天球坐標(biāo)系表示儀的制作方法
【專利摘要】一種天球坐標(biāo)系表示儀，由天球模型、地球模型、支架、第一輔助圈、第二輔助圈、第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈、滑動(dòng)手柄組成；天球模型可轉(zhuǎn)動(dòng)固定于支架上，在天球模型內(nèi)壁有相互垂直的兩個(gè)輔助圈，地球模型固定于天球模型中心的軸桿上，滑動(dòng)手柄通過磁鐵用于控制天球模型內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，第三輔助圈的內(nèi)徑等于天球模型的外徑，在必要時(shí)可將第三輔助圈固定于天球模型外壁。本天球坐標(biāo)系表示儀可以讓學(xué)習(xí)者分析四個(gè)天球坐標(biāo)系、各天球坐標(biāo)系之間相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系。且還能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)天球儀所能展現(xiàn)的功能；通過學(xué)生對輔助圈操作可以增加學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，激發(fā)學(xué)生的智力。
【專利說明】天球坐標(biāo)系表示儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地里學(xué)術(shù)用具，具體涉及一種天球坐標(biāo)系表示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前用于教學(xué)演示的天球儀要么在透明的天球模型內(nèi)設(shè)置地球模型，用于單一靜態(tài)的表示地球以外的天體范圍；要么結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，使得成本昂貴，無法普及；但不管是那一種天球儀均無法實(shí)現(xiàn)將各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系表現(xiàn)出來。這些問題通常使得在天球坐標(biāo)系的表示時(shí)缺乏直觀感，對想象力不強(qiáng)的學(xué)生來說根本不能理解各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系，教師在教學(xué)時(shí)、或國家向民眾普及天文知識時(shí)極大的增加了教學(xué)難度。目前還沒有一個(gè)能演示各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系的教學(xué)設(shè)備。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服上述存在的現(xiàn)實(shí)問題，本實(shí)用新型提供了一種天球坐標(biāo)表示儀，用于表示各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系，使學(xué)生或欲了解天文知識的人能夠直觀的認(rèn)識各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種天球坐標(biāo)系表示儀，由天球模型、地球模型、支架、第一輔助圈、第二輔助圈、第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈、滑動(dòng)手柄組成，其特征在于:天球模型可轉(zhuǎn)動(dòng)固定于支架上，在天球模型內(nèi)壁有相互垂直的兩個(gè)輔助圈，地球模型固定于天球模型中心的軸桿上，滑動(dòng)手柄通過磁鐵用于控制天球模型內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]所述的天球坐標(biāo)系表示儀，天球模型上繪有天赤道、黃道、和各大星座；在黃道上繪有二十四節(jié)氣；地球模型上繪有常見的地理事物。
[0007]所述的天球坐標(biāo)系表示儀，支架的頂端和底端設(shè)有軸套，兩個(gè)軸套孔位于同一條直線上，用于安裝軸桿；地球模型固定于軸桿上，并保持和天球模型同心；支架基座設(shè)置在天球坐標(biāo)系表示儀的重心處。
