庫塔機械計算器是如何計算加減乘除的

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這不是手榴彈
而是一個機械計算器
不用油不用電
只靠機械傳動就能計算加減、乘除,甚至開平方
這是如何做到的
在計算器的外面有八個小滑塊
當滑塊滑動時
滑塊上方的滾輪就會顯示相應的數字
由於只有八個小滑塊
所以能顯示的最大數字爲
9999萬9999
在計算器的頂部也有一些數字
滾輪分爲兩個部分
黑色的部分由11位數字組成
用於輸出計算結果
也被稱爲累加器轉到白色的部分
它由六位數字組成
用於記錄轉動手柄的圈數
也被稱爲計數器
手柄完整轉動一圈
計數器的數字會增加一
在手柄旁邊還有一個清除感
啓用時,手柄轉動一圈會將累加器的所有數字重置爲零
現在我們來計算345+678
首先使用滑塊滑到對應的數字345
然後手柄轉動一圈
345就會添加到累加器中
這時計數器增加爲一
接着將滑塊滑到對應的數字678
然後再轉動一圈,手柄
累加器就會顯示計算結果爲1023
計數器增加爲二
如果繼續轉動手柄
累加器就會在1023的基礎上,再加上678
不停的旋轉,就會不停的累加
根據這個原理,我們也可以用來計算乘法
乘法可以看成連續的加法相加
比如我們現在要計算135×18
還是一樣,將滑塊滑動到對應的數字135
然後連續轉動手柄
18次累加器就能得到正確的結果,2430
那如果要計算1290×873
總不能旋轉873次手柄吧
所以在這裏還有一個托架可以進行轉動
當將托架轉動到一時
每轉動一圈,計數器會增加一
三圈後,計數器的數字來到21
如果旋轉到二
那麼計數器會每次增加十
所以轉動一圈手柄計數器會變爲31
再轉一圈就是41
當托架轉動到30
那麼計數器會每次增加100
轉動到40
那麼計數器會每次增加1000
以此類推
現在我們再來計算,1290×873
首先將滑塊滑到對應的數字1290
然後將托架轉動到三
也就是計數器每次增加100
接着將手柄轉動八次
這時計數器的值就會增加到800
接着將托架轉動到二
也就是計數器每次增加時,將手柄轉動七次
這是計數器數值來到870
然後將托架轉動到一,旋轉手柄三圈
計數器數值最終來到873
這時就會得到計算結果,爲112萬6172
問題是這些計算是如何
僅僅通過純機械結構就實現的呢
我們先來了解一下它的內部結構
計算器由很多複雜的部分組合而成
它的上下兩部分是兩個鋁鑄件
並通過幾個連桿相連接
頂部連接的這些小滾輪就是寄存器和計數器滾輪
然後中間是一圈設置數字的滑塊
底部通過螺釘進行固定
在中間位置是一些傳動軸
當你滑動這些滑塊時
這些數字就會進行相應的變化
我們單獨看其中一個滑塊
連接滑塊的軸,上面有一圈螺旋形的導軌
在滑塊的底部有一個旋鈕
旋鈕可以沿着導軌進行螺旋形的轉動
在軸的上面連接的是滾輪
當旋鈕轉動時,滾輪就會跟着相應的轉動
爲了確保數字更精確
在滑塊的這個位置還有一個彈簧球
滑塊移動時,彈簧球可以剛好卡進一個凹槽內
注意看這裏
每個滑塊與傳動軸也是相連接的
傳動軸上面連接着一個齒輪
可以帶動傳動軸進行轉動
傳動軸的頂部連接的是一個齒輪
齒輪與累加器的齒輪相齧合
傳動軸轉動時,累加器的數值就會跟着發生變化
然後每個傳動軸都會對應一個累加器滾輪
通過這種設計
只需要轉動傳動軸
就能改變累加器數字
這個是不脛骨,不脛骨中心與手柄相連接
當手柄轉動時
不脛骨上面的齒輪就會帶動傳動軸上的齒輪轉動
不脛骨的齒輪一共分爲九層
每一層的輪齒數不同
第一層只有一個輪齒
最後一層有九個輪齒
當滑塊滑到五
那麼傳動軸的齒輪就會與第五層的五個輪齒髮生齧合
滑到幾就與第幾層齧合
比如我們現在將滑塊滑到六
那麼第六層齒輪的六個輪齒
就會分別帶動傳動軸的齒輪轉動
從而將累加器的數值轉動到六
接着我們再將滑塊滑到三
這時第三層齒輪的三個輪齒
會接着帶動傳動軸的齒輪轉動三次
從而將累加器的數值轉動到九
其實到這裏,我們已經計算出了6+3的結果
那如果是進位的加法又該如何計算呢
這是兩根傳動軸
其中左邊的傳動軸連接了一根進位杆
進位杆可以上下滑動
上面有一個小夾子
可以確保進位杆保持在相應位置
進位杆向上延伸到右邊累加器滾輪下方
累加器滾輪下面都有一個小箱子
當數字經過90
這個小箱子就會下壓
進位杆下壓到一定位置後
卡口剛好脫離小夾子
計算器下方還有一個十位零盤
臨盤上有一個輪齒
剛好可以將左邊傳動軸的齒輪撥動一次
接着臨盤上還有一個進位清除口
可以將進位杆復位
現在我們以6+8來看下整個進位過程
首先將滑塊滑到數字六
然後旋轉手柄
將累加器的數據改爲六
接着將滑塊滑到數字八,繼續轉動手柄
然後累加器的滾輪會從六開始進行滾動
但是當滾動到90,觸發近衛近衛感被下壓
下壓會導致左邊的傳動軸的齒輪向下移動
然後十位零盤的輪齒就會波動傳動軸的齒輪移動一次
從而將累加器的進位滾輪設置爲一
最終得到結果爲14
從而完成進位計算
