本发明涉及到电子计算机（或电子计算器）的输入装置，尤其是用一类能够直接输入各种文字特别是汉字、数字的特殊构型算盘式的输入装置以及无珠触摸算盘式输入装置或该类特殊算盘变形的按键组式输入装置。

由于计算器的数字键1、2、3、4、5、6、7、8、9，按其顺序每三个一行，它们分三行排列，各种功能操作键排列众多。这样在输入数字和运用某一功能时，人手指需在一个平面选键，跳跃式触键（这可称为“面选式”），而算盘是从左到右挨位输入（这可称为“直列式”），显然直列式比面选式输入速度快得多。

目前已有许多把算盘与计算器结合为一体的发明，（见〈1〉JP公开特许昭55～87222、〈2〉JP公开特许昭57～141730〈3〉JP公开特许昭56～29736等），它们在输入数字时都是直列式的。而在电子计算机上输入各种文字特别是汉字，无论各类大、中、小键盘采用的是面选式的。

本发明的目的在于提高电子计算器的计算速度，为功能的数目大大扩展提供条件;提高电子计算机的输入速度，简化英语、日语、俄语的盲打输入操作，为电子计算机汉字输入提供崭新的方式，为各种文字笔形输入开辟了新的途径。

本发明的任务是这样来解决的，用一类能够直接输入各种文字特别是汉字的特殊构型算盘式的输入盘以及用一个无珠算盘式输入盘和相应的接口电路或用该类特殊算盘变形的按键组式输入盘及其接口电路与一个电子计算机（或计算器）按键下的接点相连接（或用另一个相应的接口电路与原译码电路后的接点相连接）。用一个单元各珠（或按键以及无珠的位置）的组合与其并列的零键（26）可表示出1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，用每一个单元四珠（或按键以及无珠的位置）的分布形态直接形象地表示文字的各种笔形特别是汉字。任何种类文字（包括汉字）都是由不同笔形构成。操作者按照文字笔形顺序拨珠或按键或触摸输入，而不必背各种笔形代码，机器内部传递的信息却是数字代码。于是我们解决了“数形结合”直接输入各种文字特别是汉字的问题。

这类特殊构型算盘的每一单元里的算珠以及无珠的位置或按键的分布状态形象地代表汉字的笔划。如图1所示，我们把每个单元中窄横梁上的二珠都定义为2，把窄横梁左下的一珠定义为4，右下珠定义为1。我们即可看到1、4珠靠梁，形象是汉字中“一”的形象，2、2二珠是汉字中“丨”的形象，2、2、4三珠组成“┐”或“└”（二折）的形象，1、2、4三珠表示汉字中“□”字的形象，2、4珠组成汉字中“/”的形象，2、1珠组成汉字中“\”的形象，2、2、4、1组成“凵”（三折）的形象。还有一、二、0没有定义，我们可以根据拓扑学的概念，认为“T”是在一个线中生出一个“枝”，所以将“T”定义为1。而认为“+”则是在一个线中生出二个“枝”，所以将“+”定义为2。认为“图”的不连通是0，所以将空档0定义为空位。这样我们便得到命名为“董氏编码”的十个基础码：

1234567890

T+\丨-/□┐或└凵空

这样我们便可以对每一个汉字进行编码。例如：汉字“呆”即可在输入盘的第一个单元输入“□”、第二个单元输入“一”、第三个单元输入“丨”、第四个单元输入“/”、第五个单元输入“\”。尽管这个呆字的编码确是705463，但输入者不需要去背对应数字代码再去输入，而是按笔形笔顺，挨位输入，就好象在算珠上写字一样，而绝不用去拨数字705463。705463是机器内部传递的信息。这正是这种输入盘为什么对会写汉字的操作者来说是十分省脑力、易学、易熟练的原因。这样就能把函数型、程序型计算器的数字键外的其他功能操作键、辅助操作键、存储单元键、存储代数运算功能键等用其规范的汉字名称的三个笔形直接在输入盘的右下部三个单元上直接拨入，即可接通所需各键。可看出，当我们拨入笔形时，尽管我们没有记住笔形的数字代码而事实上是拨入了数字代码。显然三位数字共可有999个代码，再先进的计算器其功能数也只能占用999的几分之一，克服了目前电子计算器发展中键纽在输入盘上拥挤不堪的现象。如“库存程序间接调用”这一功能，在TI-59要按（2nd）（pgm）（2nd）（Ind）4键。由于大部分键是双功能，因此欲按（pgm），必须按LRN键，欲按（Ind）键，必须按（yx）键，而若在珠算式键盘上只须按有代表性的三个字“库、间、调”三字的第一笔“\、\、\”拨入即可，因为我们把“库存程序间接调用”功能编在了333号之上。其编码电路见图12。

