專利名稱：：一種有定向定位功能的瓶式平太陽時日晷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種利用太陽、月亮或星辰的位置的計時器，特別是一個針桿件及一個瓶形件作為替換使用的投影體及兩個替換使用的半圓環(huán)體內(nèi)表面作為圭面的平太陽時便攜式日晷。
背景技術(shù)：
：以往的日晷技術(shù)大都只能制作一些固定在地面上作為指示時間之用的設(shè)備，而且大都不具有修正時差的能力，因而指示的都只是當(dāng)?shù)氐恼嫣枙r，這對現(xiàn)代人要使用某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的平太陽時是沒有用的。其實在陽光的照射中還含有當(dāng)時的節(jié)氣日期、當(dāng)?shù)氐淖游缇€的方向以及當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢玫扔杏玫男畔ⅰＲ酝脑魂羞€由于架設(shè)、取向等困難，要靠其他儀器及設(shè)備方能完成架設(shè)，故存在構(gòu)造笨重，只考慮位置永久牢固，不考慮設(shè)計成便攜式的能在隨時需要的地方使用的缺陷，從而成為只供懷古或科普展示的陳設(shè)品。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種便攜式的日晷。它能夠在己知地理經(jīng)諱度的地方，根據(jù)陽光的照射，很快架設(shè)到位，立即指示某個所選的標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的時間及真南真北方向；在不知道地理經(jīng)緯度的地方，根據(jù)陽光的照射，在盡快的時間內(nèi)，確定所需精度的當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥群驼婺险姹狈较颍⒅甘井?dāng)?shù)氐钠教枙r，如果使用人由其它記時或報時設(shè)備得知當(dāng)時某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的時刻的話，還可以定出當(dāng)?shù)嘏c該標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的地理經(jīng)度差，從而完全定出當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢茫焖賹⒈緦嵱眯滦偷娜贞屑茉O(shè)到位，連續(xù)在日光下指示某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時間。下面對本實用新型采用的原理及技術(shù)方案簡述如下(1)本實用新型指示平太陽時的原理參見附圖1-1和圖1-2,圓柱形投影體m和一個共軸線Z的半圓環(huán)體內(nèi)表面圭面n所組成的日晷基本結(jié)構(gòu)。如果投影體只是一個等半徑r的圓柱體，在陽光下它在圭面上的日影的寬度是不變的r。所指示的時間只能是當(dāng)?shù)氐恼嫣枙r。如果投影體采用沿軸線變化其半徑的一個旋轉(zhuǎn)體v，它在圭面上一條圓周線M處的日影寬度將會隨入射陽光和這條基本圓周線所在的平面之間的夾角的大小而變化。如果此日晷結(jié)構(gòu)的軸線固定在與地球自轉(zhuǎn)軸相平行的方向，則上述夾角將等于太陽當(dāng)天的赤緯S，這天投影體在基線上的日影寬度將等于投影體在軸位A處的直徑。如果A處的半徑r由當(dāng)天的時差r!值來確定，則可使日影的邊緣指示出隨當(dāng)天時差而變化的平太陽時。由于在一年中同一個赤緯S的曰子有兩天，一是在春半年(由冬至到夏至的半年)中，另一是在秋半年(由夏至到冬至的半年)中，這是不同的兩天，具有不同的時差，因此A處的半徑必須有兩種r值，本實用新型采用的方法是用兩個旋轉(zhuǎn)體的各一半組成的復(fù)合投影瓶體，在附圖1中用虛線表示這個由春半瓶11和秋半瓶12拼成的投影瓶體v。春半瓶在子午面w(即拼合面)以東，用切點i及日影的前緣13指示春半年的平太陽時；秋半瓶12在子午面以西，用切點k及日影的后緣14指示秋半年的平太陽時；使用人必須根據(jù)當(dāng)時的季節(jié)在圭面的春半年時間刻度區(qū)15或秋半年時間刻度區(qū)16來讀取當(dāng)時的平太陽時。