一种机械计算机展示装置

1.本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种机械计算机展示装置。


背景技术：

2.计算机是现代社会必不可少的工具，在学习、生活和工作中均需要用到它，随着科学技术的不断发展，计算机也在不断进行更新换代，目前已经成为人们手中的必需品。向公众展示计算机的历史演变过程，具有重要的教育意义。
3.早期的机械计算机由轴、齿轮等机械部件组成。通过机械计算机的展示与科普，有助于人们学习古代的机械结构知识，及机械结构的演化过程，也有助于让人们理解到今天电子计算机的来之不易。而大部分人未接触过机械计算机相关的科普知识，只有极少数一部分教育者开展过机械计算机教育。而且这些教育者在进行计算机科普或计算机科学教育的过程中，多数仅通过图片和文字的方式进行教学，教学的效果较差，不便于学习人员理解其中原理。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种机械计算机展示装置，能够直观的展示计算装置的加法和减法的功能，使人清晰的看到计算装置的内部结构，在科普教育的过程中，能够让学生更清楚的了解机械计算机内部的原理，填补了国内机械计算机教育及展示装置的空白。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种机械计算机展示装置，包括：
7.框架，所述框架包括面板、支撑板和连接板，两个所述支撑板与所述面板的两端垂直连接，所述连接板的两端分别与两个所述支撑板固定连接；
8.计算装置，所述计算装置设置有多个，多个所述计算装置间隔均匀且固定安装于所述框架上；所述计算装置包括输入机构、计算机构和输出机构，所述输入机构转动安装于所述面板上，所述计算机构和所述输出机构转动安装于所述连接板。
9.进一步，所述输入机构包括刻度环、第一转轴和第一笼形齿轮，所述刻度环转动安装于所述面板上，所述第一转轴的一端穿过所述面板与所述刻度环固定连接，另一端与所述第一笼形齿轮固定连接。
10.进一步，所述计算机构包括第二转轴、第二笼形齿轮、第三笼形齿轮和主动齿轮，所述第二转轴转动安装于所述连接板上，所述第二笼形齿轮、所述第三笼形齿轮和所述主动齿轮依次固装于所述第二转轴上，所述第二笼形齿轮与所述第一笼形齿轮啮合，所述第一转轴转动时能够带动所述第二转轴转动。
11.进一步，所述输出机构包括第三转轴、从动齿轮和字桶，所述第三转轴转动安装于所述连接板上，所述从动齿轮和所述字桶固定安装于所述第三转轴上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述第二转轴转动时能够带动所述第三转轴转动。
12.进一步，所述输出机构还包括有摆杆，所述摆杆套装于所述第三转轴上，与所述第三笼形齿轮的轮齿搭接。
13.进一步，所述计算机构还包括圆柱和进位器，所述圆柱设置于所述第二笼形齿轮和所述第三笼形齿轮之间，所述进位器套装于另一个相邻的所述计算机构的所述第二转轴上，所述进位器与其上所述第二转轴上的第三笼形齿轮卡接；所述第二转轴转满一圈时，所述圆柱带动所述进位器转动，所述进位器能够带动其上所述第三笼形齿轮转动。
14.进一步，所述进位器包括：
15.安装板，所述安装板套装于所述第二转轴上；
16.落锤，固定安装于所述安装板上，所述落锤上设置有凹槽，所述圆柱能够卡合于所述凹槽内；以及
17.弧形板，所述弧形板与所述安装板转动连接，扭簧一端与所述安装板固定连接，另一端与所述弧形板固定连接，所述弧形板上设置有缺口，所述缺口与所述第三笼形齿轮的轮齿卡接。
18.进一步，所述圆柱设置有两个，两个所述圆柱沿所述第二转轴的周向间隔设置于所述第二笼形齿轮和所述第三笼形齿轮之间。
19.进一步，所述连接板包括第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第一连接板、所述第二连接板和所述第三连接板沿所述面板长度方向依次间隔平行设置；所述第一转轴与所述第一连接板转动连接，所述第二转轴转动安装于所述第一连接板与所述第二连接板上，所述第三转轴转动安装于所述第二连接板和所述第三连接板上。
