專利名稱：二元二色示數(shù)四珠筆盤的制作方法
技術領域：
二元二色示數(shù)系列算盤中有二元二色示數(shù)二珠算盤，二元二色示數(shù)三珠算盤，二元二色示數(shù)四珠算盤二元二色示數(shù)五珠算盤四種，現(xiàn)以二元二色示數(shù)四珠算盤作專利申請算盤。
二元二色示數(shù)四珠算盤，簡稱四珠算盤，屬于機械計算機算盤。
已有的中國七珠算盤，是見子打字按訣拔珠，幾乎不用腦子，也能達到快速準確的優(yōu)點，后經(jīng)日本人改為五珠后，更具有珠數(shù)少，但它有撥珠次數(shù)較多較復雜和二元示數(shù)不很清楚的不足之處。
直撥簡易算盤(專利號86203338)，采用加減的單純口訣，達到一位數(shù)的直加直減運算，只在本檔向上或向下?lián)苤橐淮蔚膬?yōu)點。但需分別使用加減法口訣，且每檔珠數(shù)較多，撥珠手指跨度大，是其不足之處。
六珠直加算盤(專利號86210967)，是綜合五珠算盤和直撥簡易算盤的優(yōu)點，并克服其不足之處而創(chuàng)制的，它的優(yōu)點一是有清楚的二元示數(shù)；二是以補數(shù)減法來以加代減節(jié)約了一個減法；三是以加法一種算法來算加、減、乘、除。但它的撥珠次數(shù)仍較多較復雜，它雖然能以加代減，但它的加數(shù)是向下加，與直加法的向上加方向相反，是其不足之處。
四珠算盤其結(jié)構(gòu)用意是綜合五珠算盤珠數(shù)少的優(yōu)點，并克服其撥珠次數(shù)較多較復雜和二元示數(shù)不清爽等不足之處。綜合直撥簡易算盤每加一位數(shù)只撥珠一次的優(yōu)點，并克服其每檔珠數(shù)較多，撥珠手指跨度大等不足之處。綜合六珠直加算盤清楚的二元示數(shù)和用加法來算加、減、乘、除的優(yōu)點，以及以加代減的優(yōu)點，并克服其向下加的不足之處。因此四珠算盤集三種算盤的優(yōu)點于一身，并克服三種算盤的不足之處來簡化珠算的運算。
為了實現(xiàn)四珠算盤的構(gòu)思和目的，采取了以下技術和措施1.取消了算盤上傳統(tǒng)的梁。
2.盤框的上、下框板上，有與檔數(shù)相等均分對稱的長方形滑孔。
3.每檔的檔是一能上，下滑動5至7毫米的上珠顯示滑板，板上有四對用兩種顏色(為了便于敘述暫以紅黑二色)繪制的四對圓珠來代四個下珠，四對紅黑珠均分對稱的并列于上珠顯示滑板的中部。四個紅珠的上方是上珠的紅珠，四個黑珠的下方是上珠的黑珠，紅珠在前(左)黑珠在后，紅珠是梁珠，黑珠是框珠，下珠的紅黑二珠之間的中點上，有一與下珠顯示擺動算珠的中心軸作轉(zhuǎn)動配合的軸承孔。
4.下珠顯示擺動算珠是一有中心軸的蓋板，蓋板上有供撥動用的撥珠片和下珠紅珠顯示孔，中心軸與軸承孔配合后，撥動下珠顯示擺動算珠就能蓋著一個珠，蓋著黑珠紅珠出珠，蓋著紅珠黑珠出現(xiàn)，這就是下珠的二色示數(shù)。
5.上珠顯示滑板的上，下端與上，下框板上的滑孔作滑動配合后，上珠紅黑二珠中只能有一個在滑孔蓋板的顯示孔中出現(xiàn)，另一個被滑孔蓋板蓋著而消失?；逑禄w紅顯黑，滑板上滑蓋黑顯紅，這就是上珠的二色示數(shù)。
6.上珠顯示滑板的上滑、下滑，是由下珠顯示擺動算珠的上撥，下?lián)軒拥?，所以在四珠算盤上只有下珠的撥珠，沒有上珠的撥珠。
