专利名称：机械计算器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用机械式结构的计算器工具。
目前，人们常用的小型计算工具主要是电子计算器和算盘，电子计算器一般具有功能多，易于携带，运算准确、迅速等特点，但其成本较高，不易于普及，集成电路或按键开关等易出现故障，须定期更换电池，运算原理不直观，在进行四则运算时，须操作四则运算符号，在某些情况下运算速度比算盘还略慢，所以，传统的算盘这种运算工具至今仍未被淘汰。算盘的结构简单，成本低，操作简便，但需熟记运算口诀，熟练操作运算，进位、退位均需操作，不能完全确保运算的准确性，一般须核算2～3次，体积大，不易携带。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种体积小，成本低，能自动进位、退位，运算迅速、准确，极易掌握的机械计算器。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种机械计算器，包括设于面板上的数据输入装置和显示窗口，设于机箱壳体内的运算装置，其特殊之处在于，所述数据输入装置包括各位数拨盘和分别设于其下方的数字盘，所述位数拨盘分别固定于各自的纵轴上；所述运算装置包括传动装置、位数显示轮和进位装置，所述传动装置包括固定于纵轴上并可随之一起转动的纵轴齿轮、与纵轴齿轮啮合并固定于横轴上可随之一起转动的横轴齿轮；所述位数显示轮固定于横轴上，所述显示窗口设于面板上与位数显示轮相应的部位；所述进位装置由固定于横轴上的进位齿轮构成，其为单齿齿轮，与相邻高位的纵轴齿轮拨动配合。
本实用新型的各横轴齿轮的侧面均可设有限位机构，限位机构的操纵杆一端伸出机箱壳体外，另一端与横轴齿轮接触，设于操纵杆上的弹簧支承于机箱壳体上。
本实用新型的纵齿轮和与之啮合的横轴齿轮的齿数均可为十，所述位数显示轮表面可设有均布的0～9十个数。
本实用新型的纵轴齿轮、横轴齿轮和进位装置的单齿齿轮均可为伞齿轮。
本实用新型数字盘上沿顺时针和逆时针方向可分别设有均布的0～9及0～-9两组数。
附图图面说明如下
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型面板的结构示意图。
图3为本实用新型限位机构的结构示意图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述参见图1，本实用新型具有一机箱壳体2，在面板3上分别设有个位数拨盘4，十位数拨盘8、百位数拨盘10、千位数拨盘12等，其分别固定于各自的纵轴上，纵轴均安装在机箱壳体2上，在机箱壳体2的支承下能进行转动。个位纵轴齿轮5位于机箱壳体2内，固定于个位纵轴1上，可随纵轴1转动。个位横轴27安装在横轴固定装置25上，可转动，横轴固定装置25为长条形或块状，其固定于机箱壳体2上。个位横轴齿轮6固定于个位横轴27上，与个位纵轴齿轮5相啮合，两齿轮均是齿数为10的伞齿轮，以1∶1的速度传动。个位数显示轮7固定于个位横轴27上，其上设有均布的0～9十个阿拉伯数字。个位进位齿轮9也固定于横轴27上，其为单齿伞齿轮，个位数拨盘4转动一周，个位纵轴齿轮5传动个位横轴齿轮6，使进位齿轮9也转动一周，其上的单齿可拨动十位纵轴齿轮26转动一个齿，十位纵轴齿轮26可带动与之啮合的十位横轴齿轮24转动一齿，通过十位横轴23，十位数显示轮22转动一个位数，由此实现进位。十位数拨盘8的转动可通过其纵轴齿轮26带动与之啮合的横轴齿轮24转动，通过横轴23使十位数显示轮22显示拨盘8动作后的数据；百位数拨盘10的转动可通过其纵轴齿轮11带动与之啮合的横轴齿轮20转动，通过横轴18使百位数显示轮19显示拨盘10动作后的数据；千位数拨盘12的转动可通过其纵轴齿轮16带动与之啮合的横轴齿轮13转动，通过横轴15使千位数显示轮14显示拨盘12动作后的数据。