现代触摸式开关技术可以被用在无珠触摸算盘式的输入装置的接口电路中，其结构原理可用粗略方框图叙述如下：手指的触摸动作启动位置开关，一个与位置开关相接的受时序脉冲分配器控制的译码电路;一个时钟脉冲发生器与时序脉冲分配器相接。一个与译码电路相接的耦合开关，若输入信号是笔形时，一个与耦合开关相接的编码电路接通电子计算机非数字键的接点;若输入信号是数字时，耦合开关与电子计算机的数字键接点相接。

图7至图11是按键组输入盘的接口电路结构图。这个按键操作要求操作者要一、二、三、四指放在键上的圆形凹槽里。按键时要基本同时，绝对同时按下是不可能的，可有先后，但不能单个按，正是在这种动作要求的条件下设计了该电路。图7中的电路表示：若只需要按下一单键的情况，四个键无论哪个单独按下均能达到激发光电耦合器的目的。图8是当基本同时按下二键（且注意二键均相邻的情况）时，表示第一按键按下的同时，第二个按键有了微动，就是这种状态就把图7的电路全部切断了，而使需要的光电耦合器接通。图9是表示被按下的二键是相隔的情况，在这种情况下这个电路也在第二键微动向下时切断了图7的电路而使需要的光电耦合器接通。图10是表示若有三键基本同时按下时的情况，即只要有第二键、第三键都微向下时，便切断了图7、图8、图9的电路，而使需要的光电耦合器接通。图11是四键基本同时按下时，就切断以前所有的电路，而使需要的光电耦合器接通。

前述珠算式输入盘当计算机（器）断电时它本身也可用来进行加、减、乘、除、乘方、开方、解高次方程、解线性方程组的计算。它可以作二进位、四进位、八进位、十六进位尤其是十进位的数制转换和计算。它的珠数比过去少了，而它的计算口诀不仅没有增加，相反口诀变少了。例如进行十进制的加法减法只要会两句口诀即可进行计算，这两句口诀是“靠梁加，离梁减，能靠就靠，否则离离离靠，能离就离，否则靠靠靠离;进一离二，退一靠二”。关于这新式算盘的功能不再赘述。总之，它是一个能够实用的算盘。

本发明事实上是以同一发明思路，创造了“数形结合”式输入装置，这种装置可以与很多技术需要结合起来，可以说能够形成一系列的新产品，本发明只是一系列产品的核心。

珠算是中国人首先发明的，是一项宝贵的文化遗产，在电子计算机时代已经到来的今天，在各项经济工作中仍发挥着重要作用，现在中国每天要有5000万人拨算珠进行计算工作。

在我国来说，由于人们得知这种特殊构型算盘是电子计算机的输入盘，学会它对操作计算器和电子计算机作了准备，这样不仅小学生学习，中学生、大学生都要学习，也由于它珠少（或无珠）可以制作在铅笔盒上，携带更方便了。

虽然特殊构型珠算式的电子计算器的价格要比珠算贵，但它功能键的数目可大大扩展，在这方面，电子计算器比电子计算机有独特优点，它对于搞计算的广大专业人员是不可缺少的。一般人易学、易掌握，速度可超过珠算。

由于用数形结合直列输入式电子计算机输入汉字方便、快速、易学易掌握，会在微电脑普及上起良好作用。

尤其这种电子计算机为创造中文的算法语言或创造中文培基的算法语言创造了条件。

从国际上说，尽管拼音文字的输入是方便的，在键盘上敲一次就是一个字母，盲打的速度可以相当高，若用“数形结合”的输入方法输入一个字母要敲二次（日、英、俄文每个字母根据“董氏编码”不会超过两次，有的也是敲一次）。但它不用面选式输入且电子计算器的功能数目可以大大扩展，不必专门技术训练，易学、易会，易提高速度，因此，“数形结合”式电子计算机（或电子计算器）社会是需要的，尤其在日本，对能输入汉字、片假名的新型电脑也会很感兴趣的。1-矩形框 20-宽横梁

