摘 要:作为被认为是最好的便携式计算器,Curta计算器因为它的精度和操作的准确性受到大众甚至通用航空的飞行员的青睐。直到20世纪70年代电子计算器出现,Curta计算器逐渐淡出人们视野,只能作为昂贵的收藏品留存于少数收藏家手里。本文通过将通过构建其模型,分析其工作原理。同时结合现代3D打印技术展望其前景。
关键词:机械制造;Curta;计算器;纯机械式;3D打印
一、研究内容
Curta计算器的复杂结构使得知道现在仍然有很多人热衷于收藏、复制它,甚至有人想要造出超越Curta的计算器。 在不久前,国外的3D的打印爱好者Marcus Wu 已经成功利用3D打印技术制造出可操作的模型。由于3D打印的精度与强度限制,模型比例限制为3:1。这一举动再一次将古老而精致的Cura计算器呈现在大家眼前,不过这次结合与现代技术,Curta也许不再受限于收藏家的把玩,更多地走进大众视野,让人们了解机械制造的魅力并热爱它。我们团队的任务就是查阅相关资料,在老师的指导下完成Curta计算器模型的构建与仿真。我们花费大量时间收集相关资料,初试蓝图,同时我们小组反复研究图纸,熟悉工作原理,在近4个月的工作下终于在SolidWorks中完成了1:1的模型,并且能实现原始机构的所有功能操作。
二、原理剖析与仿制
(一)核心元件
Curta的核心元件是步进鼓,图3显示了一个五位数的输入机制与工作原理,假设输入数字02735如图所示。
为了进行区分,滚筒上的齿以两种不同颜色显示。红色的齿对减法有效,绿色的齿对加法有效。
(二)加法原理
加法原理很简单,在步进鼓转动一圈后,输入轴上的齿轮各自对应加法齿转动相应的齿
(四)输入、输出及传送组件
为实现这一功能设置输入数字与数字的传送,需要三个组件。分别为输入组件,显示组件,步进鼓。输入组件(图4)由带两条螺旋槽的杆、弹簧、钢珠、示数盘组成,输入键上下滑动时,示输盘转过动对应的度数显示输入数字。再摇动手柄一周,通过步进鼓和对应的中间杆上的齿轮将数字进一步传送到输出示数盘上。
(五)进位装置
周期。但是,目前3D打印技术存在的的问题也是十分明显,一般的打印精度有限,工业级3D打印价格昂贵,同时打印耗时长。期待3D打印技术的进步,给我国制造业的带来蓬勃发展的前景,早日实现“中国制造2025 ”。
参考文献
[1]杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础【M】.北京:高等教育出版社,2006.5
[2]陈超翔,胡其登。SolidWorks高级教程简编[M].北京:机械工业出版社,2016.8
[3] 赵海明. 3D打印设计与个性化制造技术[D].浙江大学,2017.
论文作者:鲍海生 陈宇 杨坤 张晓敏
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签:计算器论文; 步进论文; 加法论文; 组件论文; 模型论文; 技术论文; 数字论文; 《科技中国》2018年4期论文;