專利名稱：太陽地球月球運動演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于天文知識普及、地理教學(xué)，模擬太陽、地球和月球相互運動的演示裝置。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有技術(shù)中，類似的演示多半采用金屬桿支撐圓球，在電機(jī)帶動下，沿圓形軌道作平面轉(zhuǎn)動用來演示地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和月球的公轉(zhuǎn)運動，這種方式無法演示太陽、地球和月球的某些基本運動形式，制約了演示效果和演示功能的擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種用直觀的演示，來模擬太陽、地球和月球基本運動形式的裝置，用以演示1、太陽懸浮自轉(zhuǎn)。
2、地球在橢圓形平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
3、月球在有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
4、地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同。
5、地球運行軌道位置的間隔顯示。
6、地球公轉(zhuǎn)與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱和四季星空的互動聲光文字自動顯示。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的用聚苯乙烯發(fā)泡材料，按要求尺寸注塑成圓球，在圓球內(nèi)的下部位置加配重物組合為一體，經(jīng)風(fēng)機(jī)吹出的氣流，在伯努利原理作用下，使圓球懸浮并作自轉(zhuǎn)。圓球表面用彩色光致發(fā)光材料繪制相應(yīng)的圖形，在紫外光照射下用來模擬太陽發(fā)光和地球、月球的反射光。適當(dāng)選擇圓球直徑與配重比，使圓球懸浮和自轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。
地球沿橢圓平面軌道懸浮運行地球在軌道車電機(jī)帶動下，沿橢圓形軌道在平臺面板下運動。軌道車風(fēng)機(jī)吹出的氣流經(jīng)風(fēng)道槽、帶動地球在平臺面板上方懸浮自轉(zhuǎn)，并與軌道車同步作橢圓公轉(zhuǎn)運動，以此演示、地球在橢圓平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
月球在有傾斜夾角的軌道運行月球在軌道轉(zhuǎn)盤上風(fēng)機(jī)的帶動下，在圍繞地球作懸浮自轉(zhuǎn)的同時，因為該風(fēng)機(jī)由漸變頻調(diào)速電路供電、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與吹出的氣流量，隨風(fēng)機(jī)電源頻率逐漸變化而變化(氣流量逐漸加大、月球懸浮逐漸加高，氣流量逐漸減小則相反)，在軌道轉(zhuǎn)盤和電機(jī)帶動及程序電路控制下，月球在有傾斜夾角的軌道上懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
太陽的懸浮自轉(zhuǎn)將太陽懸浮自轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)，安裝固定在軌道車合板中心的相應(yīng)位置，并在平臺面板中心對應(yīng)位置加工一圓形風(fēng)道孔，在風(fēng)機(jī)吹出氣流的作用下，使太陽在平臺面板上方懸浮自轉(zhuǎn)。
地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同軌道車電機(jī)由漸變頻調(diào)速電路供電。當(dāng)軌道車帶動地球運行到近日點與遠(yuǎn)日點設(shè)定的位置時，安裝在軌道車臺板相應(yīng)位置的永久磁鐵，分別給軌道車接近開關(guān)一觸發(fā)信號，使?jié)u變頻調(diào)速電路輸出的電源頻率逐漸升高或降低、使軌道車電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸加快或減慢，實現(xiàn)了地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同。
