月相變化演示裝置制造方法
【專利摘要】本實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，包括直線運動的平行光源、含內(nèi)部空間的地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺、球形空間；所述球形空間由玻璃鋼材料做成一個封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺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)平臺的上方，并與所述旋轉(zhuǎn)平臺連接，所述旋轉(zhuǎn)平臺內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺電機，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機。通過該月相變化演示裝置使觀眾進入到地球的位置，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。更符合科技館對科學(xué)知識傳播及受眾理解的要求。大型化的同時又具有簡潔的結(jié)構(gòu)，實現(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。因為月球本身不發(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，由于月球繞地球運動，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)運動中月相的變化。整套機構(gòu)，需要太陽處的光源轉(zhuǎn)動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)。現(xiàn)有月相演示裝置多用三球儀來模擬，其缺點主要有: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；這套結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動關(guān)系較為復(fù)雜，如果大型化比較困難，占用面積也較大。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型針對上述現(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視角的月相變化演示裝置。
[0005]本實用新型的月相變化演示裝置包括直線運動的平行光源、含內(nèi)部空間的地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺以及球形空間；所述球形空間由玻璃鋼材料做成一個封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、旋轉(zhuǎn)平臺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)平臺的上方，并與所述旋轉(zhuǎn)平臺連接，所述旋轉(zhuǎn)平臺內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺電機，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機。
[0006]其中，所述旋轉(zhuǎn)平臺電機和所述平行光源電機均為步進電機。
[0007]其中，所述月相變化演示裝置還包括啟動開關(guān)、勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器，其中，所述啟動開關(guān)分別與所述勻速驅(qū)動器、所述正弦變速驅(qū)動器相連接，所述勻速驅(qū)動器連接至所述旋轉(zhuǎn)平臺電機，所述正弦變速驅(qū)動器連接至平行光源電機。
[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)動器，所述第二復(fù)位開關(guān)連接至所述正弦變速驅(qū)動器。
[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。更符合科技館對科學(xué)知識傳播及受眾理解的要求。大型化的同時又具有簡潔的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)容易，性能可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出了本實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動方式。
[0017]附圖標記列表
[0018]1、旋轉(zhuǎn)平臺；2、月球模型；3、地球模型；4:球形空間；
[0019]5、平行光源；6、光源直線運動軌道
[0020]如圖所示，為了能明確實現(xiàn)本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標注了特定的結(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)境進行調(diào)整或者修改，所進行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的一種月相變化演示裝置進行詳細描述。同時在這里做以說明的是，為了使實施例更加詳盡，下面的實施例為最佳、優(yōu)選實施例，對于一些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進行實施；而且附圖部分僅是為了更具體的描述實施例，而并不旨在對本實用新型進行具體的限定。同時，本實用新型也省略描述了一些本領(lǐng)域眾所周知的技術(shù)，以避免對本實用新型的發(fā)明點造成模糊。
[0022]圖1、圖2分別示出了本實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動的平行光源5、含可容納觀測者的內(nèi)部空間的地球模型3、月球模型2、旋轉(zhuǎn)平臺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I上，并隨同旋轉(zhuǎn)平臺I一起轉(zhuǎn)動。球形空間4可由玻璃鋼等材料做成一個較為封閉的暗環(huán)境，地球模型3、月球模型2、旋轉(zhuǎn)平臺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_，在本實施例中優(yōu)選為2000mm。
[0023]旋轉(zhuǎn)平臺I勻速轉(zhuǎn)動，帶動其上的地球模型3和月球模型2也勻速轉(zhuǎn)動。月球模型2在固定高度轉(zhuǎn)動，平行光源5也在同一高度的光源直線運動軌道6跟隨月球模型2的位置變化而作變速直線運動，保持其發(fā)出的單束平行光一直照射在運動的月球模型2上，旋轉(zhuǎn)平臺I每轉(zhuǎn)一周，平行光源5往復(fù)一次。
[0024]旋轉(zhuǎn)平臺I設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺電機，并且平行光源5設(shè)置有平行光源電機。旋轉(zhuǎn)平臺I和平行光源5的運動都由各自獨立的電機所驅(qū)動。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，該電機可采用步進電機。
[0025]圖3示出了本實用新型的月相變化演示裝置的控制系統(tǒng)原理圖。本實用新型的月相變化演示裝置包括啟動開關(guān)、勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器。啟動開關(guān)分別與勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器電連接，從而可以使演示者同時開啟勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器。此外，勻速驅(qū)動器電連接至旋轉(zhuǎn)平臺電機，正弦變速驅(qū)動器電連接至平行光源電機。在通過啟動開關(guān)開啟勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器之后，勻速驅(qū)動器和正弦變速驅(qū)動器分別驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺電機和平行光源電機，從而最終驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺I和平行光源電機運動。該旋轉(zhuǎn)平臺電機勻速轉(zhuǎn)動，而該平行光源的電機在驅(qū)動器的控制下，做速度正弦變化的變速運動。
[0026]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了保證旋轉(zhuǎn)平臺I和平行光源5的運動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和停止，二者的啟動位置也即是上次運動的停止位置。因此，在二者的啟動位置處分別裝設(shè)了檢測的復(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)動器、正弦變速驅(qū)動器電連接，從而保證每次運動都同步啟動和停止。
[0027]圖4示出了本實用新型的月球模型和平行光源的運動方式。月球繞地球做圓周運動，這個過程中要保持平行光一直照射在月球模型2上。而勻速圓周運動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動，保證跟蹤月球模型2的位置，達到平行光持續(xù)照射月球模型2單側(cè)的效果。
[0028]旋轉(zhuǎn)平臺I的電機帶動平臺上的地球模型3以及月球模型2同步轉(zhuǎn)動，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、研究者進入半封閉內(nèi)部空間并進入地球模型3中；
[0031]2、啟動操作按鈕,旋轉(zhuǎn)平臺I帶動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I旋轉(zhuǎn)一周，研究者看到月球模型2整個周期的月相變化，機構(gòu)停止動作，等待下一次觀察研究；
[0034]整個裝置形象、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、互動性的教育研究理念和特點。
[0035]本實用新型一方面通過實物構(gòu)造人可以進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]通過進入地球模型3內(nèi)部，使研究者處于日常觀察月亮的實際情況之下，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，對月相成因和過程的演示更直觀、更直接更易于理解，同時也增強了參與互動和趣味性。
[0037]采用正弦直線運動的平行光源5跟蹤月球轉(zhuǎn)動，省去了太陽模型，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，避免了整個系統(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]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種月相變化演示裝置，包括直線運動的平行光源、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封閉的暗環(huán)境，所述地球模型、月球模型、載人旋轉(zhuǎn)平臺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)平臺的上方，并與所述載人旋轉(zhuǎn)平臺連接； 所述載人旋轉(zhuǎn)平臺內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)平臺電機，并且所述平行光源設(shè)置有平行光源電機。
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)平臺電機和所述平行光源電機均為步進電機。
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開關(guān)、勻速驅(qū)動器、正弦變速驅(qū)動器，其中，所述啟動開關(guān)分別與所述勻速驅(qū)動器、所述正弦變速驅(qū)動器相連接，所述勻速驅(qū)動器連接至所述旋轉(zhuǎn)平臺電機，所述正弦變速驅(qū)動器連接至所述平行光源電機。
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)動器，所述第二復(fù)位開關(guān)連接至所述正弦變速驅(qū)動器。
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】G09B27/00GK204166805SQ201420539079
【公開日】2015年2月18日 申請日期: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 申請人:中國科學(xué)技術(shù)館