一种数字计算尺的制作方法

本发明主要涉及数学领域中的一种计算工具，具体是一种数字计算尺。

背景技术：

传统的数学计算时所使用的计算工具一般为计算器、算盘、计算尺等，但如果只使用计算器，尤其是对幼儿、小学生来讲，会极大程度的影响他们的计算能力，且需要电池、有能耗；而算盘由于其体积大、携带不便、使用不便已经被逐渐淘汰。计算尺，在其最基本的形式中，算尺用两个对数标度来作乘法除法，这些在纸上进行时既费时又易出错的常见运算，其缺点是不能进行加法和减法运算，必须用算盘或其他辅助工具进行加减运算。

技术实现要素：

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种数字计算尺，本数字计算尺能够方便的实现加减乘除的计算，且具有携带方便、无能耗的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种数字计算尺，包括长尺和短尺，所述长尺上顺次标有两组“0”至“9”的自然数，所述短尺上顺次标有一组“9”至“1”的自然数，所述长尺和短尺之间可相对滑动。

所述短尺为定尺，短尺一侧设置滑槽，长尺作为动尺可滑动的设置在滑槽内，短尺上两端部的自然数“1”和“9”外侧均设置显示框。

所述长尺数量为n个，短尺数量为n或n+1个，长尺和短尺交叉设置，短尺一侧设置有滑槽，长尺可滑动的设置在对应的滑槽内，n为大于等于1的自然数。

所述长尺正面顺次标有两组“0”至“9”的自然数，长尺反面顺次标有“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”、“0”、“9”、“8”、“7”、“6”、“5”、“4”、“3”、“2”、“1”的自然数。长尺反面的数字是为了便于数定尺外面露出的动尺的格子数。

本发明的有益效果：

1、本发明与传统计算尺相比，该数字计算尺可以进行加减乘除计算，与计算器相比，数字计算尺不会影响人的计算能力，而且低碳环保，无能耗；与算盘相比，本数字计算尺携带极为方便。

2、本发明可根据实际需求组成任意位数的计算尺，还可将学生常用尺直接设计成一位计算尺，可极大方便低年级学生学习20以内的进退位加减法。

附图说明

附图1为本发明实施例1示意图；

附图2为本发明实施例2示意图；

附图3为本发明实施例3示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本发明主要包括两部分，长尺1和短尺2，长尺1和短尺2之间可相对滑动，用于使其上对应的数值对其或推动进行计算。本发明的长尺上应当顺次标有两组“0”至“9”的自然数，短尺上顺次标有一组“9”至“1”的自然数。

实施例1：如附图1所述，为利用本发明结构设计的两位简易尺结构，其中长尺1为动尺，短尺2为定尺，在短尺2一侧设置滑槽3，滑槽处设置有显示框4，长尺1可在滑槽内滑动。本发明可应用于多种算法，其使用原理如下：

1、数字移动(对齐)式算法：

本数字计算尺是运用实数在数轴上的移动规律而设计。使用时先把加数a拨至显示框中，然后在定尺上找到各位上显示框中的加数a，再推动动尺上的加数b，使各位上动尺上的加数b和定尺上的加数a对齐，显示框中就都会自动显示出加法的和；反过来把被减数推到显示框中，找到各位上定尺上对应的减数，减数旁边动尺上的数字就是差，再把各位上动尺上的差拨至到显示框中，就可以从显示框中读出差。

2、(十珠)算盘式算法

运用算盘的运算原理，一样可以用数字计算尺进行加减乘除的计算。加几就是向上推上几格，减几就是向下压下几格。(动尺上可设置限位销，对于没有限位销的简易数字计算尺，最好向上推或向下压，尽量不要拉，以防把动尺拉出；有限位销的则都可以)不够加或不够减时，要先反方向操作移动“十减几”格，再进位或退位。

注：乘除法用十珠算盘算法比较简单且都要用到乘法口诀，乘法要像加法一样一位一位的向上拨得数：除法要像减法一样一位一位的向下拨去，最后剩下的是余数，各位上显示全为0就是除尽(没有余数)。(计算时配有非常简单的操作口诀。)