此外，由于投影瓶體的半徑在赤緯的絕對值大于20°左右時，較大半徑處的日影會遮蓋較小半徑處的日影，產(chǎn)生所謂鄰近現(xiàn)象，影響指示平太陽時的準(zhǔn)確性。本實用新型采用了消除鄰近效應(yīng)的處理，修正了單純由時差q確定半徑的小部分外形，為此在原有瓶體長度比(l/c=0.868)的北段外還增加了一段長度(0.050)，見圖3、圖4所示。在表一中列出了本實用新型依據(jù)全年節(jié)氣日期的赤緯及時差數(shù)值(設(shè)為不隨年份變化的平均值)計算的半徑值。附圖2為按表一繪制的投影瓶體的曲線。附圖3及附圖4為經(jīng)過消除鄰近效應(yīng)后的瓶體曲線。修正的瓶體曲線僅為瓶體在軸位比絕對值大于0.367的兩端的小部份進行了修正。(2)本實用新型的定位定向的原理是利用空間的一個固定點在陽光下在一天中的不同時間其日影的不同位置來定出一根與地軸平行的軸線的傾角與方位角，從而確定出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥群妥游缇€的方向。對照附圖5說明如下O點為一在地面的F點上方的一個固定點，一根針桿U的塵端始終與O點重合。另有一個與針桿共軸線Z的半圓環(huán)圭面s圍繞在o點下方。針桿u與圭面s由一支架互相連結(jié)，保持二者間的相對位置不變，但此套結(jié)構(gòu)整體能繞o點作仰角方向和方位角方向的轉(zhuǎn)動。在圭面S上有一圓周線G，G所在的平面E通過O點。B點為平面E與圭面S在O點下方的交點，當(dāng)Z軸與地球自轉(zhuǎn)軸平行時，Z軸的仰角等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥萩p，在當(dāng)?shù)卣鐣r分時，針桿U的尖端O點的日影將被投射到圭面S上的P點，過P點可作一條圭面S上的圓周線D，一個包含D的平面將與軸線Z交于Q點，OQ之間的距離e,XtgS，e稱為當(dāng)天的日影偏心量，S為OP與OB間的夾角，等于當(dāng)天太陽的赤緯，認(rèn)為S當(dāng)天不會改變，因此當(dāng)天任意時刻的日影X點將始終落在D線上。因此OX之間的距離將始終等于OP之間的距離q，即X點會始終處在一個以O(shè)點為圓心，以q為半徑的球面上，這是Z軸與地軸平行時的情況。如果在一個不知地理諱度的地方，為了使Z軸找到與地軸平行的方向，可預(yù)先查出當(dāng)天太陽的赤緯S的值，計算出日影偏心量e，在圭面S上先標(biāo)出圓周線D，在太陽光下，在仰角與方位角兩個方向上轉(zhuǎn)動圭面S與針桿U組成的這套結(jié)構(gòu)，使O點的日影落在D線上的任一點，用一固定在地面的標(biāo)桿的端點對準(zhǔn)這點的位置并保持不走動，這點可稱為第一個日影點，如果當(dāng)時Z軸線不與地球自轉(zhuǎn)軸平行，則等過了一個時候，日影點將脫離圓周線D線，投在圭面S面的其它地方。此時使用者在不觸動標(biāo)桿端點的要求下，轉(zhuǎn)動這套結(jié)構(gòu)，使圓周線D線同時通過第一個日影點和現(xiàn)在的日影點(這一情況是因為此時D線仍處在當(dāng)?shù)谝粋€日影點投射時的同一個半徑為q圓心為O的球面上)，這樣Z軸即已被調(diào)整到與地球自轉(zhuǎn)軸相平行的方向。因而此時Z軸的仰角即應(yīng)等于當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?。Z軸的方位角即應(yīng)為當(dāng)?shù)卦撎幍淖游缇€的方向，即真南真北方向。這就是本實用新型定向定位的原理。如果繼續(xù)保持處在第一個日影點的標(biāo)桿的位置不變，等再過了一個時候，如果日影點又那怕是略為脫離了D線，可以再一次轉(zhuǎn)動此套結(jié)構(gòu)，使D線移動到同時通過第一個日影點和新的第三個日影點，以修正Z軸的指向，從而得到更精確的地理緯度和子午線方向的數(shù)據(jù)。這個程序可以重復(fù)，或棄去第一個日影點，用第二個日影點來代替第一個日影點來重復(fù)進行，直到認(rèn)為足夠準(zhǔn)確為止。表一本實用新型采用的節(jié)氣赤緯及時差數(shù)值以及瓶體半徑計算值表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注:(l)黑框內(nèi)節(jié)氣為本實用新型在傳統(tǒng)24個節(jié)氣之外新增的16個節(jié)氣,以提高赤緯的分辯精度。