月相變化演示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種月相變化演示裝置。該月相變化演示裝置，包括直線運(yùn)動(dòng)的平行光源、含內(nèi)部空間的地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、球形空間；所述球形空間由玻璃鋼材料做成一個(gè)封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和平行光源均位于所述球形空間內(nèi)；所述地球模型、所述月球模型分別設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上方，并與所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機(jī)。通過該月相變化演示裝置使觀眾進(jìn)入到地球的位置，模擬站在地球上觀看月相變化的過程，直觀清晰的理解其成因。更符合科技館對(duì)科學(xué)知識(shí)傳播及受眾理解的要求。大型化的同時(shí)又具有簡潔的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)容易，性能可靠。
【專利說明】月相變化演示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于天文學(xué)的演示裝置，尤其涉及一種月相變化演示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于關(guān)于月相變化的天文研究或教學(xué)而言，離不開月相變化演示裝置。因?yàn)樵虑虮旧聿话l(fā)光，月球可見發(fā)亮部分是反射太陽光的部分，只有月球直接被太陽照射的部分才能反射太陽光。雖然月球總是朝向太陽方向的半月球被照亮，由于月球繞地球運(yùn)動(dòng)，從不同的角度上看到月球被太陽直接照射的部分不同，這就是月相的來源。
[0003]現(xiàn)有演示月相的教具或展品一般都是借助地月日關(guān)系的三球儀，觀眾從日地月的系統(tǒng)外，即宇宙中的視角觀看日地月系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中月相的變化。整套機(jī)構(gòu)，需要太陽處的光源轉(zhuǎn)動(dòng)以使光始終照向模擬的地月，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，月球繞地球公轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有月相演示裝置多用三球儀來模擬，其缺點(diǎn)主要有:研究者只能從第三視角觀看月相變化，這和平面的原理圖的效果差別不大，研究者缺乏身臨其境的直觀體驗(yàn)；這套結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系較為復(fù)雜，如果大型化比較困難，占用面積也較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有演示月相結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地大等缺陷，而提供了一種能夠提供真實(shí)視角的月相變化演示裝置。
[0005]本實(shí)用新型的月相變化演示裝置包括直線運(yùn)動(dòng)的平行光源、含內(nèi)部空間的地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)以及球形空間；所述球形空間由玻璃鋼材料做成一個(gè)封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和平行光源均位于所述球形空間內(nèi)；所述地球模型、所述月球模型分別設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上方，并與所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機(jī)。
[0006]其中，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)和所述平行光源電機(jī)均為步進(jìn)電機(jī)。
[0007]其中，所述月相變化演示裝置還包括啟動(dòng)開關(guān)、勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器，其中，所述啟動(dòng)開關(guān)分別與所述勻速驅(qū)動(dòng)器、所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器相連接，所述勻速驅(qū)動(dòng)器連接至所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器連接至平行光源電機(jī)。
[0008]其中，所述月相變化演示裝置還包括第一復(fù)位開關(guān)、第二復(fù)位開關(guān)，所述第一復(fù)位開關(guān)連接至所述勻速驅(qū)動(dòng)器，所述第二復(fù)位開關(guān)連接至所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器。
[0009]其中，所述球形空間的空間半徑為4500mm。
[0010]其中，所述地球模型的空間半徑為2000mm。
[0011]本實(shí)用新型通過上述技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)以下技術(shù)效果:本實(shí)用新型通過模擬人站在地球上，從第一視角看圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的月球在太陽平行光的照射下，月相變化的原理和過程，形象的展示了月相變化發(fā)生的原因。
[0012]通過使觀眾進(jìn)入到地球的位置，模擬站在地球上觀看月相變化的過程，直觀清晰的理解其成因。更符合科技館對(duì)科學(xué)知識(shí)傳播及受眾理解的要求。大型化的同時(shí)又具有簡潔的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)容易，性能可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了本實(shí)用新型的月相變化演示裝置的構(gòu)造原理圖的正視圖；
[0014]圖2示出了本實(shí)用新型的月相變化演示裝置的構(gòu)造原理圖的俯視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型的月相變化演示裝置的控制系統(tǒng)原理圖；
