專利名稱：一種時空儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時空儀，涉及一種地面空間與時間直觀對應聯(lián)接的裝置，屬于時空指示器和工藝品。
背景技術(shù)：
當今用于描述地面空間的世界地圖和指示時間的時鐘盡管在各自單獨的方面十分簡捷，但把它們分立單獨使用，沒有充分利用它們固有關(guān)聯(lián)的優(yōu)點也不便于國際間的交往。世界時區(qū)圖只是劃分了時區(qū)，并沒走出空間的圈圈，而名目繁多的世界時鐘也只是羅列了一些地點的時間，也沒有走出時間的圈圈，它們都沒能建立空間和時間的聯(lián)接。即使有些世界時鐘具有一定實用功能但其使用起來實際上并不簡便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種時空儀，建立起了地面空間與時間聯(lián)接的直觀圖象，可顯示任一地方空間和時間一一對應的動態(tài)關(guān)系，能直觀簡明指示世界上任意地點的時間。本發(fā)明為實現(xiàn)目的而采用的技術(shù)方案本發(fā)明為圓球形時空儀及其引申的變形時空儀，其表面為時區(qū)世界地圖，圖面上標示地方時經(jīng)線，設置晨昏線、太陽直射點和節(jié)氣，環(huán)繞地圖赤道或南北極設置24小時時區(qū)，在底座四方或適當位置設世界通用分秒鐘；底座內(nèi)設驅(qū)動、傳動和控制裝置。
時區(qū)世界地圖上繪制世界標準時各區(qū)時所在的24條經(jīng)線，各國輪廓均用深色線條描繪；采用同一地方時的區(qū)域，陸地上以同一顏色顯示，相鄰的時區(qū)以不同的顏色相間，海洋上相鄰的時區(qū)用淺淡的顏色線分隔。任一時區(qū)，其陸地范圍內(nèi)，在區(qū)名城市附近、對應的世界標準時的區(qū)時所在經(jīng)線以反差的顏色顯示，這一段特別的經(jīng)線稱作該時區(qū)的地方時經(jīng)線。極少數(shù)國家或地區(qū)不以世界標準時作為本地標準時，而是以首都或重要商埠的平太陽時作為本地的地方標準時，則經(jīng)過其標準時所在處繪制一段地方時經(jīng)線。地方時經(jīng)線充當各地方時區(qū)的區(qū)時指針。
1、球形時空儀，地圖面為球形。內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)軸與豎直線傾斜23°27′，時區(qū)圈用透明顯示屏制作，環(huán)繞地圖赤道固定。時區(qū)分為24格，時數(shù)由零到23沿從北極俯視逆時針方向環(huán)繞赤道依次分布顯示。在底座四方或球面適當位置共設置四個世界通用分秒鐘。
外球殼由晝夜兩個半球殼結(jié)合組成靜止不動，結(jié)合面豎直，內(nèi)球殼支撐基座以一回歸年為周期繞其中心豎直軸轉(zhuǎn)動，以此顯示地球公轉(zhuǎn)；同時地球自轉(zhuǎn)主動軸帶動地球自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動周期為24小時，以此顯示地球自轉(zhuǎn)。
時數(shù)、分秒數(shù)、晨昏線和節(jié)氣都由內(nèi)置芯片控制，每過一小時各時數(shù)同步進一；內(nèi)球殼的自轉(zhuǎn)和基座的轉(zhuǎn)動由普通電動機械驅(qū)動，由內(nèi)置芯片控制。
地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律即太陽在黃道上對地球的張角以及各節(jié)氣對應太陽直射點南北移動所跨越的緯度范圍由sinα＝sinΦsinΩ 1S(Ω)=SOAB=∫0Ωf(Ω)d(Ω)---2]]>t＝S(Ω)/S3S＝πab/T 4
決定，式中T為地球公轉(zhuǎn)周期，t為以冬至作為起始點的時間。
根據(jù)1至4式給定的太陽直射點在黃道上的位置與時間的關(guān)系，太陽直射點在黃道上每掃過15度為一個節(jié)氣，對應地將太陽直射點沿地面南北方向移動歷經(jīng)某一相應緯度區(qū)設為該節(jié)氣的節(jié)氣區(qū)，沿日期變更線分布，并以透明顯示屏固定于地圖表面來顯示。冬至往芒種各節(jié)氣分布于日期變更線東方，夏至往大雪各節(jié)氣分布于日期變更線西方。
2、平面矩形時空儀，時區(qū)世界地圖為矩形，時數(shù)圈沿北極或南極設置，24個時數(shù)依次分布，以透明顯示屏或電子屏顯示。地圖處于靜止狀態(tài)的，晨昏線和太陽直射點由東往西勻速同步平動，24小時一個周期，時數(shù)循環(huán)每過一小時進一；地圖處于運動狀態(tài)的，地圖由西往東勻速平動，24小時一個周期，晨昏線和太陽直射點在緯線方向上靜止，時數(shù)不變動。地圖處于靜止或運動的任一狀態(tài)時，晨昏線的形狀和太陽直射點在經(jīng)線方向上的位置都隨時間同步變化，一回歸年一個周期。節(jié)氣用透明顯示屏顯示，分秒鐘或可用指針式。
