Лейбниц колесо или активизировал барабан представляет собой цилиндр с набором зубов инкрементных длиной , которые при сочетании со счетным колесом, могут быть использованы в вычислительном двигателя одного класса механических вычислителей . Изобретенный Лейбницем в 1673 году, он использовался в течение трех столетий до появления электронного калькулятора в середине 1970-х годов.
Готфрид Вильгельм Лейбниц построил машину, названную ступенчатым счетчиком, на основе конструкции ступенчатого барабана в 1694 году. [1] Она была прославлена Томасом де Кольмаром, когда полтора века спустя он использовал ее в своем первом арифмометре. Счетная машина серийного производства. [2] Он также использовался в калькуляторе Курта , очень популярном портативном калькуляторе, появившемся во второй половине 20-го века.
Концепция [ править ]
За счет соединения колеса Лейбница со счетным колесом, которое может свободно перемещаться вверх и вниз по своей длине, счетное колесо может входить в зацепление с любым количеством зубцов.
На анимации сбоку показано колесо Лейбница с девятью зубьями, соединенное с красным счетным колесом. Он настроен на сетку с тремя зубьями при каждом повороте и поэтому будет добавлять или вычитать 3 из счетчика при каждом повороте.
Вычислительный двигатель арифмометра имеет набор связанных колес Лейбница, соединенных с кривошипной рукояткой. Каждый поворот кривошипной рукоятки поворачивает все колеса Лейбница на один полный оборот. Входные ползунки перемещают счетные колеса вверх и вниз по колесам Лейбница, которые сами связаны механизмом переноски.
С конца девятнадцатого века ступенчатые барабаны Лейбница в чисто механических калькуляторах были частично вытеснены вертушками, которые аналогичны по функциям, но имеют более компактную конструкцию; ступенчатые барабаны оставались основной технологией для электромеханических калькуляторов до развития чисто электронных калькуляторов.
Машины, построенные по этому принципу [ править ]
- - Готфрид Лейбниц построил свой первый ступенчатый счетчик в 1694 году, а другой - в 1706 году. [3]
- - Филипп-Маттеус Хан, немецкий пастор, построил две круговые машины в 1770 году. [4] [5]
- - JC Schuster, шурин Хана, построил несколько машин конструкции Хана в начале 19 века. [6]
- - Лорд Стэнхоуп сконструировал машину с использованием колес Лейбница в 1777 году. Он также разработал калькулятор вертушки в 1775 году [7].
- - Иоганн-Хельфрих Мюллер построил машину, очень похожую на машину Хана, в 1783 году.
- - Томас де Кольмар изобрел свой арифмометр в 1820 году, но потребовалось 30 лет разработки, прежде чем он был коммерциализирован в 1851 году. Он производился до 1915 года. Луи Пайен, Вдова Л. Пайен и Даррас были последовательными владельцами и дистрибьюторами арифмометра.
- - Тимолеон Морель изобрел свой Arithmaurel в 1842 году. Сложность его конструкции ограничивала его возможности и обрекала его производство, но он мог умножать два числа, просто помещая их на свои циферблаты.
- - Около двадцати клонов арифмометра были произведены в Европе, начиная с Буркхардта в 1878 году, затем пришли Layton, Saxonia, Gräber, Peerless, Mercedes-Euklid, XxX, Archimedes, TIM, Bunzel, Austria, Tate, Madas и т. Д. сложнее оригинального арифмометра, строились до начала Второй мировой войны.
- - Джозеф Эдмондсон изобрел и изготовил круговой калькулятор в 1885 году. [8]
- - В калькуляторах Фридена и Монро использовался бинарный вариант этого механизма. Оба были произведены в большом количестве; Монро возникла в начале 20 века; Фриден в 1930-е гг. (Маршант использовал радикально другой и уникальный механизм.) Вариант механизма работал с цифрами от 1 до 4, как показано на анимации; цифры больше 4 зацепляют шестерню с пятью зубьями, а также зубья колеса Лейбница. Это сделало ненужным перемещение скользящей шестерни на большие расстояния для старших цифр. В противном случае нажатие клавиши 5..9 потребует либо более длинного хода (как в комптометре), либо чрезмерного усилия в сочетании с пологим наклоном кулачковой поверхности.
- - Курт Херцстарк представил свой портативный калькулятор Curta в 1948 году, который оставался популярным до появления электронных калькуляторов в 1970-х годах.
См. Также [ править ]
- Калькулятор Паскаля
Заметки [ править ]
- ^ Ifrah, стр. 125 (2001)
- ^ Chase, p.204 (1980)
- ^ Marguin, с.65 (1994)
- ^ Marguin, с.83 (1994)
- ^ Изображение калькулятора Хана. Коллекция механических калькуляторов IBM.
- ^ Marguin, p.84-86 (1994)
- ^ Дверь Е. Войлок, p.15-16 (1916)
- ^ Изображения калькулятора Эдмонсона www.rechenmaschinen-illustrated.com
Источники [ править ]
- Чейз, Джордж C (июль 1980 г.). История механической вычислительной техники. Том 2, номер 3 . IEEE Annals of the History of Computing.
- Ифра, Жорж (2001). Всеобщая история вычислительной техники . ISBN компании John Wiley & Sons, Inc. 0-471-39671-0.
- де Брабандер, Люк (1995). Исчисление (на французском языке). Париж: Мардага. С. 114–125. ISBN 978-2-87009-591-1.
- Маргин, Жан (1994). Histoire des instruments et machines à calculer, trois siècles de mécanique pensante 1642-1942 (на французском языке). Германн. ISBN 978-2-7056-6166-3.
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с калькулятором Лейбница на Викискладе?
- Arithmometre.org - Главная страница - Первая коммерчески успешная машина, на которой использовались колеса Лейбница.
- ami19.org - отличный сайт для патентов и статей по механическим калькуляторам 19 века.
- Rechenmaschinen-Illustrated - Большой дисплей механических калькуляторов