專利名稱：日地月運行演示儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可演示太陽、地球和月球三個天體基本運行規(guī)律的天文科普教學儀器，即一種新型日地月運行演示儀。
二.
背景技術：
講解太陽、地球、月球三個天體的基本運行規(guī)律及其所產(chǎn)生的天象，是天文科普中最基本也是最重要的內(nèi)容。根據(jù)中國大百科全書天文卷第279頁及上海辭書出版社1986年12月出版的“簡名天文學詞典”第156頁所載，國內(nèi)早已出現(xiàn)過演示上述天體運行規(guī)律的日地月運行演示儀——簡稱三球儀，在國內(nèi)審報的專利中，如公告號2249939、2304162、2354200、2396466等，均是演示日、地、月三個天體基本運行關系的實用新型，但它們的主要缺點在于一.日、地、月三個天體的基本運動關系是地球約365.25天沿黃道繞太陽公轉(zhuǎn)一周，月球約29.5天沿白道繞地球公轉(zhuǎn)一周，白道和黃道交角約5度，其交點西退運動約18.6年一周?，F(xiàn)有的儀器和實用新型大部分只模擬地球的公轉(zhuǎn)及月球繞地球的運動，而對白道的交點西退運動，只有個別儀器可以手動。因此不能說明雖然每個月月球總能轉(zhuǎn)到太陽和地球中間，但卻很少能看到日食。二、現(xiàn)有儀器均是用燈泡來象征太陽，因燈泡光強不夠，在白天展室內(nèi)有自然光照明的情況下，當月球運行到太陽和地球的中間時，在地球模型上看不到月球的陰影，因此講不清為什么當日食出現(xiàn)時，在地球上有的地方能看到，有的地方看不到。三、現(xiàn)有儀器基本上是利用復雜的機械傳動裝置按近似的實際速比模擬太陽、地球、月球三個天體運行的相互關系，這不僅結(jié)構復雜制造困難而且極易損壞。四、為了講解四季不同星空的變化、在已有的三球儀上均帶有演示太陽視運動規(guī)律的演示板。但現(xiàn)有三球儀均用指針指示太陽的視位置，這種方法不夠直觀也不夠形象化，不能讓觀眾直接看到太陽視運動的現(xiàn)象。
三.
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是針對上述之不足提供了一種結(jié)構簡單、使用方便、可以在室內(nèi)自然光照明的條件下，演示日食產(chǎn)生時能在地球上看到月球陰影穿過的現(xiàn)象，此現(xiàn)象可以隨時再現(xiàn)，不必讓觀眾等待較長時間，在演示四季星空變化的演示板上，可以讓觀眾看到象征太陽的光斑在黃道上運動的一種新型日地月運行演示儀。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是在位于儀器中心的燈泡外面，罩有一個帶有聚光鏡并可回轉(zhuǎn)的球形罩，聚光鏡將燈泡發(fā)出的光會聚成強光束并照亮固定在活動支臂上的地球模型，驅(qū)動球型罩及活動支臂轉(zhuǎn)動的主電機被固定在底座上，在活動支臂固定地球模型處，還裝有可以繞地球模型傾斜回轉(zhuǎn)象征月球的小球及改變小球傾斜回轉(zhuǎn)軌道方向的機構即軸承和軸套，驅(qū)動上述機構的軸套轉(zhuǎn)動的電機固定于活動支臂上，驅(qū)動軸承轉(zhuǎn)動的電機固定在支板上，在活動支臂的另一端，還裝有一套光學裝置，此裝置可以投射出一個明亮的光斑，使其照射到演示太陽視運動的演示板的黃道圈上。
為了能隨時將象征月球的小球轉(zhuǎn)到象征太陽的球形罩與地球模型中心的連線上，在儀器上分別用三個開關控制驅(qū)動軸套轉(zhuǎn)動的電機及驅(qū)動軸承轉(zhuǎn)動的電機和主電機。
本實用新型的優(yōu)點是采用上述結(jié)構后，無論地球模型轉(zhuǎn)到任何位置，當象征月球的小球轉(zhuǎn)到照亮地球模型的強光束中時，在地球模型上將看到小球移動的陰影，這就簡單明了地說明日食出現(xiàn)時只有在陰影經(jīng)過的地區(qū)的人可以看到，而其余地區(qū)則見不到的原因；用三個電機獨立控制，則可隨時再現(xiàn)上述現(xiàn)象，不必讓觀眾等待很長時間；在演示板的黃道上可以看到移動的太陽光斑，這將使觀眾很容易明白一年四季星空為什么不一樣及二十四節(jié)氣的變化等天象；在結(jié)構設計上，利用多種新元件簡化了傳動結(jié)構，因此制造成本低，運轉(zhuǎn)可靠、使用方便。
四.