[0016]圖4示出了月球模型和平行光源的運(yùn)動(dòng)方式。
[0017]附圖標(biāo)記列表
[0018]1、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；2、月球模型；3、地球模型；4:球形空間；
[0019]5、平行光源；6、光源直線運(yùn)動(dòng)軌道
[0020]如圖所示，為了能明確實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本實(shí)用新型限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的一種月相變化演示裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。同時(shí)在這里做以說明的是，為了使實(shí)施例更加詳盡，下面的實(shí)施例為最佳、優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于一些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進(jìn)行實(shí)施；而且附圖部分僅是為了更具體的描述實(shí)施例，而并不旨在對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體的限定。同時(shí)，本實(shí)用新型也省略描述了一些本領(lǐng)域眾所周知的技術(shù)，以避免對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)造成模糊。
[0022]圖1、圖2分別示出了本實(shí)用新型的月相變化演示裝置的主視圖和俯視圖。如圖所示，該月相變化演示裝置主要包括直線運(yùn)動(dòng)的平行光源5、含可容納觀測(cè)者的內(nèi)部空間的地球模型3、月球模型2、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I以及球形空間4，其中地球模型3、月球模型2分別連接在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I上，并隨同旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I一起轉(zhuǎn)動(dòng)。球形空間4可由玻璃鋼等材料做成一個(gè)較為封閉的暗環(huán)境，地球模型3、月球模型2、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I和平行光源5等都位于球形空間4內(nèi)，形成黑暗中觀察月相變化的場景。其中球形空間4可根據(jù)實(shí)際需要，尤其是演示性和觀賞性以及空間要求，其空間半徑可設(shè)置為4000mm-5000mm，在本實(shí)施例中優(yōu)選為4500mm。地球模型3也可根據(jù)演示性以及空間要求，其空間半徑可設(shè)置為1800_-2500_，在本實(shí)施例中優(yōu)選為2000mm。
[0023]旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其上的地球模型3和月球模型2也勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。月球模型2在固定高度轉(zhuǎn)動(dòng)，平行光源5也在同一高度的光源直線運(yùn)動(dòng)軌道6跟隨月球模型2的位置變化而作變速直線運(yùn)動(dòng)，保持其發(fā)出的單束平行光一直照射在運(yùn)動(dòng)的月球模型2上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I每轉(zhuǎn)一周，平行光源5往復(fù)一次。
[0024]旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，并且平行光源5設(shè)置有平行光源電機(jī)。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I和平行光源5的運(yùn)動(dòng)都由各自獨(dú)立的電機(jī)所驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，該電機(jī)可采用步進(jìn)電機(jī)。
[0025]圖3示出了本實(shí)用新型的月相變化演示裝置的控制系統(tǒng)原理圖。本實(shí)用新型的月相變化演示裝置包括啟動(dòng)開關(guān)、勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器。啟動(dòng)開關(guān)分別與勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器電連接，從而可以使演示者同時(shí)開啟勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器。此外，勻速驅(qū)動(dòng)器電連接至旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，正弦變速驅(qū)動(dòng)器電連接至平行光源電機(jī)。在通過啟動(dòng)開關(guān)開啟勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器之后，勻速驅(qū)動(dòng)器和正弦變速驅(qū)動(dòng)器分別驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)和平行光源電機(jī)，從而最終驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I和平行光源電機(jī)運(yùn)動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，而該平行光源的電機(jī)在驅(qū)動(dòng)器的控制下，做速度正弦變化的變速運(yùn)動(dòng)。
[0026]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，為了保證旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I和平行光源5的運(yùn)動(dòng)在多次的操作下保持同步，二者每次在相同的固定的位置處啟動(dòng)和停止，二者的啟動(dòng)位置也即是上次運(yùn)動(dòng)的停止位置。因此，在二者的啟動(dòng)位置處分別裝設(shè)了檢測(cè)的復(fù)位開關(guān)1、復(fù)位開關(guān)2，復(fù)位開關(guān)I和復(fù)位開關(guān)2分別與勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器電連接，從而保證每次運(yùn)動(dòng)都同步啟動(dòng)和停止。