本发明的基本方法如下：

1.数字移动(对齐)式拨法

a+b先把a拨到显示框(储存数字a)，然后使定尺的数字a和动尺的数字b对齐，显示框内就会显示两数之和。

a-b先把a拨到显示框(储存被减数)，定尺上数字b对应的动尺上的数字就是两数之差，然后把两数之差拨到显示框(储存两数之差)

注：加减法从高位算起比较简单。如果加法不能往上拨，减法不能往下拨，则采用逆向拨法，逆向拨要进位或退位。

乘除法也从高位算起比较简单，运用乘法口诀移动对应的数字即可。

2.(十珠)算盘式拨法

加减法口诀：

(1)够加够减时，加几上几，减几下几

加法：加1上1，加2上2，加3上3，加4上4，加5上5，加6上6，加7上7，加8上8，加9上9。

减法：减1下1，减2下2，减3下3，减4下4，减5下5，减6下6，减7下7，减8下8，减9下9。

(2)“不够”加减时，逆向操作，几下几进1(加法)，几上几退1(减法)。“不够”是指某一位的数字不够直接加法拨上或减法拨下时，采用逆向拨法，同时加法进位，减法退位。

加法：加1(不够)，1下9进1；加2，2下8进1；加3，3下7进1；加4，4下6进1；加5，5下5进1；加6，6下4进1；加7，7下3进1；加8，8下2进1，加9，9下1进1。

减法：减1(不够)，1上9退1；减2，2上8退1；减3，3上7退1；减4，4上6退1；减5，5上5退1；减6，6上4退1；减7，7上3退1；减8，8上2退1；减9，9上1退1。

3.超级数数算法

属于十珠算盘式算法，但利用此法可以扔掉算盘进退位口诀，直接用10以内数数的方法进行加减法的计算。加几就从下面露出的格子开始，数几格上推几格，不够时(因为外面只有9格，所以)要先多数1个空格，再从上面接着数几格，然后捏住，剩余的全部下压并进位。同样减几就从上面露出的格子开始，数几格下压几格，不够时要先多数1个空格，再从下面接着数几格，然后捏住，剩余的全部上推并退位。

实施例2：

如附图2所示，为利用本发明设置的五位数字计算尺，其中短尺为定尺，长尺为动尺，短尺数量为6个，相邻短尺之间形成滑槽分别供5个长尺滑动，在滑槽两端设置显示框，长尺正面顺次标有两组“0”至“9”的自然数，长尺反面顺次标有“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”、“0”、“9”、“8”、“7”、“6”、“5”、“4”、“3”、“2”、“1”的自然数，短尺上顺次标有“9”至“1”的自然数，本计算尺的使用方法如下：

1.加法

(1)数字对齐式拨法

a+b先把a拨到显示框，然后找到定尺上的数字a，移动动尺的数字b和定尺数字a对齐，显示框内就会显示两数之和。如果再+c，就是连续计算，只要在定尺上找到两数之和(a+b)对应的数字，再移动动尺使数字c与之对齐就可以了。

简例7+8先把7拨到显示框，然后找到定尺上的7，移动动尺的8和定尺的7对齐(加法没法向上移动使8和7对齐，就要逆向拨8和7对齐，逆向拨要向十位进1)，显示框就会显示15。

实例5308+6092：

先在显示框内拨出5308(储存数字)，再拨千位6，逆向(向上没办法拨到6与5对齐时，采用逆向)向下拨动动尺使6和5对齐，加法逆向要向前一位(万位)进1；再拨十位9，向上拨动动尺9使9至显示框即可(显示框也就是定尺数字0对应的位置)；再逆向向下拨个位2和8对齐，逆向要向十位进1，十位上进位1又逆向拨(拨进位1和定尺9对齐)则再向百位进1，则显示框自动显示得数11400。