附圖1是本實用新型的簡化正視圖；圖中1-軸，2-燈泡，3-球型罩，4-聚光鏡，5-象征月球的小球，6-地球儀，7-白道環(huán)，8、9-齒輪及電機，用來驅(qū)動月球繞地球的轉(zhuǎn)動，10-電機及齒輪，用來驅(qū)動白道的交點西退運動，11-支承桿，12-支板，13-帶有齒輪的軸套，14-支承地球儀的支軸，15-支套，固定在支臂18上，16-保持地球傾斜方向不變的穩(wěn)向傳動裝置，17-主電機及齒輪，18-支臂，固定在軸1上，可隨軸1轉(zhuǎn)動，在其一端固定有地球儀4、小球5及其它傳動零件，在另一端固定有光標投射器，19-底座，20-光標投射器，21-演示板，27-月球白道運動的軸承，28-支架。
附圖2、3、4是本實用新型做局部改進后的局部簡化剖視圖。
五.具體實施方式
本實用新型的優(yōu)選方式如圖1所示象征太陽的球形罩3被固定在軸1上，在軸1上還固定有光源2、活動支臂18，軸1被支撐在底座19上，當固定在底座19上的主電機17轉(zhuǎn)動時，通過傳動件使軸1轉(zhuǎn)動。當然，固定在軸1上的各個部件均隨之而運動。
在活動支臂18的右端固定有支套15，象征地球的球體6通過支軸14被支撐在支套15上。當活動支臂18旋轉(zhuǎn)時，將帶動地球6繞象征太陽的球形罩3公轉(zhuǎn)。由于有穩(wěn)向傳動裝置16的作用，因此地球6公轉(zhuǎn)時可以保持其自轉(zhuǎn)軸方向不變。
在球形罩3上固定有聚光鏡4，聚光鏡4將光源2的光會聚成一束照射在地球6上，因上述各件均被固定在軸1及活動支臂18上，因此不論地球6轉(zhuǎn)到任何位置，光束將始終會照在地球6上。
象征月球的小球5及白道環(huán)7，通過支桿11固定在滾動軸承27的外環(huán)上。軸承27的內(nèi)環(huán)被傾斜的固定在軸套13上，在軸套13上還固定有支板12及電機9。當電機9轉(zhuǎn)動時，通過傳動件8可以帶動軸承27的外環(huán)轉(zhuǎn)動，而固定在軸承外環(huán)上的球體5及白道環(huán)7亦隨之而動，即表示每月一周期的月球繞地球的運動。
支撐軸承27的軸套13是通過支軸15被支托在活動支臂18上的，而軸套13可以被固定在活動支臂18上的電機10帶動。當電機10轉(zhuǎn)動時，軸套13即隨之而動，此時被傾斜固定在軸套13上面的軸承27亦隨之而動，其傾斜方向亦隨之變化。此即白道的交點西退運動。
在活動支臂18的左端，固定有光標或激光投射器20，它可以將一個具有很高亮度的光斑22投射到演示板21上，演示板由多塊錐面板或柱面板拼接成整圈的圓錐面或圓柱面，并用支架27獨立支撐在儀器主體的四周，演示板21上繪有黃道和沿黃道分布的十二個主要星座及連線、黃道12宮的標記。黃道上除標有刻度外，還標有二十四節(jié)氣，投射器20射出的光斑，應調(diào)整到演示板的黃道圈上。
本實用新型除可按附圖1的方案實施外，還有如下幾種實施方案圖2表示本實用新型的一種改進，即將圖1中固定在球體3上的聚光鏡4改為圖2中凹面反射鏡23，使光會聚成一束，在球體3固定凹面鏡的對稱位置，開有足夠大的孔24，使光束通過24照射到球體6上。
