專利名稱：多功能時(shí)空信息演示盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時(shí)空信息顯示裝置。具體地說(shuō)，涉及一種顯示全世界 時(shí)空信息的演示盤。
背景技術(shù)：
由于地球的"二轉(zhuǎn)"運(yùn)動(dòng)和經(jīng)緯度上的差異而導(dǎo)致的時(shí)空信息和晝夜 晨昏狀況的變化，歷來(lái)是各層次自然地理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。人們對(duì)該類 教學(xué)儀器的研究由來(lái)已久，但始終未能有所大的突破。當(dāng)前公知的顯示世 界某些地點(diǎn)時(shí)間的電子表，只不過(guò)是由電腦代替人腦進(jìn)行計(jì)算，不能充當(dāng) 地理教學(xué)儀器。各類顯示地球上不同時(shí)區(qū)時(shí)間的"世界鐘"，如設(shè)計(jì)理念
較先進(jìn)的、權(quán)屬本人的實(shí)用新型專利91204420.9多功能世界表，也存有以 下不足之處1、由于"太陽(yáng)"標(biāo)志在表盤上id:于暗設(shè)狀態(tài)，顯示時(shí)空信 息時(shí)不夠直觀、不夠生動(dòng)；2、由于有機(jī)芯和其他一些附加裝置，結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，體積重量大，不便于即席演示和隨身攜帶；3、造價(jià)高，不利于推廣 普及。即使本人剛申報(bào)的實(shí)用新型2007M128"6.0多功能時(shí)空信息演示 盤，也因未在中時(shí)區(qū)設(shè)置"國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間"標(biāo)志和未用不同的顏色區(qū)分 東、西經(jīng)范圍而使其直觀性稍有遜色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有關(guān)自然地理的教學(xué)儀器。本發(fā)明的技術(shù)方 案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種多功能時(shí)空信息演示盤，自上而下主要由地盤(地 球廿于區(qū)ftfHa古^v^rtft^周邊所處晝夜晨昏狀況及日時(shí)分等數(shù)字 位置盤)和日歷盤(雙日歷變號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)盤)三大部分有機(jī)組成。
本發(fā)明較之現(xiàn)有的技術(shù)，具有的優(yōu)點(diǎn)為1、可直觀、清晰、生動(dòng)地
仿真演示由于地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的時(shí)空信息的變化情況。2、利用手 動(dòng)，可迅速(一般不超過(guò)10秒鐘)査到所需之時(shí)空信息。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 體積小，重量輕，便于攜帶。4、造價(jià)低廉，便于普及。


圖l為整盤外觀示意圖； 圖2為地盤示意圖3為天盤示意圖； 圖4為日歷盤示意圖5為整盤沿天盤上太陽(yáng)標(biāo)志中心至子夜線標(biāo)志一線縱切面示意圖。
圖中1—地盤；2—天盤；3—日歷盤；4一在其平面正圓形小頂面上 標(biāo)有"S"標(biāo)記的地盤與天盤聯(lián)結(jié)軸；5—日歷盤與天盤聯(lián)結(jié)軸；6—太陽(yáng)標(biāo)
志；7—子夜線標(biāo)志；S—雙日歷顯示窗口；9一地盤圓心；IO—地球時(shí)區(qū)指
針；H—時(shí)區(qū)指針尖端；12—時(shí)區(qū)名稱；13—時(shí)區(qū)內(nèi)代表地點(diǎn)名稱；14一 時(shí)區(qū)中央經(jīng)度；15—時(shí)區(qū)中央經(jīng)線標(biāo)志；16—時(shí)區(qū)指針界；n—日界線標(biāo)
志；18—"東經(jīng)"范圍顏色；19—"西經(jīng)"范圍顏色；20— "國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)