7.在紅珠上作加運算是加法，在黑珠上作加運算是減法。
根據(jù)四珠算盤的新結(jié)構(gòu)、新算法和新口訣，就能用加法一種算法來算加、減、乘、除。每加一位數(shù)只撥珠一次，大部份沒有進1，全部沒有退1，沒有進1口訣，只有十句每句只有四個字簡便而單純的直加口訣，沒有一下5去4……二去5上3……等口訣和撥珠，一次撥珠只在四顆顯示擺動算珠之間進行，撥珠手指跨度小，有清楚的二元二色示數(shù)，便于分別在紅黑珠上作加法，大大的簡化了珠算的運算。


下面結(jié)合圖紙對四珠算盤的結(jié)構(gòu)與運算方法作詳細的敘述。
四珠算盤是由盤框(1)，上珠顯示滑板(4)，下珠顯示擺動算珠(6)組裝而成，盤框(1)從外形上看是一長方形框，它是木質(zhì)或硬質(zhì)塑料的左，右框板(1－3)(1－4)和上，下框板(1－1，1－2)以楔形連接或粘接而成，盤框(1)的長，寬和高度是由下珠顯示擺動算珠(6)的長度，中心軸(6－3)的長度，上珠顯示滑板(4)的長度，以及算盤的檔數(shù)來決定的。
附圖1，是七檔四珠算盤的頂視平面示意圖。盤框(1)，上珠顯示滑板(4)，下珠顯示擺動算珠(6)，上框板(1－1)，下框板(1－2)，左框板(1－3)右框板(1－4)，滑孔蓋板(1－6)，上珠紅珠顯示孔(1－7)，上珠黑珠顯示孔(1－8)，上珠紅珠(4－2)，上珠黑珠(4－3)，下珠紅珠(4－4)，下珠黑珠(4－5)，下珠顯示擺動算珠的擺動檔板(4－7)，擺動蓋板(6－1)，下珠紅珠顯示孔(6－2)，中心軸(6－3)，撥珠片(6－4)。
附圖2，是盤框(1)的上、下框板(1－1，1－2)的頂視平面示意圖，上框板(1－1)與下框板(1－2)結(jié)構(gòu)完全相同。上、下框板上有與檔數(shù)相等均分對稱的長方形滑孔(1－5)，滑孔蓋板(1－6)蓋板上有上珠紅珠顯示孔(1－7)，上珠黑珠顯示孔(1－8)，(請參閱附圖1)。
附圖3，是上、下框板(1－1，1－2)的正視示意圖，上框板(1－1)的滑孔(1－5)適合與上珠顯示滑板(4)的上端作滑動配合，下框板(1－2的滑孔(1－5)適合與上珠顯示滑板(4)的下端作滑動配合，蓋板(1－6)為2毫米厚的白色有機玻璃的條形板，用粘接或木螺釘緊固于滑孔(1－5)上附圖4，是上珠顯示滑板(4)的頂視平面示意圖，滑板(4－1)是－3毫米厚的白色有機玻璃長方形板，板的上右角，下左角各缺一長方形角，其中厚部份(4－8)為木質(zhì)或硬塑料制成，用粘接或木螺釘緊固于滑板(4－1)上。板上有用兩種顏色繪制的五對圓珠來代上，下珠、四對紅黑下珠均分對稱的并列于滑板(4－1)的中部，紅珠在前(左)黑珠在后，紅珠(4－4)的上方是上珠紅珠(4－2)，黑珠(4－5)的下方是上珠黑珠(4－3)，紅珠(4－2，4－4)是本算珠的梁珠，黑珠(4－34－5)是本算珠的框珠，下珠紅黑二珠之間的中點，有與中心軸(6－3)作轉(zhuǎn)動配合的軸承孔(4－6)，控制下珠顯示擺動算珠擺動角的檔板(4－7)。
當上珠顯示滑板(4)的上、下端與上、下框板(1－1，1－2)的滑孔(1－5)配裝后，上珠的紅黑二珠只能有一個在蓋板(1－6)的顯示孔中出現(xiàn)另一個被另一蓋板(1－6)蓋著而消失，即上珠顯示滑板(4)上滑時紅珠(4－2)在顯示孔(1－7)中出現(xiàn)，黑珠(4－3)在顯示孔(1－8)中消失當上珠顯示滑板(4)下滑時，紅珠(4－2)在顯示孔(1－7)中消失，黑珠(4－3)在顯示孔(1－8)中出現(xiàn)，這就是上珠的二色示數(shù)。
