【古董機械計算機】運作原理詳細解析,機械齒輪結構計算加減乘除

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9 次觀看·2022年10月15日
東芝計算機 20-TC形
應該是1960年代生產的機器
章節:
0:00 片頭
0:20 前言
1:28 加減法計算
2:22 乘法計算
4:44 除法計算
7:26 內部齒輪機構
9:46 結語
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哈囉大家好 我是黃信惠
我家裡收藏了一臺古董計算機
這是純機械原理
裡面有一堆齒輪的複雜計算機
而這支影片要與大家分享一下
這臺有趣的機械計算機
這臺計算機的功能
除了做簡單的加減法計算之外
還可以做乘除的運算
機械計算機總共有三個欄位
下面這排有20個位數的是答案
你計算的資訊就會顯示在這邊
左邊的是乘數
待會我會詳細的解釋
而上面這排數字
並且有刻度可以選擇的
就是我們輸入數值的地方
另外還有右邊這個旋轉用的手把
以及清除還有調整位置的拉桿
坦白說我第一次拿到這臺古董計算機
花了不少時間來研究
我先來示範一下這臺計算機的使用方式
如果要計算123加456
那麼就會在這上面
把號碼撥到123
接著把把手往加的方向
順時鐘旋轉一圈
下面的答案區就會顯示123這個數字
接下來把號碼撥到456
再轉一圈
你就會發現答案區的數字已經加上去了
要做減法的話也很簡單
同樣把撥盤調整到你想輸入的數字
接著要往減號的方向
逆時鐘旋轉一圈
答案區的數值就會被扣掉了
上面這個拉桿是用來清除上方的數值
而下面這個拉桿
是要來清除答案區的數值
加減法的功能其實相對單純
但如果你要做乘法的話
就需要看左邊的這個區域了
假設我們要做321乘以3的數學運算
那麼就在上面的欄位輸入321
往順時鐘旋轉一圈之後
左邊就會有1的數字
接著只要轉三圈
底部的數值就是321乘以3的答案了
當然如果你要做321乘以654的運算
不可能要你旋轉654圈
所以這裡有個特殊的功能
你可以看到乘數左邊這邊有個箭頭
利用這個箭頭就可以做位數的切換
我們先把答案清空
所以左邊這裡的乘數
就要顯示654
用撥桿調整箭頭到第三個位數
再旋轉旋鈕
將第三個位數變成6
接著撥動位數的切換
將第二個數值旋轉變成5
再來一樣移動位數的切換
將右邊的數值變成4
而答案區所顯示的就是321乘以654的答案了
這就是乘法的用法
而這臺機器應該算是高檔的
所以它一共有20個位數可以顯示
所以你可以做1234567890乘上9876543210的運算
像這樣就可以得到這個答案了
接下來就是除法的運算
除法會比較複雜一點
假設我們要做234除以22的運算
那麼我會先將234放在答案區
接著將22放在輸入的地方
這時候我們要把乘數這一區歸零
由於直接撥動這個拉桿
會把左右兩邊的數值同時清除掉
所以我們必須要先撥動這個小拉桿
這樣子我們就可以單純將左邊的乘數歸零
而不會同時將答案區的數值也歸零
接下來要用減法的方式逆時針旋轉
當數值減到不能再減的時候
就會聽到這個聲音
鈴聲代表的就是數值已經超過了
這時候就要把手把反方向旋轉回來一圈
而左邊的數值就是除法的答案了
而右邊答案區這邊的數值就是餘數
而除法其實還可以計算到小數點喔
我們可以利用下方的箭頭來作為小數點的標記
比如說我這邊以5作為個位數
在乘數與答案這邊都標記上去
接著乘數的檔位也要設定成第五格
同樣的我輸入234
答案這邊就會在第五格這邊出現234
一樣我們要先將乘數這邊的欄位給清空
留下答案區的數值
接下來要撥到22
然後開始旋轉
聽到鈴聲之後再轉回來
然後退一個檔位再繼續旋轉
聽到鈴聲同樣轉回來再退一個檔位
依此類推目的是要將餘數的數值減少到最小
直到檔位沒有辦法再退為止
左邊的乘數就是我們的答案了
所以234除以22的答案就是
10.6363
餘數就是0.0014
除法的用法真的非常複雜
但單純靠機械運作的機器
就可以做到加減乘除
並且計算到很高位數的算數
真的非常的厲害
拆開外殼我們可以看一下內部的構造
可以看到內部的齒輪結構非常的複雜
撥動輸入數字的轉盤
除了可以改變上面顯示的數字之外
還會改變突出的齒輪
當我們旋轉把手的時候
突出的這個齒輪就會帶動到下方的答案區
改變這個答案的數字
這個呈現階梯狀的齒輪
是用來做進位使用的
我們可以來看一下它進位的方式
當個位數的轉動超過9的時候
就會突出一根東西
進位的齒輪就會打到這個突出的東西
接著撥動下一個位數的轉輪
左邊的齒輪是用來計算乘數的
所以轉動一圈就會加1
裡面還有複雜的機構
來幫你清除這些數字所使用的
當然還少不了超過數字的時候的鈴鐺
這種機械結構真的非常的精妙
而且超級的帥
轉動的那個聲音也非常的舒壓
不過在那個年代
需要整天操作計算機的人
應該會轉動這個把手轉到很絕望吧
所以當然也有發明電動的機械計算機
你可以看到它一樣需要不斷的切換檔位數字
來將數字相除
有興趣的朋友可以到黃鴻宇的頻道
他有拍攝非常多的電動機械計算機的影片
機械計算機流行的時候大概是1960年左右
不過坦白說機械計算機計算的速度
可能還沒有比會用算盤的人來得快
昂貴的價格加上複雜的維護保養
很快的在1970年
就被便宜的電子計算機給取代掉了
不過這種複雜的機械齒輪結構
真的非常的迷人
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非常感謝大家的收看
掰掰