2-上部分 21-窄横梁

3-下部分 22-矩形框（15）的上框

4-宽横梁 23-矩形框（15）的下框

5-上窄横梁 24-档杆

6-下窄横梁 25-珠

7-矩形框（1）的上框26-零键

8-上档杆 27-绝缘管

9-矩形框（1）的下框28-黄铜薄管

10-下档杆 29-按

11-顶珠 30-数字按键组

12-上珠 31-字母按键组

13-下珠 32-文字按键组

14-底盒 33-常开接点

15-矩形框 34-常闭接点

16-四部分之一 35-译码电路

17-四部分之二 36-编码电路

18-四部分之三 37-导电橡胶

19-四部分之四 38-圆形凹槽

一个电子计算机（或电子计算器）它是由控制器、运算器、存储器、输入装置、输出装置组成的。输入装置中用了一类能够直接输入各种文字特别是汉字的特殊构型算盘式输入盘。特殊构型算盘式输入盘主要叙述两种，一种是倒Y型的，一种是正方形的。

图1、图2中绘制的是以计算器为例的倒Y型的特殊构型算盘式的输入盘。它是用两把完全相同的特殊算盘上下并列放置在一起的。它是由一个宽横梁（4）把矩形框（1）等分为上部分（2）和下部分（3）的，上窄横梁（5）和下窄横梁（6）把上部分（2）以及下部分（3）分别分成面积比为3∶2的两块。在矩形框（1）的上框（7）和上窄横梁（5）之间以及在宽横梁（4）和下窄横梁（6）之间安装有若干根上档杆（8），在上窄横梁（5）和宽横梁（4）之间以及在下窄横梁（6）和矩形框（1）的下框（9）之间安装有若干根下档杆（10），下档杆（10）的根数是上档杆（8）的根数的2倍，上档杆（8）的有效长度与下档杆（10）的有效长度之比为3∶2（有效长度是指除去安装所接部位内的长度之外的长度）。上档杆（8）上用两个绝缘管（27）隔开三根黄铜薄管（28），中间的黄铜管比两边的黄铜管长2mm-3mm，两边黄铜管的长度是一个珠厚，下档杆（10）上用一个绝缘管（27）隔开二根黄铜薄管（28）。从每根套在上档杆（8）和下档杆（10）的铜管分别引出一根导线，以便顶珠（11）、上珠（12）在同时拨动时先后连接黄铜管以输入电信号。中间黄铜管的导线是从档杆与黄铜管之间通过的。在顶珠（11）、上珠（12）、下珠（13）中心均带有一圆孔，孔的内壁嵌入薄黄铜管，以便使珠内的黄铜管与档杆上的黄铜管在拨动时有一个充分的接触。每一根上档杆（8）穿有可自由移动的两个珠：一个顶珠（11）、一个上珠（12），每一根下档杆（10）仅穿有一个可自由上下移动的下珠（13）。顶珠（11）、上珠（12）、下珠（13）均是由一般算珠料制成的一个菱形珠，底盒（14）是与矩形框（1）相连接的。每一根上档杆（8），二根下档杆（10）及一个顶珠（11）、一个上珠（12）、二个下珠（13）构成的倒Y型的一个输入单元。赋于各倒Y型单元各珠以固定的数值，每个顶珠（11）、上珠（12）赋于的值是2，左边下档杆（10）上的一个下珠赋于的值是4，右边下档杆（10）上的一个下珠赋于的值是1，各珠间的组合可使每一个倒Y型单元表示出1、2、3、4、5、6、7、8、9、0;用每一个倒Y型单元四珠的分布形态直接形象地表示文字各种笔形和拓扑形象。以珠靠到上窄横梁（5）或下窄横梁（6）为输入（简称靠梁）。例如：将二个下珠（13）靠梁时表示“-”，用一个顶珠（11）和一个上珠（12）同时靠梁时表示“”，用一个上珠（12）和一个左边下档杆（10）的下珠（13）靠梁时表示“/”，用一个上珠（12）和一个右边下档（10）的下珠（13）同时靠梁表示“\”，用上珠（12）和一个右边下档杆（10）的下珠（13）、一个左边下档杆（10）的下珠（13）同时靠梁表示“□”等。这样电子计算器除数字以外的各功能键就可用部分（3）的最右边的三个单元以各功能汉字规范名称的三个笔形直接输入，这样就为大大扩展功能的个数提供了条件。