当某个位数拨盘转动一周时，与它相邻的左边的高位数显示轮就转动十分之一周，而与之相邻的右边的低位数显示轮则不会受影响。十位进位齿轮21、百位进位齿轮17的结构及工作原理同个位进位齿轮9。个位进位齿轮9上的单齿对应个位数显示轮7上的“4”和“5”两数字间，十位进位齿轮21上的单齿对应十位数显示轮22上“0”和“9”两数字间，个位数显示轮7和十位数显示轮22的动作方向相反，百位、千位等的进位齿轮及位数显示轮的结构原理依次类推。参见图2，在面板3上各位数拨盘下方设置有数字盘28，数字盘28上沿顺时针方向均布地设置有0～9十个数，沿逆时针方向均布地设置有0～-9十个数字。数字盘28可为一独立圆盘，固定于面板3上，也可将数字直接设置在面板3上构成。位数拨盘上设置有十个均布的拨码孔与数字盘28上每位数字位置相对应，也可在位数拨盘周边上设置有十个均布的齿或其它指示标记。面板3上与每个位数显示轮相应的位置上设置有个位显示窗口29，位数拨盘每拨转一个数，对应的显示窗口29上就显示一个相应的数。个位进位齿轮9上的单齿对应个位数显示轮7上的“4”和“5”两数字间，十位进位齿轮21上的单齿对应十位数显示轮22上“0”和“9”两数字间，个位数显示轮7和十位数显示轮22的动作方向相反。百位进位齿轮17与千位进位齿轮等结构原理依次类推。由前知，当个位数拨盘4转动一周时，十位数显示轮22应转动十分之一周，但由于惯性作用，十位数显示轮22的转动量可能会超过十分之一周，所以，在个位、十位、百位、千位等的横轴齿轮6、24、20、13等的侧面分别设有限位机构30，限位机构30的操纵杆伸出面板3外，供操纵。参见图3，限位机构30由操纵杆32和设于其上的弹簧33构成，弹簧33固定于机箱壳体2上，以十位横轴齿轮24上的限位机构为例，弹簧33的弹力使操纵杆32前端与十位横轴齿轮24接触，且对其施加一定的压力，只要弹簧33的作用力大于因惯性作用而使十位横轴齿轮24施加于弹簧33的力，个位数拨盘转动一周时，通过个位进位齿轮9就只能使十位横轴齿轮24转动一个齿，从而使十位显示轮22也就只能转动十分之一周，即转过一位数。限位机构30只对进位或退位的高位数起限制作用，对输入的本位数无作用，所以输入数字时，为操作方便，可按下限位机构30，使其脱离横轴齿轮，以减小位数拨盘的阻力。
下面将举例说明四则运算的操作方法，设位数拨盘上设有与数字盘上十个数字对应的十个拨码孔。
1、加法9＋8＝？操作时，先输入数9，将手指放在个位数拨盘4上与数字盘28上“9”对应的拨码孔内，顺时针转动，将该拨码孔转至与数字盘28上“0”对应的位置上，则与个位数显示轮7对应的显示窗口29显示出数字“9”；再将手指放在个位数拨盘4上与数字盘28上“8”对应的拨码孔，顺时针将该拨码孔转至与数字盘28上“0”对应的位置上，则个位纵轴齿轮5带动个位横轴齿轮6共转动了(9/10＋8/10)＝ 周，个位数显示轮7被转动17/10周，其对应的显示窗口29上显示数“7”，个位进位齿轮9在随个位横轴27转动一周时，其上的单齿已将十位纵轴齿轮26拨动一齿，完成进位“1”，使十位数显示轮22在对应的十位显示窗口31上显示数字“1”，这时可知(9＋8)的运算结果为“17”。
