專利名稱：日地運(yùn)行儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及教育演示用A技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及反映地球相對(duì)于 太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生自然現(xiàn)象的教學(xué)儀器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明人曾申請(qǐng)過(guò)一種"日照地球現(xiàn)象儀"的發(fā)明專利，公開(kāi)號(hào) CN1815525A，它是由陽(yáng)光罩和黑夜罩兩個(gè)半球罩殼組成的球罩，置 于球罩內(nèi)表示地球的球體，以及套設(shè)于球罩外的子午圈構(gòu)成；在球罩 上繪有黃道線、時(shí)差、太陽(yáng)直射點(diǎn)、太陽(yáng)高度圈、正午線等，球罩南 北兩端各開(kāi)有長(zhǎng)條形的滑槽；球體的南北方向設(shè)有中心軸，即地軸， 地軸兩端經(jīng)球罩的滑槽穿入子午圈上設(shè)黃的中心孔，地軸的上端并穿 過(guò)子午圈上設(shè)置的中心孔；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)球體和擺動(dòng)子午圈，即能形象地 演示地球相對(duì)于太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生自然現(xiàn)象的變化；該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 原理新穎，制作方便，能達(dá)到使學(xué)生更快地掌握知識(shí)的效果；但尚存 在著演示的直觀性及操作的自動(dòng)程度不足的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種演示操 作自動(dòng)化程度高，且演示更為直觀的日地運(yùn)行儀。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的 一種日地運(yùn)行儀， 每括底座，外球殼與內(nèi)球芯同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動(dòng)的球體，球 體表面固定的子午圈；所說(shuō)的底座，上部開(kāi)有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架，該丁字架倒置于槽 缺內(nèi)，丁字架的橫桿呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫桿 底部設(shè)齒條，該齒條與傳動(dòng)齒輪副配合，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，橫桿能沿
槽缺往復(fù)移動(dòng)；所說(shuō)的傳動(dòng)齒輪副及電機(jī)安裝于底座內(nèi)，在底座內(nèi)還 設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所 說(shuō)丁字架的縱桿為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中，在管狀 的縱桿上設(shè)有通電線的穿孔；
所說(shuō)球體的外球殼表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽(yáng)直 射點(diǎn)、晨昏圈、午時(shí)線(亦稱量天尺)及時(shí)刻線；在外球殼底部開(kāi)有 一條南北方向的長(zhǎng)槽孔，用于丁字架與外球殼的相對(duì)移動(dòng)；
所說(shuō)的內(nèi)球芯表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地 球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道、南北回歸線、 南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標(biāo)有二十四個(gè)氣節(jié)位置， 太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)路線，還繪有日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照?qǐng)D；在內(nèi) 球芯的南極位置設(shè)有穿孔，刖以穿入縱桿；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有代 表地軸的短軸，該短軸通過(guò)支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相固定；短軸插入丁 字架縱桿的管孔內(nèi)；所說(shuō)的固定短軸的支架上安裝有微電機(jī)，微電機(jī) 經(jīng)傳動(dòng)齒輪副聯(lián)接短軸，短軸能相對(duì)于丁字架縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
演示時(shí)，接通電源，在電子控制器的控制下，代表地軸的短軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)球芯自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，表示地球的自轉(zhuǎn)；同時(shí)在底座內(nèi)電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)下，丁字架的橫桿被齒條推動(dòng)，沿弧形槽缺往復(fù)移動(dòng)，在移動(dòng) 過(guò)程中，太陽(yáng)直射點(diǎn)與地球相對(duì)應(yīng)的位置不斷變化，太陽(yáng)直射點(diǎn)按照回歸運(yùn)動(dòng)路線往復(fù)徘徊，表示地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)太陽(yáng)直射點(diǎn)正對(duì)赤道，并對(duì)準(zhǔn)某地徑線，此時(shí)日即為該地的春 分；隨著地球自轉(zhuǎn)，與太陽(yáng)直射點(diǎn)正對(duì)的徑線一條一條地持續(xù)變換， 經(jīng)晨昏線后，送走了白天，進(jìn)入了黑夜，形象地演示著一天天晝夜交 替。在地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)還在公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)直射點(diǎn)在地面的南北方向日移
0.258()—年中南北往返94°，途中，由春分經(jīng)清明、谷雨.....，經(jīng)過(guò)了
24個(gè)節(jié)氣中的一個(gè)個(gè)季節(jié)，完成一次回歸運(yùn)動(dòng)。
