專利名稱：一種太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀及太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬太陽(yáng)、地球以及月亮、地球、太陽(yáng)相互運(yùn)行規(guī)律的模型。尤其能 直觀的演示地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)以及月亮繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)三球的空間狀態(tài)，以及在不同狀 態(tài)下太陽(yáng)直射點(diǎn)的變化、太陽(yáng)光在地球和月球表面的光照區(qū)域的變化，從而直觀地解釋晝 夜變化的過(guò)程、時(shí)差形成、24節(jié)氣變化及24節(jié)氣日照時(shí)間的變化、極晝與極夜的產(chǎn)生、 年與日的關(guān)系及春夏秋冬的形成原因以及月相的變化和日食、月食形成的原因。
背景技術(shù)：
目前市面上出售的普通的地球儀是由繪制有地圖的球形體和支架組成，這種地球儀只 能靜態(tài)地反應(yīng)各地理位置和特征，無(wú)法全面直觀地動(dòng)態(tài)的表達(dá)月球、地球與太陽(yáng)間的運(yùn)動(dòng) 關(guān)系及由這種運(yùn)動(dòng)關(guān)系所產(chǎn)生的眾多天文地理現(xiàn)象。這些信息、知識(shí)只能憑借人們的想象 力來(lái)獲得，既不直觀也不真實(shí)，大大增加了人們特別是空間想象力不成熟的青少年學(xué)習(xí)地 理知識(shí)的難度和準(zhǔn)確理解的困難，甚至造成人們獲得錯(cuò)誤的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有市面上出售的地球儀是靜態(tài)的、不能反應(yīng) 地球運(yùn)動(dòng)及地球繞太陽(yáng)運(yùn)行以及現(xiàn)有的發(fā)明不適于大批量工業(yè)化生產(chǎn)的的不足，而提供一 種真實(shí)模擬再現(xiàn)地球和或月球繞日運(yùn)動(dòng)的時(shí)地球運(yùn)行狀態(tài)以及由此狀態(tài)產(chǎn)生的太陽(yáng)光照 區(qū)域和直射點(diǎn)變化從而解釋與月球、地球和太陽(yáng)有關(guān)的許多天文和地理現(xiàn)象的演示模型。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的光源和 繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀，所述的支架包括連接塊以及設(shè)置在連接塊外部的圓形軌 道體，所述的光源設(shè)置在連接塊的中心，在所述的軌道上設(shè)置有一在所述的軌道體上移動(dòng) 的小車，在該小車的小車車體上設(shè)置有一導(dǎo)向孔， 一導(dǎo)向軸穿在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在所述
的導(dǎo)向軸的上端還設(shè)置有一可以傾斜角度的弧形T型燕尾槽，在所述的弧形T型燕尾槽內(nèi)
4滑動(dòng)的設(shè)置有一T型燕尾座，所述的地球儀與T型燕尾座固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置 有一導(dǎo)向齒輪，在所述的軌道體上設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪與導(dǎo)向齒 條嚙合。
所述的光源為柱狀直射光源。
在所述的光源與小車之間還設(shè)置有一用于控制平面光源連續(xù)照射地球儀的連桿機(jī)構(gòu)。 在所述的平面光源的中心還設(shè)置有一產(chǎn)生太陽(yáng)直射點(diǎn)的聚光光源。
在所述的地球儀和月球儀的表面涂有被光照部分產(chǎn)生明顯的反光或高反光性能的熒 光漆。
一種太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的 光源、繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀，以及繞地球儀公轉(zhuǎn)的月亮，其特征在于所述的 支架包括連接塊以及設(shè)置在連接塊外部的圓形軌道體，所述的光源設(shè)置在連接塊的中心， 在所述的軌道體上設(shè)置有一在所述的軌道體上移動(dòng)的小車，在該小車的小車車體上設(shè)置有 一導(dǎo)向孔， 一導(dǎo)向軸穿在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在所述的導(dǎo)向軸的上端還設(shè)置有一可以傾斜角 度的弧形T型燕尾槽，在所述的弧形T型燕尾槽內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)置有一T型燕尾座，所述的地 球儀與T型燕尾座固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪，在所述的軌道上設(shè)置有 平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪與導(dǎo)向齒條嚙合，所述的地球儀包括一地球儀固定 軸，在所述的地球儀固定軸上通過(guò)一球面關(guān)節(jié)軸承連接一使月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)裝 置，在進(jìn)動(dòng)裝置的上端設(shè)置有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸套，固定月球的月球進(jìn)動(dòng)從動(dòng)齒輪與所述的該轉(zhuǎn)動(dòng) 軸套轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 一套連桿曲軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸套擺動(dòng)從而帶動(dòng)月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。