(2)下半年的瓶體半徑為負數(shù)以別于上半年瓶體的正半徑數(shù)。(3)本衷為未經(jīng)消除鄰近現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。(3)本實用新型的目的通過如下技術(shù)方案達到本實用新型是一種有定向定位功能的瓶式平太陽時日晷，包括復(fù)合投影瓶體、投影針桿、投影瓶體支架兼仰角扇齒輪、時間圭面、定位圭面、圭面支架、上蓋、盒體及日影標(biāo)定桿(見圖6)。復(fù)合投影體1套裝在投影針桿2上；投影針桿裝在投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3的相應(yīng)軸孔中；投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3同軸地固定在時間圭面基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d的側(cè)面，投影瓶體軸線與時間圭面軸線處在同一根直線F上；定位圭面5卡裝在時間圭面4上，圭面支架6通過軸孔與時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d上相應(yīng)的孔用軸銷4f鉸接；圭面支架6裝在上蓋7的方位大轉(zhuǎn)盤7b上，上蓋上還有八個供日影標(biāo)定桿插入的定位孔7e，上蓋固定在盒體8上。時間圭面4a上有時間刻度基線和多條軸向的時間刻度線以及春半年和秋半年的整點時間數(shù)字，按復(fù)合投影瓶體日影的前緣或后緣讀取平太陽時的時間。在定位圭面5a上有三條日影軌跡線和反面的日影偏心量表刻度(見圖8)，在上蓋的大轉(zhuǎn)盤7b上有360。的方位刻度，在投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3上有仰角刻度，以測定當(dāng)?shù)氐淖游缇€方向和地理緯度。所說的投影針桿2的尖端上含有一個空間位置不變的小球，所說的定位圭面5上還含有當(dāng)天日影軌跡線D，與日影標(biāo)定桿共同組成的定位結(jié)構(gòu)。有益效果本實用新型的有益效果在于在已知當(dāng)?shù)亟?jīng)煒度的地方，可以用來指示某任選標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的時間。即平太陽時，在不知道當(dāng)?shù)亟?jīng)諱度的地方，可以用來確定真南真北方向以及當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?。在由其他定時或報時設(shè)備知道當(dāng)時刻的某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的時間情況下，還可以確定當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)度，從而完全定出該地的地理位置。因此，它是一種在失去其他定位定向設(shè)備的情況下的緊急備用定向定位設(shè)備兼平太陽時日晷。圖1-1、圖l-2是本實用新型指示平太陽時的原理圖。其中圖1-1為圖1-2的右視圖。圖2是本實用新型的復(fù)合投影瓶體的半徑曲線及圭面刻度示意圖。圖3是消除鄰近現(xiàn)象后的春半瓶瓶體半徑曲線圖。7圖4是消除鄰近現(xiàn)象后的秋半瓶瓶體半徑曲線圖。圖5是本實用新型定向定位原理圖。圖6是本實用新型的結(jié)構(gòu)方案圖。圖7是本實用新型時間圭面組件展開圖。圖8是定位偏心量表的尺寸圖。圖中1—4一4c-4f—5a-5d-6b-7a-7d-9—K-P—-復(fù)合投影瓶體；2——投影針桿；3——投影瓶體支架兼仰角扇齒輪;時間圭面外半圓環(huán)體；時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體;-定位圭面組件;-時間圭面組件；4a——時間圭面；4b--時間圭面小齒輪及鈕手；4d_-軸銷；4g——緊固件；5—一定位內(nèi)圭面；5b——定位圭面外透明半圓環(huán)體；5c——緊固件;—緊固件；6——圭面支架組件；6a——圭面支架；一仰角調(diào)節(jié)小齒輪及鈕手；6c——緊固件；7——上蓋組件；-合圭.