專利名稱：一種動態(tài)日晷演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于計時器的演示儀，特別涉及一種利用燈光的移動來模擬太陽光運(yùn) 動的動態(tài)日晷演示儀。
背景技術(shù)：
赤道式日晷是我國古代利用日影測定時間的計時儀器，它能準(zhǔn)確測出時間的變 化。由晷針(指針)和晷面(圓盤)組成。赤道式日晷的晷面與赤道面平行，赤道的地平高 度角為66度55分。晷面有24個刻度，每個刻度代表一個小時。在太陽照射下，晷針的影 子就會投向晷面。由于太陽由東向西移動，晷針影子就會由西向東移動。于是，移動著的晷 針影子就好象現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來指示時間。春分至秋分期間， 太陽在天赤道的北側(cè)運(yùn)行，晷針的影子就投向晷面的北面(上方)；秋分至春分期間，太陽 則在天赤道的南側(cè)運(yùn)行，晷針的影子就投向晷面的南面(下方)。通常，赤道式日晷有南北 晷面，但此座日晷只刻北晷面。但是，長期以來，日晷都是以靜態(tài)形式顯示，而且必須具有充足的陽光，同時還需 要等候較長的時間才能觀察其日影的變化過程。因此，其嚴(yán)重受天氣與時間條件的約束，無 法在展館和課堂展示，也無法全天候地進(jìn)行演示，不能較好的幫助人們了解日晷這項中國 古代科技發(fā)明，科普性不強(qiáng)，實用性差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動態(tài)日晷演示儀，該動態(tài)日 晷演示儀不受天氣與時間條件的約束，能夠在展館或課堂上全天候地進(jìn)行演示，在短時間 達(dá)到直觀、明白和生動有趣的教育效果，科普性強(qiáng)。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型按以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本實用新型所述一種動態(tài)日晷演示儀，包括日晷座體、置于日晷座體上的圓盤狀 晷面，以及垂直設(shè)置于晷面中心的晷針，所述晷面與地面成66度夾角，所述晷面上刻有傳 統(tǒng)的十二時辰、與之對應(yīng)的十二生肖和時間刻度，所述晷面的底部設(shè)置有橢圓形軌道板，所 述圓盤狀晷面與橢圓狀軌道板同心同向設(shè)置，且橢圓狀軌道板的大徑端正對時辰中的“卯” 時，“酉”時，其小徑端正對“子”時“午”時；所述晷面上方設(shè)置有模擬太陽的模擬光源，模擬 光源上連接有弧形擺臂，弧形擺臂上連接有驅(qū)動該弧形擺臂沿著橢圓形軌道板邊沿作偏心 和離心的循環(huán)運(yùn)動的驅(qū)動裝置。所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機(jī)、與驅(qū)動電機(jī)的輸出軸同軸連接的齒輪傳動副，齒輪 傳動副的從動輪的輪軸上連接有轉(zhuǎn)動臂，該轉(zhuǎn)動臂的端部與弧形擺臂的底部連接，所述轉(zhuǎn) 動臂與弧形擺臂的連接處設(shè)置有壓力彈簧。所述日晷座體包括連接于一體的三個直立的仿巖石樹脂座和底座，其中居中的樹 脂巖石座包括傾斜的座體面板及座體側(cè)板，座體面板與水平面成66度角設(shè)計，所述座體面 板與座體側(cè)板之間形成空腔，該空腔內(nèi)設(shè)置有用于支撐驅(qū)動電機(jī)的支撐架，所述支撐架包括支架底板、支架面板，及支架側(cè)板，所述支架面板與支架底板之間成66度夾角，所述驅(qū)動電機(jī)安裝在支架面板上。所述支架面板上還設(shè)置有定位軸，該定位軸依次垂直地穿過支架面板、晷面，所述 定位軸的從晷面伸出的部分即為晷針，所述齒輪傳動副的從動輪軸即為定位軸，所述定位 軸的對應(yīng)于座體面板與軌道板之間的中間段設(shè)置有軸承傳動組件，該軸承傳動組件包括軸 承、軸承套及軸承蓋。所述軸承傳動組件外圍罩設(shè)有殼體。為了更為清晰的觀察晷針在模擬光源的照射下所成的影子形狀，所述晷面與橢圓 形軌道板之間還設(shè)置有LED燈盤，該LED燈盤內(nèi)置有若干發(fā)光的LED燈，且模擬光源包括照 明燈及不銹鋼燈罩。在本實用新型中，所述日晷座體包括仿巖石樹脂座和底座。所述晷面由透明樹脂制作成形，面噴漆處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是(1)本實用新型通過驅(qū)動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動臂，使其在拋物線形軌道板邊沿均速滑動， 同時帶動弧形擺臂作偏心和離心運(yùn)動，以實現(xiàn)模擬光源照射晷針形成的日影漸短、漸無、漸 長的循環(huán)過程，使其不受天氣與時間條件的約束，能夠在展館和課堂上全天候地演示日晷 這項中國古代科技發(fā)明，在短時間達(dá)到直觀、明白和生動有趣的教育效果，科普性強(qiáng)。(2)本實用新型還可以通過遠(yuǎn)程遙控器來控制該演示儀的開啟與暫停，操作簡單 方便。