間"標(biāo)志；21—太陽(yáng)標(biāo)志圓心；22—太陽(yáng)對(duì)天盤的直射線標(biāo)志；23—太陽(yáng)
對(duì)天盤的斜射線標(biāo)志；24—正午線標(biāo)志；25—晨線標(biāo)志；26—昏線標(biāo)志； 27—正點(diǎn)標(biāo)志；28—正點(diǎn)g字；29—10分鐘刻度；30—半點(diǎn)鐘刻度；31— 正點(diǎn)線標(biāo)志；32—日歷盤在天盤上的聯(lián)結(jié)點(diǎn)；33—天盤圓心；34—日歷盤 圓心；35—日歷盤上日期數(shù)字；36—日歷盤上日期數(shù)字排序方向；37—日 歷盤上日期數(shù)字顯示方向。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明和描述。
本發(fā)明由地盤、天盤、日歷盤和兩根聯(lián)結(jié)軸組成。
1)地盤(地球時(shí)區(qū)指針組合盤)因①地球在其軌道上圍繞太陽(yáng)自 西向東公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還圍繞其自身的假想軸(地軸)自西向東自轉(zhuǎn)(地動(dòng) 說(shuō))。②國(guó)際上把地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間等分為24小時(shí)，每小時(shí)等分為60分
鐘......③地球是一個(gè)不透明的球體，地處偏東地點(diǎn)的人們總比地處偏西地
點(diǎn)的人們先見(jiàn)到日出，為了規(guī)范地球上的時(shí)間，國(guó)際上達(dá)成了按時(shí)區(qū)劃分 地球表面的共識(shí)。④人們對(duì)指針式計(jì)時(shí)器的視讀習(xí)慣為順時(shí)針?lè)较?。⑤?br> 南極(s極)上空看，地球呈順時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)。
根據(jù)上述現(xiàn)實(shí)，按國(guó)際上有關(guān)的約定俗成和常識(shí)，如圖把地球的南半 球設(shè)計(jì)為一個(gè)由"10" —樣的24根整時(shí)區(qū)指針組合而成的地盤1，代表全球 的24 (實(shí)為25)個(gè)時(shí)區(qū)的南半球部分；每根時(shí)區(qū)指針的理論長(zhǎng)度為從南極S 至赤道的10000公里。其中，在每根時(shí)區(qū)指針軸心(S極)9以北，均以"頭
朝北"的"離心式"依次標(biāo)注上時(shí)區(qū)中央經(jīng)線標(biāo)志15;時(shí)區(qū)中央經(jīng)度M;
時(shí)區(qū)內(nèi)代表地點(diǎn)的名稱13 (其中，有的地點(diǎn)名稱在同區(qū)的北半球——該區(qū)
的南半球?yàn)楹Ｑ?；時(shí)區(qū)名稱12;以時(shí)區(qū)中央經(jīng)線與赤道的交點(diǎn)為基準(zhǔn)，
頂角為銳角的等腰三角形"兩腰式"的時(shí)區(qū)指針尖端ll; 16為時(shí)區(qū)指針 界；17為日界線(國(guó)際日期變更線)標(biāo)志，由該線把12時(shí)區(qū)指針從中縱向 平分為東12時(shí)區(qū)指針和西12時(shí)區(qū)指針，使盤上共有整、半時(shí)區(qū)指針25根；
為省目起見(jiàn)，用不同的淺色分別標(biāo)識(shí)出"東經(jīng)"和"西經(jīng)"范圍；在中時(shí) 區(qū)指針尖端部位設(shè)一紅色的"▲"標(biāo)記20作為"國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間"標(biāo)志。不 同的使用者也可在其常用的時(shí)區(qū)指針尖端部位設(shè)置自認(rèn)為省目的標(biāo)記，如 在北京所在的東8時(shí)區(qū)指針尖端部位設(shè)置紅色的或"★"等標(biāo)記。