(2)算盘式拨法

简例7+8先把7拨到显示框，然后向上移动动尺8格(加法没法向上移动8格，就要逆向拨2格，逆向拨要向十位进1)，显示框就会显示15。

实例5308+6092：

先在显示框内拨出5308，再拨6，向上拨6格不够，则逆向向下拨4格(数格子)，并向前一位(万位)进1(6下4进1)；十位上是9直接向上拨9格(9格数起来比较麻烦，但可以看一下数字计算尺反面，动尺上露出的格子数为9，表示下面有9格，直接向上推到底就是拨了9格)；个位上是2向上拨2个不够，就逆向向下拨8格(可以直接数8格，也可以看反面动尺上露出的格子数为8，表示上面有8格，直接向下压到底就是拨了8格)，并向前一位(十位)进1(个位上2下8进1)，十位上进位1又逆向拨9格(反面动尺上露出的格子数为字9)，再向百位进1(十位上1下9进1)，则显示框自动显示得数11400。

2.减法

(1)数字对齐式拨法

s-a先把s拨到显示框，然后找到定尺上的数字a，a旁边动尺上的数字b就是差，再把动尺上的b拨至显示框，就可以从显示框中读出差。如果再-c，就是连续计算，只要在定尺上找到数字c，再移动c旁边动尺上的数字拨至显示框，就可以继续从显示框中读出差。

简例13-4先把13拨到显示框，然后找到定尺上的4，定尺上4旁边对应的动尺上的9就是两数之差，然后把9拨到显示框(减法向下没法将9拨到显示框，则逆向上拨9到显示框，逆向操作要退从十位退1)。

实例11300-6092：

先拨11300至显示框，然后找到定尺上千位上的6(手指尖在千位6旁边捏着指着)，千位6旁边动尺上的数字5就是千位上的差，向下移动5至显示框不行，逆向向上推动5至显示框，并令前一位退1；然后找到定尺上十位9(百位减0不用拨，指尖捏着指着)，十位9旁边动尺上的数字1就是十位上的差，向下移动1至显示框不行，逆向向上推动1至显示框，并令前一位退1；然后找到定尺上个位2(捏着指着)，个位2旁边动尺上的数字8就是个位上的差，向下移动8至显示框不行，逆向向上推动8至显示框，并令前一位退1，显示框自动显示5208。

(2)十珠算盘式拨法

简例13-4先把13拨到显示框，然后个位向下压入4格，不够则逆向向上推动6格并令十位退1(4上6退1)，显示框显示9。

实例11300-6092：

先拨11300至显示框，千位向下压入6格不够，逆向向上推动4格并令万位退1(6上4退1)，十位向下压入9格不够，逆向向上推动1格并令百位退1(9上1退1)，个位上向下压入2格不够，逆向向上推动8格(反面动尺上露出的格子数为9，捏掉1格其他的都向上推动，就是向上推动了8格)并令十位退1(2上8退1)，显示框自动显示5208。

3.乘法

两位数乘一位数可以先在数字计算尺的右边拨两位数(储存一个乘数)，左边拨一位数(储存另一个乘数)，然后用一位数和这个两位数的十位、个位分别去乘。位数更多的乘法则不一定可以在计算尺上拨两个乘数(要看去掉得数后的空位还够不够)，必要时可以看纸上的另一个乘数进行计算，五位计算尺最多可以算三位数乘两位数。两个乘数都想拨在数字计算尺上，或是位数再多的，则需要像算盘一样多做一些数位或两个计算尺连起来用。

(1)算盘式拨法

简例3×5左边拨3，右边拨5，背口诀直接在计算尺右边显示框把个位的5改成15个一(两位数的1则要拨到十位上了，十位向上拨1格，个位向上拨5格)