所述的進(jìn)動(dòng)裝置包括進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定支座、進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)支座以及一曲柄連桿機(jī)構(gòu)， 在所述的固定支座上開設(shè)有一弧形槽，在所述的弧形槽內(nèi)設(shè)置有一進(jìn)動(dòng)平衡控制桿，該進(jìn) 動(dòng)平衡控制桿將所述的進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)支座與固定支座連接，所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿的 自由端與平衡控制桿連接，轉(zhuǎn)動(dòng)所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄，使活動(dòng)支座產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
所述的光源為柱狀直射光源。
在所述的光源與小車之間還設(shè)置有一用于控制平面光源連續(xù)照射地球儀的連桿機(jī)構(gòu)。 在所述的平面光源的中心還設(shè)置有一聚光光源。
在地球儀和月球儀的表面涂有高反光性能的熒光漆，當(dāng)光源照在地球儀和月球儀上 時(shí)，被光照部分產(chǎn)生明顯的反光。
本發(fā)明地球和或月球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的演示儀，首先是一個(gè)模擬地球運(yùn)行軌道的圓形的塑 料軌道，軌道上是一個(gè)可以由電源驅(qū)動(dòng)帶減速器的電機(jī)并通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)的運(yùn)動(dòng)小車，小車上通過(guò)T型燕尾座固定一個(gè)由帶減速器的電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)的模擬地球自轉(zhuǎn)的地 球儀；
地球儀通過(guò)地球儀支座固定在一個(gè)可以調(diào)節(jié)角度的弧形燕尾槽座上。這樣可以通過(guò)調(diào) 整演示地軸與地球公轉(zhuǎn)軌道平面呈不同角度時(shí)地球上產(chǎn)生的各種地理現(xiàn)象之間的差異，從 而更清晰地解釋地球上各種地理現(xiàn)象的成因。
月球的運(yùn)動(dòng)分自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)動(dòng)。由于月球的自轉(zhuǎn)對(duì)我們研究日常的天文現(xiàn) 象意義不大，因此，本發(fā)明未包含對(duì)該天文現(xiàn)象的演示。若不考慮月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 則月球的運(yùn)動(dòng)就是進(jìn)動(dòng)，即在與赤道面和黃道面分別成固定角度的一平面內(nèi)，角度在+ 5 ° 9'和一5° 9'之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)！帶動(dòng)月球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)齒輪套裝在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪 套上，月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套通過(guò)過(guò)盈連接在一球面關(guān)節(jié)軸承上。按照六個(gè)自由度的約束理 論，該裝配限制了三個(gè)位移的自由度，還有三個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度可以實(shí)現(xiàn)月球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)， 其轉(zhuǎn)動(dòng)軌道平面與地球公轉(zhuǎn)軌道平面的夾角實(shí)現(xiàn)任意方向的變化的可能。但、固定在月球 轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套上，在月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座的滑槽中運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)平衡控制桿和月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng) 齒輪套與月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座兩件實(shí)行面與面的無(wú)間隙接觸分別限制了余下三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由 度中的兩個(gè)，這樣，若不考慮月球儀的公轉(zhuǎn)，帶減速器的電機(jī)就可以帶動(dòng)通過(guò)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶 動(dòng)月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套在與赤道面和黃道面成一固定角度的平面內(nèi)擺動(dòng)一從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng) 固定在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套上的月球儀的進(jìn)動(dòng)！
月球儀固定在帶動(dòng)月球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的的從動(dòng)齒輪上，從動(dòng)齒輪活動(dòng)套在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪 套上，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)從動(dòng)齒輪套的轉(zhuǎn)動(dòng)。帶減速器的電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)月球儀繞地球 公轉(zhuǎn)！