3、平面圓形時空儀，時區(qū)世界地圖是以北極為中心的平面圓形，時數(shù)圈沿地圖圓周設置，24個時數(shù)依次分布，以透明顯示屏或電子屏顯示。地圖處于靜止狀態(tài)的，晨昏線和太陽直射點以北極為中心順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，24小時一個周期，時數(shù)循環(huán)每過一小時進一；地圖處于運動狀態(tài)的，地圖以北極為中心逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，24小時一個周期，晨昏線和太陽直射點在緯線方向上靜止，時數(shù)不變動。地圖處于靜止或運動任一狀態(tài)時，晨昏線的形狀和太陽直射點在經(jīng)線方向上的位置都隨時間變化，一回歸年一個周期。節(jié)氣用透明顯示屏顯示，分秒鐘或可用指針式。
4、圓筒形時空儀，其外表面的時區(qū)世界地圖展開后是平面矩形，時數(shù)圈沿北極或南極設置，24個時數(shù)依次分布，以透明顯示屏或電子屏顯示。地圖處于靜止狀態(tài)的，晨昏線和太陽直射點俯視順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，24小時一個周期，時數(shù)循環(huán)每過一小時進一；地圖處于運動狀態(tài)的，地圖俯視逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，24小時一個周期，晨昏線和太陽直射點在緯線方向上靜止，時數(shù)不變動。地圖處于靜止或運動任一狀態(tài)時，晨昏線的形狀和太陽直射點在經(jīng)線方向上的位置都隨時間變化，一回歸年一個周期。節(jié)氣用透明顯示屏顯示，分秒鐘或可用指針式。
讀取任意地點的時間，待查地的地方時經(jīng)線指對的時數(shù)為該地當時時數(shù)，分秒數(shù)直接由分秒針指示讀出。極少數(shù)地方時區(qū)的地方時經(jīng)線與世界標準時區(qū)時所在經(jīng)線不重合，其分秒數(shù)由讀者自行按經(jīng)度差的比例讀出。待查地距正午或晨昏的時差，由太陽直射點、晨昏線與當?shù)氐慕?jīng)度間隔比例決定，每間隔15度時間相差1個小時。
本發(fā)明的有益效果建立起了地面空間與時間聯(lián)接的直觀圖象、可顯示任一地方的空間延伸和時間流逝一一對應的動態(tài)關(guān)系，能直觀簡明指示世界上任意地點的時間，具有深遠的科學意義。
本發(fā)明制作簡易、用途廣泛、簡捷實用，性價比高，市場前景廣闊。
本發(fā)明的球形時空儀，時數(shù)用透明顯示屏來顯示，免除了機械轉(zhuǎn)動的時圈和支架，使得其外觀更完美，又減少了機械傳動使得機械部分更簡潔穩(wěn)固；外球殼靜止僅內(nèi)球殼及其基座轉(zhuǎn)動，既可使機械轉(zhuǎn)動部重量相對降低從而減少能源的消耗，又使得整個轉(zhuǎn)動及其轉(zhuǎn)動裝置處于外球殼的內(nèi)部從而減少外部的侵蝕；其獨特的外觀、結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)，科學生動地顯示了地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)、時間和空間的關(guān)聯(lián)，具有多重功效，其市場價值和社會效益都十分廣闊。


圖1是本發(fā)明的第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明第二個實施例的外觀示意圖。
圖3是本發(fā)明第三個實施例的外觀示意圖。
圖4是本發(fā)明第四個實施例的外觀示意圖。
圖5是本發(fā)明的第一個實施例的地方時經(jīng)線示意圖。
圖6是本發(fā)明的第二個實施例的地方時經(jīng)線示意圖。
