Вычислительное устройство

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сетоз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик ц 911544(51)Я, Кл. 6061/06 Ьеудерстеинный. квинтет СССР ао делам изобретений н открытийДата опубликования описания 07,03.82%Изобретение относится к аналоговым механическим устройствам с ручным управлением, а более конкретно к устройствам, имеющим прямолинейные шкалы и отличающимся градунровкой шкал, и может использоваться в практике вычислений в тех случаях, когда требуется вычислять суммы и разности квацратов ряда числе, квадраты и квадратные корни.Известны вычислительные устройства, содержащие корпус, в пазах которого расположены движок и бегунок 111. Из-за того, что сложения (вычитания) входят в качестве промежуточных цей: ствий в вы ажениях, например, вида т/О+Оф.т+Сф, при испопьзованиитакого устройства прибегают для каждо го сложения к приему сложения с ециницей, Каждое из сложений требует одной установки движка и двух установок бегунка со считыванием значений и промежуточным мысленным прибавлением единицы, Соответственно, для нахождения суь 2мы квадратов И чисел (или квадратного корня из такой суммы) требуется (И -1) установка движка н 2 (И) 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 сокращаетдлительность вычислений, а второе не удешевляет используемые при вычислении средства. Наиболее близким техническим решением к предпагаемому является вычисли тельное устройство, соцержащее 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 процольной про 3 91резью и подвижно 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 постигается тем,что в вычислительном устройстве третьялинейка снабжена подвижным .фиксаторомвыполненным в виде подпружиненногоштифта, расположенного в прорези третьей линейки, бегунок каждой линейкиснабжен ребром, расположенным перпендикулярно продольной оси этой линейкии выемкой на одном из горцев, ребро бегунка опной линейки размещено в прорези третьей линейки, в подпружиненныйштифт помещен в выемке бегунка другойлинейки, на третьей линейке нанесенаравномерная шкала, а на первой и второйлинейках квадратичные шкалы,На фиг. 1 представлено вычислительное устройство при первом сложении илипри вычитаниях квадратов величин; нафиг. 2 - то же, при последующих сложениях квадратов величин.Вычислительное устройство содержиттри линейки 1 - 3, из которых линейки1 и 2 соединены концами посредствомплоского шарнира 4, Линейки 1 р 2 конструктивно одинаковы и несут каждая поперемещаемому по их длине бегунку 5или 6, Бегунки могут быть выполненыподпружиненными относительно своихлинеек или же иметь фиксаторы, Каждыйиз бегунков выполняет двойную функцию,обеспечивает направление, линейки 3 подпрямым углом к данной и служит длясчитывания меток со шкал. Для направления линейки 3 поп 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 линееккажпый бегунок имеет визир 9. Крометого, каждый бегунок имеет круглую выемку 10, используемую для сопряженияс фиксатором 11, выполненным в видеподпружиненного штифта, который установлен в прорези 8 линейки 3 с возможностью перемещения по ней. Линейка 3с фиксатором 11 расположена по высоте между линейками 1 и 2 и не препят 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 30кратные двум степени чисел и кратныедвум корни из чисел.Вычисления на устройстве осуществляются следующим образом,При нахождении суммы квадратов35(фиг. 1 ) бегунок 5 на линейке 1 ставятвизиром 9 на деление А 1 ее равномерной шкалы 12. Линейку 3 пропускаютпрорезью 8 в ребро 7 бегунка и уста 40навливают на деление А шкалы 14. Нажатием фиксатора 11 фиксируют линейку3 ее концом на кромке, линейки 3. Бегунок 6 подводят выемкой 10 поп фиксатор11. Далее линейку 1 освобождают (отгибая) от сопряжения с линейкой 3 и нере 45водят за линейку 2 (против хода часовой стрелки, фнг. 2), Отжав фиксатор 11,разворачимют линейку 3 до совмещенияее прорези 8 с ребром 7 бегунка 6 иподают ее вдоль бегунка (или вытягимют)50 на деление А шкалы 14, Переместивфиксатор 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, разворачимя вводят прорезью 8 в ребро 7 бегунка 5, подавая на деление А, шкалы 14 и фиксируя началом на 5 1 О 5 20 25 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: а +а +я. 2.2.,2. ф 22.адЬ--Ьщ, где 1 л И - целое, суммы йли разности квадратов с наличием невозвепенных в квадрат чисел - слагаемых и (или) вычитаемых: а+а ++д,а.+а-Ь,-Ъ, - -1 + Г 1+Р ++Р -9 - 9 --9 Е, где к, 1, - целые ) р,с- любые действительные числа, квадратные корни сумм и разностей и любых поугих чисел;кромке линейки 2, переведенной за линейку 1,Действия повторяются с поочередны.ми переводами линеек 2 и 1, имитирующимиувеличивающиеся по длине гипотенузы 5прямоугольных треугольников, до задания линейкой 3 последнего катета - А.Каждая из гипотенуз, соответствующаянекоторой сумме квадратов, становитсяпри следующем механическом вычислении (перемещением линейки 3) катетом.Поскольку метки шкал 15 и 16 являются квадратами значений соответствующихсопряженных с ними равномерных шкал1 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 осушествляют в обратном направлении, имитируяпереводимыми линейками 1 и 2 катетыпрямоугольных 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 бегунком5, введя его ребром 7 в прорезь 8 линейки 3. Отжав фиксатор 1 1, переводят 30линейку 2 (по часовой стрелке) за линейку 1. Расфиксировав линейку 3, вводят ее концом на кромку линейки 1, фиксируют, делением Вустанавливают налинейку 2, фиксируют прямой угол бегун- З 5ком 6 и т. д,Если среды суммы или разностиквадратов имеются невозведенные в квадрат слагаемые Р или вычитаемые Что для каждого ( предварительно 40ставят один из бегунков 5 или 6 на деление Р, ) шкалы 15 или 16 и считывают на шкалах 12 или 13 квадратныйкорень этой величины ф (уф ). С полученными значениями поступаю описанным ранее образом, устанавливая. линейку3 делением -ф( ф) ее шкалы 14,При определении квадратных корней из сумм или разностей квадратов необходимость обращения к неравномерным ,шкалам 1 5 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 только по одной равномерной шкале 14, естественно, более точной, чем неравномерные шкалы (как известно, равномерные шкалы по своей точности не уступают 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 которыенанесены равномерные шкалы, на каждойиз линеек размещен бегунок с визиром,и третью линейку, снабженную продольной прорезью и подвижно со 1 тряженную сбегунками первой и второй линеек, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения 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 перпендикулярнопродольной оси этой линейки и выемкойна одном из тордев, ребро бегунка одной линейки размещено в прорези третьейлинейки, 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, М.,Учпедгиз", 1978, с. 107-110.2, Авторское свидетельство СССРИ 653, кл. 006 б 1/04, 1923 (прототип).911544 Редакто С,Зака ц,илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 О/41ВНИИ ПИпо дел113035 оставитель И. Шелиповаехрец М. Гергель Ко екто Г. Огар аж 732 Поцписное Тирударственного комитета ССС изобретений и открытийосква, Ж 35, Раушская наб.,