支撐地球儀的燕尾座和燕尾槽與小車車體由導(dǎo)電環(huán)連接實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和導(dǎo)電的功能。 燕尾槽與車體可以通過(guò)導(dǎo)電環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，燕尾座通過(guò)導(dǎo)向軸及導(dǎo)向軸上的導(dǎo)向齒輪與地球
運(yùn)動(dòng)軌道上的導(dǎo)向齒輪地滾動(dòng)接觸連接來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向軸的方向總是相對(duì)地面靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)，從 而通過(guò)燕尾座控制地球與地面相對(duì)靜止不轉(zhuǎn)動(dòng)，并永遠(yuǎn)指向 一個(gè)方向。
因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)總是周而復(fù)始的朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以模擬地球運(yùn)動(dòng)的承載地球儀的 小車也是沿著塑料軌道朝一個(gè)方向往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，這樣就導(dǎo)致固定在地球儀支座上的驅(qū)動(dòng)地 球儀的電機(jī)與固定在小車車體上的電源相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)也總是朝一個(gè)方向，在這種情況下，如用 電線連接就會(huì)出現(xiàn)電線纏繞。為解決這一問(wèn)題，我們用導(dǎo)電環(huán)連接燕尾槽和小車車體，通 過(guò)導(dǎo)電環(huán)上下環(huán)體的轉(zhuǎn)動(dòng)接觸實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電把電源傳遞到地球儀自轉(zhuǎn)、月球儀公轉(zhuǎn)和月球儀進(jìn) 動(dòng)的電機(jī)上。
6為清晰的體現(xiàn)太陽(yáng)光直射地球的光照和非光照區(qū)域的效果，在圓形地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的中 心固定一柱狀直射光源。小車運(yùn)動(dòng)通過(guò)隨動(dòng)桿帶動(dòng)燈座轉(zhuǎn)動(dòng)，使光線永遠(yuǎn)照射在地球儀上; 為展示太陽(yáng)光在地球上直射區(qū)域的變化，我們?cè)诠庠吹闹行陌惭b了一直徑為3隱-5mm的藍(lán) 色聚光光源，該射線通過(guò)地球儀的球心照射在地球儀的表面。該光線照射在地球儀上的點(diǎn) 即是太陽(yáng)在地球上的直射點(diǎn)。該光源還能再現(xiàn)月球儀擋住照在地球儀上的太陽(yáng)光出現(xiàn)的日 食，以及地球擋住照在月球上的太陽(yáng)光時(shí)出現(xiàn)的月卻、月圓以及月食等天文現(xiàn)象。
月球的公轉(zhuǎn)、地球儀的自轉(zhuǎn)以及軌道上載著地球儀公轉(zhuǎn)的小車均可通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)無(wú) 級(jí)調(diào)速，三個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源是同一電源。電源通過(guò)導(dǎo)電環(huán)引入以解決運(yùn)動(dòng)物體的電線纏 繞問(wèn)題。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明地球、太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)演示儀具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明將地球運(yùn)動(dòng)儀安裝在一個(gè)沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)的小車上，并在圓形軌道上設(shè)置 平行的齒條，在地球儀的下端設(shè)置與齒條嚙合的齒輪，從而使得地球儀在繞太陽(yáng)儀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 地軸的指向始終不變，同時(shí)將地球儀設(shè)置在T型燕尾座上，T型燕尾座可在弧形的T型燕 尾槽中滑動(dòng)以調(diào)節(jié)不同的地軸指向角度從而觀察地球儀在不同角度的光照位置和范圍的 變化。
2、 本發(fā)明演示模型不僅能直觀地反應(yīng)諸如地球在公轉(zhuǎn)和自傳時(shí)地軸始終指向一個(gè)方 向的地理特征和時(shí)間、時(shí)差、季節(jié)、節(jié)氣、日照變化，極晝極夜以及月相、日食、月食及 月球進(jìn)動(dòng)等天文地理現(xiàn)象，更為重要地是該模型的設(shè)計(jì)結(jié)合了當(dāng)今最新的光、機(jī)、電的應(yīng) 用技術(shù)和玩具制造技術(shù)，充分考慮了制造的工藝性和寓教于樂(lè)的趣味性，使普通的青少年 及兒童可以對(duì)照?qǐng)D片自行拼裝，增加了科普教育和學(xué)習(xí)的趣味性；同時(shí)由于結(jié)合了玩具的 制造工藝，使該產(chǎn)品可以控制成本的大批量推廣，從而使該科普教學(xué)模型可大量普及。