实例968×75：

先在计算尺的右边拨968，看着纸上的乘数75(如果位数多的计算尺，则可以在左边拨乘数75)，先按住千位(一般一手按住定尺的数位，一手拨动动尺)，用75的十位7和968的百位的9相乘，算七九六十三，直接在千位拨63(进位6当然是要拨到万位去了)；用75的个位5和968的百位的9相乘，按百位算五九四十五，在百位拨45(同样进位4是拨到千位上的，要注意百位上原有的9只是存储的一个乘数，所以只能是把5拨至显示框，而不是再拨5个)。再用75和968十位的6相乘，按住百位，算六七四十二，在百位拨42(进位4在千位拨)，再按住十位，算五六三十，在十位拨30(进位3在百位拨，要注意十位上原有的6只是存储的一个乘数，所以只能是把0拨至显示框，而不是再拨几个)。再用75和968个位的8相乘，按住十位，算七八五十六，在十位拨56(进位5在百位拨)，按住个位，算五八四十，在个位拨40(进位4在十位拨，要注意个位上原有的8只是存储的一个乘数，所以只能是把0拨至显示框，而不是再拨几个)。此时计数框显示72600。

(2)数字移动式拨法

简例3×5左边拨3，右边拨5，背口诀直接在计算尺右边显示框把个位的5改成15个一(两位数的1则要拨到十位上了，十位拨1至显示框，个位拨5至显示框)

实例968×75：

先在计算尺的右边拨乘数968，看着纸上的乘数75，先按住千位，算七九六十三，直接在千位拨63；按住百位，算五九四十五，在百位拨45(定尺千位上找到3，拨4和3对齐；百位上直接改乘数9为5)。再按住百位，算六七四十二，在百位拨42(定尺千位上找到7，拨4和7对齐，逆向拨要进位；定尺百位上找到5，拨2和5对齐)；按住十位，算五六三十，在十位拨30(定尺百位上找到7，拨3和7对齐，逆向拨要进位；十位上直接改乘数6为0)。再按住十位，算七八五十六，在十位拨56(因为百位上原来是0，所以直接拨5；因为十位上原来是0，所以直接拨6)；按住个位，算五八四十，在个位拨40(定尺十位上找到6，拨4和6对齐，逆向拨要进位；个位上直接改乘数8为0)。此时计数框显示72600。

4.除法

先拨被除数，需要看纸上的除数进行计算，除法的商要在最左边边拨边算(如果数字计算尺位数不够,边写边算也行)，最后没有为除尽，除不尽数字计算尺的右边会留下余数。

除法整体上从高位算起比较简单，但是具体到某一位上从低位算起较方便。

(1)数字移动式拨法

简例72÷8先把72拨到显示框，然后背口诀八九七十二，直接拨去72个一(边拨边写，在纸上写9)

实例10300÷27：

先把10300拨到显示框，然后想103里有几个27，估3个(在数字计算尺的最左边的第一位拨3，计算尺位数不够的话也可以在纸上写商)，则用3去乘27(计算尺上以百位为基准位，右手手指捏着指着百位)，边乘边把积拨去，先算三七二十一，拨去21个百，先找到定尺上千位上的2，定尺千位2旁边动尺上的数字是8，向下拨8至显示框不行，逆向向上拨8至显示框并令万位退1，再找到定尺上百位1旁边动尺上的数字是2，向下拨2至显示框，再算二三得六，拨去6个千，先找到定尺上千位6旁边动尺上的数字是2，向下拨2至显示框；接着想220里有几个27，估8个(在数字计算尺最左边的第二位拨8)，则用8去乘27(计算尺上以十位为基准位，右手手指捏着指着百位)，先算七八五十六，拨去56个十，先找到定尺上百位5旁边动尺上的数字是7，向下拨7至显示框不行，逆向向上拨7至显示框并令前一位退1，再找到定尺上十位6旁边动尺上的数字是4，向下拨4至显示框不行，逆向向上拨4至显示框并令前一位退1，再算二八十六，拨去16个百，先找到定尺千位1旁边动尺上的数字是0，向下拨0至显示框，再找到定尺百位6旁边的动尺上的数字是0，向下拨0至显示框；最后想40里有几个27，估1个27(在数字计算尺最左边的第三位拨1)，直接在计算尺上拨去27个一，先找到定尺十位2旁边动尺上的数字是2，向下拨2至显示框，再找到定尺个位7旁边的数字是3，向下拨3至显示框不行，逆向向上拨3至显示框，并令前一位退1，显示框中还剩下余数13，最终纸头上的得数是381……13。