2)天盤(地球周邊所處晝夜晨昏狀況及日時(shí)分等數(shù)字位置盤)因 ①相對(duì)于地球而言，太陽(yáng)的位置是不變的(日心說(shuō))。②任何瞬間，太陽(yáng) 光線在地球上都只有一個(gè)直射點(diǎn)和無(wú)窮多個(gè)斜射點(diǎn)。③由于地球是一個(gè)不 透明的球體，任何瞬間，都有半個(gè)球面因受陽(yáng)光照射而處于白晝；另一半 球面因背離陽(yáng)光而處于黑夜。由黑夜向白晝過(guò)度的交界線稱晨線；由白晝 向黑夜過(guò)度的交界線稱昏線。由晨昏線組成的晨昏圈把地球表面等分為 晝、夜兩個(gè)半球。只有在晨昏圈與地球經(jīng)線圈相重合的"二分日"世界各 地或在赤道上，才會(huì)出晝、夜平分的現(xiàn)象。 習(xí)慣上，世界各地都把當(dāng)?shù)?太陽(yáng)高度最高時(shí)定為12時(shí)；把最背離太陽(yáng)時(shí)定為O (24)時(shí)；把日出時(shí)定. 為6時(shí)；把日落時(shí)定為18時(shí)。這四個(gè)正點(diǎn)的依據(jù)分別是當(dāng)?shù)厮幗?jīng)線屆時(shí) 與之相重合的正午線(天盤上近"太陽(yáng)"且與陽(yáng)光直射線重合的一條半 徑)、子夜線(天盤上與正午線正相背的一條半徑)、晨線和昏線。
根據(jù)上述現(xiàn)實(shí)，首先如圖3設(shè)計(jì)一主體直徑適當(dāng)大于地盤主體直徑的 天盤2。其次在其外側(cè)適當(dāng)位置設(shè)一紅色的太陽(yáng)標(biāo)志6，并通過(guò)太陽(yáng)標(biāo)志圓 心21與天盤圓心33畫一直線并延長(zhǎng)至天盤另一側(cè)邊緣，把該線自天盤圓心 至"太陽(yáng)"方向的半徑設(shè)為正午線標(biāo)志24;把與之正相反的半徑設(shè)為子夜 線標(biāo)志7;把該線于"太陽(yáng)"和天盤之間的部分設(shè)為陽(yáng)光對(duì)天盤的直射線 標(biāo)志22;在其兩側(cè)各設(shè)一條與之相平行的陽(yáng)光斜射線標(biāo)志23;陽(yáng)光直射線
和斜射線標(biāo)志均以由"太陽(yáng)"射向天盤的紅色箭頭標(biāo)識(shí)。然后，以有"太 陽(yáng)"的一方為上，以由正午線和子夜線組成的這條天盤直徑垂直且平分的 另一條天盤直徑把天盤等分為上、下兩個(gè)半圓。把上面的半圓著晴空顏 色，設(shè)為晝空間；把下面的半圓著夜空顏色，設(shè)為夜空間。把晝夜空間的 交界線設(shè)為晨昏線標(biāo)志。其中，把天盤圓心以左的設(shè)為晨線標(biāo)志25;以右 的設(shè)為昏線標(biāo)志26;在晨昏線近側(cè)的晝窆間里著上一抹桔紅色，分別象征 朝霞和晚霞。最后，按順時(shí)針?lè)较蛟谧右咕€、晨線、正午線、昏線標(biāo)志的 近天盤邊緣處以"頭朝外"的"離心式"依次標(biāo)注0、 6、 12和18這四個(gè)正 點(diǎn)數(shù)字并根據(jù)常識(shí)，如圖瑱足31—類的正點(diǎn)線標(biāo)志；27—類的正點(diǎn)標(biāo)記； 28—類的其他正點(diǎn)數(shù)字；29—類的10分鐘刻度和30—類的半點(diǎn)鐘刻度。有 關(guān)8和7的說(shuō)明見(jiàn)下文。
3)日歷盤(雙日歷變號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)盤)因①?gòu)睦碚撋现v，地盤上的日 界線17和天盤上的子夜線7都是無(wú)限細(xì)微的。當(dāng)且僅當(dāng)日界線運(yùn)轉(zhuǎn)至剛與
子夜線重合的一剎那，全球各地才同處于一天上；而當(dāng)日界線剛偏離子夜 線的一剎那，地球上新的一天首先在東12時(shí)區(qū)誕生，舊的一天最后在西12
時(shí)區(qū)結(jié)束。所以，事實(shí)上全球每時(shí)每刻都有兩個(gè)相鄰的日期。具體情況 為任何時(shí)刻，地處天盤上子夜線沿順時(shí)針?lè)较蛑恋乇P日界線范圍內(nèi)各時(shí) 區(qū)的日期，都比地處天盤上子夜線沿逆時(shí)針?lè)较蛑恋乇P日界線范圍內(nèi)各時(shí) 區(qū)的日期早一天；反之，則晚一天。②目前，全球通用的西歷各月份的天 數(shù)為l、 3、 5、 7、 8、 10、 12七個(gè)月分各31天；4、 6、 8、 11四個(gè)月份各30 天；二月份平年28天；閏年29天。
