Патент ссср 100507

 

СССР

Класс 42нт; 14 № 100507

I!!!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ЗА ВИСИ МО МУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Н. Рязанкин

ЭЛ ЕКТРОМЕХА Н ИЧ ЕСКАЯ МАШ И НА ДЛ

КВАДРАТНОГО КОРНЯ

Заявлено 29 декабря 1949 r. за № 409648/2339 в Гостехннку СССР

Опубликовано в «Б1оллетене изобретений и товарнь!х знаков» № 5 за 1963 г.

Основное авторское свидетельство № 100040 на имя того хке лица

В основном авт. св. № 100040 изложен способ управления исполнительными механизмами электромеханической счетной или вычислительной машины, служащими для передачи цифр и чисел и производства вычислений, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции машины путем исключения из нее механических деталей высокого класса точности, передачу цифр и чисел на счетчики производят импульсами переменного тока — целыми волнами или полуволнами, выделяемыми («отсекаемыми») из питающего машину непрерывного переменного тока автоматическими синхронными коммутаторами («отсекателями») .

Предметом описываемого изобретения является электромеханическая машина для извлечения квадратного корня из заданного числа ! работающая по спосооу, изложе11ному В Основном аВт. сВ., и содержащая механизм установки чисел (клавишное устройство), электромеханический счетчик для фиксации подкоренного числа. и результатный счетчик для фиксации значения корня.

Отличительная особенность машины состоит в том, что с целью ! повышения скорости раооты и упрощения конструкции, совместно применены: два синхронных коммутатора, выделяющие из питающего схему переменного тока импульсы (целые волны или полуволны) в количестве, соответстВ!, 10щем передаваемым цифраы В счстчики х!а1пиllьl; система автоматических шаговых переключателей с индив11д альпым11 приводами, управляющих цепями, соединяющих|и оба си гхроиных коммутатора со счетчиками, и система переключателей с общим пэиводом, служащих для автоматического переключения цепей управления в процессе осуществления операций по извлечению корпя.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема машины для извлечения квадратного корня. № 100507

Принцип работы машины основан на известном свойстве суммы нормального ряда нечетных чисел начиная с «1». Сумма нормального ряда нечетных чисел от 1 до (2n-1) равна квадрату числа членов ряда, т. е.

1 + 3 + 5+...... (2n — 1) — n-"

Поэтому, извлечение квадратного корня сводится к последовательному вычитанию нормального ряда нечетных чисел, начиная с единицы, до тех пор, пока в подкоренном числе получится нуль.

Например: /25 =5

25 — 1 — 3 — 5 — 7 — 9

=О,, ь

y/ 10, 11, 24

Тогда за один ход машины, например при вычитании из старшей грани «10» в рассматриваемом случае, на результатном счетчике подсчитывается сразу по «100» вычитаний.

Поскольку в счетных устройствах машины вычитание производится методом сложения с дополнением (комплементом) вычитасмого, для рассматриваемого примера извлечение корня будет протекать следующим порядком:

10 11 24

999 — 100-е сложение (вычитание) 099 11 24 т 997 — 200-е

00б 11 24

995 — 300-е

001 11 24

Далее вычитание следующего нечетного числа (должно бы;ь вычтено «7») приведет к отрицательному значению

001 11 24

993

994 11 24

Поэтому, при возникновении отрицательного значения в машине произойдет автоматическое переключение цепей и вычитание будет вестись из следующей грани по схеме: 001 11 24 — 310-е сложение (вычитание)

000 50 24

: то есть квадратный корень равен числу вычитаний. Количество вычитаний,подсчитываемся на результатном счетчике. Причем, для ускорения операции по извлечении корня, вычитание производится начиная со с га ршей грани. Например;- треб 1ется извлечь корень из числа /101124=318.

Подкоренное число разбивается на грани по две цифры в каждой, начиная с правой стороны.

М 100507

После этого (в принятом примере) произойдет следующее автоматическое переключение и вычитание будет вестись из последней грани по схеме

000 50 24

999 93 79 31 1-е

000 44 03

999 93 77 3 12 е сложение (вычитание) 000 37 80

999 93 75 313- е

000 31 55

999 93 73 — — 314-е

000 25 28

999 93 71 31 5-е

000 18 99

999 93 69 -- 316-е

000 12 68

999 93 67 . — 317-е

000 06 35

999 93 65 — 318-е

000 00 00

На этой стадии машина автоматически остановится.

Машина для извлечения квадратного корня состоит из механизма 1 установки числа (клавишное устройство), семиразрядного электромеханического счетчика 2 для фиксации подкоренного числа, трехразрядного электромехапического счетчика 8 для подсчета количества операций вычитания членов ряда нечетных чисел из подкоренного числа (илн для данной схемы — сложения дополнительных чисел этих членов), соответствующего корню подкоренного числа, синхронного коммутатора 4, приводимого в действие электродвигателем 5, отсекателя переме шого тока б, приводимого в действие электродвигателем 7, и переключателей

8 — 24, для автоматического переключения цепей при операции извлечения корня.