圖1是本實用新型動態(tài)日晷演示儀的正面示意圖；圖2是本實用新型動態(tài)日晷演示儀的側(cè)面示意圖；圖3是本實用新型動態(tài)日晷演示儀的立體圖；圖4是本實用新型動態(tài)日晷演示儀的內(nèi)部剖視圖；圖5是本實用新型動態(tài)日晷演示儀后視圖；圖6是本實用新型動態(tài)日晷演示儀模擬日影長短漸變的狀態(tài)示意圖；圖7是本實用新型動態(tài)日晷演示儀模擬日影漸無的狀態(tài)示意圖；圖8是本實用新型動態(tài)日晷演示儀模擬日影漸長的狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
如圖1 圖4所示，本實用新型所述的動態(tài)日晷演示儀，包括日晷座體1、置于日晷 座體1上的圓盤狀晷面2，以及垂直設(shè)置于晷面2中心的晷針3，晷面3與地面成66度傾斜 的夾角，晷面2上還刻制有傳統(tǒng)的十二時辰、對應(yīng)的十二生肖和十二小時制的時間刻度，晷 面2由透明樹脂制作成形，面噴漆處理。此外，在晷面2的底部同心且同向的設(shè)置有橢圓形軌道板4，該晷面2與橢圓形軌 道板4之間還設(shè)置有用于照明的LED燈盤5，該LED燈盤5內(nèi)置有若干發(fā)光的LED燈。為了具有較好的模擬效果，如圖1所示，橢圓狀軌道板4的大徑端正對時辰中的 “卯”時，“酉”時，對應(yīng)的生肖是“兔” “雞”，對應(yīng)的時間是早“6”點和晚“6”點，其小徑端正對“子”時“午”時，對應(yīng)的生肖是“鼠” “馬”，對應(yīng)的時間是夜“12”點和正午“12”點；晷面 2上方設(shè)置有模擬太陽的模擬光源6，模擬光源6上連接有弧形擺臂7，弧形擺臂6上連接有 驅(qū)動該弧形擺臂6沿著橢圓形軌道板4邊沿作偏心和離心的循環(huán)運(yùn)動的驅(qū)動裝置。模擬光 源6包括照明燈61及不銹鋼燈罩62。在本實用新型中，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機(jī)30、與驅(qū)動電機(jī)30的輸出軸同軸連 接的齒輪傳動副8，所述齒輪傳動副8的從動輪的輪軸上連接有轉(zhuǎn)動臂9，該轉(zhuǎn)動臂9的端 部與弧形擺臂7的底部連接，為了弧形擺臂7帶動模擬光源6緊貼著橢圓形軌道板4的邊 沿勻速滑動，所述轉(zhuǎn)動臂9與弧形擺臂7的連接處設(shè)置有壓力彈簧10。如圖2、3、4所示，所述日晷座體1包括連接于一體的三個直立的樹脂巖石座11和 樹脂底座12，其中居中的樹脂巖石座11包括傾斜的座體面板111及座體側(cè)板112，座體面 板111與水平面成66度角設(shè)計，座體面板111與座體側(cè)板112之間形成空腔，該空腔內(nèi)設(shè) 置有用于支撐驅(qū)動電機(jī)7的支撐架20，支撐架20包括支架底板21、支架面板22，及支架側(cè) 板23，所述支架面板22與支架底板21之間成66度夾角，驅(qū)動電機(jī)30安裝在該支架面板 22上，兩旁的樹脂巖石座11置于兩側(cè)，且對稱設(shè)置。如圖4所示，所述支架面板22上還設(shè)置有定位軸15，該定位軸15依次垂直穿過支 架面板22、晷面2，所述定位軸15的從晷面2伸出的部分即為晷針3，而齒輪傳動副8的從 動輪軸即為定位軸15，定位軸15的對應(yīng)于座體面板111與軌道板4之間的中間段設(shè)置有軸 承傳動組件13，該軸承傳動組件13包括軸承、軸承套及軸承蓋，為了預(yù)防灰塵等進(jìn)入，所述 軸承傳動組件13外圍罩設(shè)有殼體14。本實用新型動態(tài)日晷演示儀的工作過程是開啟驅(qū)動電機(jī)7，驅(qū)動齒輪傳動副8運(yùn)動，從而帶動轉(zhuǎn)動臂9、弧形擺臂7及模擬光 源6沿著橢圓形軌道板4的邊沿做偏心及離心的運(yùn)動，如圖6所示，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)至丑時、寅時、辰 時、巳時、未時、申時、亥時、戊時，即能從模擬光源照射晷針的影子來觀察日影的長短漸變 的情況；如圖7所示，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)至子時、午時時，由于橢圓形軌道板4的大徑端正對該兩時刻， 可以看出日影漸無；如圖8所示，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)至卯時、酉時時，由于橢圓形軌道板4的小徑端正對 該兩時刻，可以看出此時刻日影最長。通過本實用新型所述的動態(tài)日晷演示儀，能較好地理解我國古代如何利用日影來準(zhǔn)確測出時間的變化，使人們對天文地理知識有更為深刻和感性的認(rèn)識，起到較好的科普 知識的教育效果，而且其不受天氣和時間的限制，實用性好，演示效果佳。本實用新型并不局限于上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變型不脫 離本實用新型的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本實用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù) 范圍之內(nèi)，則本實用新型也包含這些改動和變型。