根據(jù)上述現(xiàn)實(shí)，首先，以適當(dāng)小于天盤上子夜線的長(zhǎng)度為半徑，在子 夜線上選取一點(diǎn)為圓心32，畫一天盤的內(nèi)切虛圓。其次，如圖4制作一同
樣規(guī)格的日歷盤3。其中，34為日歷盤圓心；在日歷盤的邊緣部位。以
"頭朝內(nèi)"的"向心式"按順時(shí)針?lè)较蚓鶆虻貥?biāo)注上如35—樣的1一31、 1、 28、 1、 29、 1、 30共37個(gè)代表日期的數(shù)字。36為日期數(shù)字排序方向； 37為日期數(shù)字顯示方向。最后，在天盤邊緣子夜線7兩側(cè)開出對(duì)稱的兩個(gè) 日歷顯示窗口8，用以顯示世界上兩上相鄰的日期數(shù)字。
4)以上三個(gè)盤制作完畢，最后，如圖5所示用軸5自上而下依次穿 過(guò)天盤子夜線上的32和日歷盤圓心34，把兩個(gè)盤聯(lián)結(jié)起來(lái)；用軸4自上而 下依次穿過(guò)地盤圓心9和天盤圓心33，把兩個(gè)盤聯(lián)結(jié)起來(lái)。由于天盤為靜 盤，地盤和日歷盤為動(dòng)盤，所以上述兩個(gè)軸可與天盤固結(jié)為一體，但不影 響與之相聯(lián)結(jié)的地盤和日歷盤的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 '
至此， 一個(gè)多功能時(shí)空信息演示盤制作完畢。正確操作該演示盤，可 準(zhǔn)確而迅速地向人們提供所需査找之時(shí)空信息。如，已知北京時(shí)間為 1995年3月21 (春分)日l(shuí)l點(diǎn):正，問(wèn)倫敦和華盛頓時(shí)間各是多少？解首 先轉(zhuǎn)動(dòng)日歷盤，使天盤上的雙日歷顯示窗口中出現(xiàn)21、 20兩個(gè)相鄰的日 期；接著轉(zhuǎn)動(dòng)地盤，使北京所在的東8區(qū)的時(shí)區(qū)指針尖端對(duì)準(zhǔn)天盤上的正 點(diǎn)數(shù)字ll (如圖l所示)，這時(shí)演示盤上清楚地顯示出倫敦時(shí)間為( 19"年3月)21日凌晨3點(diǎn)正；華盛頓時(shí)間為(1995年3月)M日22點(diǎn)正。
整個(gè)查找過(guò)程只需幾秒鐘時(shí)間。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例中，'有的是必然的，有的是或然的。僅僅 是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。 在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上，還可依本發(fā)明之原理做出不同形式的微調(diào)或變動(dòng)。 這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些由本發(fā)明原理所引申 出的顯而易見(jiàn)的變化、變動(dòng)或雷同之處，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)權(quán)限之中。
權(quán)利要求
1.一種多功能時(shí)空信息演示盤，自上而下由地盤、天盤、日歷盤三大部分組成，其特征在于，還包括地盤與天盤聯(lián)結(jié)軸、日歷盤與天盤聯(lián)結(jié)軸；其中，地盤與天盤聯(lián)結(jié)軸的上端為“釘頭式”的平面正圓形小頂，在頂面上標(biāo)有“S”標(biāo)記；日歷盤與天盤聯(lián)結(jié)軸通過(guò)日歷盤圓心，把它以天盤內(nèi)切圓的形式聯(lián)結(jié)在天盤子夜線上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能時(shí)空信息演示盤，其特征在于， 所述地盤主體是一個(gè)以地球南半球?yàn)榛A(chǔ)、以S極為軸心、由24根 整時(shí)區(qū)指針構(gòu)成的平面正圓形呈花盤狀的時(shí)區(qū)指針組合盤，每根整 時(shí)區(qū)指針由軸心S向北，以"頭朝北"的"離心式"依次標(biāo)有時(shí)區(qū)中 