(2)十珠算盘式拨法

简例72÷8先把72拨到显示框，然后背口诀八九七十二，直接拨去72个一(边拨边写，在纸上写9，十位上向下压入7格，个位上向下压入2格)

实例10300÷27：

先把10300拨到显示框，然后想103里有几个27，估3个(在数字计算尺的最左边的第一位拨3，如计算尺位数不够则在纸上写商)，则用3去乘27(计算尺上以百位为基准位)，边乘边把积拨去，先算三七二十一，拨去21个百，先千位上向下拨去2格不够，逆向向上拨8格并令万位退1格(减2，2上8去1)，再百位向下拨去1格，再算二三得六，拨去6个千，在千位直接向下拨去6格(也可以看反面动尺上露出的格子数为8，捏住2格，向下压到底，就是向下拨去6格)；接着想220里有几个27，如果估了7个(在数字计算尺最左边的第二位拨7)，则用7去乘27(计算尺上以十位为基准位)，先算七七四十九，拨去49个十，先百位拨去4格不够，逆向向上拨6格并令前一位退1格(减4，4上6退1)，再十位拨去9格不够，逆向向上拨1格并令前一位退1格(减9，9上1退1)，再算二七十四，拨去14百，先千位直接向下拨去1格，再百位直接向下拨去4格；发现十位算好后还剩31个十，说明估计不足，商太小，十位上要再拨去1个27(也就是要再拨去27个十)，先把数字计算尺最左边的第二位的7改成8(即再多向上拨1格)，再在计算尺右边的十位再拨去一个27，先百位向下压入2格，再十位向下压入7格不够，逆向向上拨3格，并令前一位退1(减7，7上3退1)；最后想40里有几个27，估1个27(在数字计算尺最左边的第三位拨1)，直接在计算尺上拨去27个一，先十位向下拨去2格，再个位向下拨去7格不够，逆向向上拨3格，并令前一位退1格(减7，7上3退1)，右边显示框中还剩下余数13，最终纸头上的得数是381……13。

数字计算尺算除法的好处是，商小了没关系，继续再拨去1个除数就行了，这一点比竖式计算更方便。

虽然数字移动(对齐)式拨法和十珠算盘式拨法是两种不同的算法(算法原理也不同)，但是在具体计算加减乘除算法的时候两种算法也可以相互结合着用，可以更加得心应手。

实施例3：如附图3所示，为利用本发明设计的一种一位简易学生尺。在学生尺顺次标有两组“0”至“9”的自然数，学生尺中间设置滑槽，滑槽内设置可滑动的短尺，短尺上顺次标有“9”至“1”的自然数，短尺两端部的自然数“1”和“9”外侧均设置显示框。其使用时几加几只要两个数对齐就行，可以不用管如何进位的，因为定尺上左边1～9是进位数字，进位数字和动尺上的数字对齐，左右显示框下面显示的得数就一定是十几(进位数字有进位)；定尺上右边是不进位数字，不进位数字和动尺上的数字对齐，显示框下面的得数就是几。同样几减几，也只要两个数对齐，不用管如何退位的，无论显示框中的被减数是几或是十几，差一定是在和减数对齐的位置(又因为只有一位，差也可以不用拨到显示框下面存储数字)。

本发明可以像算盘一样提高人的计算能力，又携带方便，如果将动尺设计为折叠式结构，五位数字计算尺收起来很容易就可以做到和身份证一样大小和厚薄；还可在定尺上设计左凸出右凹槽，那么两个五位数字计算尺很方便的就拼接成了十位数字计算尺。由于精度要求不高，制作成本可以远远低于最便宜的计算器。一位简易尺，更是可以直接在上面添加学生尺的元素方便学生使用，特别是方便低年级学生学习20以内的进退位加减法。