3、 本發(fā)明模型的另一特點(diǎn)是不僅能模擬月球的公轉(zhuǎn)，還能準(zhǔn)確地模擬月球在公轉(zhuǎn) 過(guò)程中的進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)即即在與赤道面和黃道面分別成固定角度的一平面內(nèi)，角度在+ 5° 9 '和_5° 9'之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)！帶動(dòng)月球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)齒輪套裝在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套 上，月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套通過(guò)過(guò)盈連接在一球面關(guān)節(jié)軸承上。固定在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套 上，在月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座的滑槽中運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)平衡控制桿和月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套與月球進(jìn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)支座兩件實(shí)行面與面的無(wú)間隙接觸分別限制了余下三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度中的兩個(gè)，這 樣，若不考慮月球儀的公轉(zhuǎn)，帶減速器的電機(jī)就可以帶動(dòng)通過(guò)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng) 齒輪套在與赤道面和黃道面成一固定角度的平面內(nèi)擺動(dòng)一從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)固定在月球轉(zhuǎn)動(dòng) 從動(dòng)齒輪套上的月球儀的進(jìn)動(dòng)！


圖l是本發(fā)明地球、月亮、太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)演示儀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明地球、月亮、太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)演示儀連接剖視圖。
圖3是本發(fā)明地球儀與小車連接示意圖。
圖4是本發(fā)明進(jìn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖2的A-A視圖。
圖6是圖2的B-B視圖。
圖7是圖6的D-D視圖。
圖中各標(biāo)號(hào)表示如下
1、地球儀；2、地球儀固定軸；3、月球儀；4;月球儀支座；5、月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒
輪；6、月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套/月球儀固定座；7、關(guān)節(jié)軸承;8、轉(zhuǎn)換塊；9、月球進(jìn)動(dòng)連 桿；10、月球進(jìn)動(dòng)曲軸；11、月球進(jìn)動(dòng)從動(dòng)齒輪；12、月球進(jìn)動(dòng)減速電機(jī)；13、月球進(jìn)動(dòng) 主動(dòng)動(dòng)齒輪；14、月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座l; 15、月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座2; 16、地球儀支座；17、 地球儀自轉(zhuǎn)減速箱；18、地球自轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪；19、 T型燕尾座；20、 T型燕尾槽蓋板；21、
T型燕尾槽；22、導(dǎo)電環(huán)；23、導(dǎo)向軸；24、小車車體；25、小車車輪；26、導(dǎo)向輪軸； 27、導(dǎo)向齒輪；28、地球運(yùn)動(dòng)軌道體；29、連接塊；30、隨動(dòng)桿；31、光源；32、燈 座；33、燈體轉(zhuǎn)軸；35進(jìn)動(dòng)平衡控制桿；36、月球轉(zhuǎn)動(dòng)減速電機(jī)固定座；37、月球公轉(zhuǎn) 減速電機(jī)；38、月球轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪；39、地球公轉(zhuǎn)減速電機(jī)；40、地球公轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪;41、 地球公轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪；42、電源系統(tǒng)；43、地球自轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪；44、地球自轉(zhuǎn)減速電機(jī)；
45、地球自轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪；45、月球進(jìn)動(dòng)裝置。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明 一種太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在