圖3表示了本實用新型的又一改進，即用帶反光碗的燈泡25，將其光束直接照在地球6上。
圖4表示了本實用新型的另一種改進。即將演示板26加工成若干塊扇形板，安裝在底座19上時再拼裝組合成整塊圓形。此時投射器20投出的光斑22應調(diào)整到演示板26的黃道上，其余各部結(jié)構仍如圖1。
權利要求1.一種新型日地月運行演示儀，其特征是位于儀器中心的燈泡(2)外面，罩有一個帶有聚光鏡(4)并可回轉(zhuǎn)的球型罩(3)，聚光鏡(4)將燈泡(2)發(fā)出的光會聚成強光束并照亮固定在活動支臂(18)上的地球模型(6)；驅(qū)動球型罩(3)及活動支臂(18)轉(zhuǎn)動的主電機(17)被固定在底座(19)上；在活動支臂(18)固定地球模型(6)處，還裝有可以繞地球模型(6)傾斜回轉(zhuǎn)象征月球的小球(5)及改變小球(5)傾斜回轉(zhuǎn)軌道方向的機構即軸承(27)和軸套(13)，驅(qū)動上述機構的軸套轉(zhuǎn)動的電機(10)固定在活動支臂(18)上，驅(qū)動軸承(27)轉(zhuǎn)動的電機(9)固定在支板(12)上；在活動支臂(18)的另一端，還裝有可以投射出一個明亮的光斑(22)使其照射到演示太陽視運動的演示板(21)黃道圈上的一套光學裝置(20)。
2.根據(jù)權利要求1所述新型日地月運行演示儀，其特征在于所述球型罩(3)上，裝有使光束通過開孔照射到地球模型(6)上的凹面鏡(23)。
3.根據(jù)權利要求1所述之新型日地月運行演示儀其特征在于所述球型罩(3)裝有能使光線聚光的反光碗燈泡(25)。
4.根據(jù)權利要求1所述新型日地月運行演示儀，其特征在于所述繪有黃道、黃道附近主要星座及連線、黃道12宮以及注有二十四節(jié)氣的演示板(21)，是由在儀器周邊固定有多塊扇形錐面組合成整圈圓錐面。
5.根據(jù)權利要求1或4所述之新型日地月運行演示儀，其特征在于所述由多個扇形片(26)拼接成圓形的演示板，固定在底座(19)上。
6.根據(jù)權利要求1所述新型日地月運行演示儀，其特征在于用三個開關來分別控制驅(qū)動軸套(13)轉(zhuǎn)動的電機(10)及驅(qū)動軸承(27)轉(zhuǎn)動的電機(9)和主電機(17)。
專利摘要本實用新型公開了一種新型日地月運行演示儀,它包括:用一個帶聚光鏡4的球形罩3罩在位于儀器中心的燈泡2外面來象征太陽,聚光鏡會聚的光束始終照亮繞球形罩回轉(zhuǎn)的地球模型6來演示地球的公轉(zhuǎn),用電機9驅(qū)動一個小球5繞地球模型傾斜回轉(zhuǎn),演示月球繞地球的運動,再用電機10來改變小球傾斜回轉(zhuǎn)軌道的方向演示白道的交點西退,只有在小球轉(zhuǎn)到光束中時才可看到日食。本實用新型結(jié)構簡單,使用方便,可隨時再現(xiàn)日食產(chǎn)生的原因,并可演示日食時月球陰影在地球上移動的現(xiàn)象。
文檔編號G09B27/02GK2499921SQ01267410
公開日2002年7月10日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權日2001年10月10日
發(fā)明者潘廣鉞 申請人:潘廣鉞