本发明涉及一种取代珠算算盘的计算器,从而也解决了微型电子计算器对于加减运算还不十分便利和快速的问题。 珠算算盘,我国和世界各地,都正在使用。(见《光明日报》85年12月《外国的算盘热》一文)苏联的戈尔巴乔夫还希望消除珠算打子的响声。(见《参考消息》86年4月24日《苏联计算机比西方落后十年》一文)近年我国研究成功一种“电子算盘”,上半部用集成电路,下半部是珠算算盘。(见《中国的世界之最》一书中《千年的运算工具》一文)又见《人民画报》86年4月 号《算盘收藏家》的照片中,摄有一个日本发明的算盘,它的左边是微型电子计算器,右边连着一个珠算算盘。由此可见,目前全世界都还没有能够取代珠算的算器。
可是,珠算算盘由于加时不能自动进位,减时不能自动退位,从而带来许多缺点。每加或者减一个数字,有三个口诀。(即三种操作方法)要学习后才会计算,所以现在小学算术科要附设珠算课,有课本可查。用它算数时,精神稍不集中就要打错子,而且算珠又易滑动或被襟肘牵动。因此运算缓慢而易错,一般要打两盘子才定数。
本发明的目的,是在于使人们计算时,运算快速,少用精力,又不易发生错误,而且可以免除学算盘的时间和精神,具体地说:(一)供各机关、工厂、商店、银行每日结帐及统计专业人员使用,可提高工作效率。(二)小学不须设珠算课(只要叫学生用此种算盘与笔算结合运用就行了)财贸人员也不须练习珠算,免耗清力、时间。(三)它可以代替用纸笔作算草,较为简便快速。因为学数学的人,无论研习数量关系和空间形式,都离不开四则运算,对加减时的进位、退位,须记上符号,然后又逐一逐层相加减,最为麻烦。此种算盘之一,(筒式)抓在手上就能运算,又能自动地进位退位,所以它为研究教学的人和大、中学生,提供了便利的工具。用它作乘除计算,其层次完全和笔算的算草一样,便于检验分析。用它作乘法的办法是:在盘上置乘数,在盘壳盖地记数栅拨成被乘数,在乘数后面置所得的乘积。作除法时,在盘上置被除数,在壳盖置除数,在被除数的前面置所得的商。其运算顺序和中间经过的层次,完全和笔算演草一样。(四)报纸常报导,有些会计、出纳人员,把机关发的电子计算器,搁置不用。(就是说,在作乘法也不用它)而宁愿打珠算,这和人们不愿买电子表而愿买机械手表,是一样的。因为电子表容易出毛病(报刊上有“软件危机”之说);需用电源;使用寿命不长;而且数字电扭与加减等电扭混杂安在一小块上,使人眼花撩乱;因此,不愿意使用。所以此种算盘,也替这些人提供了较合意的用品。
要达到上述目的,主要在于能够自动地进位和退位,(即借位)其装置首先把拨珠改为推轮。从中还发明了一个“‘用数字轮’、‘园柱轮’、‘大小迭合的十字轮’(或者五花轮)与‘推动柄’和‘拨杆’以及‘外壳上的数字’相配套的结构”,来完成自动进位的功能。详见附图和附图说明。
由于此种算盘有三个样式:都是用同一原理来构成的,主要机件相同,但安装的位置则不同。为了便于看图,无论哪一种样式,所有机件,均用阿拉伯数字统一编号。以下是附图说明。
图1、是台式算盘(也可叫计算台)的每一个数位罩上外壳后的外观直观图。每一个算盘,可安12~20个数位。图2、是台式每个数位的纵剖面。图3、是台式每一数位右侧的剖面。图4、是筒式算盘(也叫计算筒)的每一个数位右侧的剖面。筒式与上述台式不同之处,只有推动柄和数码的多少不同,其余的构造和机件均相同,所以不另绘详图。图5、是进位退位原理的示意图。图6、盒式算盘(也可叫计算盒)两个数位的上下层次的剖视图。图7、是盒式一个数位的俯瞰透视图。图8、是盒式进退位结构的剖视图。图9、是记数栅的剖视图,其机件另行编号。(以上各图,均比实物缩小 1/2 )