[0008]所述的天球坐標(biāo)系表示儀，第一輔助圈、第二輔助圈、第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈；其中第一輔助圈、第二輔助圈兩個(gè)相互垂直的輔助圈設(shè)在天球模型內(nèi)壁，構(gòu)成天球模型內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈，兩個(gè)輔助圈的適當(dāng)位分別附有磁鐵塊，磁鐵塊向球面為同極并與滑動(dòng)手柄塊顯露面磁極相反，以便于滑動(dòng)手柄對其控制；第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈組合構(gòu)成第三輔助圈，第三輔助圈的內(nèi)徑等于天球模型的外徑，磁鐵塊向外突出的豎向?qū)挾刃∮谔烨蚰Ｐ团c支架之間的空隙距離，在必要時(shí)可將第三輔助圈固定于天球模型外壁。
[0009]所述的天球坐標(biāo)系表示儀，滑動(dòng)手柄的接觸面呈弧形，在弧面上設(shè)有兩磁鐵，兩磁鐵顯露面同極并與輔助圈向球面磁極相反。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:本天球坐標(biāo)系表示儀通過輔助圈的操作能夠很直觀的表示出各種天球坐標(biāo)系、各種天球坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系以及各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系；除此之外還能實(shí)現(xiàn)出傳統(tǒng)天球儀所能展現(xiàn)的功能，以及根據(jù)當(dāng)時(shí)的所處的時(shí)刻較準(zhǔn)確的反映在地平圈上可以看見的部分和不可以看見的部分；且結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、能夠和學(xué)校教學(xué)內(nèi)容匹配，通過學(xué)生對輔助圈操作可以增加學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，激發(fā)學(xué)生的智力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型圖1中第一輔助圈與軸桿連接部放大圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型圖1中第一輔助圈與軸桿可轉(zhuǎn)動(dòng)連接圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型圖3中第一輔助圈與軸桿可轉(zhuǎn)動(dòng)連接圖的另一種視圖。
[0016]圖5是本實(shí)用新型圖1中第二輔助圈、第一輔助圈以及軸桿關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖6是本實(shí)用新型圖1中第二輔助圈結(jié)構(gòu)示意圖。 [0018]圖7是本實(shí)用新型滑動(dòng)手柄整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖8是本實(shí)用新型圖7中滑動(dòng)手柄的側(cè)視圖。
[0020]圖9是第二輔助圈整體結(jié)構(gòu)不意圖。
[0021]圖中:1.天球，101.星座，2.軸桿，201.軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)鈕，3.第一輔助圈，301.軸孔，302.第一磁鐵塊，303.第二磁鐵塊，304.第三磁鐵塊，305.第四磁鐵塊，4.第二輔助圈，401.第五磁鐵塊，402第六磁鐵塊，403.第七磁鐵塊，404.第八磁鐵塊，405.凹槽，5.支架，501.軸套，502.基座，6.黃道，7.天赤道，8.滑動(dòng)手柄，801.弧形磁鐵塊一，802.弧形磁鐵塊二，803.滑動(dòng)手柄操作桿，901.第三輔助圈第一半圈，9011.第九磁鐵塊，9012.第十磁鐵塊，902.第三輔助圈第二半圈，9021.第H^一磁鐵塊，9022.第十二磁鐵塊，10.地球模型。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖7及圖9所示，一種天球坐標(biāo)系表示儀，由天球模型1、地球模型10、支架
