乔治·巴纳德·格兰特（George Barnard Grant）

要点：

从1872年到1898年，美国人乔治·巴纳德·格兰特通过他在马萨诸塞州列克星敦市的公司grant calculating machine company，获得了几个计算机模型的专利并进行制造。
格兰特在家乡马萨诸塞州的第十四届马萨诸塞慈善机械协会展览中展示了他的百年纪念模型计算机，并获得了金牌。
格兰特的发明获得了奖项，被描述为“优于以前所有同类仪器”。

乔治·巴纳德·格兰特获得了几个计算机模型的专利。

乔治·格兰特的计算机

从1872年到1898年，美国人乔治·巴纳德·格兰特（请参阅乔治·巴纳德·格兰特的传记）在马萨诸塞州剑桥市获得了四个计算机专利，并在他在马萨诸塞州列克星敦市的公司grant calculating machine company进行制造。他的四个专利分别是1872年（美国专利号129335），1873年（号138245），1887年（号368528）和1888年（号605288）。

1876年，格兰特在费城的1876年美国百年纪念博览会上展出了两台计算机。第一台是一台华丽的差分机（请参阅格兰特的差分机）。第二台展出的机器是一台较小的计算设备（也称为“蚱蜢”加法机），该机器在1872年和1873年的前两个专利中有描述（见下图）。美国百年纪念委员会的官方报告中提到：
“这个类别（机械计算）中最重要的展品是剑桥市乔治·b·格兰特先生的两台计算机，其中较大的一台被设计用于组合和打印涉及100个元素的函数。其几个部分的组合非常简单；元素的数量可以无限增加，而且机器的运作非常可靠。较小的机器，也就是算术计算器，是一台能与著名的colmar加法机相媲美的加法机。挪威的petersson加法机也值得特别提及。”

上述的算术计算器由400个零件制成，长度为30厘米，高度为15厘米，后来以100美元的价格销售。有几个副本被制作出来，可以在史密森尼和私人收藏中找到，但是这台机器从未投入商业生产。格兰特能够使这个设备快速运转（“…一个制作不良的装置以每分钟10000次的速度完美无误地进行运算”），他可能将其作为实验其他计算机的一部分。

格兰特在1876年展示的较小机器

据报道，格兰特在哈佛大学劳伦斯科学学院（1870年至1872年间）的学生时期发明了这台机器（被称为百年纪念模型）。据报道，这台机器被用于记帐室、保险公司等场所，并被描述为一种用于乘法、除法等常见运算的较小仪器。它长一英尺，高度和宽度的一半，重20磅，包含不到400个零件，其中不到75个是工作零件。它可以计算多达9位小数的数字。根据一份展览报告，这台机器或算盘机与著名的科尔马机器相媲美

1881年，格兰特在家乡马萨诸塞州的马萨诸塞慈善机械协会第十四届展览会上展出了这台计算机，并获得了金牌。展览报告称：这台计算机现在已经通过了实际使用的考验，过去三年中已经有几台机器被使用。它非常适用于广泛的乘法和除法计算，并且在简洁性、强度、紧凑性、耐用性、廉价性、快速性和操作准确性方面超越了现在用于此类计算的其他仪器

格兰特计算机，百年纪念模型（1876年）（由美国国家历史博物馆提供）

这台桶形非打印机（整体尺寸：18.6厘米 x 46.3厘米 x 15厘米）有一个矩形的木质底座，底座上切割出一个开口，以便底部附近的轴上的一组轮子的运动。这个轴与较大的上部圆筒通过齿轮连接在一起，所以当上部圆筒右端的手柄转动时，轮子和圆筒同时转动。该仪器的框架由底座两端的空心圆盘组成，这些圆盘与已提到的两个轴连接在一起，还有第三个轴，它带有一组20个弹簧爪，与轮子的齿轮相连。

上部圆筒的一部分有一个金属圈，可以使用锁销在圆筒上的18个位置中的任何一个位置上设置。这个圈支撑着18个可移动的环。每个环上有一个加法销和一个标有从0到9的数字的位置，可以设置在任何一个位置上。下部圆筒上有20个记录轮，每个轮上有30个齿。数字0到9在每个轮周围都被印刷了三次。弹簧爪与记录轮的齿轮相配。如果按下爪，它就会与记录轮的齿轮咬合，导致它转动。轮子上的销通过与下一个爪咬合来实现进位。

这款机型没有显示乘数或被乘数的机制。左侧的杠杆末端的平盘用作操作轮的刹车，指示操作曲柄已经转过一圈。

格兰特设计的较小机器

百年纪念展的评委给了格兰特发明的奖励，并将他的机器描述为“优于目前已生产的所有同类仪器”。它受到了保险精算师和杰出教授们的赞扬，但从未大销售。这个版本的机器售价为100美元。