以上各圖中，1、內(nèi)球殼及時區(qū)世界地圖；2、內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)軸；3、透明顯示屏及時數(shù)圈；4、外球殼，5、內(nèi)球殼基座；6、傳動齒輪；7、內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)主動轉(zhuǎn)軸；8、地球自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動齒輪；9、基座轉(zhuǎn)動軸；10、內(nèi)球殼支撐固定軸；11、內(nèi)球殼支撐軸承；12、外球殼支撐；13、平面矩形時區(qū)世界地圖；14、晨昏線；15、分秒鐘；16、以北極為中心的平面圓形時區(qū)世界地圖；17、節(jié)氣顯示區(qū)；18、圓筒外表面形時區(qū)世界地圖；19、地方時經(jīng)線。
具體實施例方式
本發(fā)明有4個實施例，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1、圖1是本發(fā)明第1個實施例的示意圖。球形時空儀，內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)軸(2)與豎直線傾斜23°27′，透明顯示屏及時數(shù)(3)緊貼或嵌入內(nèi)球殼(1)赤道。內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)主動轉(zhuǎn)軸(7)通過其傳動齒輪(6)帶動地球自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動齒輪(8)、自北極俯視逆時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為24小時，此顯示地球自轉(zhuǎn)。外球殼(4)由日夜兩個半球殼固定結(jié)合組成，日半球透明橙黃色，夜半球淺蘭色，以透明水晶或透明材料制成，日半球適當位置嵌入一個小紅點模擬太陽及其直射點。外球殼(4)下部有一個大于南極圈的圓形開口，圓形開口邊緣與外球殼支撐(12)固定連接。內(nèi)球殼支撐固定軸(10)通過內(nèi)球殼支撐軸承(11)在縱向固定用以支撐內(nèi)球殼(1)。內(nèi)球殼基座(5)通過內(nèi)球殼支撐軸承(11)以一回歸年為周期、豎直方向俯視逆時針方向轉(zhuǎn)動，此顯示地球公轉(zhuǎn)。機械轉(zhuǎn)動以電動機或其它動力裝置驅(qū)動，時數(shù)、日期、節(jié)氣等都由內(nèi)置芯片控制。其它方面如技術(shù)方案所述。
實施例2圖2是本發(fā)明第2個實施例的示意圖。平面矩形時空儀，太陽直射點和晨昏線(14)，自東往西同步平移，或地圖(13)向東平動，24小時一周；另外以一回歸年為一個周期，太陽直射點在東西方向平動的同時沿南北方向做規(guī)律的往復移動，同時晨昏線(14)形狀也做規(guī)律的變化。時數(shù)(3)、節(jié)氣可由透明顯示屏顯示，每過一小時各時數(shù)(2)同步進一。時數(shù)(2)、晨昏線(14)、日期、節(jié)氣及圖面由內(nèi)置芯片控制。其它方面如技術(shù)方案所述。
實施例3、圖3是本發(fā)明第3個實施例的示意圖。平面圓形時空儀，太陽直射點和晨昏線(14)，俯視順時針方向繞北極轉(zhuǎn)動，或地圖(16)俯視逆時針方向轉(zhuǎn)動，24小時一周；另外以一回歸年為一個周期，太陽直射點還沿南北方向做規(guī)律的往復移動，同時晨昏線(14)形狀也做規(guī)律的變化。時數(shù)(3)、節(jié)氣(17)可由透明顯示屏顯示，每過一小時各時數(shù)(2)同步進一。時數(shù)(3)、晨昏線(14)、日期、節(jié)氣(17)及圖面由內(nèi)置芯片控制。其它方面如技術(shù)方案所述實施例4、圖4是本發(fā)明第4個實施例的示意圖。圓筒形時空儀，太陽直射點和晨昏線(14)，俯視順時針方向移動，或地圖(18)俯視逆時針方向移動，24小時一周；另外以一回歸年為一個周期，太陽直射點還沿南北方向做規(guī)律的往復移動，同時晨昏線(14)形狀也做規(guī)律的變化。時數(shù)(3)、節(jié)氣可由透明顯示屏顯示，每過一小時各時數(shù)(2)同步進一。時數(shù)(2)、晨昏線(14)、日期、節(jié)氣及圖面由內(nèi)置芯片控制。其它方面如技術(shù)方案所述。
權(quán)利要求