На чертеже изображен механизм установки для набора шестизначных чисел. В каждом разряде клавиатуры имеются по десять контактов

f(i — К, соединенных с соответствующими щетками синхронного коммутатора 4.

Со счетным колесом седьмого разряда счетчика 2 непосредственно соединен переключатель 8, переключающий соответствующие цепи при появлечии в упомянутом разряде счетчика цифры «9», что означает возникновение в счетчике 2 отрицательного числа.

Переключатели 9 — 21 приводятся общим электродвигателем 2з. Псреключатели 22, 28 и 24 приводятся соответственно индивидуальными электродвигателями 2б, 27 и 28.

Работа машины и ее отдельных устройств поясняется след;:ющим примером.

Подкоренное число (для взятого .примера 101124) набирается на механизме 1 установки числа (клавиатуре), что приведет к замыканию соответствующих контактов К вЂ” К, каждого разряда клавиатуры и образованию цепей между синхронным коммутатором 4 и счетчиком 2. При .нажатии на клавишу 29 замыкается контакт 80, включающий обмотку электродвигателя 5 в цепь питания переменного тока через щетки Й № 100507 и контактную пластину 82. Срабатывание электродвигателя 5 приведет во вращение синхронный коммутатор 4, который будет передавать в разряды счетчика 2, через замкнутые контакты К вЂ” К клавиатуры, соответствующие числовые импульсы от «1» до «9».

Этой операцией подкоренное число переносится из механизма установки числа в счетчик 2.

После перенесения подкоренного числа в счетчик, все контакты

К вЂ” К, клавиатуры должны быть разомкнуты (т. е. набранное на клавиатуре число погашено) .

Операция по извлечению корня начинается с включения контакта84, клавчшей 85, при этом замыкается цепь обмотки электродвигателя 25.

В результате щетки переключателей 9 — 21 передвинутся на одну позицию и питание электродвигателя 25 прекратится, так как щетки переключателя 9 перейдут с контакта а на контакт б. Одновременно щетки переключателя 10 включат электродвигатель 7 (через щетки 86), который приведет в действие синхронный коммутатор 4. Последний вращаясь будет передавать в счетчик 2 импульсы тока.

Схема построена таким образом, что во время первого оборота синхронного коммутатора 4 будет замкнута цепь от щетки контактной пластины «8» синхронного коммутатора 4 через переключатели 22 и 16, и в пятый разряд счетчика 2, на котором установлен низший знак высшей гранн числа, пройдет восемь импульсов (т. е. цифра «8»), а в конце вращения коммутатора 4 замкнется щетка 87 и через внутренние контактные пластины переключателя 28 в пятый разряд счетчика бу ет послан дополнительно один импульс (т. е. «1») .

Одновременно в седьмой и шестой разряды счетчика 2 будут посланы по девять импульсов (т. е. цифры «9»), которые пройдут в 7-й разряд прямо с пластины «9» коммутатора 4, а в 6-й разряд через переключатель 22 (внутренние контактные пластины) и переключатель 17.

Таким образом произойдет первая операция сложения, т. е..

+ y/10 11 24

998

009 11 24

В результате проведения этой операции на счетчике 8 будет "àôèêсирована цифра «100» за счет передачи в его старший разряд одного импульса с коммутатора 4 через щетку 87 переключателя 18.

В конце первого оборота коммутатора 4 через щетки 88, которые замкнутся на контактной пластине 89, будет послан один импульс в электродвигатель 2б, последний сработает и передвинет щетки переключателей 22 на контактную позицию в.

При втором обороте коммутатора 4 по установившимся цепям теперь уже будут посланы в пятый разряд счетчика 2 шесть импульсов (т. е. цифра «6») в один импульс (т. е. «1»). Одновременно в 7-й и 6-й разряды счетчика будет послано по девять импульсов и щетка переключателя 22 передвинется на контактную позицию г.

Произойдет вторая операция сложения, т. е.

+009 11 24

996

006 11 24

В старший разряд счетчика 8 по тем же цепям, как и в первой операции, будет послан второй импульс и счетчик 8 зафиксирует цифру

«200».

¹ 100507

При третьем обороте коммутатора 4 будут посланы в пятый разряд счетчики 2 четыре и один импульсы (т. е. цифры «4» и «1») и одновременно по девять импульсов в 7-й и 6-й разряды и щетка переключателя 22 передвинется на контактную позицию д.

Произойдет третья операция сложения:

+006 11 24

994

001 11 24

В старший разряд счетчика 8 будет послан третий импульс и счетчик зафиксирует цифру «300».

При четвертом обороте коммутатора 4 будут посланы два и один импульсы (т. е. цифры «2» и «1») в пятый разряд счетчика 2 и одновременно по девять импульсов в 7-й и б-и разряды. Произойдет четвертая операция сложения, в результате которои для взятого г римера) в 7-м разряде счетчика 2 появится цифра «9», щетки переключателя 8 встанут на позицию е, разорвут цепи питания электродвигателей 7 и 26 и остановят работу коммутатора 4, а щетки переключателя 22 останутся на позиции д.