權(quán)利要求一種動態(tài)日晷演示儀，包括日晷座體、置于日晷座體上的圓盤狀晷面，以及垂直設(shè)置于晷面中心的晷針，晷面與地面成66度夾角，其特征在于所述晷面上刻有傳統(tǒng)的十二時辰、對應(yīng)的十二生肖和時間刻度，所述晷面的底部同心的設(shè)置有橢圓形軌道板，圓盤狀晷面與橢圓狀軌道板同心同向設(shè)置，且橢圓狀軌道板的大徑端正對時辰中的“卯”時，“酉”時，其小徑端正對“子”時“午”時；所述晷面上方設(shè)置有模擬太陽的模擬光源，模擬光源上連接有弧形擺臂，驅(qū)動裝置驅(qū)動擺臂沿著橢圓形軌道板邊作偏心和離心的循環(huán)運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機(jī)、 與驅(qū)動電機(jī)的輸出軸同軸連接的齒輪傳動副，齒輪傳動副的從動輪的輪軸上連接有轉(zhuǎn)動 臂，該轉(zhuǎn)動臂的端部與弧形擺臂的底部連接，轉(zhuǎn)動臂與弧形擺臂的連接處設(shè)置有壓力彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于日晷座體包括連接于一體的 三個直立的樹脂巖石座和樹脂底座，其中居中設(shè)置的樹脂巖石座包括傾斜的座體面板及座 體側(cè)板，座體面板與水平面成66度角設(shè)計，所述座體面板與座體側(cè)板之間形成空腔，該空 腔內(nèi)設(shè)置有用于支撐驅(qū)動電機(jī)的支撐架，支撐架包括支架底板、支架面板，及支架側(cè)板，支 架面板與支架底板之間成66度夾角，所述驅(qū)動電機(jī)安裝在支架面板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述支架面板上還設(shè)置有定 位軸，該定位軸依次垂直穿過支架面板、晷面，定位軸的從晷面伸出的部分即為晷針，齒輪 傳動副的從動輪軸即為定位軸，定位軸的對應(yīng)于座體面板與軌道板之間的中間段設(shè)置有軸 承傳動組件，該軸承傳動組件包括軸承、軸承套及軸承蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述軸承傳動組件外圍罩設(shè) 有殼體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述晷面與橢圓形軌道板之 間還設(shè)置有LED燈盤，該LED燈盤內(nèi)置有若干發(fā)光的LED燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述模擬光源包括照明燈及 不銹鋼燈罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述日晷座體包括仿巖石樹 脂座和底座。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)日晷演示儀，其特征在于所述晷面由透明樹脂制作成 形，面噴漆處理。
專利摘要本實用新型屬于時間儀的演示儀器。具體公開了一種動態(tài)日晷演示儀，包括日晷座體、置于日晷座體上的圓盤狀晷面，以及垂直設(shè)置于晷面中心的晷針，晷面與地面成66度夾角，所述晷面上刻有傳統(tǒng)的十二時辰、對應(yīng)的十二生肖和時間刻度，晷面的底部同心的設(shè)置有橢圓形軌道板，圓盤狀晷面與橢圓狀軌道板同心同向設(shè)置，且橢圓狀軌道板的大徑端正對時辰中的“卯”時，“酉”時，其小徑端正對“子”時“午”時；晷面上方設(shè)置有模擬太陽燈的模擬光源，模擬光源上連接有弧形擺臂，弧形擺臂上連接有驅(qū)動該弧形擺臂沿著橢圓形軌道板邊沿作偏心和離心的循環(huán)運(yùn)動的驅(qū)動裝置。該動態(tài)日晷演示儀不受天氣與時間條件的約束，能夠在展館和課堂上全天候地進(jìn)行演示，在短時間達(dá)到直觀、明白和生動有趣的教育效果，科普性強(qiáng)。
文檔編號G09B19/12GK201556317SQ20092006060
公開日2010年8月18日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者陳仲偉, 黎國平 申請人:廣州市新境界裝飾設(shè)計有限公司