5、第一輔助圈3、第二輔助圈4、第三輔助圈第一半圈901、第三輔助圈第二半圈902、滑動(dòng)手柄8組成，其特征在于:天球模型I可轉(zhuǎn)動(dòng)固定于支架5上，在天球模I型內(nèi)壁有相互垂直的兩個(gè)輔助圈，滑動(dòng)手柄8通過磁鐵用于控制天球模型I內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。天球模型I上繪有天赤道7、黃道6、和各大星座101 ;在黃道6上繪有二十四節(jié)氣；地球模型10上繪有常見的地理事物。支架5的頂端和底端設(shè)有軸套501，兩個(gè)軸套501的軸套孔位于同一條直線上，用于安裝軸桿2，軸桿2安裝好后與水平地面的夾角為66° 34';地球模型10固定于軸桿2上，并保持和天球模型I同心，地球模型10的直徑不大于天球模型I直徑，且通過操作軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)鈕201實(shí)現(xiàn)地球模型10的轉(zhuǎn)動(dòng)；支架5基座502設(shè)置在天球坐標(biāo)系表示儀的重心處，用于支撐整個(gè)天球坐標(biāo)系表示儀的重量。
[0023]如圖1、圖5所示，所述的天球坐標(biāo)系表示儀，第一輔助圈3、第二輔助圈4兩個(gè)相互垂直的輔助圈設(shè)在天球模型I內(nèi)壁，構(gòu)成天球模型I內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈，兩個(gè)輔助圈的適當(dāng)位分別附有磁鐵塊，磁鐵塊向球面為同極并與滑動(dòng)手柄8塊顯露面磁極相反。
[0024]如圖2所示，第一輔助圈3與軸桿接觸的兩端分別設(shè)有軸孔301，用于將第一輔助圈3可轉(zhuǎn)動(dòng)的套在軸桿2上。
[0025]如圖3、圖4及 圖7所示，第一輔助圈3可轉(zhuǎn)動(dòng)的套在軸桿2上；在第一輔助圈3的適當(dāng)位置設(shè)有第一磁鐵塊302、第二磁鐵塊303、第三磁鐵塊304、第四磁鐵塊305 ;在第一輔助圈3內(nèi)側(cè)磁鐵塊為磁北極，在第一輔助圈3朝向天球模型I的外側(cè)磁鐵塊為磁南極，且第一磁鐵塊302與第二磁鐵塊303之間的距離、第三磁鐵塊304與第四磁鐵塊305之間的距離等于滑動(dòng)手柄8弧形磁鐵塊一 801、弧形磁鐵塊二 802之間的距離，以便于滑動(dòng)手柄8能夠有效的控制第一輔助圈3的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]如圖1、圖5及圖6所示，第二輔助圈4與第一輔助圈3相互垂直，第二輔助圈4與第一輔助圈3的連接部為凹槽405結(jié)構(gòu)，第二輔助圈4通過凹槽405可滑動(dòng)的扣在第一輔助圈3內(nèi)側(cè)；在第二輔助圈4離凹槽405適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)有第五磁鐵塊401、第六磁鐵塊402、第七磁鐵塊403、第八磁鐵塊404 ;在第二輔助圈4內(nèi)側(cè)磁鐵塊為磁北極，在第二輔助圈4朝向天球模型I的外側(cè)磁鐵塊為磁南極，且第五磁鐵塊401與第六磁鐵塊402之間的距離、第七磁鐵塊403與第八磁鐵塊404之間的距離等于滑動(dòng)手柄8弧形磁鐵塊一 801、弧形磁鐵塊二 802之間的距離，以便于滑動(dòng)手柄8能夠有效的控制第二輔助圈4的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]如圖7、圖8所示，滑動(dòng)手柄8采用弧形設(shè)計(jì)，滑動(dòng)手柄8弧段兩端的接觸面呈弧形，且分別在弧面上設(shè)有弧形磁鐵塊一 801、弧形磁鐵塊二 802兩磁鐵塊，弧形磁鐵塊一801、弧形磁鐵塊二 802的顯露面同為磁北極，并與輔助圈向球面磁極相反，以便與第一輔助圈3、第二輔助圈4的外側(cè)磁鐵塊相吸；在需要使用滑動(dòng)手柄8時(shí)，只需用手握住滑動(dòng)手柄8的滑動(dòng)手柄操作桿803，然后將滑動(dòng)手柄8的弧形磁鐵塊一 801、弧形磁鐵塊二 802對準(zhǔn)第一輔助圈3或第二輔助圈4輔助圈的磁鐵塊，便可實(shí)現(xiàn)第一輔助圈3或第二輔助圈4的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0028]如圖9所示，第三輔助圈第一半圈901、第三輔助圈第二半圈902組合構(gòu)成第三輔助圈，第三輔助圈的內(nèi)徑等于天球模型I外徑；第三輔助圈第一半圈901兩端設(shè)有第九磁鐵塊9011、第十磁鐵塊9012,第九磁鐵塊9011、第十磁鐵塊9012的顯露面磁極相同，第^磁鐵塊9021、第十二磁鐵塊9022顯露面磁極相同，第九磁鐵塊9011、第十磁鐵塊9012與第i 磁鐵塊9021、第十二磁鐵塊9022顯露面磁極相反；且四個(gè)磁鐵塊向外突出的豎向?qū)挾刃∮谔烨蚰Ｐ虸與支架5之間的空隙距離；由于第三輔助圈第一半圈901、第三輔助圈第二半圈902組合而成的第三輔助圈內(nèi)徑等于天球模型I外徑，所以在必要時(shí)可將第三輔助圈固定于天球模型外壁。