-上蓋固定螺釘;7b_7e-日影標(biāo)定桿;-垂直軸線；-指尖端9a-F一-方位大轉(zhuǎn)盤；-標(biāo)定桿定位孔;-傾斜臂；-瓶體軸線;7c——方位調(diào)節(jié)小齒輪;8——盒體組件；g——上蓋水平泡；-水平軸線；具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的結(jié)構(gòu)方案，請參見附圖6，1為復(fù)合投影瓶體，2為投影針桿;3為投影瓶體支架兼仰角扇齒輪；4為時間圭面組件；5為定位圭面組件；6為圭面支架組件；7為上蓋組件；8為盒體組件；9為日影標(biāo)定桿。綜合說明如下投影瓶體1的外形為兩個瓶形件的各半個瓶體拼成的形狀，為一個不可分開的整體件，中心有一通孔，能從兩個方向套裝在投影針桿2上，作為顯示平太陽時的投影體，針桿2裝在投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3的相應(yīng)的軸孔中，通過投影針桿2的鈕手加以旋轉(zhuǎn)，不轉(zhuǎn)動時使復(fù)合投影瓶體1的兩半個瓶的拼合面卡停在垂直面的位置。投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3由兩個緊固件4g固定在時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d的南或北側(cè)面上，并準(zhǔn)確保持3與4的共同軸線即瓶體軸線F相重合，使投影瓶體的日影準(zhǔn)確地落在時間圭面4a上，這就是本實用新型顯示時間的日晷狀態(tài)。本實用新型的定位狀態(tài)是將投影瓶體1從投影針桿2上取去不用，露出針桿2尖端的投影小球體。定位圭面5卡裝到時間圭面4a上，用兩個緊固件5d固定，使針桿2尖端的小球體的日影落在定位圭面5a上的三根日影軌跡線D的某一根線上，以確定瓶體軸線F的仰角和方位角，從而定出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥群妥游缇€方向。另外，在時間圭面4與側(cè)面4d之間，鑲有時間圭面外半圓環(huán)體4b;在定位圭面5a外圓鑲有定位圭面外透明半圓環(huán)體5b。軌跡線之間標(biāo)有兩個箭頭以指示日影移動的方向。本實用新型的底座部分包括圭面支架組件6，上蓋組件7和盒體組件8。在圭面支架6a的兩端有軸孔與時間圭面小齒輪及鈕手4c兩端相應(yīng)的孔用兩個軸銷4f進行鉸接，使時間圭面組件4可以繞水平軸線G旋轉(zhuǎn)。圭面支架組件6上的仰角調(diào)節(jié)小齒輪及鈕手6b與投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3上的扇齒輪相配合以轉(zhuǎn)動時間圭面組件4來變化仰角。在投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3上有仰角刻角，即是地理緯度刻度，由圭面支架組件6上的指尖端P進行顯示。圭面支架組件6用兩個緊固件6c裝在上蓋組件7的方位大轉(zhuǎn)盤7b上，7b的下部有方位大齒輪與上蓋組件7的方位鈕手及相連的下部的方位調(diào)節(jié)小齒輪7c相配合來變化方位角。方位大轉(zhuǎn)盤7b的圓周上有360°方位角刻度，由盒蓋7a上的箭頭指示方位角讀數(shù)。盒蓋7a上還有一個水平泡g用以檢査盒面的水平，以保證大轉(zhuǎn)盤7b的旋轉(zhuǎn)軸線K的垂直度。盒蓋7a上還有八個供日影標(biāo)定桿9插入的定位孔7e，以使日影標(biāo)定桿9能垂直插入任一孔中供標(biāo)定日影位置之用。上蓋組件7通過固定螺釘7d與盒體組件連接。曰影標(biāo)定桿9順序由三節(jié)套管、兩片水平橫臂和傾斜臂9a連接而成。傾斜臂9a用以在定位時標(biāo)定日影在空間的位置之用。盒體組件8的內(nèi)部裝有一個水平泡，盒體四角有孔可用四個底角螺釘調(diào)節(jié)盒體水平及固定在地面上，本實用新型在不用時可以將外部部件卸下裝入盒體中以便于保存及攜帶。請參閱附圖6，首先確定時間圭面4a的內(nèi)圓半徑c，即相當(dāng)于附圖l-l中的尺寸c，c確定后才可以進行其他部件的設(shè)計。因為其他部件的尺寸都與c有關(guān)。按附圖1-1及附圖1-2，未消除鄰近現(xiàn)象前的投影瓶工作長度為L=2Ctg23.44。