該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的光源31和繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀1，支架包括連 接塊29以及設(shè)置在連接塊29外部的圓形軌道體28，光源31設(shè)置在連接塊29的中心，在 軌道上設(shè)置有一在所述的軌道體28上移動(dòng)的小車24，在該小車的小車車體24上設(shè)置有一 導(dǎo)向孔， 一導(dǎo)向軸23穿在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在導(dǎo)向軸23的上端還設(shè)置有一可以傾斜角度 的弧形T型燕尾槽10，在弧形T型燕尾槽10內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)置有一 T型燕尾座7，地球儀1 與T型燕尾座7固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪27，在所述的軌道體28上 設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪27與導(dǎo)向齒條嚙合。一種太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的 光源、繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀，以及繞地球儀公轉(zhuǎn)的月亮，其特征在于所述的 支架包括連接塊29以及設(shè)置在連接塊29外部的圓形軌道體28，所述的光源31設(shè)置在連 接塊29的中心，在所述的軌道體28上設(shè)置有一在所述的軌道體28上移動(dòng)的小車，在該 小車的小車車體24上設(shè)置有一導(dǎo)向孔， 一導(dǎo)向軸23穿在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在所述的導(dǎo)向 軸23的上端還設(shè)置有一可以傾斜角度的弧形T型燕尾槽10，在所述的弧形T型燕尾槽10 內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)置有一T型燕尾座7，所述的地球儀1與T型燕尾座7固定相連，在導(dǎo)向軸的 下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪20，在所述的軌道上設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪 20與導(dǎo)向齒條嚙合，所述的地球儀包括一地球儀固定軸3，在所述的地球儀固定軸3上通
過(guò)一球面關(guān)節(jié)軸承連接一使月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)裝置，在進(jìn)動(dòng)裝置的上端設(shè)置有一轉(zhuǎn) 動(dòng)軸套6，固定月球的月球進(jìn)動(dòng)從動(dòng)齒輪11與所述的該轉(zhuǎn)動(dòng)軸套6轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 一套連桿曲 軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸套6擺動(dòng)從而帶動(dòng)月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。
A、 小車運(yùn)動(dòng)
4個(gè)小車車輪25、輪軸以及小車車體24組成了承載地球儀1運(yùn)動(dòng)的小車；電源系統(tǒng) 42通過(guò)地球公轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪40帶動(dòng)地球公轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪41驅(qū)動(dòng)小車車體24載著地球儀1圍 繞圓周運(yùn)動(dòng)。
通過(guò)變頻器控制可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車的任意速度的無(wú)級(jí)調(diào)速。
B、 地球儀2自轉(zhuǎn)
地球儀1通過(guò)地球儀固定軸2固定在地球儀支座16上；帶動(dòng)地球儀1轉(zhuǎn)動(dòng)的地球自
轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪45固定在地球儀固定軸2上；電源系統(tǒng)42的電流通過(guò)導(dǎo)電環(huán)接觸傳導(dǎo)到地球 自轉(zhuǎn)減速電機(jī)44旋轉(zhuǎn)，通過(guò)地球自轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪43帶動(dòng)地球自轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪45，從而帶動(dòng)地 球儀l自轉(zhuǎn)。
通過(guò)變頻器控制可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車的任意速度的無(wú)級(jí)調(diào)速。
C、 地球自轉(zhuǎn)傾斜角度的可調(diào)
地球儀支座16固定在一個(gè)弧形T型燕尾座19上。T型燕尾座19可在弧形的T型燕尾 槽21中滑動(dòng)以調(diào)節(jié)不同的地軸指向角度從而觀察地球儀1在不同角度的光照位置和范圍 的變化。T型燕尾槽蓋板20是防止T型燕尾座19從槽中脫出。
D、 地軸的指向不變的實(shí)現(xiàn)
導(dǎo)向軸23上部與T型燕尾槽21以花鍵形式聯(lián)接，可實(shí)現(xiàn)軸的上下調(diào)整，下部與導(dǎo)向 輪軸26和導(dǎo)向齒輪27連接。當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向齒輪27永遠(yuǎn)保持與地球運(yùn)動(dòng)軌道體28
9上的齒條嚙合。齒條沿小車運(yùn)動(dòng)軌道朝一個(gè)方向平行分布，因此，盡管小車運(yùn)動(dòng)時(shí)車頭的 方向不斷變化，但與導(dǎo)向齒輪26聯(lián)接的地球儀1的地軸的方向也始終相應(yīng)地指向同一個(gè) 方向。
E、 光源31的實(shí)現(xiàn)和太陽(yáng)直射點(diǎn)的體現(xiàn)
光源31固定在燈體轉(zhuǎn)軸33上，燈體轉(zhuǎn)軸33可以在燈座32中轉(zhuǎn)動(dòng)。燈座通過(guò)連接塊 29連接于地球運(yùn)動(dòng)軌道體28，使光源保持在地球運(yùn)動(dòng)軌道的中心。光源將柱狀光照射至 地球儀表面，同時(shí)，在光源的中心是一直徑3-5mm的特殊顏色的聚光光源，正照射在地球 儀上與地球公轉(zhuǎn)軌道平面平行的最大直徑處的圓周上，該圓周即是在某一天的太陽(yáng)直射 點(diǎn)。隨動(dòng)桿30連接小車車體24和燈體轉(zhuǎn)軸33，小車車體24即地球儀1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)光源 轉(zhuǎn)動(dòng)從而使光源31的柱狀分布的光線始終照射射在地球儀上，紅色聚光光束始終通過(guò)地 球儀的球心照射在地球儀的球面上該聚光光束在地球儀上的照射點(diǎn)即顯示的是太陽(yáng)在地 球上的直射點(diǎn)。