地球運行軌道位置的間隔顯示地球的運行軌道在太空中是無形的，該裝置中的地球運行軌道位置、采用自動間隔光電顯示。沿平臺面板上風(fēng)道槽的橢圓形狀，將發(fā)光管豎立排列固定在風(fēng)道槽外側(cè)，在程序電路控制下自動間隔顯示。
地球公轉(zhuǎn)與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱、四季星空的互動聲光文字自動顯示在軌道車臺板上與黃道十二星座相對應(yīng)的位置、安裝十二個接近開關(guān)，當(dāng)軌道車帶動地球運行到某一位置時，軌道車上的永久磁鐵觸發(fā)軌道車臺板上的接近開關(guān)，啟動程控電路、點亮相對應(yīng)的黃道星座及二十四節(jié)氣名稱。地球運動到另一位置時，原先點亮的熄滅，新到位置的點亮。在裝置上方的穹隆頂幕上，用發(fā)光管矩陣設(shè)置的四季星空顯示電路與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱互動顯示。當(dāng)黃道星座依次點亮三次時(即一個季節(jié))、邏輯電路發(fā)出信號啟動相應(yīng)季節(jié)的星空顯示，再經(jīng)過上述過程，邏輯電路又發(fā)出信號啟動下一個季節(jié)的星空顯示。依次類推，在設(shè)定程序控制下，達(dá)到了互動顯示的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是、不同于用金屬桿支撐圓球、在電機(jī)帶動下作平面圓周轉(zhuǎn)動的演示方式，模擬實現(xiàn)了太陽懸浮自轉(zhuǎn)，地球在橢圓形平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，月球在有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同，地球運行軌道位置的間隔顯示，地球公轉(zhuǎn)與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱、四季星空的互動聲光文字自動顯示。通過模擬使太陽系中的太陽、地球和月球的基本運動形式，在該裝置的創(chuàng)新演示中得到直觀、形象的展現(xiàn)。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式

對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的太陽地球月球運動演示裝置的外型結(jié)構(gòu)2是圖1所示裝置中的軌道車結(jié)構(gòu)圖
具體實施例方式圖1、圖2，所述裝置包括圓球(12)和配重物(13)組合為一體，經(jīng)風(fēng)機(jī)(30)吹出的氣流在伯努利原理作用下，經(jīng)過風(fēng)道管(36)、風(fēng)道槽(孔)(10)，沿箭頭(11)所示方向在裝置的平臺面板(14)上方懸浮自轉(zhuǎn)。圓球(12)表面用彩色光致發(fā)光材料繪制相應(yīng)的圖形，在紫外光照射下用來模擬太陽發(fā)光和地球、月球的反射光[模擬太陽、地球和月球的圓球與圓球(12)的結(jié)構(gòu)和懸浮原理相同，以下簡稱太陽(5)、地球(6)、月球(7)]。
風(fēng)機(jī)(30)、月球軌道電機(jī)(31)和軌道車電機(jī)(20)所需電源分別由集電器(28)與導(dǎo)電銅排(27)滑動接觸供給和經(jīng)漸變頻調(diào)速電路(17)供給。風(fēng)機(jī)(15)電源，由漸變頻調(diào)速電路(18)經(jīng)集電器(16)供給。軌道車接近開關(guān)(21)和永久磁鐵(22)，接收和發(fā)出觸發(fā)信號。
軌道車電機(jī)(20)經(jīng)傳動齒輪(24)與齒條(23)嚙合，驅(qū)動軌道車沿著按橢圓形設(shè)置的軌道擋條(26)、在軌道車臺板(25)上作橢圓運動。月球軌道電機(jī)(31)經(jīng)齒輪(32)與傳動齒輪(34)嚙合，帶動軌道轉(zhuǎn)盤(33)、在軸承(35)的作用下，圍繞安裝在固定板(29)上的風(fēng)道管(36)作圓周轉(zhuǎn)動。安裝在軌道轉(zhuǎn)盤(33)上風(fēng)機(jī)(15)、吹出的氣流經(jīng)風(fēng)道槽(10)帶動月球(7)圍繞地球(6)作有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。在圓臺摭擋顯示外殼(9)上設(shè)置的黃道星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)和在穹隆頂幕(1)上用發(fā)光管矩陣設(shè)置的四季星空(2)互動顯示配合下演示地球(6)在橢圓形平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，月球(7)在有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同，以及太陽(5)、地球(6)和月球(7)相互的基本運動形式。