2、减法17－8＝？由十位数拨盘8和个位数拨盘4分别输入“1”和“7”，十位数显示轮22被顺时针转动1/10周，个位数显示轮7被顺时针转动7/10周，则被减数“17”被输入。再将手指放在个位数拨盘4上与数字盘28上“-8”对应的拨码孔内，沿逆时针方向将该拨码孔转向与数字盘28上“0”对应的位置上，当个位数拨盘4被逆时针方向转过7/10周时，个位数显示轮7上显示数字“0”，当个位数拨盘4沿逆时针方向继续转过1/10周时，个位进位齿轮9上的单齿轮沿逆时针方向将十位纵轴齿轮26拨动1/10周，经十位横轴齿轮24等传递，使十位数显示轮22沿逆时针方向转动1/10周，实现退一位，其对应十位显示窗口31上显示为“0”；前述与数字盘28上“-8”对应的拨码孔沿逆时针方向已被转至与数字盘28上“0”对应的位置上，数字“-8”输入完毕，个位数显示轮7沿逆时针方向共转动了8/10周，其对应的显示窗口29显示出“9”，十位显示窗口31上显示为“0”，这时可知(17－8)的运算结果为“ 9”。
3、乘法27×35＝？①按照下述步骤进行运算 ②按上述步骤的乘法竖式运算原理 ③按竖式运算原理，操纵各位数拨盘，按运算步骤将每步乘法运算结果相加
百位数拨盘 十位数拨盘 个位数拨盘 显示窗口百位 十位 个位第一步加66 0 0第二步加2 加1 8 1 0第三步加19 1 0第四步 加3加59 4 5由显示窗口知(27×35)的运算结果为945。
4、除法945÷35＝？①除法竖式运算原理 ②先将被除数“945”输入，按除法试商的运算方法，操作各位数拨盘进行减法运算，当减法运算结果为“0”时，运算时的试商数27即是除式运算结果。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、进行加法运算时能自动进位，进行减法运算时能自动退位，可从高位起算，四则运算速度均比算盘快；2、四则运算过程能充分体现、说明运算原理，适应于教学；3、无需操作运算符号，加减运算比电子计算器快；4、进行四则运算无需专用口诀，乘除运算只需掌握九九乘法口诀即可；5、操作简便，易于掌握；6、结构简单，体积小，成本低，便于携带、制作，不易损坏，使用寿命长；7、计算准确、迅速。
权利要求1.一种机械计算器，包括设于面板上的数据输入装置和显示窗口，设于机箱壳体内的运算装置，其特征在于所述数据输入装置包括各位数拨盘和分别设于其下方的数字盘，所述位数拨盘分别固定于各自的纵轴上；所述运算装置包括传动装置、位数显示轮和进位装置，所述传动装置包括固定于纵轴上并可随之一起转动的纵轴齿轮、与纵轴齿轮啮合并固定于横轴上可随之一起转动的横轴齿轮；所述位数显示轮固定于横轴上，所述显示窗口设于面板上与位数显示轮相应的部位；所述进位装置由固定于横轴上的进位齿轮构成，其为单齿齿轮，与相邻高位的纵轴齿轮拨动配合。
2.如权利要求1所述的机械计算器，其特征在于所述各横轴齿轮的侧面均设有限位机构，限位机构的操纵杆一端伸出机箱壳体外，另一端与横轴齿轮接触，设于操纵杆上的弹簧支承于机箱壳体上。
3.如权利要求1或2所述的机械计算器，其特征在于所述纵齿轮和与之啮合的横轴齿轮的齿数均为十，所述位数显示轮表面设有均布的0～9十个数。
4.如权利要求3所述的机械计算器，其特征在于所述纵轴齿轮、横轴齿轮和进位装置的单齿齿轮均为伞齿轮。
5.如权利要求3所述的机械计算器，其特征在于所述数字盘上沿顺时针和逆时针方向分别设有均布的0～9及0～-9两组数。
专利摘要一种机械计算器，其数据输入装置包括设于面板上的位数拨盘和设于位数拨盘下方的数字盘，位数拨盘分别设于各自的纵轴上。纵轴上设有纵轴齿轮，其与设于横轴上的横轴齿轮啮合，位数显示轮和进位齿轮均设于横轴上，进位齿轮上的单齿与相邻高位的纵轴齿轮拨动配合。本实用新型克服了算盘体积大、需记口诀、不易熟练掌握的缺陷及电子计算器成本高，易发生故障的缺陷，其简单易学，运算迅速、准确。
文档编号G06C1/00GK2255061SQ95245239
公开日1997年5月28日 申请日期1995年9月6日 优先权日1995年9月6日
发明者段东东 申请人:段东东