附圖5，是上珠顯示滑板(4)的正視示意圖。
附圖6，是下珠顯示擺動算珠(6)的頂視平面示意圖。擺動蓋板(6－1)與中心軸(6－3)的上端作緊配合，作撥珠用的撥動片(6－4)，紅珠(4－4)顯示孔(6－2)，當中心軸(6－3)與軸承孔(6－4)作轉(zhuǎn)動配合后，撥動擺動蓋板(6－1)的撥珠片(6－4)，擺動蓋板(6－1)就能蓋著紅黑下珠中的一個珠，即是上撥左側(cè)撥珠片，紅珠(4－4)出現(xiàn)黑珠(4－5)被蓋消失，下?lián)茏髠?cè)撥珠片紅珠(4－4)被蓋消失黑珠(4－5)出現(xiàn)，反之上撥右側(cè)撥珠片黑珠(4－5)出現(xiàn)紅珠(4－4)被蓋消失，下?lián)苡覀?cè)撥珠片黑珠(4－5)被蓋消失紅珠(4－4)出現(xiàn)，這就是下珠的二色示數(shù)。
附圖7，是下珠顯示擺動算珠(6)的正視示意圖，檔圈(7－1)與中心軸(6－3)的下端緊配合，上珠顯示擺動算珠(6)是白色硬質(zhì)塑料壓制或注制而成。中心軸(6－3)和檔圈(7－1)用石墨尼龍制成。
下珠顯示擺動算珠(6)不表示數(shù)，它的功能一是撥珠運算；二是在撥珠中帶動上珠顯示滑板(4)上滑下滑取代上珠的撥珠。
四珠算盤的直加法

直加法口訣表的說明運算從低位開始。從低位開始的加法，個位相加的進1，加在十位的加數(shù)內(nèi)，在十位的本檔內(nèi)合成一次撥珠，十位相加的進1，加在百位的加數(shù)內(nèi)，在百位的本檔內(nèi)合成一次撥珠。如此推移到加數(shù)的首位，首位以后的進1都已在運算中消失。
首位加數(shù)相加的進1，用口訣＋1去9在首位的前檔加1，加數(shù)首位的前檔是0，0的下一直加口訣是＋1去9。
撥珠在算盤上的計算，就是梁珠變換為框珠或是框珠變換為梁珠。以四珠算盤來說，就是紅珠變換為黑珠或黑珠變換為紅珠，四珠算盤上四顆下珠的紅黑二珠的變換由擺動算珠(6)控制。上珠的紅黑二珠的變換由上珠顯示滑板(4)的上滑下滑控制，但滑板(4)的上滑下滑是付寄在下珠顯示擺動算珠(6)的上撥下?lián)苌?，即擺動算珠上撥0、1、2、3、4時帶動滑板上滑而加5，當擺動算珠下?lián)?、1、2、3、4時帶動滑板下滑而去5。所以在四珠算盤上只有下珠的撥珠，沒有上珠的撥珠，這就形成每加一位數(shù)只撥珠一次的格局。比如盤珠是2，＋6，加6可將紅珠上撥1，就能得到紅珠＋6，并得到累積的和數(shù)8。
在四珠算上紅珠的加可用黑珠的減來代，紅珠的減可用黑珠加來代，反之黑珠的減可用紅珠的加來代，這個對四珠算盤的撥珠極為重要。
下珠紅黑二珠的上撥下?lián)鼙厝灰獛踊宓纳匣禄５谶\算中有時撥珠不能帶動滑板滑動，比如盤珠是紅珠2，要加2；如果紅珠上撥2，因上撥帶動滑板上滑而加5，結(jié)果得到的和數(shù)是9不是4；如果用紅珠的加可用黑珠的減來代下?lián)芎谥?。因為是下?lián)芘c滑板方向一致不會帶動滑板而得到了穩(wěn)定的撥珠。
為了得到穩(wěn)定的撥珠作撥珠表于下表上的四個撥珠符號“＋”和“－”是紅珠上撥下?lián)艿姆枴?br> “上”和“下”是黑珠上撥下?lián)艿姆枴?br> 加上符號的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9稱為紅，黑撥珠。