1.一種時空儀，包括本體、本體上設置的時區(qū)世界地圖、以及用于支撐本體的基座，其特征在于時區(qū)世界地圖上標示地方時經(jīng)線(19)，設置24小時時數(shù)圈(3)、晨昏線(14)、24節(jié)氣、分秒鐘等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時空儀，其特征是地圖上繪制世界標準時各區(qū)時所在的24條經(jīng)線，各國家輪廓均用深色線條描繪；采用同一地方時的區(qū)域，陸地上以同一顏色顯示，相鄰的時區(qū)以不同的顏色相間，海洋上相鄰的時區(qū)用淺淡的顏色線分隔；任一時區(qū)，其陸地范圍內(nèi)，在區(qū)名城市附近、對應的世界標準時的區(qū)時所在經(jīng)線以反差的顏色顯示，這一段特別的經(jīng)線稱作該時區(qū)的地方時經(jīng)線(19)。極少數(shù)國家或地區(qū)不以世界標準時作為本地標準時，而是以首都或重要商埠的平太陽時作為本地的地方標準時，則經(jīng)過其標準時所在處繪制一段地方時經(jīng)線；地方時經(jīng)線充當各時區(qū)的時數(shù)指針。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的時空儀，其特征是內(nèi)外兩層球殼結(jié)構(gòu)；內(nèi)球殼(1)球面為球形的時區(qū)世界地圖，內(nèi)球殼自轉(zhuǎn)軸(3)與豎直線傾斜23°27′，內(nèi)球殼支撐基座(5)以一回歸年為周期繞其中心豎直軸(7)轉(zhuǎn)動，同時地球自轉(zhuǎn)主動軸轉(zhuǎn)動齒輪(8)帶動內(nèi)球殼(1)自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動周期為24小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時空儀，其特征是內(nèi)球殼表面環(huán)繞地圖赤道設置24小時時區(qū)圈(2)，時區(qū)圈用透明顯示屏制作環(huán)繞赤道固定，從0到23共24個時數(shù)位于24條特定經(jīng)線和赤道的交匯處依次排列，每過一小時各時數(shù)同步進一，在底座四方設置世界通用的分秒鐘(10)，時數(shù)和分秒數(shù)由內(nèi)置芯片控制顯示；地方時經(jīng)線(19)和分秒針分別指示各地方時的時數(shù)及分秒數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時空儀，其特征是外球殼(4)由日半球殼和夜半球殼結(jié)合組成，靜止，結(jié)合面豎直形成晨昏線；日半球殼透明橙黃色，夜半球殼透明淺蘭色，厚度根據(jù)不同需要酌定，以透明水晶或透明材料制成；外球殼下部有一個大于內(nèi)球殼地圖南極圈的圓形開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時空儀其特征是太陽直射點嵌在外球殼上；節(jié)氣用透明顯示屏制作在內(nèi)球殼(1)表面、沿日期變更線南北回歸線之間分布消隱，地球公轉(zhuǎn)過程中太陽直射其適當緯度范圍時由內(nèi)置芯片激活顯示相應的節(jié)氣名稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的時空儀，其特征還在于制成平面矩形、平面圓形和圓筒形等不同結(jié)構(gòu)的另外三種時空儀，其表面分別為平面矩形的時區(qū)世界地圖(13)、平面圓形的時區(qū)世界地圖(16)和圓筒外表面形的時區(qū)世界地圖(18)，都可以電子屏顯示或普通材料制作；時數(shù)(3)用透明顯示屏顯示，沿地圖的南極或北極分布；并設有晨昏線(14)、太陽直射點和節(jié)氣區(qū)(17)以及分秒鐘(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時空儀其特征是圖面的動態(tài)，可以是矩形的圖面做平動、圓形的圖面和圓筒外表面形圖面做轉(zhuǎn)動，也可以是都靜止，時數(shù)(3)、分秒數(shù)(15)、太陽直射點、晨昏線(14)、節(jié)氣(17)都由內(nèi)置芯片控制實時顯示，每過一小時各時數(shù)同步進一。
全文摘要
一種時空儀，直觀顯示地面空間和時間對應關(guān)系的裝置，包括本體、本體上設置的時區(qū)世界地圖、以及用于支撐本體的基座、地圖上標示的地方時經(jīng)線、設置的24小時時數(shù)圈、晨昏線、24節(jié)氣、分秒鐘，解決了地面空間與時間對應聯(lián)接同步顯示的問題，還可以顯示晝夜時長、晨昏和節(jié)氣等有關(guān)信息，具有科學真實、簡捷實用、美觀諧趣的特點，可廣泛用于科教、工藝品、時空指示器及廣場庭院的動態(tài)雕塑。
文檔編號G09B27/08GK1834824SQ20051001838
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者胡岸, 胡小鵬 申請人:胡小鵬