同理、电子计算机也是根据这一倒Y型的特殊算盘构型，加之零键（26）特定功能键制成输入盘。

图6中绘制的是以计算机为例的正方形的特殊构型算盘式的输入盘。它是一个矩形框（15），三个宽横梁（20）把矩形框（15）等分为（16）、（17）、（18）、（19）四部分，四个窄横梁（21）分别把四部分（16）（17）（18）（19）等分，若干根穿过窄横梁（21）的档杆（24）被固定在矩形框（15）的上框（22）和宽横梁（20）之间，宽横梁（20）之间的以及宽横梁（20）和矩形框（15）的下框（23）之间穿入每根档杆（24）有两个珠（25），这两个珠位居于窄横梁（21）的上下两侧。珠（25）是为一般算珠料制成的，分别可沿挡杆（24）自由上下移动，底盒（14）与矩形框（15）相连接，档杆（24）的长度应为2倍珠（25）的厚度，每二根档杆（24）及其上的四个珠（25）构成一个单元，赋于各正方形单元各珠以固定的数值，构成一个单元的两根档杆距离比两个单元之间的距离小2毫米-4毫米以便识别。

同理，电子计算器也是根据这一正方形的特殊算盘构型制成的输入盘。

这类特殊构型的算盘式的输入盘，可以输入各种文字特别是汉字、数字。其特点是：把笔形与靠梁的珠的分布形态直接相连，而每珠都有所赋的数值，这样自然就表示出数，以使输入时“数”“形”能够结合，简化各种文字的输入方式，提高汉字的输入速度。

电子计算机（或电子计算器），断电时，也可以按口诀进行数字运算，所以它仍是一个实用的算盘。

图4绘制的是以计算机为例的由特殊算盘变形的按键组式输入盘，可以有一个数字按键组（30）、二个字母按键组（31）、若干个排列成矩形的文字按键组（32）、零键（26）和特定功能键，其每一个按键组都是由赋于固定数值1.2.2.4.或0.1.2.4.的四个截面是等边直角三角形的棱柱即按键（29）组成的。每一正方形按键组是一个输入单元。按键（29）是不导电的一种塑料制成的，其底面带有一块导电橡胶（37）其上表面中心挖有一个圆型凹槽（38），以便于按键准确。

在输入盘上输入数字时，只需用一个数字按键组（30）和一个零键（26）就可表示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，英语26个字母、俄语33个字母以及日语片假名均可只用二个字母按键组（31）来表示。

排列成矩形的文字按键组（32），用其一行里若干个文字按键组（32）可表示文字特别是汉字，用其每一列的文字按键组（32）可表示固定词组。

当输入多种文字、汉字、数字时，用手向下按键，按键下的导电橡胶接通由一个常开接点（33）一个常闭接点（34）组成的四个特制的开关，见图3。由于按键（29）每次单向移动的距离不少于5毫米，使得这两个开关交替工作，然后与若干导线组成的译码电路（35），随着赋于按键（29）的数值的不同组合使四个数字译成八个或者十个数字，见图7-11。通过编码电路（36）（见图12）与数字、非数字键相连接，接口电路装在输入盘下面的底盒（14）里。

同理，也根据这一由特殊算盘变形的按键组制成计算器的输入盘。其输入盘可由一个按键组和零键（26）来输入汉字，用三个或三个以上按键组来输入功能名称（三个即可容纳999种不同功能）。

无珠触摸算盘式输入盘是特殊构型算盘的变形，通过现代触摸式开关可以用珠算触摸动作产生电信号，即把原来的拨珠算盘变成无珠触摸算盘。至于如何赋值、为什么能输入各种文字特别是汉字等原理同图1、图2、图6所做的说明。

为了适应“数形结合直列输入式电子计算机和电子计算器”的需要我们给出了英语字母、日语假名、俄语字母的仅有二个笔形的编码方案，在此处从略。