央經(jīng)線標(biāo)志，時(shí)區(qū)中央經(jīng)度，時(shí)區(qū)內(nèi)代表地點(diǎn)名稱，時(shí)區(qū)名稱，最北 端是以時(shí)區(qū)中央經(jīng)線與赤道的交點(diǎn)為頂點(diǎn)，頂角為銳角的等腰三角形 的"兩腰式"的時(shí)區(qū)指針尖端；在12時(shí)區(qū)指針上設(shè)有日界線標(biāo)志， 把該區(qū)縱向平分為東12時(shí)區(qū)指針和西12時(shí)區(qū)指針，使地盤上共有整、 半時(shí)區(qū)指針25根；用不同的淺色分別標(biāo)識(shí)出"東經(jīng)"和"西經(jīng)"范 圍；在中時(shí)區(qū)指針尖端部位設(shè)有"A"的"國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間"標(biāo)志。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能時(shí)空信息演示盤，其特征在于， 所述天盤是一個(gè)直徑適當(dāng)大于地盤直徑的平面正圓盤，在其邊緣外側(cè) 附設(shè)有紅色的"太陽(yáng)"、陽(yáng)光直射線及斜射線標(biāo)志，天盤主體近"太 陽(yáng)"的半圓為主調(diào)呈晴空顏色的晝空間標(biāo)志；另一半圓為主調(diào)呈夜空 顏色的夜空間標(biāo)志，晝、夜空間的交界線為晨、昏線標(biāo)志，其中，天盤圓心以左的為晨線標(biāo)志；以右的為昏線標(biāo)志，晨、昏線近側(cè)的晝空 間為呈桔紅色的朝霞和晚霞標(biāo)志，天盤上太陽(yáng)直射線與之相重合的上 方半徑為正午線標(biāo)志；與此正相反的下方半徑為子夜線標(biāo)志；子夜線、晨線、正午線和昏線又分別為O、 6、 12和18點(diǎn)的正點(diǎn)線標(biāo)志，正點(diǎn) 線所指向的天盤邊緣部分的黑白兩色小圓點(diǎn)為正點(diǎn)標(biāo)記；天盤上24 個(gè)正點(diǎn)數(shù)字與其他刻度標(biāo)記均以"頭朝外"的"離心式"標(biāo)注于天盤 邊緣的適當(dāng)位置，在子夜線的末端兩側(cè)開有對(duì)稱分布的雙日歷顯示窗 □。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能時(shí)空信息演示盤，其特征在于， 所述的日歷盤主體是一個(gè)平面正圓盤，在該盤邊緣部位以"頭朝內(nèi)" 的"向心式"，按順時(shí)針?lè)较蚓鶆虻貥?biāo)注著1-31、 1、 28、 1、 29、 1、 30共37個(gè)代表日期的數(shù)字，日歷盤邊緣呈均勻的細(xì)鋸齒狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能時(shí)空信息演示盤。該盤自上而下主要由地盤、天盤、日歷盤三大部分和兩根聯(lián)結(jié)軸組成。其中，地盤上共有整、半時(shí)區(qū)指針25根，在東、西12時(shí)區(qū)指針間設(shè)有“日界線”標(biāo)志；在地盤圓心設(shè)有代表地球南極的“S”標(biāo)志；在倫敦所處的中時(shí)區(qū)指針尖端部位設(shè)有“△”的“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間”標(biāo)志；在天盤上設(shè)有太陽(yáng)、陽(yáng)光直射線、斜射線、晨線、正午線、昏線和子夜線標(biāo)志及雙日歷顯示窗口。正確使用該演示盤，可直觀、清晰、準(zhǔn)確、迅速地查到所需查找的時(shí)空信息，對(duì)有關(guān)內(nèi)容的地理教學(xué)能起到良好的促進(jìn)作用。該演示盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，便于隨身隨帶；造價(jià)低廉，便于推廣普及。
文檔編號(hào)G09B29/00GK101354853SQ200710146180
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者楊叔憲 申請(qǐng)人:楊叔憲