Вычислительное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сетоз Советскнк

Социалистические

Республик (i@911544

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.80 (2) ) 2901 561/1 8-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень № 9 (51)M. Кл.

Ст06 Cj 1 06

1Ьеудерстваниый. квинтет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) У,П, К 681.3 (088. 8) Дата опубликования описания 07,03.82 (72) Автор изобретения

О. Я. Серов г

Г

Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (71) Заявитель (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО то с

Изобретение относится к аналоговым теханнческим устройствам с ручным уп равлением, а более конкретно к устройствам, имеющим прямолинейные шкалы и отличающимся градуировкой шкал, и может использоваться в практике вычислений в тех случаях, когда требуется вычислять суммы и разности квадратов ряда числе, квадраты и квадратные корни.

Известны вычислительные устройства, содержащие корпус, в пазах которого расположены движок и бегунок(1).

Из-за того, что сложения (вычитания) входят в качестве промежуточных дей: ствий в вы ажениях, например, вида

Q <+y < + + с н, при испопьзовании такого устройства прибегают для каждо« го сложения к приему сложения с единидей. Каждое из сложений требует одной установки движка и двух установок бегунка со считыванием значений и промежуточным мысленным прибавлением единицы. Соответственно, для нахождения сум2 мы квадратов И чисел (или квадратного корня из такой суммы) требуется (И -1) установка движка н 2 (й-1) установок бегунка и считываний меток. ьозрастает возможность ошибок от неправильных и неточных установок подвижных элементов, значительно возрастают напряжение раочетчика и длительность вычисления. Поэтому приходится прибегать к записи промежуточных результатов с их сложением вручную нли же к попутному использованию арифмометра. Первое не сокращает длительность вычислений, а второе не удешевляет используемые при вычислении средства.

Наиболее близким техническим решением к предпагаемому является вычисли тельное устройство, содержащее первую и вторую шарнирно скрепленные одними конпами линейки, на которые нанесены равномерные шкалы, на каждой из линеек размещен бегунок с визиром, и третью линейку, снабженную продольной про5

10 !

55

3 91 резью и попвижно сопряженную с бегунками первой и второй линеек(2).

Недостаток известного устройстваограниченный класс решаемых задач.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в вычислительном устройстве третья линейка снабжена подвижным .фиксатором выполненным в виде подпружиненного штифта, расположенного в прорези третьей линейки, бегунок каждой линейки снабжен ребром, расположенным перпендикулярно продольной оси этой линейки и выемкой на одном из горцев, ребро бегунка одной линейки размещено в прорези третьей линейки, в подпружиненный штифт помещен в выемке бегунка другой линейки, на третьей линейке нанесена равномерная шкала, а на первой и второй линейках квадратичные шкалы.

На фиг. 1 представлено вычислительное усгройсгво при первом сложении или при вычитаниях квадратов величин, на фиг. 2 - то же, при последующих сложениях квадратов величин.

Вычислительное устройство содержит три линейки 1 — 3, из которых линейки

1 и 2 соединены концами посредством плоского шарнира 4. Линейки 1 у 2 конструктивно одинаковы и несут каждая по перемещаемому по их длине бегунку 5 или 6. Бегунки могут быть выполнены подпружиненными относительно своих линеек или же иметь фиксаторы. Каждый из бегунков выполняет двойную функцию, обеспечивает направление, линейки 3 под прямым углом к данной и служит для считывания меток со шкал. Для направления линейки 3 под прямым углом бегунки имеют ребро 7, входящее в продольную прорезь 8 линейки 3 и перпендикулярное продольной оси той линейки, на которой установлен бегунок. Для установки и считывания меток со шкал линеек кажпый бегунок имеет визир 9. Кроме того, каждый бегунок имеет круглую выемку 10, используемую для сопряжения с фиксатором 11, выполненным в виде подпружиненного штифта, который установлен в прорези 8 линейки 3 с возможностью перемещения по ней. Линейка 3 с фиксатором 11 расположена по высоте между линейками 1 и 2 и не препяг ствунт их перевопу одна за другую. Ребра 7 бегунков выполнены на одном бегунке с верхней, а на другом с нижней стороны планки.

1 544 4

Линейки 1 и 2 несут на своих одинаковых по ходу вращения кромках (верх» них) одинаковые равномерные шкалы 12 и 13„имеющие своим началом ось шарнира 4, а линейка 3 имеет такую же равномерную шкалу 14, нанесенную вдоль прорези 8. Со шкалами 12 и 13 сопряжены неравномерные - квадратичные шкалы 15 и 16, нанесенные на противоположных кромках линеек. Все шкалы 12 - 16 начинаются с нулевых делений, Величине, устанавливаемой визиром 9 бегунка по метке шкалы 12 (13), отвечает квадрат этой величины на шкале 15 (16).

На устройстве вычисляют следующие выражения: суммы квадратов: a +a + ... я. 2. 2.

+аи ., гпе И-пелое, любое конечное число; разности квадратов: а +а + ... .2. 2. а„- - u- ... - Ьщ, где и И - целое, суммы йли разности квадратов с наличием невозвепенных в квадрат чисел — слагаемых и (или) вычигаемых: а,,+а + ... + д. а.

+а -Ь„-Ъ, — ... 1 +Г +Р + ... +Р -9 -9 — ... -с В, где к, ф, — делые ) р,g- любые действигельные числа, квадратные корни сумм и разностей и любых поугих чисел; х х т т а+С +.. +d -О -Ь - -Ь +Р+Р+...+Р -ф-о - --Ч

2" И 1 2 М 2 К

30 кратные двум степени чисел и кратные двум корни из чисел.