=2X0.434C。投影瓶的基礎(chǔ)圓柱體的直徑為2r。=2C*Sin7.5°=2X0.131C，亦即時間圭面上兩個相鄰整點刻度的距離，它們的角度間隔是15°(見附圖1-2)，這樣才能使春半年時間刻度與秋半年時間刻度共用整點刻度線，半點，10分鐘及5分鐘各刻度線在而僅使整點數(shù)字相差1而已(參見附圖7)。兩個半瓶的半徑曲線分別按表一中所列數(shù)據(jù)及附圖3、附圖4繪制。因為附圖2中的曲線只是按表一繪制，在軸位比絕對值大于0.367時即應(yīng)按附圖3、附圖4的曲線繪制生產(chǎn)用投影瓶的圖紙。附圖3是消除鄰近現(xiàn)象后的春半年瓶體半徑曲線，附圖4是消除鄰近現(xiàn)象后的秋半年曲線，圖中虛線為未消除鄰近現(xiàn)象的圖2中原來的曲線，實線為己消除鄰近現(xiàn)象的曲線。在l/c小于0.734的中段瓶體，虛線與實線是合并的，即不需要消除鄰近現(xiàn)象，仍用圖2中的曲線。4a的寬度無嚴(yán)格要求，但要與5b外徑上凹槽的寬度配合，使5b可以準(zhǔn)確套裝在4a上。時間圭面組件4的各件的外表均有刻度及標(biāo)志，詳細示出在附圖7中，M為時間基線，各時間刻度間的距離是以相應(yīng)在軸線處的張角表示。時間圭面組件4b在南北兩個側(cè)面上都有相對稱的刻度，附圖7中只繪出了北側(cè)面。J為圭面整點移動刻度，其指示箭頭Q在4d側(cè)面；I為經(jīng)度經(jīng)度差刻度，其指示箭頭N在4a側(cè)面。附圖6是適用在北半球使用的狀態(tài)，由于本實用新型在北半球和南半球同樣適用，在南半球應(yīng)將投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3由北側(cè)裝到時間圭面組件4身上，圭面支架組件6應(yīng)將有小鈕手及小齒輪的一邊裝到轉(zhuǎn)盤7b的北半邊，部件1仍應(yīng)以北端與部件4的北側(cè)在同一邊，部件5的北側(cè)與部件4的北側(cè)也始終裝在同一邊。為了減小5a在軸線方向的移動量，實施時可采用下面所述的偏心量的刻度表，使部件5a的寬度只要滿足在5b上作軸向移動的寬度大于f+2h即可。在附圖8中部示出了在5a外圓上的日影軌跡偏心量刻度表U。2h為U表中第1排和第4排左右兩段日期短表之間的間隙的寬度，用以顯示左右日期是不連續(xù)的，以避免誤解。L!為5a定位內(nèi)圭面內(nèi)圓表面三根日影軌跡線的兩根外軌跡線在全年中可有的最大活動范圍，也等于L乘j/c，j是5a內(nèi)表面的半徑。在附圖8上部示出了5a內(nèi)圓上三根軌跡線的活動范圍。當(dāng)透明部件5b覆蓋在5a外圓外面，45。的螺紋互相嚙合后，當(dāng)調(diào)節(jié)偏心量時，5b上有一條圓周方向的對準(zhǔn)線，可以用來對準(zhǔn)偏心表內(nèi)某月某日的刻度線，從而設(shè)定5a內(nèi)表面上三根日影軌跡線的偏置量，以用于定位之用。三根日影軌跡線的距離為邊線距中線t_h(見附圖8中的T)。Z指示5a的北極限位置(冬至)，Y指示5a的南極限位置(夏至)，5a的行程為南北各k+h，W指示軌跡線總范圍，X2指示5a的總活動范圍。偏心量表中共有四行，中間兩行為日期連續(xù)行，各為2月、3月、4月以及8月、9月、10月，其中各日期線距中線的距離均按表一中的軸位比值乘以j/c來準(zhǔn)確刻制。上下兩行的日期線則需按表一的軸位值減去(f-h)再乘以j/c來準(zhǔn)確刻制，其空隙h的目的只是分隔2月、4月及8月、10月邊線之用，越小越省寬度。b示出了偏心量表的邊線間隙。附圖8中的日期只繪出了1，11，21及30等日期。實物上的日期可盡可能增加一些多的曰期，以方便設(shè)制偏心量。為了清晰起見，偏心量表的上下兩行可用紅色，中間兩行用黑色。5a內(nèi)表面上兩邊的日影軌跡線用紅色，中間軌跡線用黑色，5b上的對準(zhǔn)線是一段刻在5b內(nèi)圓表面上位于南北方向的中線處的圓周線，可用黑色或蘭色，它是用來對準(zhǔn)偏心量表中所有日期線的；當(dāng)它對準(zhǔn)第2排和第3排的黑色日期線時，要使用中間黑色軌跡線；當(dāng)它對準(zhǔn)第1排和第4排的紅色日期線時，要使用同側(cè)的紅色的靠邊的日影軌跡線。在使用本實用新型時，可按以下步驟進行1、選擇一個空間開闊可以將盒體平放固定的地點。2、由盒中取出所有零部件。