F、 月球的公轉(zhuǎn)
月球儀3固定在帶動(dòng)月球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的的從動(dòng)齒輪5上，從動(dòng)齒輪5活動(dòng)套在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從 動(dòng)齒輪套6上，可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)從動(dòng)齒輪套6的轉(zhuǎn)動(dòng)。帶減速器的電機(jī)37通過(guò)月球轉(zhuǎn)動(dòng)主 動(dòng)齒輪38傳動(dòng)帶動(dòng)月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪5及固定其上的月球儀1繞地球公轉(zhuǎn)！
G、 月球的進(jìn)動(dòng)
月球的運(yùn)動(dòng)分自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)動(dòng)。由于月球的自轉(zhuǎn)對(duì)我們研究日常的天文現(xiàn) 象意義不大，因此，本發(fā)明未包含對(duì)該天文現(xiàn)象的演示。若不考慮月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 則月球的運(yùn)動(dòng)就是進(jìn)動(dòng)，即在與赤道面和黃道面分別成固定角度的一平面內(nèi)，角度在十5 ° 9'和一5° 9'之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)！帶動(dòng)月球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)齒輪5套裝在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒 輪套6上，月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套6通過(guò)過(guò)盈連接在一球面關(guān)節(jié)軸承7上。按照六個(gè)自由度
的約束理論，該裝配限制了三個(gè)位移的自由度，還有三個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度可以實(shí)現(xiàn)月球在自 轉(zhuǎn)的同時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)軌道平面與地球公轉(zhuǎn)軌道平面的夾角實(shí)現(xiàn)任意方向的變化的可能。但、 固定在月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套6上，在月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座215滑槽中運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)平衡控制桿 35和月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套6與月球進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支座215兩零件實(shí)行面與面的無(wú)間隙接觸分別 限制了余下三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度中的兩個(gè)，這樣，若不考慮月球儀的公轉(zhuǎn)，帶減速器的月球進(jìn) 動(dòng)電機(jī)12就可以帶動(dòng)齒輪13和齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)月球進(jìn)動(dòng)曲軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)月球 轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套6在與赤道面和黃道面成一固定角度的平面內(nèi)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)活動(dòng)固定在 月球轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)齒輪套上的月球儀的進(jìn)動(dòng)！
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的光源(31)和繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀(1)，其特征在于所述的支架包括連接塊(29)以及設(shè)置在連接塊(29)外部的圓形軌道體(28)，所述的光源(31)設(shè)置在連接塊(29)的中心，在所述的軌道上設(shè)置有一在所述的軌道體(28)上移動(dòng)的小車(24)，在該小車的小車車體(24)上設(shè)置有一導(dǎo)向孔，一導(dǎo)向軸(23)穿在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在所述的導(dǎo)向軸(23)的上端還設(shè)置有一可以傾斜角度的弧形T型燕尾槽(10)，在所述的弧形T型燕尾槽(10)內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)置有一T型燕尾座(7)，所述的地球儀(1)與T型燕尾座(7)固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪(27)，在所述的軌道體(28)上設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪(27)與導(dǎo)向齒條嚙合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于所述的光源為柱狀 直射光源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于在所述的光源與小 車之間還設(shè)置有一用于控制平面光源連續(xù)照射地球儀的連桿機(jī)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于在所述的平面光源 的中心還設(shè)置有一產(chǎn)生太陽(yáng)直射點(diǎn)的聚光光源。