春分時(shí)，太陽(yáng)直射點(diǎn)在赤道，南北半球光照平均，即晝夜平均； 春分過(guò)后，太陽(yáng)直射點(diǎn)北移，北半球光照面逐漸擴(kuò)大，南半球則反之；
太陽(yáng)直射點(diǎn)移到北回歸線上時(shí)，正是夏至?xí)r節(jié)，北半球光照面最寬， 這是夏季白天時(shí)間最長(zhǎng)的一天；過(guò)了這一天，太陽(yáng)直射點(diǎn)要向南轉(zhuǎn)了， 直至移到南回歸線上時(shí)，正是冬至?xí)r節(jié)，北半球光照面最窄，這是冬 季白天時(shí)間最短的一天。
演示中還可以形象地理解極晝極夜現(xiàn)象，以及各地氣溫變化現(xiàn)
象；通過(guò)日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照?qǐng)D，可以推算出時(shí)差與各地的日出 時(shí)間，以及晝夜長(zhǎng)短時(shí)間。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的一種日地運(yùn)行儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 造型美觀，自動(dòng)化程度高，演示直觀性強(qiáng)，能加深學(xué)生對(duì)日地運(yùn)行所 產(chǎn)生的自然現(xiàn)象的理解，是比本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)更適宜的教學(xué)用具。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳述。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1左視圖。
圖3是本發(fā)明部件7底座的示意圖。 圖4是圖3的局部剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明部件3內(nèi)球芯表面繪制的日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照 圖在春分時(shí)的狀態(tài)。
圖6是圖5轉(zhuǎn)動(dòng)一角度后所見(jiàn)狀態(tài)的示意圖。 圖7是本發(fā)明在運(yùn)行中由圖6狀態(tài)改變而成的狀態(tài)的示意圖。 圖中1、子午圈，2、外球殼，3、內(nèi)球芯，4、太陽(yáng)直射點(diǎn)，5、 赤道，6、 丁字架，601、縱桿，602、橫桿，603、齒條，7、底座，8、 代表光照半球面，9、代表黑夜半球面，10、晨昏圈，11、零時(shí)區(qū)， 12、 一時(shí)區(qū)，13、 二時(shí)區(qū)，14、三時(shí)區(qū)，15、四時(shí)區(qū)，16、五時(shí)區(qū)， 17、北回歸線，18、六時(shí)線，19、五時(shí)線，20、四時(shí)線，21、三時(shí)線， 22、 二時(shí)線，23、 一時(shí)線。
具體實(shí)施例方式
由附圖l-7所示，本發(fā)明的一種日地運(yùn)行儀，包括底座7，外球 殼2與內(nèi)球芯3同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動(dòng)的球體，球體表面固定 的子午圈h所說(shuō)的底座7，上部開(kāi)有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧 度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架6，該丁字架6倒置于槽缺 內(nèi)，丁字架的橫桿602呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫 桿底部設(shè)齒條603，該齒條與傳動(dòng)齒輪副配合，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，橫 桿能沿槽缺往復(fù)移動(dòng)；所說(shuō)的傳動(dòng)齒輪副及電機(jī)安裝于底座內(nèi)，在底 座內(nèi)還設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所說(shuō)丁字架的縱桿601為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯 中，在管狀的縱桿上設(shè)有通電線的穿孔；
所說(shuō)球體的外球殼2表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽(yáng) 直射點(diǎn)4、晨昏圈10、午時(shí)線(亦稱量天尺)及時(shí)刻線；在外球殼底
部開(kāi)有一條南北方向的長(zhǎng)槽孔，川于丁字架與外球殼的相對(duì)移動(dòng)；
所說(shuō)內(nèi)球芯3表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地 球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道5、南回歸線、 北回歸線17、南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標(biāo)有二 十四個(gè)氣節(jié)位置、太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)路線，還繪有日出和晝夜時(shí)間 計(jì)算對(duì)照?qǐng)D；在內(nèi)球芯的南極位置設(shè)有穿孔，用以穿入縱桿；在內(nèi)球 芯的空腔中設(shè)有代表地軸的短軸，該短軸通過(guò)支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相 固定；短軸插入丁字架縱桿601的管孔內(nèi)；所說(shuō)的固定短軸的支架上 安裝有微電機(jī)和傳動(dòng)齒輪副，微電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)齒輪副聯(lián)接短軸，短軸能 相對(duì)于丁字架縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)；
所說(shuō)的晨昏圈IO是表示白天和黑夜的分界圈，在圖1中晨昏圈 為內(nèi)球芯表面的外圈，在圖2中晨昏圈與子午圈1重合，以晨昏圈為 界將外球殼以東西向分成兩半，其中代表光照半球面8的用無(wú)色透明 材料制作，另一半代表黑夜半球面9所用的透明材料為有色的；
所說(shuō)的午時(shí)線(或稱量天尺)是一條通過(guò)太陽(yáng)直射點(diǎn)的經(jīng)向線， 其上標(biāo)有刻度，以太陽(yáng)直射點(diǎn)為90°，向南北兩極度數(shù)逐漸減少，至 南北兩極點(diǎn)各為O"，度數(shù)越小，離太陽(yáng)直射點(diǎn)越遠(yuǎn)，該處越冷；