Вычисления на устройстве осуществляются следующим образом.

При нахождении суммы квадратов

35 (фиг. 1 ) бегунок 5 на линейке 1 ставят визиром 9 на пеление А ее равномерной шкалы 12. Линейку 3 пропускают прорезью 8 в ребро 7 бегунка и уста40 навливаюг на деление А шкалы 14. Нажатием фиксатора 11 фиксируют линейку

3 ее концом на кромке, линейки 3. Бегунок 6 подводят выемкой 10 поп фиксатор

11. Далее линейку 1 освобождают (отгибая) от сопряжения с линейкой 3 и нере45 водят за линейку 2 (против хопа часовой стрелки, фнг. 2). Отжав фиксатор 11, разворачивают линейку 3 по совмещения ее прорези 8 с ребром 7 бегунка 6 и подают ее вдоль бегунка (или вытягивают) на деление А шкалы 14, Переместив фиксатор 11 в начало шкалы 14 линейки

3, фиксируют последнюю на кромке линейки 1, подводят бегунок 5 выемкой 10 под фиксатор 11. Далее повторяют действия с линейкой 3, освобождая ее от бегунка 6, разворачивая вводят прорезью

8 в ребро 7 бегунка 5, подавая на деление А шкалы 14 и фиксируя началом на

911544 кромке линейки 2, переведенной за линейку 1.

Действия повторяются с поочередны ми переводами линеек 2 и 1, имитирующими увеличивающиеся по длине гипотенузы 5 прямоугольных треугольников, до задания линейкой 3 последнего катета - А „.

Каждая из гипотенуз, соответствующая некоторой сумме квапратов, становится при следующем механическом вычислении (перемещением линейки 3) катетом.

Поскольку метки шкал 15 и 16 являются квадратами значений соответствующих сопряженных с ними равномерных шкал

1 2 и 1 3, квадрат полученной таким образом последней гипотенузы считыва . ют по визиру 9 бегунка, со шкалы 15. или 16.

При вычислении разностей квадратов (фиг. 1) перемещения линейки 3 осушест- 20 вляю1 в обратном направлении, имитируя переводимыми линейками 1 и 2 катеты прямоугольных треугольников. При выведенном из прорези 8 ребре 7, например бегунка 6, оставив фиксацию линейки 3 на кромке линейки 2, устанавливают линейку 3 делением В на линей- ку 1 . Фиксируют прямой угол бегунком

5, введя его ребром 7 в прорезь 8 линейки 3. Отжав фиксатор 11, переводят 30 линейку 2 (по часовой стрелке) за линейку 1. Расфиксировав линейку 3, вводят ее концом на кромку линейки 1, фиксируют, делением В устанавливают на линейку 2, фиксируют прямой угол бегун- З1 ком 6 и т. д.

Если среды суммы или разности квапратов имеются невозвепенные в квадрат слагаемые Р или вычитаемые q то для каждого Pj (g )) предварительно 4р ставят опин из бегунков 5 или 6 на деление Р, (g> ) шкалы 15 или 16 и считывают на шкалах 12 или 13 квадратный корень этой величины ф (- /ф ). С полученными значениями поступаю описан- 4> ным ранее образом, устанавливая. линейку

3 делением p„ (ф ) ее шкалы 14, При определении квадратных корней из сумм или разностей квадратов необходимость обращения к неравномерным ,шкалам 15 и 16 отпадает., достаточно прочесть конечный результат на равномерной шкале 12 или 13. Вычисление квадратов, квадратных корней, а также кратных двум степеней и корней чисел осуществляется бегунками 5 и 6 на линейках 1 и 2 подобно вычислениям на обычной счетной линейке и специальных пояснений не требует.

Для сумм, разностей квадратов и квадратных корней из сумм разностей исключается считывание всех промежуточных результатов, а установка значений ведется толькб по одной равномерной шкале 14, естественно, более точной, чем неравномерные шкалы (как известно, равномерные шкалы по своей точности не уступаю точности аналитических методов технических расчетов).

Поэтому возможность ошибок от неправильного считывания меток и от неправильной установки подвижных элементов сведена к минимуму, соответственно уменьшается и напряжение расчетчика.

Формула изобретения

Вычисли гельное устройство, содержа.щее первую и вторую шарнирно скрепленные одними концами линейки, на которые нанесены равномерные шкалы, на каждой из линеек размещен бегунок с визиром, и третью линейку, снабженную продольной прорезью и подвижно соггряженную с бегунками первой и второй линеек, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач и повышения точности, третья линейка снабжена подвижным фиксатором, выполненным в виде подпружиненного штифта, расположенного в прорези третьей линей- . ки, бегунок каждой линейки снабжен ребром, расположенным перпендикулярно продольной оси этой линейки и выемкой на одном из тордев, ребро бегунка одной линейки размещено в прорези третьей линейки, а подпружиненный штифт помещен в выемке бегунка другой линейки, на третьей линейке .нанесена равномерная шкала, а на первой и второй линейках квадратичные шкалы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Панов Д.Ю. Счетная линейка, N., Учпедгиз, 1978, с. 107-110.

2. Авторское свидетельство СССР

И 653, кл. GO6 G 1/04, 1923 (прототип).

911544

Составитель И. Шелипова

Рецакто С. Юско Техрец М. Гергель Ко екто Г. Огар

Заказ 1130/41 Тираж 732 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4