[0027]圖4示出了本實(shí)用新型的月球模型和平行光源的運(yùn)動(dòng)方式。月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過程中要保持平行光一直照射在月球模型2上。而勻速圓周運(yùn)動(dòng)在直線上的投影是正弦變化的，所以才用單一小型的平行光源5，在直線上做正弦速度變化的運(yùn)動(dòng)，保證跟蹤月球模型2的位置，達(dá)到平行光持續(xù)照射月球模型2單側(cè)的效果。
[0028]旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I的電機(jī)帶動(dòng)平臺(tái)上的地球模型3以及月球模型2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬地球上看到的月球始終一面朝向地球的同步公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)。
[0029]該月相變化演示裝置的具體操作流程如下:
[0030]1、研究者進(jìn)入半封閉內(nèi)部空間并進(jìn)入地球模型3中；
[0031]2、啟動(dòng)操作按鈕,旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I帶動(dòng)地球和月球及地球內(nèi)的研究者開始慢速旋轉(zhuǎn)；
[0032]3、研究者通過地球模型3上的觀察窗觀看平行光源5照射下，月球模型2上明暗部分的變化，即月相變化；
[0033]4、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I旋轉(zhuǎn)一周，研究者看到月球模型2整個(gè)周期的月相變化，機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，等待下一次觀察研究；
[0034]整個(gè)裝置形象、直觀、逼真的演示了月相形成的原理和現(xiàn)象，從而符合月相變化演示裝置的趣味性、科學(xué)性、互動(dòng)性的教育研究理念和特點(diǎn)。
[0035]本實(shí)用新型一方面通過實(shí)物構(gòu)造人可以進(jìn)入的地球觀看月相變化，突破傳統(tǒng)方法僅局限于小型日地月系統(tǒng)演示儀，從宇宙中的第三視角，而不是地球上實(shí)際看到的情況的限制。另一方面采用可以在直線上按正弦速度變化移動(dòng)的平行光光源追蹤月球位置，模擬了月球?qū)嶋H接受太陽照射的情況。
[0036]通過進(jìn)入地球模型3內(nèi)部，使研究者處于日常觀察月亮的實(shí)際情況之下，替代了小型三球儀在地月日系統(tǒng)之外觀看月相帶來的思維轉(zhuǎn)換，對(duì)月相成因和過程的演示更直觀、更直接更易于理解，同時(shí)也增強(qiáng)了參與互動(dòng)和趣味性。
[0037]采用正弦直線運(yùn)動(dòng)的平行光源5跟蹤月球轉(zhuǎn)動(dòng)，省去了太陽模型，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免了整個(gè)系統(tǒng)需要繞日公轉(zhuǎn)帶來的復(fù)雜性和占地面積大的問題。
[0038]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種月相變化演示裝置，包括直線運(yùn)動(dòng)的平行光源、含內(nèi)部空間的地球模型、月球模型、載人旋轉(zhuǎn)平臺(tái)以及球形空間；其特征在于， 所述球形空間由玻璃鋼材料做成一個(gè)封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、載人旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和平行光源均位于所述球形空間內(nèi)； 所述地球模型、所述月球模型分別設(shè)置在所述載人旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的上方，并與所述載人旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接； 所述載人旋轉(zhuǎn)平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的月相變化演示裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)和所述平行光源電機(jī)均為步進(jìn)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的月相變化演示裝置，其特征在于，所述月相變化演示裝置還包括啟動(dòng)開關(guān)、勻速驅(qū)動(dòng)器、正弦變速驅(qū)動(dòng)器，其中，所述啟動(dòng)開關(guān)分別與所述勻速驅(qū)動(dòng)器、所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器相連接，所述勻速驅(qū)動(dòng)器連接至所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器連接至所述平行光源電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的月相變化演示裝置，其特征在于，所述月相變化演示裝置還包括第一復(fù)位開關(guān)和第二復(fù)位開關(guān)，所述第一復(fù)位開關(guān)連接至所述勻速驅(qū)動(dòng)器，所述第二復(fù)位開關(guān)連接至所述正弦變速驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的月相變化演示裝置，其特征在于，所述球形空間的空間半徑為 4500mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的月相變化演示裝置，其特征在于，所述地球模型的空間半徑為 2000mm。
【文檔編號(hào)】G09B27/00GK204166805SQ201420539079
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】隗京花, 王二超 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)館