下面是各图的机件的编号:机件1是数字轮。轮的圆周,印着十进位的数码一组到四组本附图台式是三组数码绘在圆周的下面来表示。筒式是一组数码。件2是推动柄。计算时只要按照柄下盘壳上标示出的所加所减的数字处,加法由上而下,推到下面终止界,(以指头触及终止界为准)减法从汉字处由下而上,推到上面终止界。件3是园柱轮。它和数字轮固定在同一主轴上。数字轮有几个数码,轮上就设几个园柱,在它下方的(其它地方也可)两园柱间,啮合着大十字轮的一齿。大十字轮随着园柱轮的转动而转动。件4是大十字轮。直径不大于园柱轮的两个周节。件5是小十字轮。直径略小于园柱轮的一个周节。它与大十字轮迭合。固定在同一副轴上,它的功用,是接受下一数位的拨杆的拨动,和钟表上拨动时针的拨杆上的螺帽一般。件6是算盘外壳。件7是外壳凹处标明所加和所减的数字。(筒式的数字,加减各有两排,绘图时把它扩大在本图上部)凹处有缝隙,推动柄可出没其间。件8是加法推动终止界。件9是减法推动终止界。件10是答数显示孔。件11是进退位拨杆,安在数字轮的左侧,其作用是每当本数位的“0”经过答数孔一次时,就拨动上一数位的小十字轮推进(退)一个数字。所以,其位置须与答数孔的位置相配合,并且比园柱轮的园柱稍稍向外,其长度须恰恰能够拨动上一个数位的小十字轮。件12是轴承竖板。件13是垫圈。件14是主轴,数字轮、园柱轮固定于其上。件15副轴。大小十字轮固定于其上。件16是数目名称处。可用纸片写起百、十、元、角、分、兡、兛…,插入其间。件17算盘底座。筒式的底座,应能伸缩,底中部应安一个伸缩手柄,可以拿在手中运算。件18外壳榫头。件19外壳开闭处。以便随时抹油和修补机件。件20园柱轮的一柱。件21轴承板缺口。以便更换机件。件22缺口封闭片。下一封闭片未画出。件23定位弹弧。安装在外壳上,若运算时能随时照顾推动柄的正常位置,可以不安此件。件24是壳盖榫头,壳盖是作保护推柄之用,并可安装记数栅。壳盖未画出。件25伸屈座。件26是盒式主轴的轴承顶。件27是盒式副轴顶部轴承板,它横跨盘壳的间架上。件28盒式外壳前面开关板的门扣,以便随时抹油或换件。图9的机件编号于下:机件1是数字条片。件2是带磁推动帽。件3是缝隙。件5是所需推出的数字。推动帽横向这里的数字,显数档即出现这一数字。数字片也可横向安装,这样,推动帽就不须带磁,但显数档的数字,应由上而下地读。
此种算盘的三个样式,是依据各行业的需要来设计的。台式的答数孔和推柄,适合人们视线和手势。供机关、单位使用。筒式形体小便于携带,供学生、行商和外勤人员之用。它操作时,对于6以上的数,要推两次。即先从6或7、8、9处推到终止界,再从5处推到终止界。虽然有时须推两次,但第二次推动,是从终止界到另一终止界,是机械性的动作,不费脑力。也不算得什么缺点。盒式形体扁平,便于携带,造价廉而耐用,可说是普及性产品。便于小学生、小商店和农村采用。它的数位只有六、七个,若要计算多位数,可以把两个算盘的左右两端套接起来使用。也可以把“图2”缩短缩小,并把副轴伸长,使小十字轮的上齿,恰在拨杆之下,再把这个部件安装在盒式算盘的左面。这样,可以增加一个数位而形体不大。盒式在结构上有个特点,即本数位的园柱轮和十字轮在上面,而拨杆在下面。下一个数位必须要拨杆在上面而园柱轮、十字轮在下面。否则不能转动。
操作时,清盘用减法,即将原有数字减成0数。置数用加法,遇到数目中有“0”的场合,就用原有“0”,不必改动,切不可把推柄反复推动。因为“0”这个数码经过答数孔一次,就要使得上一个数位增减一数。
此种算盘的进位退位,不仅仅是进或退一个数位,而是可以连进连退三个数位。如:995+5,就得出答数1000;1000-4,就得答数996。
制造此种算盘,全部机件须合规格。安装轴承板时,轴心孔须整个算盘成一直线。它的整个构造,一般人看图就能明白。所用材料,不外熟铁、铜、钢、不锈钢、铝、硬铝(合金铝)硬塑料等物,备办不难。各种构件,均可向各类工厂定货。设专厂制造,也不困难。一般文具厂、教具厂、量具厂、甚至玩具厂,只要抽调部分职工和设备,就可附设车间来制造。至于钟表厂,条件优越,大可以制造此种算盘的出口商品。