5、 根據(jù)權(quán)利1要求的太陽(yáng)、地球運(yùn)行仿真模型，其特征是在所述的地球儀和月球儀的表面涂有被光照部分產(chǎn)生明顯的反光或高反光性能的熒光漆。
6、 一種太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，包括一支架，在該支架上設(shè)置有用于表示太陽(yáng)的光源、繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀，以及繞地球儀公轉(zhuǎn)的月亮，其特征在于所述的支架包括連接塊(29)以及設(shè)置在連接塊(29)外部的圓形軌道體(28)，所述的光 源(31)設(shè)置在連接塊(29)的中心，在所述的軌道體(28)上設(shè)置有一在所述的軌道體 (28)上移動(dòng)的小車，在該小車的小車車體(24)上設(shè)置有一導(dǎo)向孔， 一導(dǎo)向軸(23)穿 在所述的導(dǎo)向孔內(nèi)，在所述的導(dǎo)向軸(23)的上端還設(shè)置有一可以傾斜角度的弧形T型燕 尾槽(10)，在所述的弧形T型燕尾槽(10)內(nèi)滑動(dòng)的設(shè)置有一 T型燕尾座(7)，所述的 地球儀(1)與T型燕尾座(7)固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪(20)，在 所述的軌道上設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，所述的導(dǎo)向齒輪(20)與導(dǎo)向齒條"P齒合，所述 的地球儀包括一地球儀固定軸(3)，在所述的地球儀固定軸(3)上通過(guò)一球面關(guān)節(jié)軸承連接一使月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)動(dòng)裝置，在進(jìn)動(dòng)裝置的上端設(shè)置有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸套(6)，固定 月球的月球進(jìn)動(dòng)從動(dòng)齒輪(11)與所述的該轉(zhuǎn)動(dòng)軸套(6)轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 一套連桿曲軸機(jī)構(gòu) 帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸套(6)擺動(dòng)從而帶動(dòng)月球產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于所述的進(jìn)動(dòng) 裝置包括進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定支座(14)、進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)支座(15)以及一曲柄連桿機(jī)構(gòu)(9、 10)，在所述的固定支座上開設(shè)有一弧形槽，在所述的弧形槽內(nèi)設(shè)置有一進(jìn)動(dòng)平衡控制桿(35)，該進(jìn)動(dòng)平衡控制桿將所述的進(jìn)動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)支座與固定支座連接，所述的曲柄連桿 機(jī)構(gòu)的連桿的自由端與平衡控制桿(35)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄(10)，使 活動(dòng)支座產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于所述的 光源為柱狀直射光源。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于在所述 的光源與小車之間還設(shè)置有一用于控制平面光源連續(xù)照射地球儀的連桿機(jī)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，其特征在于在所述的平面光源的中心還設(shè)置有一聚光光源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀以及一種太陽(yáng)、地球、月亮運(yùn)動(dòng)演示儀，太陽(yáng)、地球運(yùn)動(dòng)演示儀包括一支架，在該支架上設(shè)置有光源和繞該光源既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)的地球儀，支架包括連接塊以及圓形軌道體，在軌道上設(shè)置有一在軌道體上移動(dòng)的小車，在該小車的小車車體上設(shè)置有一導(dǎo)向孔，一導(dǎo)向軸穿在導(dǎo)向孔內(nèi)，在導(dǎo)向軸的上端還設(shè)置有弧形T型燕尾槽，在T型燕尾槽內(nèi)設(shè)置有一T型燕尾座，地球儀與T型燕尾座固定相連，在導(dǎo)向軸的下端設(shè)置有一導(dǎo)向齒輪，在軌道體上設(shè)置有平行分布的導(dǎo)向齒條，導(dǎo)向齒輪與導(dǎo)向齒條嚙合。本發(fā)明地球儀在繞太陽(yáng)儀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)地軸的指向始終不變，同時(shí)調(diào)節(jié)不同的地軸指向角度從而觀察地球儀在不同角度的光照位置和范圍的變化。
文檔編號(hào)G09B27/00GK101567149SQ20091003284
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者戈國(guó)標(biāo) 申請(qǐng)人:戈國(guó)標(biāo);戈國(guó)連