3、用盒內(nèi)提供的四個固定螺釘將盒體組件8通過四個角上的固定孔定位在所選地點上，并用盒內(nèi)固定的水平泡的指示調(diào)節(jié)好盒體的水平。4、將投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3按所在地為南半球或北半球安裝在時間圭面組件4上，將其鈕手4c裝在與投影瓶體支架兼仰角扇齒輪3相反方向的相應(yīng)的小齒輪軸上。5、將時間圭面組件4按南北半球的不同方向裝在圭面支架組件6上。6、將圭面支架組件6按南北半球的不同方向裝在方位大轉(zhuǎn)盤7b上。7、將盒蓋方位大轉(zhuǎn)盤7b用四個上蓋固定螺釘7d裝在盒體組件8上，檢查方位大轉(zhuǎn)盤7b上的水平泡應(yīng)該指示盒蓋是水平的。8、將時間圭面4a用時間圭面小齒輪及鈕手4c調(diào)節(jié)到時間圭面外半圓環(huán)體4b的0°位置上，用手推動時間圭面外半圓環(huán)體4b使零小時對準(zhǔn)時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d上的箭頭。9、在不知道當(dāng)?shù)氐乩砭暥鹊那闆r下，開始定位定向操作準(zhǔn)備將定位內(nèi)圭面5a與定位圭面外透明半圓環(huán)體5b間的緊固件5c松開，用定位內(nèi)圭面5a外圓上的偏心量表與定位圭面外透明半圓環(huán)體5b上的對準(zhǔn)線將當(dāng)天的日月日期設(shè)定好，再用緊固件5c將定位內(nèi)圭面5a與定位圭面外透明半圓環(huán)體5b固定在一起。10、將定位圭面組件5用兩個緊固件5d固定在時間圭面4a上。11、將投影瓶體1從投影針桿2上取下，露出投影針桿2的全部，檢查小球體0點清潔完好。12、開始定緯度及定向操作(a)轉(zhuǎn)動方位調(diào)節(jié)小齒輪7c及仰角調(diào)節(jié)小齒輪及鈕手6b，使0點小球的日影準(zhǔn)確落在三根軌跡線中適用的那一根日影軌跡線上的任何一點上。(b)將日影標(biāo)定桿9插入盒蓋7a上八個定位孔中任一個適當(dāng)?shù)目變?nèi)。調(diào)節(jié)日影標(biāo)定桿9的套管及傾斜臂9a，使其尖端對準(zhǔn)軌跡線上當(dāng)時瞬間的日影點。不要接觸時間圭面4a，以免隨后移動時間圭面4a時觸動傾斜臂9a的端點。如發(fā)現(xiàn)日影移動方向不與定位內(nèi)圭面5a上日影移動箭頭方向一致，即表示出已錯誤估計南北半球，應(yīng)重新按正確方向按本步驟4至6安裝各部件。然后仍按第7步驟以后程序進行。并確保日影按箭頭方向移動。(c)過一段時間后，觀察小球的日影點。如果日影點已明顯走離了軌跡線，要小心轉(zhuǎn)動方位調(diào)節(jié)小齒輪7c及仰角調(diào)節(jié)小齒輪及鈕手6b，在不觸動9a端點的要求下，使9a的端頭與現(xiàn)在小球的日影點同時處在原來那條軌跡線上。這一點之所以成為可能是因為小球第一次的日影點與-現(xiàn)在的日影點都處在同一個球面上，它們距0點的距離都是i的緣故(參見附圖5)。這時瓶體軸線F軸線所指的仰角即應(yīng)為當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?，盒蓋7a上箭頭所指的方位即應(yīng)為當(dāng)?shù)氐恼姹被蛘婺戏较颉?d)為了更準(zhǔn)確的定位和定向，可以連續(xù)等候更長的時間，逐次觀察日影點的位置。每次均使新的日影點都與第一次日影點處在同一條軌跡線上，所得的地理緯度角與子午線方位角都會越來越準(zhǔn)確。如果懷疑第一次日影位置未定準(zhǔn)確，也可以及早廢棄它，用第二次日影代替。只要時間間隔夠長，能得到準(zhǔn)確結(jié)果。13、確定了定向及定地理緯度結(jié)果以后，可按以下方法確定地理經(jīng)度將仰角及方位角保持在已確定的位置，取下定位圭面組件5，裝上投影瓶體l，其南北方向要與時間圭面組件4一致，取去日影標(biāo)定桿9。此時瓶影在時間圭面4a上指示的時間為當(dāng)?shù)氐钠教枙r。如果使用者具有其它記時或報時設(shè)備，可知道當(dāng)時的某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的時間的話，即可轉(zhuǎn)動時間圭面小齒輪及鈕手4c使日影指示的時間與該標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)時間一致。