撥珠表的說明1.撥珠表分為加字數(shù)和去字數(shù)兩個表。它們雖然分開但仍有橫的和直的聯(lián)系。一個橫排是一句直加口訣的撥珠，直行有共同的盤珠數(shù)。
2.表上撥珠項下的紅字，表示在紅珠上作加運算的撥珠，黑字表示在黑珠上作加運算的撥珠。
3.四珠算盤運算的關鍵，是要熟練的掌握撥珠表，撥珠表上的紅、黑撥珠，有眾多的內(nèi)在聯(lián)系為了幫助記憶分述于下為了便于敘述將加字數(shù)分為上節(jié)——＋1。＋2＋3、＋4和下節(jié)——＋6，＋7，＋8，＋9。將去字數(shù)也分為上節(jié)——去9，去8，去7，去6和下節(jié)去4，去3，去2，去1。

去字數(shù)表中的紅黑撥珠也類似上述情況。
加字數(shù)表第一段上節(jié)與去字數(shù)表第三段下節(jié)的紅黑撥珠完全相同。加字數(shù)第二段上節(jié)與去字數(shù)第四段下節(jié)的紅黑撥珠完全相同，去字數(shù)第二段的紅黑撥珠是加字數(shù)第三段紅黑撥珠的倒轉(zhuǎn)數(shù)。
口訣＋5去5的紅黑撥珠有兩個內(nèi)容。一是撥0，二是加字數(shù)紅珠是＋0或上0，黑珠是－0或下0，去字數(shù)紅珠是－0或下0，黑珠是＋0或上0，撥0是不動盤珠撥動滑板。

括符中的撥珠是撥珠表上的撥珠，這個撥珠不是“后加”，“后去”的依據(jù)?！昂蠹印?、“后去”的依據(jù)是直加口訣中的＋和去。
補數(shù)減法在紅珠上作減法運算，就是從紅珠中撥出減數(shù)，撥出來的這個減數(shù)，實際上就是加在黑珠中去了，所以在紅珠上作減，就是用直加口訣在黑珠上作加，撥珠方向下珠完全相同，上珠方向相反。

乘除法算盤本身只具有加、減的功能。乘法是加了九九表這個軟件后的加法運算；除法中的商除法，也是加了九九表這個軟件后的減法運算。歸除法是加了歸除口訣這個軟件后的加法運算。近年來又有用心算的念積法(一口清)來作乘，除法的軟件；把乘、除法變?yōu)榧?、減法的運算，使乘、除法的運算速度更為快速。但軟件的改革歸軟件的改革，它是珠算改革的第二方面軍。而乘、除的基本運算仍是加、減法。所以，珠算改革的根本所在，是使算盤的結(jié)構(gòu)能簡化加，減法的運算。加、減法簡化了，乘、除法也能得到相應的簡化。
二元二色示數(shù)四珠算盤，正是一個簡化加，減法運算的算盤。為了適應本算盤從低位開始的運算，將軟件念積法，改為從低位開始的低念積法。
權利要求1.一種二元二色示數(shù)四珠算盤，是由盤框(1)、上珠顯示滑板(4)，下珠顯示擺動算珠(6)組裝而成。其特征在于它作為計算用的算珠只有四顆。梁珠和框珠用不同的兩種顏色來表示，它的每一檔是一上珠顯示滑板(4)，板上有一上珠和四個下珠，算珠是用兩種顏色(為了便于敘述暫以紅黑二色)繪制的五對紅黑珠來代上，下珠。紅珠表示本算珠是梁珠，黑珠表示本算珠是框珠。下珠的四對紅黑珠均分對稱的并列于滑板(4-1)的中部，紅珠(4-4)在前(左)黑珠(4-5)在后。四顆紅珠(4-4)的上方是上珠的紅珠(4-2)，四顆黑珠(4-5)的下方是上珠的黑珠(4-3)。下珠每一對紅黑珠之間的中點處，有一與下珠顯示擺動算珠(6)的中心軸(6-3)作轉(zhuǎn)動配合的軸承孔(4-6)，滑板(4-1)的上，下端是控制、下珠顯示擺動算珠(6)擺動角的檔板(4-7)。
