(shù)。
這種活頁型算器的好處是(1)它比對數(shù)表等書所占的空間小，也比查對數(shù)表后再來相加減快速簡便。(2)它裝置簡單，不象電子算器要算較長的多位數(shù)時，程序軟件就繁復(fù)難造。
此種活頁算器的操作，以乘法為例，首先看明底盤上的“被對點”在何頁，并推動面盤架將進對點的一頁對著底盤“被對點”的一頁。這時面盤的“對答點”，就對著底盤“答數(shù)點”的一頁了。于是把“被對點”“對答點”“答數(shù)點”這三張算片都抽取出來，先看準“被對點”是在什么經(jīng)緯線上，接著就把面盤的左上角，照上述經(jīng)緯線處，去對準底盤“答數(shù)點”的一頁。那么面盤的“對答點”所對準處即答數(shù)。如果是用倒面盤運算的，面盤的算片，應(yīng)該倒轉(zhuǎn)來用。其余算法，可以照述之例類推。
此種四角報數(shù)器，既有上述種種構(gòu)造，為了適應(yīng)用者的需要，制造上也有種種類型1底面單一型 如附圖2。特征是形體小，便于攜帶。(約22厘米×30厘米，若安裝放大鏡，可以縮小一半)。
2底盤兩合型 如附圖7的上或下半部。特征是“進對點”不須左右移動。這一類型，還可分為“不摺式”和“可摺式”兩式。“可摺式”的兩合合縫處背面裝有榫片，用時把它板成平面，扣緊。(如圖7中的扣)不用時摺迭起來，與面盤同放于一盒中。面盤的尺寸同前單一型。
3底盤四合型 如附圖7。特征是“進對點”完全不須移動。它也可制成“可摺式”。
以上三型，都是社需要量很大的算器，一般長10000毫米，(對特殊需要，可以加長來造)肉眼可看出五位數(shù)。若算器尾部的第五位數(shù)，是對準“答數(shù)點”的第四、五兩刻度中間，可用“兩數(shù)的末數(shù)口乘補尾法”，來補出第五位數(shù)。例如兩數(shù)末數(shù)是4和3，則4×3＝12，2就是第五位數(shù)。(這是確數(shù)，而不是估計。)安裝放大鏡來增加數(shù)位和縮小算器。這辦法值得采用。因為假如刻度只 1/3 毫米寬，若放大三倍，就有一毫米寬，目力就能清楚地看見。以算器形體來說，刻度放大三倍算器就可縮小 2/3 ，有利于微型化。裝置放大鏡的方法如圖11面盤四個角上，都安上固定的小型放大鏡。面盤的框架安裝一個可以上下推動的鏡架，鏡架中的放大鏡，又可以左右推動，這樣就能對準任何一數(shù)。放大鏡的中間有一條垂直的發(fā)線，以保持上下對準時的準確性。這放大鏡的附帶用途，還可作數(shù)類(如“進對點”“對答點”等)的指示游標。
此種“四角報數(shù)器”尺條上的數(shù)目，每隔5～10厘米遠，就要有一處用紅阿拉伯?dāng)?shù)字標明三位數(shù)以上的數(shù)。其余第四、五位數(shù)，應(yīng)從刻度上讀得。如附圖12(是與實物同樣大的圖)圖中標明了123～124兩處數(shù)字。以便讀數(shù)。
上述的2和3兩型的算器，常在室內(nèi)使用，應(yīng)做一個豎立(略傾斜)的架子，把底盤扣在上面，牢牢安放于辦公桌的一側(cè)。面盤不用時則任意嚙合于底盤上。除上述3型外，還有4、活頁型 如附圖10。特點是可以計算多位數(shù)。也可以配備各種函數(shù)的尺條，以供科技研究工作之用。
5、尺條粘貼型 特點是制造簡便，(等于四合底盤剪去無面盤的部份)對于“價格、稅率、利率等較穩(wěn)定的場合，可以把印制的紙質(zhì)尺條兩條按物價、利率……對應(yīng)地粘貼起來，每一商品和稅類各貼一張來用。不過，印刷業(yè)如果要印長三米以上的各種函數(shù)的對數(shù)尺條，應(yīng)該取得專利權(quán)人的許可。因為三米尺以上的各種對數(shù)尺條，只有作算器這個唯一用途，而作算器就要采用“橫向的層迭尺條作垂直劃分后的刻度銜接法”屬于專利權(quán)范圍。
用上述各型的算器計算各種算題，操作都非常簡便。附圖末尾附有《操作法簡表》，可以參看。
此種算器，結(jié)構(gòu)異常簡單。材料用硬塑料、有機玻璃、硬鋁、不銹鋼及一切白色金屬均可制造。從國內(nèi)各文具廠出產(chǎn)的塑料或有機玻璃尺及鋼模壓制成的金屬尺來看，均能優(yōu)質(zhì)地勝任制造任務(wù)。量具廠自不待言。它實用范圍廣，需要量極大。并且向外國申請專利后，可獨占國際市場。 (終)
權(quán)利要求
1.運用所發(fā)明的“層迭的橫向尺條作垂直劃分兩片后刻度的銜接法”的原理。設(shè)計了一種“桌上量長”的尺算器。特征是它和直尺相量一樣，只要“尺頭對數(shù)”或者“數(shù)對數(shù)”，就得到答數(shù)。而且有些計算項目，可以“萬答同盤”，居然不須操作，光看答數(shù)就行了。又一特征是每一次計算，盤角均起作用，若用“四合底盤”，則四個角都對準同一數(shù)碼。
2.設(shè)計了“單一底盤”“兩合底盤”“四合底盤”等三種構(gòu)造，以減少和避免答數(shù)落空于面盤外而需要“移角”的麻煩。又兩合型和四合型，均可反摺，以便攜帶。
3.設(shè)計“活頁型”，以便計算更多的位數(shù)。
4.利用過去計算尺的成果，可以配制種種刻度的算器，作科技方面之用。
5.設(shè)計了一種“紙條粘貼型”算表，可以用于工資、利率、貨價等比較固定的場合。(凡印三米以上為一對數(shù)單元的尺條應(yīng)經(jīng)專利權(quán)人許可。因為三米以上的對數(shù)印紙，除仿效本算器的安排來作計算用之外，別無用途。)
6.設(shè)計了在面盤上安裝放大鏡的裝置。
專利摘要
本發(fā)明是一種操作簡單，不費腦力，具有多種功能，有時“萬答同盤”、并且快速準確、不出毛病、又經(jīng)久耐用的計算器。它突破了過去計算尺不能算多位數(shù)的限制。它不須按鍵，撥子等復(fù)雜操作，只須“角對數(shù)”或者“數(shù)對數(shù)”這么一個動作，就能得出所需要的答數(shù)。它對于同一乘數(shù)或被乘數(shù)，同一除數(shù)或被除數(shù)，或者同一比值的數(shù)的算題，如工廠按日或計件發(fā)工資，商店按價售貨購貨等計算，可以“萬答同盤”，完全不須操作。對于科技方面，只要改換尺條，運算也同樣便捷。
文檔編號G06G1/00GK87102988SQ87102988
公開日1988年6月1日 申請日期1987年4月21日
發(fā)明者蔣玉昆 申請人:蔣玉昆導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan