Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12765
.pdf
S Xn a' + a.
где a — первый, а a — последний рассматриваемый член. Любое произведение A B, где A и B — целые
числа, может быть записано в следующей форме:
rA + CA A.B=2B IT P 72 PJ [Ppice 1/-] Форма этого уравнения аналогична форме уравнения для
арифметической прогрессии, упомянутого выше. Уравнение выражает сумму 2B последовательных членов
арифметической прогрессии, первый член которой равен (A _p), а последний (C2A +p). Число членов всегда
четное и выражается как 2B.
Предположим, что в сериале используется определённая монета.
mon difference r (выбирается по желанию) — значение двух средних членов между рассматриваемыми
членами 2B. становится:
A r An r 2 -2 и 2 + 2, и их сумма равна множимому A.
Для того чтобы одна и та же арифметическая прогрессия могла использоваться для вычисления всех
произведений, необходимо, чтобы для любого целого числа натурального ряда чисел были найдены два
последующих члена ряда, число которых равно этому целому числу.
Это условие может быть получено, если предположить, что r = 05, где n = i, 2, 3.... — целое число.
Практические соображения подсказывают взять r=0,5 (n=l), поскольку при построении ряда с этой общей
разностью мы получаем из всех возможных рядов тот, который имеет наименьшее количество членов. Для
любого числа А два смежных члена ряда, сумма которых равна числу А, как указано выше, — это А и А + r².
Рассмотрим, например, случай А=1, тогда два члена станут 0,5-0,25=0,25 и 0,5+0,25=0,75.
Из одного из таких членов мы можем перейти ко всем остальным положительным и отрицательным членам,
используя общую разность 7r=0,5, получив таким образом следующий ряд:
...- 2.25, - 1.75, - 1.25, -0.75, - 0.25, + 0.25, +0.75, + 1.25, + 1.75, + 2.25,..
Для выполнения вычислений с помощью такой последовательности нам следует, как указано выше, найти два
смежных члена, сумма которых равна значению множимого А.
После того, как найдены два таких члена, если интервал, разделяющий их, обозначен буквой а, и если взять B
членов справа от точки а и B членов слева от той же точки, то сумма отдельных членов, взятых таким
образом, будет равна ПРИМЕР.
A v B=4 X произведение A.B.
Чтобы найти два смежных члена ряда, сумма которых равна множителю А, очевидно, что если мы обозначим
d интервал между 0,25 и -0,25 и отсчитаем A членов справа от точки d, то найдем точку a между двумя
искомыми членами.
Давайте проиллюстрируем двумя примерами, как процесс умножения происходит в соответствии с этими
правилами:
(A>B) A=4 - 0.75, - 0.21)9,0.7-5,1. ,1. Th,2.25,2..7,3.25,3.7.....
d b a c 2B=2 x2 4 x 2=1.25+1.75+2.''.52.7.5=8 AxB.-3x6 ПРИМЕР.
(A<B) A=3 - l..5,- 1.25, - 0.75, - 0.205,0.2.5,0.7i-,l.25.1.75,2.25,2.75,3.25,3.75,4.25, b d a c 2xB-''xU AxB=3x6= -1 95,
-0.70,-Q.2s-t 0.2O.7'5+1l i 1.79 + 2.25 + 2.73 + 3.2-5 + E7.5- ±4.2- = i 8 Приведенные выше примеры показывают,
что для вычисления любого произведения средних значений ряда необходимо начать с точки d (после
которой начинаются положительные члены ряда) и двигаться вправо до тех пор, пока не будет достигнута
точка a после A членов: из точки a Далее движение продолжается вправо до точки c после прохождения точки
B; затем движение начинается снова из точки a и на этот раз движется в противоположном направлении
влево до точки b после прохождения точки B.
Сумма отдельных членов, заключенных между точками b и c, равна значению произведения A.B.
Для краткости мы не будем распространять исследование на случаи, когда ряд, выполняющий умножение,
происходит из преобразования CA) CA G A.B=2m1B n-CJ + Мы ограничимся указанием на то, что из этого
преобразования мы либо получаем ряд, полученный выше (для -m=1), либо, поскольку число членов 2mB
должно быть целым числом, и, следовательно, 2m также является целым числом (признавая выше, что B
всегда является целым числом), мы получаем ряд, теоретически эквивалентный предыдущему, но на
практике менее удобный, состоящий из числа членов 2 в B, которое больше, чем 2B (в случаях, когда M.=2, 3,
4,... Если же, наоборот, рассмотрим следующие значения:
tr = 0. ;, 1.3, 2.5.....
Мы не видим способа создать сериал, адаптированный для всех мультикатегорий. В действительности, если
взять в качестве примера случай m=0,5, то сумма членов, необходимых для вычисления pLe, выражается в
следующей форме:
A.B=B (A-p\ (A2-jp Согласно heth. B является нечетным числом, поэтому мы можем получить либо два средних
члена, получлен которых дает значение A, либо один средний член, равный A.
Поскольку А может быть четным или нечетным числом независимо от В, отсюда следует, что либо
невозможно найти ряд, из рядов которого можно простыми операциями получить значения продуктов А и В,
либо после того, как ряд найден, для получения значений этих продуктов необходимо применять два разных
правила вычисления в зависимости от того, являются ли А и В четными или нечетными, что делает
практическое использование ряда очень сложным.
Следует отметить, что в выбранной как наиболее удобная последовательности слагаемые всегда равны 2B,
то есть всегда четные; следовательно, значение суммы таких слагаемых не изменится, т.е. не изменится при
добавлении любого числа er к одному из слагаемых и последующем вычитании этого же числа из следующего
слагаемого; при условии, что такие чередующиеся сложения и вычитания одного и того же числа er
распространяются на всю последовательность.
Таким образом, из основного ряда (-0,75, Axl==5x3 -0,25, 0,25, 0,75, 1,25...) можно получить другие ряды
(например, ряды -0,5, -0,5, 0,5, 0,5, 1,5, 1,5, 2,5, 2,5...), которые не являются арифметическими рядами, но
могут быть использованы для умножения описанным выше способом.
Из этого следует, что из всех возможных рядов выберем самый простой, образованный целыми числами: -2,
-1, -1, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6... полученный путем вычитания 0, 2, 5 из первого члена основного ряда,
добавления 0, 25 ко второму члену и распространения этих операций на все члены ряда.
Теперь приведем два примера умножения:
ПРИМЕР.
(A>B) A=5 ...-1,0,0,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7.....
d b a c 2B=2 x3 AxB =5x3=1+2+2+3+3+4=15 ПРИМЕР.
AxB1=2x5 (A<B) A=2 ....... - 2,-2,-1,-1,0,0,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5.....
b d a c ---v 2B= =2 x 5 AxB1=2x5= -1-1--0 0+1 i+2 2+.3 3=10 Если в дальнейшем мы будем ограничивать в ряду
максимальное значение A и B числом 9, то есть, если мы используем ряд для умножения однозначных чисел,
мы можем после первых десяти членов из пункта d заменить следующие t членами их отрицательным
дополнением к 10, потому что, если, например, у нас есть число 6, мы можем, как известно, заменить член -4,
предполагая, что мы одновременно прибавляем 10, например, 6 = -4 + 10.
С помощью таких замен мы получаем 60, согласно следующей модифицированной серии:
... --4-3-3-2-2-1-100112233445-5-4-4-3-3-2-2-1-1111111111 d e Отметим буквой e точку разворота между 5 и -5 и
покажем на двух примерах применение этой последовательности.
a 65 AxB=6x9 A=( ...-4 -4-3-3-2--2-1-l 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5--5- 3-3-2-2-1-1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 b d at e G . v 2B1=2 x 9 0
IT= -1-1-0 0+1+1+2+2+3+3+4+4+5-5-4-4-3-3=4 D=1+1+1+1+1=5 AxB=U+101)=4+5x10=54 38.5,829 В другом
примере мы будем иметь:
AxB=5x7 A=5 -4-4-3-3-2-2-1-1 00112233445-5-4-4-3-3-2-2-1-111111111.
b d a e c 2B=2x7 T= -1-O+0 1+1+2+2+ 3+3+44+ 5-5-4=15 D= l+1=2 AxB=U+10D=1.5+2x10=33 iO Таким образом,
произведение A.B определяется числом U, полученным обычным способом из ряда, и числом D,
указывающим на количество дополнительных членов или десятков, рассмотренных в методе. Метод можно
кратко выразить следующим образом:
A.B =UY +10D.
Из приведенных выше примеров и анализа ряда видно, что значение D десятков всегда определяется одной
из двух формул:
D=0, когда A+B= или <10; D=A+B-10, когда A B>10. Следует отметить, что в ряду члены симметричны
относительно абсолютных значений, но противоположны относительно точек d и d, и если в процессе
вычисления эти точки пройдены, соответствующие члены, добавленные до точки разворота, просто
сокращаются.
A=6 Возможно, будет целесообразно избежать сложения всех этих членов, которые впоследствии будут
взаимно уничтожены, и это можно осуществить следующим образом:
Слагаемые Le, как уже было показано, всегда представляют собой те члены, которые находятся между
точками b и c, определяемыми концами скобок (2 B). Теперь, если предположить, что ветви скобок создаются
движением точек b и c, начиная с точки a, и если вообразить, что указанные точки b и c меняют направление
своего движения соответственно в точках d и e, вместо того чтобы двигаться дальше в том же направлении,
каждая из которых проходит в общей сложности расстояние в B ячеек, то очевидно, что мы получим
желаемый результат.
Повторив с этой системой предыдущий расчет 6 x 9, получаем в единицах:
B=9 B=9 ..... -1-10 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 -5-4 d b ca e -,= IT=2 +2=4, а десятки определяются формулой D = A + B -
10, потому что A + B = 6-+= 6991-5>10 D=A+11-10=6+9 -10=-6 b5 A.B3=4+(5 x 10)=54 В результате. Мы
получили способ нахождения произведения A.B, где A и B — целые и положительные числа меньше десяти, а
именно формулу A.B = U + 10D, где член U задается последовательностью членов 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5 (1),
а значение D — с помощью двух формул: D1 = 0, когда A + B = или < 10 (2); D = A + B - 10, когда A + B > 10.
Теперь мы рассмотрим, как это может составлять сущность механического конического тривана, способного
выполнять умножение.
Следует понимать, что подобное устройство может быть реализовано многими способами, и что вариант,
который мы собираемся описать, и который является очень простым и легко осмысленным, приведен
исключительно в качестве примера, чтобы показать, как вычислительная машина, специально
адаптированная для умножения, может быть сконструирована с использованием простых механизмов, в
полной мере использующих свойства базового ряда или рядов, полученных из него.
Рабочая схема основана на использовании ряда ..0, 1,1, 2, ,,3, 4, 4, 5 8i. Мы видели выше, что вычисление
члена U, заданного рядом (1), следует отличать от десятков D, которые необходимо добавить и которые
задаются формулой (2). 90 Все произведения, полученные в результате умножения двух однозначных
положительных чисел, содержащиеся в пифагорической таблице умножения, будут обозначены на рисунках 1
и 2 (рис. 1 и 2), где представлены числа в состоянии покоя (рис. 3 и 4), (рис. 5 и 6) (рис. 7), (рис. 7)
схематически показан дифференциальный механизм для объединения движений указанных элементов.
На последующих рисунках показаны различные положения деталей в конце разных этапов умножения 7x9. 75
На рисунках 1 и 2 показаны две кинематические системы, обе представлены в нормальном положении покоя,
соответствующем, конечно, положению, в котором и множитель, и множимое равны нулю.
Первая система состоит из диска 2, установленного для вращения вокруг оси 01 и имеющего канавку,
образованную двумя ветвями, каждая из которых имеет форму архимедовой спирали, симметричной друг
другу и примыкающей друг к другу. В этой канавке находится штифт, закрепленный на защелке 3, скользящей
между параллельными направляющими 4. В то время как диск 2 вращается, защелка 3 вынуждена совершать
осевые поступательные движения. Защелка 3 перемещается перед зубчатым шаблоном или кулачком 1,
установленным для вращения вокруг оси 0, причем зубья указанного шаблона или кулачка 1 имеют форму
концентрических дуг окружности 9s, соответствующих соответственно 00, 100, 100, 200, 200, 300, 300, 400,
400, 500, причем радиусы этих дуг постепенно увеличиваются на равные величины. Как легко заметить,
вышеупомянутые углы 100 прямо пропорциональны членам ряда 0, 1, 1, 2, 2. 3, 3, 4, 4, 5.
Другая кинематическая система состоит из диска, установленного для вращения вокруг оси 01 и также
снабженного канавкой j05, соответствующей двум симметричным ветвям, каждая из которых имеет форму
архимедовой спирали, подобно ветвям диска 2, но обе расположены относительно оси вращения. 110 В этой
канавке находится штифт защелки 7, скользящий между параллельными направляющими 8 перед зубчатым
шаблоном или кулачком 5, причем этот шаблон аналогичен пластине 1, с той разницей, что дуги его зубьев
соответствуют углам 50, 50, 100. 100. 150, 150, 200, 200, 2.50.
Эти углы ровно вдвое меньше углов шаблона 1, но они также пропорциональны членам ряда P. 1, 1, 12Q 2, 2,
3, 3, 4, 4, 5.
Шаблон 5 также установлен для вращения вокруг той же оси 0, что и шаблон 1.
Архимедовы спирали в двух дисках 2 и 6 спроектированы таким образом, что при каждом единичном обороте
на 9, приложенном к дискам, защелки 3 и 7 смещаются на величину, противоположную длине одного зуба
шаблонов 1 и 5 соответственно. 130 элементарных изделий. С помощью описанного выше принципа
умножения в самих элементарных произведениях получается частичное отделение единиц t от десятков.
Фактически, мы можем независимо определить две величины U и D уравнения A.B = UT + 10D.
Для простоты в дальнейшем часть произведения, обозначенная термином U и полученная непосредственно
из ряда, будет называться единичной частью произведения, хотя ее значение может достигать 25 в случае
произведения -15 5 x5. В данном конкретном случае, согласно формуле (2), мы имеем D=0, так как
A-+B=5+5=10. Значение D, в свою очередь (поскольку мы рассматриваем только элементарные
произведения, максимальное значение которых равно 9 x 9 = 81), очевидно, не может быть больше 8.
Отложив на потом возможность вычисления и переноса члена D (который представляет собой самую простую
часть задачи), давайте теперь посмотрим, как осуществляется вычисление и перенос члена U.
Один из вариантов конструкции вычислительной машины согласно настоящему изобретению показан на
прилагаемых чертежах, на которых: на фиг. 1-7 схематически показано, как машина выполняет вычисление
единичной детали 11 изделия.
На рисунках с 8 по 22 представлены подробные чертежи основных частей машины.
На рис. 23 представлен поперечный разрез, на рис. 24 — вид сверху машины без верхних механизмов.
На фиг. 25 показан разрез по осям 2'21---22-923; на фиг. 26 показан вид приводного механизма без
кривошипно-шатунного рычага или рукоятки.
На фиг. 27 показан план исполнительного механизма 5m с осями 26-24-25-23; на фиг. 28 показан разрез
исполнительного механизма; на фиг. 29-31 показан другой вариант осуществления механизма для расчета
единичной части t; на фиг. 32-36 показан другой возможный вариант осуществления механизма для расчета
единичной части t U.
Механизм, показанный на схематических рисунках с 1 по 7, сначала определяет положения точек b и c, а
затем суммирует значения, находящиеся между ними.
Для этой второй операции механическое устройство сначала суммирует члены, находящиеся между d и c,
затем суммирует члены, находящиеся между d и h, и, наконец, определяет, посредством дифференциального
импульса, разницу между этими двумя суммами.
385,829 385,829 Края двух защелкивающихся элементов 3 и 7 изначально находятся в положении,
обозначенном буквой d на рисунках 1 и 2, а именно, на наибольшем расстоянии от оси 01.
Для образования множимого диски поворачиваются на столько шагов, сколько единиц содержится в
множимом: по часовой стрелке для диска 2 и против часовой стрелки для диска 6.
Вращение по часовой стрелке будет считаться положительным результатом, а вращение против часовой
стрелки — отрицательным.
На рисунках 3 и 4 показаны две кинематические системы после установки множимого А, которое в примере
равно 7.
Поскольку множимое равно 7, диск 2 повернулся на 7 х 90 630 градусов по часовой стрелке, а диск 6
повернулся на -7 х 90 = -630 градусов, то есть диск 6 повернулся на равный угол против часовой стрелки.
После поворота дисков 2 и 6 на 630 градусов концы двух защелкивающихся элементов 3a-d7 принимают
положение a, показанное на рисунках 3 и 4, на расстоянии 7 единиц от исходного положения.
Шаблоны 1 и 5 остаются неподвижными на протяжении всей операции формирования множимого, но если
после формирования множимого им позволить вращаться, то шаблон 1 будет описывать дугу! a = 0 + 100 +
100 + 200 + 200 + 9 300 - -30 = 1 20 относительно оси O, прежде чем один из его зубьев ударится о конец
позднего ibar 3, и I;) шаблон 5 мог бы аналогичным образом описать относительно оси 0 угол A = 00 + 50 + +
100 + 100 + 150 + 150 = 600.
Назовем сумму первых А членов ряда между точками d и a, M.
0,1,1,2,2,3,3,4,4,5 d a A =7, отсюда следует, что:
M = 0++1 + 2 2± + 3 = 12. Два поворота 0i и 0b будут в шестидесятеричных градусах равны 10. MI = 10 x 12 =
1200. 0 = 531 = 5 x 12 = 600. Заметим, что вышеуказанный поворот шаблонов 1 и 5 в настоящее время не
применяется.
Теперь настроим машину для умножения B. Для этого необходимо повернуть диски 2 и 6 по часовой стрелке
на столько шагов, сколько единиц в умножителе.
На рисунках 5 и 6 показаны две кинематические системы после установки множителя А на вращение по
часовой стрелке дисков 2 и 6 на 90 градусов, что соответствует каждой единице множителя В. В данном
случае мы получаем вращение на 9 х 9 = 8S1. Диск 2 вращался всегда в одном и том же направлении, а
именно:
В положительном направлении диск 6 повернулся на (7 x 90) + (9 x 90) = 144065, в то время как диск 6,
повернувшись в первый раз против часовой стрелки, то есть отрицательно, и во второй раз по часовой
стрелке, то есть положительно, повернулся на (9 x 90) - (7 x 9) - 180. Конец защелки 3, который уже находился
в положении a на расстоянии 7 пространственных единиц от начальной точки d, во время вращения диска 2
на 810 градусов продолжает двигаться дальше от точки d, пока не достигнет точки e на расстоянии 10
пространственных единиц от точки d, пройдя 3 единицы от точки a, что соответствует вращению диска 2 на 27
градусов, затем под действием второй спиральной ветви Ag он меняет направление движения и
возвращается на 6 пространственных единиц. Этому соответствует поворот диска 2 на 540 градусов до тех
пор, пока защелка 3 не достигнет точки c на расстоянии 4 пространственных единиц от точки d. 85
Одновременно с этим конец диска 7, который также находился в положении а, возвращается в исходное
положение d, преодолевая расстояние в 7 единиц, что соответствует повороту диска 6 на 63 градуса.
Достигнув положения 90°, диск переходит под действие другой спиральной ветви и, следовательно,
продвигается на две пространственные единицы, что соответствует повороту диска 6 на 18°, достигая точки 4
на расстоянии двух 95° от начальной точки d.
Давайте повернём шаблоны плиток 1 и 5: будет видно, что шаблон 1 описывает аннулирование (p = 0 + lo o,
1., = 0 0 1 0), в то время как шаблон 5 описывает аннулирование. Обратимся к сумме этих членов ряда
умножения, которые были объединены между точками d и c буквой P.
B= 9 B=9 0,1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5 Id b c. a e P=0+1+1+2=4 и bv R к сумме членов, заключенных между точками d
и b R=0+1=1 Кто углы поворота шаблонов 1 и 5 равны o= lOP=400 V1 =5R=50 На рис. 7 схематически показана
дифференциальная планетарная передача, состоящая из солнечного колеса 9, двух планетарных колес 10 и
385,829 М внутреннего и внешнего зубчатого кольца 11. Зубчатое колесо 9 жестко соединено с шаблоном 1, а
оси вращения планетарных колес 10 закреплены на шаблоне 5. Таким образом, колесо 9 вращается вокруг
точки 0 на определенный угол, в то время как оси вращения планетарных колес 10 вращаются вокруг той же
точки 0 на другой угол.
0 Обозначим вращение кольца 11 вокруг оси 0 как w. Рассмотрим также положительное вращение t и 4' при
вращении по часовой стрелке.
Однако вращение w считается положительным, если оно происходит против часовой стрелки.
Для трех вращательных движений A, 4' и w можно записать следующее уравнение: p -24 =Это уравнение,
однако, верно только в том случае, если разница в окружностях пренебрежимо мала, то есть разница между
делительной окружностью внутренней шестерни кольца 11 и делительной окружностью зубчатого колеса 9.
Неточность, обусловленная этой разницей, в каждом случае очень легко корректируется путем изменения
угла зубьев шаблонов 1–5, а именно путем умножения на линейный коэффициент α, который зависит от
отношения диаметров зубьев делительной окружности кольца 11 и колеса 9.
В дальнейшем описании это исправление опущено для простоты, поскольку оно имеет лишь конструктивное
значение.
Если теперь i = -10°P, то 4 = 50°R. Тогда согласно приведенному выше уравнению co = 0°F - 20 = 100°F (P - R).
Уже было отмечено, что P равно сумме членов, заключенных между точками d и c, а R равно сумме членов,
заключенных между точками d и b. Их разница равна сумме членов, заключенных между точками b и c; а
именно, она равна значению части -U в произведении Wo A.B, так что можно записать 1,= 1 n0 (P -R) = 10 -F.
Таким образом, мы получили результат, что (вращение зубчатого кольца 11 вокруг его оси 0 прямо
пропорционально значению U, то есть оно точно пропорционально части произведения A.B, которая получена
из ряда и к которой необходимо добавить десятки, заданные формулой (2). Механический метод выполнения
этого расчета будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Из этого следует, что концы двух поздних h-Thrs будут совершать в пространстве те же движения, что и точки
a, b и c, совершающие на ряду из 10 членов (1) для генерации скобок. Предполагая, что его максимальный
ход разделен на 10 равных частей, защелка 3, начиная с начальной точки (а именно, с точки d серии),
перемещается на столько пространственных единиц, сколько единиц содержится в множимом A, и таким
образом фиксирует точку a; теперь, двигаясь дальше, она перемещается на столько пространственных
единиц, сколько единиц содержится в множителе 75 B, и таким образом фиксирует точку c. Когда общее
количество перемещений (шагов), а именно:
Если A+B больше 10, то защелка, достигнув в точке c конца своего хода, меняет направление движения и
движется на 80 градусов в противоположном направлении.
Аналогично, защелка 7, если предположить, что ее максимальное перемещение разделено на 10 равных
частей, начиная с начальной точки d, перемещается на столько пространственных единиц, сколько единиц
содержится в множимом A, и таким образом фиксирует точку a, затем, изменив направление движения, она
перемещается на столько пространственных единиц, сколько единиц содержится в множителе B, и таким
образом фиксирует точку b. 90 Когда B>A, защелка, возвращающаяся в исходную точку d, меняет
направление своего движения.
Защелки управляются кулачками в виде спиралей, расположенных таким образом, что единичный угол (90)
вращения кулачка, 95, вызывает единичное перемещение защелк.
Очевидно, что аналогичное перемещение защелки можно получить с помощью различных управляющих
кулачков, например, с помощью угловых кулачков tri-10Q, которым обеспечивается поступательное, а не
вращательное движение.
Управление шаблонами также могло бы осуществляться с помощью рычажных механизмов вместо кулачков;
однако в этом случае очевидно, что переменные линейные перемещения защелкивающихся элементов
соответствовали бы последующим угловым перемещениям кривошипа, что потребовало бы изменения,
согласно тому же закону, высоты зубьев шаблонов 1 и 5, а именно:
радиусы дуг, соответствующих зубьям, так что каждое положение защелкивающих планок будет оказывать
свое воздействие на соответствующий зуб. Однако в случае спиральных кулачков 115 разница радиусов
между соседними дугами всегда одинакова.
Машина, применяющая изложенные выше принципы и работающая в соответствии с прилагаемыми
чертежами, имеет следующие особенности: раздельная установка множимого и множителя; работа после
установки и независимо от значения множителя; разделение произведения на две группы, одна из которых
обозначена буквой U, а другая – буквой D; и прямая передача указанных групп на соответствующие диски
счетчика.
Как и во всех вычислительных машинах, так и в 13i 385,829, согласно настоящему изобретению, механизм
выполнения элементарного умножения повторяется столько раз, сколько цифр в множимом числе должно
быть зарегистрировано машиной.
Механизм выполнения элементарного умножения состоит из группы элементов; такие группы могут
называться группами единиц, группами десятков, группами сотен и т. д. в зависимости от их положения
относительно друг друга. Следует отметить, что если в элементарных произведениях система во многих
случаях разделяет единицы от десятков, то в рамках одной группы должна быть предусмотрена возможность
прямой передачи единиц на суммирующий диск, соответствующий той же группе, а десятков —
непосредственно на суммирующий диск, соответствующий группе, расположенной непосредственно над ней.
В дальнейшем описании будут опущены или упомянуты лишь те части или устройства, которые являются
общими для всех вычислительных машин и не имеют в себе каких-либо новых особенностей, -25 такие как
контрольные и предохранительные устройства, механизм печати или механизм переноса десятков на счетчик
и т. д.
Множественное устанавливается с помощью рычага 16, закрепленного на диске 2 (рисунки 16 и 23), который
поворачивается до тех пор, пока не окажется в положении, соответствующем желаемой цифре. Конечно, этот
эффект вращения диска 2 с помощью рычага можно получить не только путем вращения диска 2, но и с
помощью удобного расположения клавиш на клавиатуре.
Предположим снова, что риульти-ликанд равен 7: тогда рычаг 1f! переместится ли он (40) в положение 7,
показанное на рис. 23.
Каждой единице миллиметра соответствует (как было указано выше) угол поворота 90 градусов; при
перемещении рычага в положение 7 диск поворачивается на 7 х 90 = 636 градусов.
Диск 2 снабжен канавками в виде спиралей, описанных выше, в которые входит штифт, закрепленный на
защелке 3, скользяще установленной в направляющей 4. Крайний конец указанного стержня смещается на 7
пространственных единиц (каждая пространственная единица соответствует высоте зубьев на шаблонах 1 и
5), отходя от вала 24 и достигая положения, уже показанного на рис. 3 чертежа.
Диск 2 представляет собой цельную конструкцию с коническим зубчатым колесом 15 и другим колесом 14 с
частичной зубчатостью (рис.). 16-17-18). Указанное колесо 14 (-60) имеет восемь зубьев или число зубьев,
кратное восьми, расположенных на дуге 720°, а именно, с одним зубом или целым числом зубьев каждые 90°,
и используется для вычисления десятков D способом, который будет раскрыт позже.
Таким образом, диск 2 вместе с соединенными с ним колесами 1.4 и 1.5 образует единую деталь, свободно
вращающуюся на валу 23, который должен оставаться неподвижным подходящим способом во время
установки множителя d.
На валу 23 установлен двурычажный рычаг 19, несущий две планетарные конические шестерни 18,
вращательно установленные на рычагах этого рычага (рис. 21, 22 и 24). 75 Эти планетарные шестерни 1S
входят в зацепление с одной стороны с коническим колесом 15, которое цельно соединено с диском 2, а с
другой стороны — с коническим колесом 17, идентичным 15 и цельно соединенным с диском 6 (рис. 19 и 80
20).
Соединение диска 6 и зубчатого колеса 17 свободно вращается на валу 23. Рисунок 6 также имеет описанные
выше канавки, в форме 85 спиралей, в которые входит штифт, закрепленный на защелке 7, скользящий в
направляющей 8.
Вследствие соединения дисков 2 и 6 посредством зубчатой передачи 13-117, когда диск 2 вращается на 90
градусов в определенном направлении, диск 6 вращается на том же угле в противоположном направлении,
оставаясь неподвижным в пространстве относительно направляющих и колес 18. В данном случае деталь 2
повернута на 95 градусов по часовой стрелке, и, следовательно, деталь 6 повернута в противоположном
направлении, что приводит к смещению корпуса защелки на 7 градусов от исходного положения (см. рис. 4).
100 Множитель устанавливается с помощью регулировочного рычага 335 на штифтовой втулке 36 любой
подходящей формы (рис.).
2
(' -27 28).
Это устройство, которое используется во многих вычислительных системах, состоит из 105 механизмов.
Движение регулировочного рычага 3.5 приводит к тому, что ряд зубьев, изменяемый по желанию и
пропорциональный углу поворота указанного рычага 33, выступает из периферии колеса 36.
Приводя в действие регулировочный рычаг 35, либо напрямую, либо с помощью устройств, управляемых
клавиатурой, и устанавливая множитель, мы таким образом добьемся того, чтобы из периферии колеса 36
выступало столько зубьев, сколько единиц в множителе или кратное ему количество.
В данном случае множитель равен 9, а регулировочный рычаг 35 установлен в положение 9, в результате чего
девять зубьев вертушки 36 выступают за ее периферию.
Указанное зубчатое колесо 36 закреплено на валу 25; к этому колесу примыкает зубчатое колесо 42,
закрепленное на валу 2-3 с помощью шпонки M; это колесо может во время своего вращения зацеплять
подвижные зубья колеса 36.
После установки множителя мы можем приступить к работе с машиной.
На ступице 43 (рис. 27), свободно установленной на валу 24, закреплена рукоятка управления. Сначала
рукоятка поворачивается вперед на угол, зависящий от конструкции машины, затем назад, причем обратный
ход, возможно, осуществляется под действием возвратной пружины. В приведенном примере вращение
рукоятки составляет приблизительно один полный оборот.
10 На ступице 43 закреплены два колеса 37 и 38, частично снабженные зубьями, то есть имеющие зубья
только на части своей периферии. Зубья колеса 37 выступают на расстояние более 600°; зубья колеса 38 —
примерно на 2800°; однако эти углы могут изменяться в зависимости от практических требований. Зубчатая
часть колеса 37 уже входит в зацепление в исходном положении с зубчатым колесом 41, закрепленным на
валу 25, в то время как беззубая часть колеса 38 обращена к шестерне 39.
Соотношение диаметров зубчатых колес 37 и 41 таково, что колесо 41 может вращаться как минимум на 90°
под действием зубьев колеса 37, которые, как уже говорилось, покрывают дугу всего в 60°.
Вращение колеса 41 передается через вал 2,5 на зубчатое колесо 36, которое, в свою очередь, передает
зубчатому колесу 42 вращение, пропорциональное числу зубьев, создаваемых настройкой множителя.
Передаточное отношение между вертушкой 36 и зубчатым колесом 42 должно быть таким, чтобы при каждом
значении множителя зубчатое колесо 42 поворачивалось на 90 градусов.
В данном случае множитель составлял 9, и во время установки все девять зубьев 36-й зубчатой рейки
выступали вперед. В первой фазе работы эти зубья, приводящие в движение колесо 42, заставляют его
вращаться на 9 зубьев, чему должно соответствовать вращение на угол 9х90=810 градусов по часовой
стрелке.
Зубчатое колесо 42 жестко закреплено на валу 23 и во время своего вращения несет рычаги 19, на которых
расположены планетарные шестерни 18 (рис. 21 и 22), так что планетарные шестерни 18 во время своего
вращения несут с собой диски 2 и 6, вращающие их оба в одном направлении (по часовой стрелке) и на один
и тот же угол (в данном случае 81).
В конце вращения диски 2 и 6 и защелки 3 и 7 находятся в положении, показанном на рис. 5 и 6, как уже было
описано выше, когда в качестве примера был взят тот же продукт 7 x 9.
Одновременно вычисляются и передаются десятки D. Частично зубчатое колесо 14, которое, как показано,
полностью соединено с диском 2 (рис. 16 и 17), после регистрации множителя B совершает полный угловой
поворот 655 (A+B). 90=(7+9). 90=1440. На валу 22 (рис. 23 и 25) установлены вращательно и скользяще
закрепленные зубчатые колеса 31, которые поддерживаются на постоянном расстоянии друг от друга с
помощью распорных колец 44, так что боковое перемещение одинаково 70 и одновременно для всех колес 31.
Указанные зубчатые колеса, благодаря соответствующим соединениям, которые для простоты здесь не
описываются, занимают определенное положение во время прямого хода рукоятки управления (15) и
перемещаются в другое положение при обратном ходе. В первом положении зубчатые колеса 31 обращены к
колесам 14 группы, расположенной непосредственно ниже, а во втором положении они 80 обращены к
зубчатым кольцам 11 своей собственной группы.
Зубчатый сегмент колеса 14 расположен по периферии колеса таким образом, что его зубья входят в
зацепление с колесами 8531 только после поворота на 90 градусов от их исходного положения. При таком
расположении, пока A + B = или < 10 или (A + B) × 90 = или < 900 90, колесо 14 не передает никакого вращения
колесам 31; если же, наоборот, A + B > 10 или (A + B) × 90 > 900, то колесо 14 зацепляется с соответствующим
колесом 31 на угол (A' + B) × 10 × 90, то есть передает счетчику число десятков, заданное формулой (2). В
данном случае этот угол принимает вид: (7+9-10) 90=540.
Вращение, передаваемое колесом 100 14 на колесо 31, передается через колеса 32 и 33 на регистрационный
диск 34 группы непосредственно более высокого порядка, так что при любом повороте колеса 14 на 90
градусов регистрационный диск 105 перемещается на одну цифру.
Частично зубчатое колесо 14 можно легко заменить зубчатой рейкой, перемещающейся в линию на
расстояние, пропорциональное A + B, и соединенной таким образом, чтобы вращаться вместе с шестернями
110 товарного кассового аппарата только после того, как она преодолеет расстояние в десять единиц
пространства от положения покоя.
Помимо описанных элементов управления, между дисками регистра продукции j-1 34, разумеется, должен
быть предусмотрен механизм передачи любой желаемой формы, работающий либо одновременно с
описанными операциями, либо сразу после них.
Подобное устройство известно и устанавливается во всех вычислительных машинах, поэтому здесь оно не
будет описываться.
Описанные движения были выполнены в то время, когда рукоятка управления, закрепленная на ступице 43
(рис. 27), завершила i25, первую часть своего вращения вперед, а именно 600, в течение которых она
остается в зацеплении с колесом 41.
Дальнейшее вращение рукоятки приводит к отсоединению зубчатого сектора колеса 37–130 от зубчатого
колеса 41, которое останавливается. Сразу после этого зубчатая часть колеса 38 входит в зацепление с
колесом 39, установленным свободно на валу 26.
Следует отметить, что частично зубчатые колеса 37 и 38 установлены на ступице 43 таким образом, что, когда
зубчатая часть 37 перестает зацепляться с колесом 41, ступица 43 будет продолжать вращаться еще около
100 оборотов, прежде чем колесо 38 начнет зацепляться с колесом 39.
Движение колеса 39 тормозится любым удобным предохранительным механизмом, и -15 это же колесо
поочередно приводится в движение шестерней с колесом, закрепленным на валу 24, на который оно передает
движения колеса 38 и, следовательно, ступицы 43 и рукоятки управления.
Z)0 На валу 24 закреплены рычаги 27 (рис. 23 и 24), предназначенные для опоры на штифты 12 и 13,
установленные на шаблонах 1 и 5. Спиральная пружина 28, закрепленная одним концом на рычаге 27, а
другим — на шаблоне 2,5, стремится удерживать штифты 12 и 13 в положении, когда они упираются в рычаги
27.
При вращении вала 24 и рычагов 27 шаблоны 1 и 5, благодаря пружинам 28 (Z21), будут следовать за
вращением до тех пор, пока один из зубцов каждого из этих шаблонов не упрется в соответствующие защелки
3 и 7, которые останавливают движение 37 шаблонов, в то время как соответствующий рычаг 27 продолжает
вращаться и нагружает пружину 28.
Рассмотрим теперь концы защелкивающихся стержней 3 и 7 и вспомним, что как в описании механизма, так и
в схематическом примере (рис. 4Q)...
1-6) 7 После умножения на 9, концы указанных защелкивающихся планок займут положения, показанные на
схематических рисунках, как для множителей, так и для множимого, которые позволяют шаблонам 1 и 5
вращаться на 400 и 50 градусов соответственно.
К шаблону 1 крепится зубчатое колесо 9 (рис. 8, 10) и к шаблону 5 прикреплены штифты планетарных колес
10 (рис. 11, 12, 13). Эти планетарные колеса входят в зацепление с зубчатым колесом 9 и с внутренними
зубьями кольца 11 (рис. 14 и 15).
Кольцо 11 также имеет на своей внешней стороне тридцать шесть зубьев (или число, кратное тридцати шести
зубьям), а именно один зуб на каждые 100.
Такие элементы, как 9-10-11, образуют дифференциальный механизм, показанный на рис. 7 и уже описанный
ранее. Было отмечено, что результирующее вращение кольца 11, измеренное в шестидесяти градусах, равно
100I, где 1T представляет собой единичную часть произведения А.Б. В случае умножения 7x9, V равно 3, а
вращение кольца 11 равно -10U - 3x10 = 300 70. Согласно описанию на схематических рисунках 1-6, для
получения правильного вращения кольца 11 необходимо компенсировать различия, обусловленные фактом
75.
что внутренняя окружность кольца 11 и окружность колеса 9 не равны. Поскольку эти различия зависят от
соотношения окружностей указанных колес, их следует компенсировать в соответствии с размерами,
принятыми при изготовлении, путем соответствующего изменения площади зубьев в шаблонах 1 и 5,
сохраняя при этом последующие дуги точно пропорциональными 85.
условия серии.
При достижении конца своего хода вперед рукоятка управления посредством неуказанных здесь соединений
вызывает боковое перемещение зубчатых колес 90 31 из первого положения во второе положение, так что
они зацепляются с кольцом 11 и отсоединяются от колеса 14 (рис.). 2.5).
Соседние файлы в папке патенты