001 11 24

992

994 11 24

Зта операция показывает, что из данной грани (т. е. цифры «10») подкоренпого числа вычитание должно быть прекрашено.

В старший разряд счетчика 8 будет послан четвертый импульс и счетчик зафиксирует цифру «400», Щетки переключателя 8, установленные в положение е позволят замкнуть цепь электродвигателя 5, который включится через щетки 40.

При этом коммутатор 4 сделает один оборот, пошлет по установившимся

K этому времени цепям машины cBMb H5lfIxiльсов (T. p.. цифру «7» для взятого примера) через переключатель 22 в пятый разряд счет гика 2 и девять импульсов (т. е. цифру «9») и старший разряд счетчика 8 (через щетки 41 и переключатель 21) и включит электродвигатель 25, который переключит на одну позицию щетки переключателей 9 — 2J.

В результате этой операции произойдет сложение цифры «7» к 5-у разряду счетчика 2

994 11 24

007

001 11 24 и цифры «9» к старшему разряду счетчика 8

+ 400

1300 (появившаяся при сложении единица автоматически погасится, так как она выйдет за разрядную сетку счетчика), т. е. в счетчиках 2 и 8 восстановятся прежние значения «0011124» и «300».

При этом щетки переключателей 8 сойдут с контактной позиции з и опять включат в работу электродвигатель 7..№ 100507

После этого синхронный коммутатор 4 будет посылать импульсы в третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой разряды счетчика 2 (т. е. начиная с младшего разряда второй грани подкоренного числа).

При первом обороте коммутатора 4 в третий разряд счетчика 2 будет послано восемь импульсов через контактную позицию и переключателя 28 и контактную позицию л переключателя 14 (так как щетки переключателя 14 к этому времени будут замкнуты на этой позиции) и один импульс через внутренние контактные пластины переключателя 24 (т. е. цифры «8» и «1»), в четвертый разряд счетчика будет послано два импульса через контактную позицию д переключателя 22 и контактную позицию н переключателя 15 и один импульс через внутренние контактные пластины переключателя 11 (т. е. цифры «2» и «1»).

В пятый, шестой, и сельмой разряды счетчика будет послано по девять импульсов. в пятый через внутренние контактные пластины переключателя 22 и контактную позицию г переключателя 1б, в шестой через контактную позицию р переключателя 17 и в седьмой непосредственно с коммутатора 4.

В результате произойдет операция сложения

+ 00111 24

99928

11

00050 24

В конце оборота коммутатора 4 через щетки 88, которые замкнутся на контактной пластине 89, будет послан один импульс в электродвигатель 27 (так как на переключателе 11 будет замкнут контакт с), последний передвинет щетку переключателя на контактную позицию т.

Во второй разряд счетчика 8 будет послана единица через щетку 87 и контактную позицию ьи переключателя 18 и на счетчике 8 зафиксируется число «310».

При втором обороте коммутатора 4 произойдет подача шести и одного импульсов в третий разряд, двух и одного импульсов в четвертый разряд и по девять импульсов в пятый, шестой и седьмой разряды счетчика 2.

В результате на счетчике 2 будет число

00050 24

99926

11

99987 24

В 7-м разряде счетчика опять появилась «9», что переключит щетку переключателя 8 на позицию е. Разорвется цепь питания электродвигателей 7 и 27, работа коммутатора 4 прекратится, а щетка переключателя 28 остановится на контактной позиции т.

Далее машина работает аналогично предыдущему с переходом вычитания членов ряда нечетных чисел из последней грани подкоренного числа, В конце извлечения корня числа машина останавливается автоматически.

Предмет изобретения

Электромеханическая машина для извлечения квадратного корня из заданного числа, работающая по способу, охарактеризованному в авт. св. № 100040, и содержащая механизм установки числа (клавишное

М !00507 усройство), электромеханический счетчик для фиксации подкоренного числа и результатный счетчик, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости работы и упрощения конструкции совместно применены: а) два синхронных коммутатора, выделяющие из питающего схему переменного тока импульсы (целые волны или полуволны) в количестве, соответствующем передаваемым цифрам, и служащие: один- — для передачи импульсов в счетчик фиксации подкоренного числа через механизм установки числа, а другой — для передачи в оба счетчика импульсов, при помощи которых осуществляются промежуточные сперации по извлечению корня; б) система автоматических шаговык переключателей с индивидуальными приводами, которые управляют цепями, соединяющими оба синхронных коммутатора со счетчиком фиксации подкоренного числа таким образом, что со второго синхронного коммутатора в этот счетчик проходят импульсы в количестве, соответствующем дополнениям нормального ряда нечетных чисел, начиная с «1», для осуществления последовательного вычитания этих чисел из подкоренного числа, а с первого синхронного коммутатора проходят импульсы в количестве, соответствующем излишне вычтенным нечетным числам, в случае возникновения в счетчике отрицательного остатка, для BoccTdhoBëå-!

ii a предшествующего значения промежуточного числа, полученного в результате извлечения корня; в) система шаговых переключателей с общим приводом, служащих для автоматического переключения цепей управления в процессе осуществления операций по извлечению корня.