机械式计算姬

不务正业

最近在研究机械式计算机,还挺有意思的
【操作方式和原理】视频资料

实物

  1. 滑座—可以左右移动

  2. 输入计数器—通过杠杆设置加数

  3. 显示计数器—显示运算的结果

  4. 转数计数器—显示曲柄的旋转次数

  5. 显示计数器归零曲柄—将显示计数器清零

  6. 转数计数器归零曲柄—将转数计数器清零

  7. 滑座锁止键—按下之后允许滑座左右移动

  8. 滑座左进键—按下之后指示滑座右移一个十位

  9. 滑座右进键—按下之后指示滑座座椅一个十位

  10. 小数点指示—指示各种计数器中小数点所在位置

  11. 操作曲柄—由图示位置向直面外方向旋转为正,表示加运算或者乘运算;反方向旋转为负,表示减运算或者除运算

背景

手摇计算机是1878年由一位在俄国工作的瑞典发明家奥涅尔制造的,这是一种齿数可变的齿轮计算机。
奥涅尔计算机的主要特点是,它利用齿数可变的齿轮,代替了莱布尼兹的阶梯形轴。其中,字轮与基数齿轮之间没有中间齿轮,数字直接刻在齿数可变齿轮上,置好的数在外壳窗口中显示出来。它是后来流几十年的台式手摇计算机的前身。
奥涅尔后来在俄国批量生产他研制的计算机。国外的许多公司也在纷纷按照类似的结构原理生产计算机,其中最著名的是德国的布龙斯维加公司,他们从1892年起投产,到1912年,年产量已高达2万台。
在20世纪最初的二三十年间,手摇计算机已成为人类主要的一种计算装置。

操作

操作视频

(1)加法

案例:43+376=419

收将滑座完全移到左边。将输入计数器的右数第一、二个拨销拨至 3、4,顺时

针方向旋转操作曲柄一周。然后同样将拨销拨至 376,将操作曲柄顺时针旋转一

周,最后结果将显示到显示计数器中。装束计数器中的 2 表示加数的数量。

(2)减法

案例:419-376=43

在(1)中操作结束后,输入计数器仍置于 376 不变,此时将操作曲柄逆时针旋

转一周,则显示计数器显示结果 43。

(3)乘法

案例:33×22=726

收将滑座完全移到左边。将输入计数器的右数第一、二个拨销拨至 3、3,顺时

针方向旋转操作曲柄两周,此时显示计数器显示 66。然后下次滑座锁止键,并

将滑座向右移一位,然后将操作曲柄顺时针旋转两周,此时显示计数器得到结果

726。

(4)除法

案例:147/12=12.08333

收将滑座完全移到最右边。将输入计数器的拨至 147,将操作曲柄顺时针旋转一

周,将显示到显示计数器中,然后将转数计数器清零。将输入计数器调至 12,

并移动滑座使 12 与显示计数器的 14 对齐,将操作曲柄逆时针旋转一周,当听到

铃声时(即减法操作过多,被减数从 0 变 9),将曲柄顺时针旋转一周,将 9 消

除,然后将滑座左移一位进行重复操作,最后转数计数器将显示结果。

部分原理简介

原理不太好说明,看上面的视频好理解

加减法原理部分
  1. 通过拨动输入计数器的拨销来调整指针轮上指针的数量
  2. 旋转操作曲柄的过程中,通过指针来拨动中间轮
  3. 由中间轮拨动计数轮
    1
进位部分 - 通过进位杆实现
  1. 进位杆内部有弹簧和止尾销,将进位杆的位置限定在前、后两个位置
  2. 当某一位的计数轮由 9 拨至 0 使,进位杆由计数轮上的进位齿拨至“后”位。
  3. 当进位杆拨至“后”位时,指针轮上的进位齿可以拨动下一位的计数轮实现进位,
  4. 在进位之后,指针轮上的轮缘将进位杆拨至“前”位,使指针轮上的进位指针无法接触到计数轮上的下一位。
    2
乘除法

基于加减法,结合滑座的可平移特性转数计数器,实现乘除法
跟列竖式计算的原理差不多