[0029]實(shí)施例1:用本天球坐標(biāo)系表示儀表示出地平坐標(biāo)系。
[0030]首先確定地平圈，然后將第三輔助圈第一半圈901、第三輔助圈第二半圈902扣合到天球模型上，用第三輔助圈表示地平圈。
[0031]其次用滑動(dòng)手柄8調(diào)整第一輔助圈3、第二輔助圈4之間的位置關(guān)系，使得第一輔助圈3通過南點(diǎn)(S)和北點(diǎn)(N)，也必通過南北天極以及上點(diǎn)(Q)、下點(diǎn)(Q')，便可用第一輔助圈3表示子午圈；同時(shí)使得第二輔助圈4通過東點(diǎn)(E)和西點(diǎn)(W)，便可用第二輔助圈4表示卯酉圈；此時(shí)第一輔助圈3、第二輔助圈4及第三輔助圈分別所表示的子午圈、卯酉圈以及地平圈為相互垂直的三且等分個(gè)大圓，必要時(shí)以天頂(Z)、天底(Z')為界，將子午圈分為子圈和午圈；以天頂(Z)、天底(Z )為界，將卯酉圈分為卯圈和酉圈。此時(shí)便可以直觀的表示地平坐標(biāo)系以及地平坐標(biāo)系與天球的關(guān)系。使得學(xué)生更加容易的了解地平坐標(biāo)系，打破了教學(xué)或科普歷史上沒有地平坐標(biāo)系的歷史。
[0032]實(shí)施例2:用本標(biāo)球坐標(biāo)系表儀表出第一赤道坐標(biāo)系。
[0033]首先確定地平圈，然后將第三輔助圈第一半圈901、第三輔助圈第二半圈902扣合到天球模型上，用第三輔助圈表示地平圈。
[0034]其次用滑動(dòng)手柄8調(diào)整第一輔助圈3、第二輔助圈4之間的位置關(guān)系，使得第一輔助圈3通過南點(diǎn)(S)和北點(diǎn)(N)，也必通過天頂(Z)天底(Z')以及上點(diǎn)(Q)、下點(diǎn)(Q')，便可用第一輔助圈3表示子午圈；同時(shí)使得第二輔助圈4通過東點(diǎn)(E)和西點(diǎn)(W)，便可用第二輔助圈4表示六時(shí)圈；此時(shí)第一輔助圈3、第二輔助圈4及第三輔助圈分別所表示的子午圈、六時(shí)圈以及地平圈為相互垂直且等分的三個(gè)大圓；在必要時(shí)以北天極(P)、南天極(P')為界，將子午圈分為子圈和午圈；以北天極(P)、南天極(P')為界，將六時(shí)圈分為東六時(shí)圈和西六時(shí)圈。此時(shí)便可以直觀的表示第一赤道坐標(biāo)系以及第一赤道坐標(biāo)系與天球的關(guān)系，使得學(xué)生更加容易的了解第一赤道坐標(biāo)系，打破了教學(xué)或科普歷史上沒有第一赤道坐標(biāo)系的歷史。
[0035]實(shí)施例3:用本天球坐標(biāo)系表示儀表示出第二赤道坐標(biāo)系。
[0036]用滑動(dòng)手柄8調(diào)整第一輔助圈3、第二輔助圈4的位置關(guān)系，使得第一輔助圈3通過無名點(diǎn)，同時(shí)通過黃道上的二分圈，便可用第一輔助圈3表示二分圈；使得第二輔助圈4通過無名點(diǎn)，同時(shí)也通過黃道上的二至點(diǎn)，便可用第二輔助圈4表示二至圈；且第二輔助圈4與第一輔助圈3相互垂直；此時(shí)第一輔助圈3、第二輔助圈4分別所表示的二分圈、二至圈以及天赤道為相互垂直且等分的三個(gè)大圓；在必要時(shí)以北天極(P)、南天極(P')為界，將二分圈分為春分圈和秋分圈；必要時(shí)以北天極(P)、南天極(P')為界，將二至圈分為夏至圈和冬至圈。此時(shí)便可以直觀的表示第二赤道坐標(biāo)系以及第二赤道坐標(biāo)系與天球的關(guān)系，使得學(xué)生更加容易的了解第二赤道坐標(biāo)系，打破了教學(xué)或科普歷史上沒有第二赤道坐標(biāo)系的歷史。
[0037]實(shí)施例4:用本天球坐標(biāo)系表示儀表示出黃道坐標(biāo)系。
[0038]滑動(dòng)手柄8調(diào)整第一輔助圈3、第二輔助圈4的位置關(guān)系，使得第一輔助圈3通過黃北極(K)、黃南極(K')，同時(shí)也通過二分點(diǎn)，便可用第一輔助圈3表示無名圈；使得第二輔助圈4通過黃北極(K)、黃南極(K')，同時(shí)也通過二至點(diǎn)，便可用第二輔助圈4表示二至圈；第一輔助圈3、第二輔助圈4分別所表示的無名圈、二至圈以及黃道為相互垂直且等分的三個(gè)大圓。此時(shí)便可以直觀的表示黃道坐標(biāo)系以及黃道坐標(biāo)系與天球的關(guān)系，使得學(xué)生更加容易的了解黃道坐標(biāo)系，打破了教學(xué)或科普歷史上沒有黃道坐標(biāo)系的歷史。