所說(shuō)的日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照?qǐng)D，是繪于內(nèi)球芯表面所示的北半球上，在東經(jīng)0-90°之間，在該圖中，將該區(qū)域分為90條經(jīng)線，共 6個(gè)時(shí)區(qū)，即零時(shí)區(qū)ll、 一時(shí)區(qū)12、 二時(shí)區(qū)13、三時(shí)區(qū)14、四時(shí)區(qū) 15、五時(shí)區(qū)16;各時(shí)區(qū)間的交線依次為一時(shí)線23、 二時(shí)線22、三時(shí) 線21、四時(shí)線20、五時(shí)線19; 一時(shí)區(qū)的邊線為零時(shí)線，圖5、 6中 該線與晨昏線10重合，五時(shí)區(qū)的邊線為六時(shí)線18;春分時(shí)節(jié)，在晨 昏線重合的經(jīng)線上的與之相交的各條緯線所處地均6時(shí)日出；過(guò)了春 分，晨昏線漸漸傾斜，到夏至傾斜了 23.5、此時(shí)的晨昏線與該區(qū)域 內(nèi)的90條經(jīng)線相交，在該相交經(jīng)線上的與之相交的各條緯線所處地 的曰出時(shí)間各不相同，對(duì)高緯度地區(qū)，如北緯66.5°以北地區(qū)，在零 時(shí)就日出，而低緯度地區(qū)，如緯度為0°地區(qū)，要到6時(shí)才日出。
權(quán)利要求
1、一種日地運(yùn)行儀，包括底座(7)，外球殼(2)與內(nèi)球芯(3)同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動(dòng)的球體，球體表面固定的子午圈(1)，其特征在于所說(shuō)的底座(7)，上部開(kāi)有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架(6)，該丁字架(6)倒置于槽缺內(nèi)，丁字架的橫桿(602)呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫桿底部設(shè)齒條(603)，該齒條(603)與傳動(dòng)齒輪副配合，傳動(dòng)齒輪副聯(lián)接電機(jī)；所說(shuō)的傳動(dòng)齒輪副及電機(jī)安裝于底座內(nèi)，在底座內(nèi)還設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所說(shuō)丁字架的縱桿(601)為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中；所說(shuō)球體的外球殼(2)表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽(yáng)直射點(diǎn)(4)、晨昏圈(10)、午時(shí)線(亦稱量天尺)及時(shí)刻線；在外球殼底部開(kāi)有一條南北方向的長(zhǎng)槽孔；所說(shuō)的內(nèi)球芯(3)表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道(5)、南回歸線、北回歸線(17)、南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標(biāo)有二十四個(gè)氣節(jié)位置及太陽(yáng)直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)路線，還繪有日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照?qǐng)D；在內(nèi)球芯的南極位置設(shè)有用以穿入縱桿的穿孔；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有代表地軸的短軸，該短軸通過(guò)支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相固定；短軸插入丁字架縱桿(601)的管孔內(nèi)；所說(shuō)的固定短軸的支架上安裝有微電機(jī)和傳動(dòng)齒輪副，微電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)齒輪副聯(lián)接短軸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所說(shuō)的一種日地運(yùn)行儀，其特征在于所說(shuō)的晨昏圈(10)是表示白天和黑夜的分界圈，以晨昏圈為界將外球殼 以東西向分成兩半，其中代表光照半球面(8)的用無(wú)色透明材料制作，另一半代表黑夜半球面(9)所用的透明材料為有色的。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所說(shuō)的-種日地運(yùn)行儀，其特征在于所說(shuō) 的日出和晝夜時(shí)間計(jì)算對(duì)照?qǐng)D，是繪于內(nèi)球芯表面所示的北半球上，在東經(jīng)0-90"之間，在該圖屮，將該區(qū)域分為90條經(jīng)線，共6個(gè)時(shí)區(qū)， 即零時(shí)區(qū)(11)、 一時(shí)區(qū)(12)、 二時(shí)區(qū)(13)、三時(shí)區(qū)(14)、四時(shí)區(qū) (15)、五時(shí)區(qū)(16);各時(shí)區(qū)間的交線依次為一時(shí)線(23)、 二時(shí)線 (22)、三時(shí)線(21)、四時(shí)線(20)、五時(shí)線(19); 一時(shí)區(qū)的邊線為 零時(shí)線，五時(shí)區(qū)的邊線為六時(shí)線(18)。
全文摘要
一種日地運(yùn)行儀，用作教學(xué)儀器。包括底座，外球殼，內(nèi)球芯和子午圈；底座上安裝丁字架，丁字架的橫桿呈圓弧形，底部設(shè)齒條，該齒條與設(shè)于底座內(nèi)的電機(jī)和傳動(dòng)齒輪副聯(lián)接；丁字架的縱桿為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中；外球殼由透明材料制作，其上繪有太陽(yáng)直射點(diǎn)、晨昏圈等；內(nèi)球芯表面上繪有地球圖案；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有短軸，該短軸通過(guò)支架與內(nèi)球芯固定；短軸插入丁字架縱桿內(nèi)；支架上安裝有聯(lián)接短軸的微電機(jī)和傳動(dòng)齒輪副。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造型美觀，自動(dòng)化程度高，演示直觀性強(qiáng)，能加深學(xué)生對(duì)日地運(yùn)行所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象的理解，是比本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)更適宜的教學(xué)用具。
文檔編號(hào)G09B27/02GK101441834SQ20081016205
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者錢(qián)嘉禾 申請(qǐng)人:錢(qián)嘉禾