20.进一步，所述面板上设置有多个显示窗，所述显示窗与所述输出机构一一对应，用于显示数值。
21.本实用新型的有益效果：本实用新型包括框架和计算装置，框架包括面板、支撑板和连接板，从而直观的展示计算装置的加法和减法的功能，能够使人清晰的看到计算装置的内部结构，在科普教育的过程中，能够让学生更清楚的了解机械计算机内部的原理，填补了国内机械计算机教育及展示装置的空白。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例所述的机械计算机展示装置的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例所述的机械计算机展示装置的结构仰视图；
24.图3是本实用新型实施例所述的机械计算机展示装置的内部结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例所述的机械计算机展示装置的局部结构示意图一；
26.图5是本实用新型实施例所述的机械计算机展示装置的局部结构示意图二。
27.图中：
28.1、框架；11、面板；12、支撑板；13、连接板；131、第一连接板；132、第二连接板；133、第三连接板；14、显示窗；
29.2、计算装置；21、输入机构；211、刻度环；212、第一转轴；213、第一笼形齿轮；22、计算机构；221、第二转轴；222、第二笼形齿轮；223、第三笼形齿轮；224、主动齿轮；225、圆柱；226、进位器；2261、安装板；2262、落锤；2263、弧形板；2264、扭簧；23、输出机构；231、第三转轴；232、从动齿轮；233、字桶；234、摆杆。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
34.如图1
‑
图5所示，本实用新型提供了一种机械计算机展示装置，包括框架1和计算装置2，框架1包括面板11、支撑板12和连接板13，两个支撑板12与面板11的两端垂直连接，连接板13的两端分别与两个支撑板12固定连接；计算装置2设置有多个，多个计算装置2间隔均匀且固定安装于框架1上；计算装置2包括输入机构21、计算机构22和输出机构23，输入机构21转动安装于面板11上，计算机构22和输出机构23转动安装于连接板13。如图1所示，在本实施例中，计算装置2设置有四个，四个计算装置2同排设置，四个计算装置2从右至左依次用于个位数、十位数、百分位数、千分位数的计算，加减法教学演示时，在对应数字位数上的输入机构21上输入当前位数的数值，经计算机构22进行加减法运算后，输出机构23将计算后的数值输出，能够直观的展示计算装置2的加法和减法的功能，使人清晰的看到计算装置2的内部结构。
35.具体地，输入机构21包括刻度环211、第一转轴212和第一笼形齿轮213，刻度环211转动安装于面板11上，第一转轴212的一端穿过面板11与刻度环211固定连接，另一端与第一笼形齿轮213固定连接；计算机构22包括第二转轴221、第二笼形齿轮222、第三笼形齿轮223和主动齿轮224，第二转轴221转动安装于连接板13上，第二笼形齿轮222、第三笼形齿轮223和主动齿轮224依次固装于第二转轴221上，第二笼形齿轮222与第一笼形齿轮213啮合，第一转轴212转动时能够带动第二转轴221转动；输出机构23包括第三转轴231、从动齿轮232和字桶233，第三转轴231转动安装于连接板13上，从动齿轮232和字桶233固定安装于第三转轴231上，从动齿轮232与主动齿轮224啮合，第二转轴221转动时能够带动第三转轴231转动。
36.在本实施例中，如图3所示，当不进行进位或退位计算时(即当前位数加减后的数值在0
‑
9范围内，无需进行进位或向退位运算时)，通过工具转动对应位数的刻度环211(加法计算时刻度环211顺时针转动，减法计算时刻度环211逆时针转动)，刻度环211通过第一