1898年，大英百科全书报道了有多种用于乘除的曲柄操作的计算机，包括由thomas、tate、odhner、baldwin和grant制造的机器。”grant的机器由一个轴承着一组环的圆筒组成，上面有数字。他称这些环为加环。下面的轴上也有一组类似的环，他称这些环为记数轮。为了进行乘法，加环被设置为读取被乘数，而记数轮则是乘数。如果被乘数是387432，曲柄将被转动三次并移动一个滑块，然后转动八次并移动一个滑块，依此类推。在转动结束后，答案可以在记录轮上读取出来。”

grant机器的专利图（来自1873年）

数字通过盖子上的开口（在专利图中标有“in”）输入，安装在滑块和g'上。结果显示在数字轮上（类似于齿条），放置在盖子下方。数字的相加是通过可移动的运输车来完成的，可以通过手柄旋转。盖子上有切口（或第一项专利中的开口），将销钉插入其中。切口（开口）上刻有从1到9的数字，并且通过将销钉插入适当的开口来输入数字，而最低行用于单位，上行用于十位，依此类推。通过这种方式，输入的数字可以乘以10或除以10（通过将盖子向上或向下移动到一个刻度）。此外，刻度数字上还刻有较小的数字（从9到1），它们是大数字的补数，并在减法和除法中使用。数字轮a，b，c，d等放置在切口下方，每个轮子分为两个（或三个）10齿组，每个齿上标有一个数字。

该机器还具有将数字轮的显示清零的机制。

销钉作为放置在数字轮下方的停止装置，当手柄（载体）旋转时，使运动前后，并将数字从输入传输到显示机制。

在他1873年的专利中，乔治·格兰特提出了三种十进制进位机制的变体，取决于机器的容量。

使用机器进行算术运算的方式与加法机器典型的方式相同，需要记住，计算机制只能顺时针旋转，并且在减法和除法中使用补数。

格兰特的最新机器的美国专利局模型仍保存在美国国家历史博物馆（见下图）。

这个模型（总尺寸：19.5厘米 x 34.3厘米 x 14.4厘米）有一个矩形的木质底座。框架由两个板组成，连接在底座的两端。机械装置由一个大上缸和一个小下缸组成，它们通过相等大小的齿轮连接在一起。上缸的15厘米部分有一个金属领圈，可以在缸上的任意8个位置上设置。这个领圈支撑着8个可移动的环，每个环代表一个输入的数字。每个环上都有一个加法销和一个销钉，可以设置在0到9这10个位置上。

格兰特的最后一台计算机（1887年的专利机型）（美国国家历史博物馆提供）

下缸上有10个记录齿轮，每个齿轮上都有30个齿。编号从0到9的纸环三次围绕每个齿轮。在两个缸之间的一根杆上，有一排十个弹簧爪，每个对应一个记录齿轮。如果按下一个爪子，它就会与记录齿轮的齿轮啮合，导致齿轮转动。齿轮上的销钉通过与下一个爪子的啮合来实现进位。这个模型没有用于显示乘数或被乘数的机制。

后来，格兰特重新设计了这台机器，增加了一个打印设备，并生产了他的计算器（宣传为“算术手风琴”），在19世纪末获得了一定的成功（销售了大约125台机器），直到19世纪末。格兰特的最后一台计算机（因其外观而被称为格兰特的蚱蜢模型）于1893年在芝加哥的哥伦比亚博览会上由乔治·格兰特展出，并在《制造商和建筑者》杂志第26卷第9期（1894年9月）中进行了描述（见下图）。后来，格兰特设计了一种实验模型，旨在实现减法、除法以及加法和乘法。

格兰特的“蚱蜢模型”计算机（点击图像查看大图）

该机器（总尺寸：20.7厘米 x 24厘米 x 27.5厘米）有一个黑色的开放式铁框架，配有钢和黄铜零件以及纸质标签。机器前部的五个滑动销用于在下方的齿条上设置数字。每个销旁边都有一条薄纸条，上面印有从0到9的数字。向后移动销会带动一根齿条后退。

在齿条后面是一个可移动的架子，上面安装了11个齿轮。每个齿轮旁边都有一条带有数字的纸条。在机器前右侧转动曲柄会使齿条后退并与齿轮啮合，以比例转动每个齿轮。当加法框架到达向后移动的末端时，在曲柄轴前面设置的凸轮会稍微抬起所有的注册齿轮，使它们与齿条脱离并在返回运动中不移动。每个齿轮上都有一个齿延伸，所以当齿轮完成一次旋转时，它就会与放置在架子上的螺旋轴上的一个进位齿啮合。当加法齿条返回到位置时，螺旋轴旋转，进位齿推动下一个齿轮向上移动一个单位，产生进位。结果显示在架子上的齿轮之间的纸条上。