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要点
- 弗兰克·鲍德温因发明了一台更便宜的计算机而闻名。
- 鲍德温设计了一种简单的加法设备，发明者将其命名为算盘。
- 授予鲍德温的第二项专利是用于齿轮机的。
弗兰克·鲍德温
到了19世纪70年代，计算机设计的状况可以从一篇发表在美国流行杂志《制造商和建筑师》1872年的一篇文章中看出：“如果能够制造出一台可靠的计算机，零售价格低廉，比如五美元，能够完成加法、减法、乘法和除法运算，毫无疑问，它一定会有很好的销售，因为所有积极进取的商人都需要这样一个节省时间的工具。
在所有批发商店、银行、政府机构、商业公司、出版公司等地方，一台易于操作、结构简单、操作可靠、不易出错且质量可靠的计算机将是一种重要需求。
在上个月查看专利局的计算机模型时，我们没有看到符合上述描述的任何一台。其中一些过于复杂，需要工程师运行，需要钟表匠维护，而其他一些明显是由于机械工作实际经验不足的人设计的；他们使用没有摩擦滚轮的小木制凸轮在滑动杆上运作，这些凸轮经常卡住；或者在其他情况下，使用绳子来拉动一侧有负重的轮子，并期望其通过重力的作用返回到正确的位置，但由于摩擦力的存在，轮子从来没有返回到正确位置，而发明者在这方面没有做任何考虑。
最后，每台计算机都出了故障，给出了在两次转动手柄的过程中会让最成功的商人破产的算术结果。”
一个最早试图改变这种令人失望局面的发明家是弗兰克·鲍德温（1838-1925）（参见弗兰克·鲍德温的传记），他在1873年租了费城的一个小店，并开始制造基于“齿轮”或“可变齿轮”机制的十台计算机。鲍德温显然不是这种机制的发明者，尽管他后来声称自己是。
正如您在本网站的其他页面中所看到的，第一个类似的设计最有可能是由莱布尼茨于1672年创建的，然后由波莱尼于1709年，布劳恩于1727年，斯塔菲尔、罗斯和wertheimber于19世纪40年代重新发明。然而，目前尚不清楚鲍德温是否知道其他发明者的情况，但特别是斯塔菲尔的机器在1851年伦敦的伟大展览会取得成功后，在讲英语的世界中非常有名。
除了这台机器外，鲍德温还设计了一种更简单的加法设备（见下图），发明者将其命名为算盘，后来成功地制造和销售，尽管数量有限。鲍德温1874年收到了美国专利局颁发给算盘的第一项专利（美国专利号153522）。后来，在1900年，他又申请了另一项关于加法设备的专利。
弗兰克·鲍德温的算盘，专利图纸和机器（© monroe计算器公司）
在1874年，鲍德温将两台机器都展示在富兰克林研究所，其中一委员会成员john nystrom, john groesbeck和pliny earle chase对较小的机器给予了积极评价。因此，该机器被授予了1874年最有价值发明的约翰·斯科特奖章。后来，鲍德温成功地将其中一台机器卖给了一个铁路办公室。这台机器被证明非常有用和可靠。
它是一个由钢和黄铜制成的设备，尺寸为：2厘米x 13厘米x 11.3厘米。
该设备的背部大致呈半圆盘形，顶部刻有从0到9的数字。一个钢箭头可以旋转指向其中任意一个数字。通过旋转黄铜旋钮，箭头会返回原位。旋钮与设备底部的一个小可移动马车通过齿轮相连。将旋钮返回原位会旋转两个小的计数器轮。
其中一个轮子记录输入数字和已经设置在轮子中的数字的总和（用于加法）。另一个轮子记录这个数字的补码（用于减法）。有四套相互连接的寄存器轮，因此该机器可以相加的数字高达9999。
1875年鲍德温获得的第二项专利（美国专利号159244）是关于齿轮机器的。
鲍德温的齿轮机器（专利图纸）
让我们来查看该机器的工作原理，查看第一台机器的专利图纸：
该机器的基本机构可以分为三个部分：1. 计数鼓（在专利图纸中标记为），它由一个基本鼓、包含齿和扇形片组成。
在正常位置，齿牙通过弹簧隐藏在鼓体内。如果通过杆杠旋转扇形片，那么一个或多个齿牙将通过弹簧从鼓体中推出，这些齿牙的数量将取决于扇形片的旋转角度。因此，在旋转销轮鼓的曲柄时，不同数量的齿牙将与小齿轮啮合，并传递给结果机构的不同数量。
计数鼓的机构与其他机构分开，并可通过滑块向左或向右移动（与例如另一种著名的同类机器odhner不同，那种机构可以旋转计数而不是反向），这种移动在乘法和除法时是必要的。
2. 输入数字后，必须旋转主手柄一圈，9齿计数器鼓将旋转到与特定计数鼓竖立齿牙相应的步数。
3. 另一组计数器鼓与机构连接在一起，它作为特定计数鼓的旋转计数器，在乘法和除法中是必要的。
在他的第一项专利中，鲍德温还提出了一种用于在纸上打印结果的带式打印装置的设想。然而，这个想法直到1908年才得以实现，当时鲍德温录音计算器获得了专利，它将打印机与计算器结合在一起。
在手动制造的前10台设备成功销售之后，鲍德温试图在工厂中制造和销售他的机器，但没有成功。这种机器的需求还不够高。
弗兰克·鲍德温的第一台叶轮机器
弗兰克·鲍德温试图改进他的机器，并获得了其他专利，分别是1902年和1904年改进的叶轮机器，1905年带有键盘的机器（见下图），以及1908年提到的带有打印机制的机器。
弗兰克·鲍德温于1905年制造的机器
成功来到了鲍德温的生命最后阶段，在1911年，他从年轻的商人杰伊·兰道夫·门罗（1883-1937）那里获得了财务支持，1912年他们创办了门罗计算器公司。鲍德温开发出一种结合了当时计算器最佳功能的机器——踏板鼓和叶轮机器的四功能算术能力以及键盘驱动的康普托米特的快速设置。门罗认识到了这个机器的可能性，并建立了一个公司将这个机器推向市场。