地球在橢圓的平面軌道運行地球(6)在軌道車電機(jī)(20)和風(fēng)機(jī)(30)帶動下，沿橢圓軌道在平臺面板(14)上方作平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
月球在有傾斜夾角的軌道運行風(fēng)機(jī)(15)電源，由漸變頻調(diào)速電路(18)供給，因風(fēng)機(jī)(15)電源頻率是漸變的，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和吹出的氣流量也隨之逐漸加大或減小。月球(7)在風(fēng)機(jī)(15)、軌道轉(zhuǎn)盤(33)帶動和程控電路(19)設(shè)定的周期程序控制下，周而復(fù)始的在平臺面板(14)上方圍繞地球(6)作有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
太陽的懸浮自轉(zhuǎn)將太陽(5)懸浮自轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)〔圖中未畫出〕安裝固定在軌道車臺板(25)中心的相應(yīng)位置，并在平臺面板(14)中心對應(yīng)位置加工一圓形風(fēng)道孔(10)，在風(fēng)機(jī)吹出氣流的作用下，使太陽(5)在平臺面板(14)上方懸浮自轉(zhuǎn)。
地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同(軌道車離開近日點與遠(yuǎn)日點范圍時，車速是固定的)。在軌道車臺板(25)近日點與遠(yuǎn)日點提前和推后的相應(yīng)位置，分別設(shè)置2塊永久磁鐵〔圖中未畫出〕。當(dāng)軌道車運行到近日點第一塊磁鐵時，磁鐵給軌道車上的接近開關(guān)(21)一觸發(fā)信號，漸變頻調(diào)速電路(17)供給電機(jī)(20)的電源頻率逐漸升高、車速逐漸加快。軌道車離開近日點運行到另一塊磁鐵時，磁鐵發(fā)出一觸發(fā)信號，使車速逐漸回復(fù)到正常速度。當(dāng)軌道車運行到遠(yuǎn)日點的第一塊磁鐵時，磁鐵給軌道車的接近開關(guān)(21)一觸發(fā)信號，漸變頻調(diào)速電路(17)供給電機(jī)(20)的電源頻率逐漸降低、車速逐漸減慢。軌道車運行到遠(yuǎn)日點另一塊磁鐵時，接收到觸發(fā)信號使車速逐漸回復(fù)正常。周而復(fù)始，在程控電路(19)控制下，直觀演示地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同。
地球運行軌道位置的間隔顯示地球(6)的運行軌道在太空中是無形的，該裝置中的地球(6)運行軌道位置、采用自動間隔光電顯示。沿平臺面板(14)上風(fēng)道槽(10)的橢圓形狀，將發(fā)光管(8)豎立排列固定在風(fēng)道槽(10)外側(cè)，在程序電路控制下、自動間隔顯示。
地球公轉(zhuǎn)與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱和四季星空的互動聲光文字自動顯示在軌道車臺板(25)上與黃道十二星座(3)相對應(yīng)的位置、安裝十二個接近開關(guān)[圖中未畫出]，當(dāng)軌道車電機(jī)(20)帶動地球(6)運行到某一位置時，軌道車上的永久磁鐵(22)觸發(fā)軌道車臺板(25)上的接近開關(guān)，啟動程控電路、點亮相對應(yīng)的黃道十二星座(3)及二十四節(jié)氣名稱(4)。地球(6)運動到另一位置時，原先點亮的熄滅，新到位置的點亮。在裝置上方的穹隆頂幕(1)上，用發(fā)光管矩陣設(shè)置的四季星空(2)顯示電路與黃道十二星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)互動顯示。當(dāng)黃道十二星座(3)依次點亮三次時(即一個季節(jié))、邏輯電路發(fā)出信號啟動相應(yīng)季節(jié)的星空顯示，再經(jīng)過上述過程，邏輯電路又發(fā)出信號啟動下一個季節(jié)的星空顯示。依次類推，在設(shè)定的程序控制下，實現(xiàn)了地球(6)公轉(zhuǎn)與黃道十二星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)、四季星空(2)的互動聲光文字自動顯示。