由時間圭面4a側(cè)面上的箭頭在時間圭面外半圓環(huán)體4b側(cè)面上指出的經(jīng)度差即可知道當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)度，從而完全確定本地的地理位置。這個狀態(tài)下的日晷即已架設(shè)好在指示該時區(qū)的時間的位置上，如果想知道其它標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的地理經(jīng)度，均可以調(diào)節(jié)時間圭面小齒輪及鈕手4c來將日晷架設(shè)到任何時區(qū)的時間位置上。14、為了觀察日出日落的時間或在高緯度或極地地區(qū)使用本實用新型，如果當(dāng)時日影不在4a端頭范圍以內(nèi)時，可以用手推動時間圭面外半圓環(huán)體4b連同時間圭面4a—起在時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d上轉(zhuǎn)動一個或幾個整點的位置，以使能觀察到當(dāng)時的投影瓶的日影的前緣或后緣。所指時間應(yīng)加上或減去時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體4d側(cè)面上的箭頭在時間圭面外半圓環(huán)體4b側(cè)面上所指的整點小時數(shù)即可。權(quán)利要求1.一種有定向定位功能的瓶式平太陽時日晷，復(fù)合投影體套裝在投影針桿上，投影針桿裝在投影瓶體支架兼仰角扇齒輪的相應(yīng)軸孔中，投影瓶體支架兼仰角扇齒輪同軸地固定在時間圭面的側(cè)面上，定位圭面卡裝在時間圭面上，圭面支架通過軸孔與時間圭面的基礎(chǔ)半圓環(huán)體上相應(yīng)的孔用軸銷鉸接，圭面支架裝在上蓋的方位大轉(zhuǎn)盤上，上蓋上還有八個供日影標(biāo)定桿插入的定位孔，上蓋用緊固件固定在盒體上；其特征在于時間圭面上有時間刻度基線和多條軸向的時間刻度線以及春半年和秋半年的整點時間數(shù)字，按復(fù)合投影瓶體日影的前緣或后緣讀取平太陽時的時間；在定位圭面上有三條日影軌跡線和反面的日影偏心量表刻度，在上蓋的轉(zhuǎn)盤上有360°的方位刻度，在圭面支架有仰角刻度，以測定當(dāng)?shù)氐淖游缇€方向和地理緯度。2、如權(quán)利要求l所述的一種有定向定位功能的瓶式平太陽時日晷，其特征在于所說的投影針桿尖端上含有一個在空間位置不變的小球，所說的定位圭面上還含有當(dāng)天日影軌跡線，與日影標(biāo)定桿共同組成的定向定位結(jié)構(gòu)。專利摘要本實用新型涉及一種有定向定位功能的多能瓶式平太陽時日晷，包括復(fù)合投影瓶體、投影針桿、投影瓶體支架、半圓環(huán)定位圭面、半圓環(huán)時間圭面、圭面支架、上蓋、盒體及日影標(biāo)定桿。投影瓶體軸線與半圓環(huán)圭面軸線處在同一根直線上。半圓環(huán)時間圭面上有一沿圓周方向的時間刻度基線和多條軸向的時間刻度線，在整點時間刻度線兩旁各標(biāo)有春半年(由冬至到夏至的半年)和秋半年(由夏至到冬至的半年)的整點鐘點數(shù)字。本實用新型具有攜帶方便，用以測定當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥群妥游缇€方向及指示當(dāng)?shù)氐钠教珪r的功能，當(dāng)由其它記時或報時設(shè)備得知某標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)當(dāng)時的時刻時，還可確定當(dāng)?shù)氐牡乩斫?jīng)度，從而完全確定當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢茫⒛苤甘救魏芜x定的標(biāo)準(zhǔn)時區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時間。文檔編號G04B49/02GK201166784SQ200720199439公開日2008年12月17日申請日期2007年12月19日優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日發(fā)明者鄧振煐申請人:鄧振煐