转轴212带动对应的第一笼形齿轮213转动，第一笼形齿轮213与第二笼形齿轮222啮合，能够带动第二转轴221转动，第二转轴221转动时通过主动齿轮224和从动齿轮232进一步带动字桶233转动，字桶233的周向印有数字，面板11上设置有显示窗14，显示窗14与字桶233对应，便于通过显示窗14观察数值，框架1的顶端还等距固定安装有指针，指针与对应的刻度环211对应设置，便于使用人员观察示数。此外，本实施例中第二笼形齿轮222的齿数优选为20个，能够防止出现匡量现象。
37.具体地，输出机构23还包括有摆杆234，摆杆234套装于第三转轴231上，与第三笼形齿轮223的轮齿搭接，能够提高装置整体的稳定性。
38.具体地，计算机构22还包括圆柱225和进位器226，圆柱225设置于第二笼形齿轮222和第三笼形齿轮223之间，进位器226套装于另一个相邻的计算机构22的第二转轴221上，进位器226与其上第二转轴221上的第三笼形齿轮223卡接；第二转轴221转满一圈时，圆柱225带动进位器226转动，进位器226能够带动其上第三笼形齿轮223转动。优选地，圆柱225设置有两个，两个圆柱225沿第二转轴221的周向间隔设置于第二笼形齿轮222和第三笼形齿轮223之间。
39.本实施例中，如图2、图4和图5所示，仅个位数处的计算机构22不设置圆柱225和进位器226，当进行进位或退位计算时(即当前位数做加法后的数值在9以上或做减法后的数值在0以下，需要进行进位或退位运算时)，个位数处的第二笼形齿轮222带动其上的圆柱225转动，当第二笼形齿轮222转满一圈时，圆柱225能够与十位数处的计算机构22上的进位器226卡接，带动进位器226转动，当进位器226转动一定的角度时，能够带动其上第三笼形齿轮223转动，实现个位数处的计算机构22的第二转轴221每转动一圈，十位数处的计算机构22上的第三笼形齿轮223转动一格，百分位和千分位的计算机构22的工作原理和上述相同，实现了计算机的加法展示过程；减法运算时工作原理与上述加法原理相同，但第二笼形齿轮222的转动方向与上述方向相反，从而实现了十位数处的第二笼形齿轮222每反方向每转动一圈，个位数处的计算机构22的第三笼形齿轮223反方向转动一格，实现计算机的减法展示过程。
40.优选地，进位器226包括安装板2261、落锤2262和弧形板2263，安装板2261套装于第二转轴221上；落锤2262固定安装于安装板2261上，落锤2262上设置有凹槽，圆柱225能够卡合于凹槽内；弧形板2263与安装板2261转动连接，扭簧2264一端与安装板2261固定连接，另一端与弧形板2263固定连接，弧形板2263上设置有缺口，缺口与第三笼形齿轮223的轮齿卡接。如图2、图4和图5所示，在本实施例中，落锤2262的数量共设置有三个，三个落锤2262的重量从右往左依次增加，每个落锤2262的厚度依次为6.67mm、8mm和9mm，能够保证落锤2262的稳定性，避免出现极值现象。以个位数处计算机构22和十位数处的计算机构22的加法进位计算为例，个位数处的刻度环211转满一圈时，个位数处的圆柱225与安装于十位数处的落锤2262上的凹槽卡接，圆柱225带动落锤2262、安装板2261和弧形板2263转动，弧形板2263的缺口从十位数处的第三笼形齿轮223的轮齿处脱出，当其转动至一定角度时，弧形板2263的缺口与第三笼形齿轮223上的另一轮齿卡接，圆柱225从落锤2262上的凹槽内脱出，落锤2262和安装板2261复位，弧形板2263推动第三笼形齿轮223转动一格。百分位处与千分位处的计算机构22进位计算同理，退位计算时刻度环211的转动方向与上述转动方向相反，具体结构和原理与上述相同，本实施例在此不再赘述。
41.具体地，连接板13包括第一连接板131、第二连接板132和第三连接板133，第一连接板131、第二连接板132和第三连接板133沿面板11长度方向依次间隔平行设置；第一转轴212与第一连接板131转动连接，第二转轴221转动安装于第一连接板131与第二连接板132上，第三转轴231转动安装于第二连接板132和第三连接板133上。此外，在本实施例中，对于轴长有一定的要求，一方面，轴在机器内部不能太松，保证轴使用的过程中，能够流畅转动；另一方面轴不能晃动位移太大，保证使用过程中的精度。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。