權(quán)利要求
1.一種用于天文知識普及，地理教學(xué)的太陽地球月球運動演示裝置，該裝置不同于用金屬桿支撐圓球，在電機(jī)帶動下沿圓形軌道作平面轉(zhuǎn)動的演示方法，而是用圓球在軌道車電機(jī)帶動下、沿橢圓軌道和有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，用以演示太陽、地球和月球相互的運動形式，其特征在于用聚苯乙烯發(fā)泡材料，按要求尺寸注塑成圓球(12)，在圓球內(nèi)的下部位置加配重物(13)組合為一體，圓球(12)表面用彩色光致發(fā)光材料繪制相應(yīng)的圖形，在紫外光照射下用來模擬太陽(5)發(fā)光和地球(6)、月球(7)的反射光；適當(dāng)選擇圓球(12)直徑與配重比，使圓球懸浮和自轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定；風(fēng)機(jī)(30)、月球軌道電機(jī)(31)所需電源由集電器(28)與導(dǎo)電銅排(27)滑動接觸供給，軌道車電機(jī)(20)所需電源由漸變頻調(diào)速電路(17)供給，風(fēng)機(jī)(15)電源，由漸變頻調(diào)速電路(18)經(jīng)集電器(16)供給；軌道車接近開關(guān)(21)和永久磁鐵(22)，接收和發(fā)出觸發(fā)信號；軌道車電機(jī)(20)經(jīng)傳動齒輪(24)與齒條(23)嚙合，驅(qū)動軌道車沿著按橢圓形設(shè)置的軌道擋條(26)、在軌道車臺板(25)上作橢圓轉(zhuǎn)動，同時地球(6)經(jīng)風(fēng)機(jī)(30)吹出的氣流在伯努利原理作用下，經(jīng)過風(fēng)道管(36)、風(fēng)道槽(孔)(10)，沿箭頭(11)所示方向在裝置的平臺面板(14)上方懸浮自轉(zhuǎn)；月球軌道電機(jī)(31)經(jīng)齒輪(32)與傳動齒輪(34)嚙合，帶動軌道轉(zhuǎn)盤(33)、在軸承(35)的作用下，圍繞安裝在固定板(29)上的風(fēng)道管(36)作圓周轉(zhuǎn)動；安裝在軌道轉(zhuǎn)盤(33)上風(fēng)機(jī)(15)吹出的氣流經(jīng)風(fēng)道槽(10)帶動月球(7)圍繞地球(6)作有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)；在圓臺摭擋顯示外殼(9)上設(shè)置的黃道星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)和在穹隆頂幕(1)上設(shè)置的四季星空(2)互動顯示配合下演示地球(6)在橢圓形平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，月球(7)在有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同，以及太陽(5)、地球(6)和月球(7)相互的基本運動形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是用聚苯乙烯發(fā)泡材料，按要求尺寸注塑成圓球(12)，在圓球內(nèi)的下部位置加配重物(13)，經(jīng)風(fēng)機(jī)吹出的氣流，在伯努利原理作用下，使圓球懸浮并作自轉(zhuǎn)；圓球(12)表面用彩色光致發(fā)光材料繪制相應(yīng)的圖形，在紫外光照射下用來模擬太陽(5)發(fā)光和地球(6)、月球(7)的反射光，適當(dāng)選擇圓球(12)直徑與配重比，使圓球懸浮和自轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是將太陽(5)懸浮自轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)〔圖中未畫出〕、安裝固定在軌道車臺板(25)中心的相應(yīng)位置，并在平臺面板(14)中心對應(yīng)位置加工一圓形風(fēng)道孔(10)，在風(fēng)機(jī)吹出氣流的作用下，使太陽(5)在平臺面板(14)上方懸浮自轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是地球(6)在軌道車電機(jī)(20)和風(fēng)機(jī)(30)帶動下，沿橢圓軌道在平臺面板(14)上方作平面軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是風(fēng)機(jī)(15)電源，由漸變頻調(diào)速電路(18)供給，因風(fēng)機(jī)(15)電源頻率是漸