[0039]通過以上坐標(biāo)系的表示可以讓學(xué)習(xí)者分析四個(gè)坐標(biāo)系之間的關(guān)系，讓學(xué)習(xí)者了解四個(gè)坐標(biāo)系的異同。通過上述操作可知本天球坐標(biāo)系表示儀除能表示出上述四個(gè)坐標(biāo)系夕卜，還能反映出他們的相互關(guān)系、各種天球坐標(biāo)系與天球的關(guān)系。除此之外還能實(shí)現(xiàn)出傳統(tǒng)天球儀所能展現(xiàn)的功能，以及根據(jù)當(dāng)時(shí)的所處的時(shí)刻較準(zhǔn)確的反映在地平圈上可以看見的部分和不可以看見的部分；且結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、能夠和學(xué)校教學(xué)內(nèi)容匹配，通過學(xué)生對輔助圈操作可以增加學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，激發(fā)學(xué)生的智力。
[0040]由以上實(shí)施例發(fā)現(xiàn)，各種天球坐標(biāo)系可以看著是天球模型上圓圈系統(tǒng)的相互位置關(guān)系的表現(xiàn)，也就是說圓圈系統(tǒng)可以看著是各種天球坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，所以本天球坐標(biāo)系表示儀利用個(gè)圓圈系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)化，較完整的表示出各種天球坐標(biāo)系。
[0041]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種天球坐標(biāo)系表示儀，由天球模型、地球模型、支架、第一輔助圈、第二輔助圈、第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈、滑動(dòng)手柄組成，其特征在于:天球模型可轉(zhuǎn)動(dòng)固定于支架上，在天球模型內(nèi)壁有相互垂直的兩個(gè)輔助圈，地球模型固定于天球模型中心的軸桿上，滑動(dòng)手柄通過磁鐵用于控制天球模型內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天球坐標(biāo)系表示儀，其特征在于:天球模型上繪有天赤道、黃道、和各大星座；在黃道上繪有二十四節(jié)氣；地球模型上繪有常見的地理事物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天球坐標(biāo)系表示儀，其特征在于:支架的頂端和底端設(shè)有軸套，兩個(gè)軸套孔位于同一條直線上，用于安裝軸桿；地球模型固定于軸桿上，并保持和天球模型同心；支架基座設(shè)置在天球坐標(biāo)系表示儀的重心處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天球坐標(biāo)系表示儀，其特征在于:第一輔助圈、第二輔助圈、第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈；其中第一輔助圈、第二輔助圈兩個(gè)相互垂直的輔助圈設(shè)在天球模型內(nèi)壁，構(gòu)成天球模型內(nèi)兩個(gè)相互垂直的輔助圈，兩個(gè)輔助圈的適當(dāng)位分別附有磁鐵塊，磁鐵塊向球面為同極并與滑動(dòng)手柄塊顯露面磁極相反；第三輔助圈第一半圈、第三輔助圈第二半圈組合構(gòu)成第三輔助圈，在必要時(shí)可將第三輔助圈固定于天球模型外壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天球坐標(biāo)系表示儀，其特征在于:滑動(dòng)手柄的接觸面呈弧形，在弧面上設(shè)有兩磁鐵，兩磁鐵顯露面同極并與輔助圈向球面磁極相反。
【文檔編號】G09B27/06GK203799577SQ201420241257
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陳世德, 吳育忠 申請人:吳育忠, 陳世德