2.如權利要求1所述的算盤，其特征在于盤框(1)是由上框板(1——1)下框板(1——2)、左框板(1——3)、右框板(1——4)以楔接或粘接而成。上下框板(1——1、1——2)的結(jié)構(gòu)完全相同。上、下框板(1——1、1——2)上有與檔數(shù)相等均分對稱的長方形滑孔(1——5)，上框板(1——1)的滑孔(1——5)適合與滑板(4——1)的上端作滑動配合；下框板(1——2)的滑孔(1——5)適合與滑板(4——1)的下端作滑動配合。蓋板(1——6)用粘接或木螺釘緊固于滑孔(1——5)上，上框板(1——1)的蓋板(1——6)上有上珠紅珠(4——2)顯示孔(1——7)，下框板(1——2)的，蓋板(1——6)上有上珠黑珠(4——3)顯示孔(1——8)。
3.如權利要求1所述的算盤，其特征在于它的每一檔，都是一上珠顯示滑板(4)，滑板(4)可作上，下5～7毫米滑動，當滑板(4)的上，下端與上，下框板(1——1，1——2)的滑孔(1——5)配裝后，上珠的紅黑二珠中總是有一顆在蓋板(1——6)的顯示孔(1——7或1——8)中出現(xiàn)，另一顆被另一蓋板(1——6)覆蓋而消失。
4.如權利要求1所述的算盤，其特征在于它作計算用的算珠是四顆下珠顯示擺動算珠(6)，在擺動算珠(6)上有中心軸(6——3)，撥動用的撥珠片(6——4)擺動蓋板(6——1)，紅珠(4——4)顯示孔(6——2)，中心軸(6——3)上端與擺動蓋板(6——1)緊配合，下端與檔圈(7——1)緊配合。當中心軸(6——3)與軸承孔(4——6)作轉(zhuǎn)動配合后，擺動算珠(6)總能蓋著下珠紅黑二珠中的一個珠，另一珠將出現(xiàn)在擺動算珠(6)另一側(cè)的外面或顯示孔(6——2)中。
5.如權利要求1或2所述的算盤，其特征在于它的盤框(1)的上，下框板(1——1，1——2)，左、右框板是木質(zhì)或硬質(zhì)塑料制成。蓋板(1——6)是2毫米厚白色有機玻璃條形板。
6.如權利要求1或2所述的算盤，其特征在于其上珠顯示滑板(4)的滑板(4——1)是－3毫米厚的白色有機玻璃長方形板，板的上右角下左角各缺一長方形角。其中厚部份(4——8)和檔板(4——7)為木質(zhì)或硬質(zhì)塑料制成。
7.如權利要求1或4所述的算盤，其特征在于下珠顯示擺動算珠(6)，是硬質(zhì)白色塑料壓制或注制而成中心軸(6——3)和檔圈(7——1)用石黑尼龍制成。
專利摘要二元二色示數(shù)四珠算盤的檔是一上珠顯示滑板，板上有用兩種顏色(暫以紅黑二色)繪制的五對圓珠來代上下珠。紅珠代表本算珠是梁珠，黑珠是框珠，在下珠紅黑珠的上面有一下珠顯示擺動蓋板，它的撥動只能蓋著一個珠，這就是下珠的二色示數(shù)。上珠的二色示數(shù)由滑板控制，這就使每檔的紅黑珠只有五個這就是二元二色示數(shù)。這個新結(jié)構(gòu)以加法來算加、減、乘、除，每加一位數(shù)只撥珠一次，沒有進1退1，沒有二下5去3……，大大的簡單化了珠算的運算。
文檔編號G06C1/00GK2038254SQ88208810
公開日1989年5月24日 申請日期1988年7月19日 優(yōu)先權日1988年7月19日
發(fā)明者羅大維 申請人:羅大維