變的，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和吹出的氣流量也隨之逐漸加大或減小；月球(7)在風(fēng)機(jī)(15)、軌道轉(zhuǎn)盤(33)帶動和程控電路(19)設(shè)定的周期程序控制下，周而復(fù)始的在平臺面板(14)上方圍繞地球(6)作有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在軌道車臺板(25)近日點與遠(yuǎn)日點提前和推后的相應(yīng)位置，分別設(shè)置2塊永久磁鐵〔圖中未畫出〕；當(dāng)軌道車運行到近日點第一塊磁鐵時，磁鐵給軌道車上的接近開關(guān)(21)一觸發(fā)信號，漸變頻調(diào)速電路(17)供給電機(jī)(20)的電源頻率逐漸升高、車速逐漸加快，軌道車離開近日點運行到另一塊磁鐵時，磁鐵發(fā)出一觸發(fā)信號，使車速逐漸回復(fù)到正常速度；當(dāng)軌道車運行到遠(yuǎn)日點的第一塊磁鐵時，磁鐵給軌道車的接近開關(guān)(21)一觸發(fā)信號，漸變頻調(diào)速電路(17)供給電機(jī)(20)的電源頻率逐漸降低、車速逐漸減慢，軌道車運行到遠(yuǎn)日點另一塊磁鐵時，接收到觸發(fā)信號使車速逐漸回復(fù)正常；周而復(fù)始，在程控電路(19)控制下，直觀演示地球(6)在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是地球(6)的運行軌道在太空中是無形的，該裝置中的地球(6)運行軌道位置、采用自動間隔光電顯示，沿平臺面板(14)上風(fēng)道槽(10)的橢圓形狀，將發(fā)光管(8)豎立排列固定在風(fēng)道槽(10)外側(cè)，在程序電路控制下、自動間隔顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在軌道車臺板(25)上與黃道十二星座(3)相對應(yīng)的位置、安裝十二個接近開關(guān)[圖中未畫出]，當(dāng)軌道車電機(jī)(20)帶動地球(6)運行到某一位置時，軌道車上的永久磁鐵(22)觸發(fā)軌道車臺板(25)上的接近開關(guān)，啟動程控電路、點亮相對應(yīng)的黃道十二星座(3)及二十四節(jié)氣名稱(4)，地球(6)運動到另一位置時，原先點亮的熄滅，新到位置的點亮；在裝置上方的穹隆頂幕(1)上，用發(fā)光管矩陣設(shè)置的四季星空(2)顯示電路與黃道十二星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)互動顯示，當(dāng)黃道十二星座(3)依次點亮三次時(即一個季節(jié))、邏輯電路發(fā)出信號啟動相應(yīng)季節(jié)的星空顯示，再經(jīng)過上述過程，邏輯電路又發(fā)出信號啟動下一個季節(jié)的星空顯示，依次類推，在設(shè)定的程序控制下，實現(xiàn)了地球(6)公轉(zhuǎn)與黃道十二星座(3)、二十四節(jié)氣名稱(4)、四季星空(2)的互動聲光文字自動顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是圓臺摭擋顯示外殼(9)穹隆頂幕(1)結(jié)構(gòu)外形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于天文知識普及、地理教學(xué)，用來模擬太陽、地球、月球基本運動形式的演示裝置。該裝置不同于用金屬桿支撐圓球，在電機(jī)帶動下，沿圓形軌道作平面轉(zhuǎn)動的演示方法。而是通過變頻電路、軌道轉(zhuǎn)盤、圓球懸浮和圓臺摭擋顯示穹隆頂幕結(jié)構(gòu)外型等，在程序電路控制下模擬演示太陽的懸浮自轉(zhuǎn)，地球在橢圓形平面軌道懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，月球圍繞地球在有傾斜夾角軌道的懸浮公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，地球在近日點與遠(yuǎn)日點運行速度的不同，地球運行軌道位置的自動間隔顯示，地球公轉(zhuǎn)與黃道十二星座、二十四節(jié)氣名稱、四季星空的互動聲光文字自動顯示等。通過模擬使太陽系中的太陽、地球和月球的基本運動形式，在該裝置的創(chuàng)新演示中得到直觀、形象的展現(xiàn)。
文檔編號G09B27/02GK1885368SQ200610045230
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者耿慶榮 申請人:耿慶榮