本發(fā)明涉及天文教學(xué)儀器領(lǐng)域，特別是一種可成像的多用途天象儀。

背景技術(shù)：

小學(xué)科學(xué)課程“地球與宇宙”知識教學(xué)非常抽象，到了中學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)這一板塊知識也有一些困難。傳統(tǒng)的地球儀，三球儀、天球儀和月相成因儀器各自分離，難以形象的進(jìn)行教學(xué)；現(xiàn)代高科技天象館造價昂貴，難以進(jìn)入課堂教學(xué)。為使學(xué)生形象逼真地理解這些知識，在透明天球儀的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸技術(shù)，設(shè)計制作了基本能全面模擬中小學(xué)“地球與宇宙”知識所涉及的天體運動現(xiàn)象的“可成像的多用途天象儀”。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可成像的多用途天象儀，本發(fā)明能模擬晝夜交替、日月星辰等天體運動，尤其包括天體的真運動和視運動演示，能進(jìn)行日影變化和太陽高度變化演示，能進(jìn)行時差演示、月相變化演示以及日食、月食成因演示。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種可成像的多用途天象儀，天象儀主體包括天球儀、月球懸掛層和地球儀，月球懸掛層設(shè)于天球儀內(nèi)，地球儀設(shè)于月球懸掛層內(nèi)，月球懸掛層和地球儀分別通過直線法蘭軸承安裝在支撐中軸上，支撐中軸的端頭設(shè)有防止天象儀三個圈層滑落的圓形擋板；天象儀主體外還設(shè)有活動安裝于支撐中軸的天球儀緯度刻度半圓架、子午圈和地平圈，子午圈通過子午圈安裝螺釘與天球儀緯度刻度半圓架在南北天極點相連接，地平圈與子午圈為活動連接；天球儀內(nèi)表面設(shè)有模擬太陽模型，月球懸掛層內(nèi)表面設(shè)有塑膠月球模型，塑膠月球模型套在細(xì)的鐵質(zhì)月球距離調(diào)節(jié)桿上，月球距離調(diào)節(jié)桿的圓形端頭與設(shè)于月球懸掛層外表面的強力磁鐵塊隔層吸合，地球儀的內(nèi)表面設(shè)有可移動的弧形強力磁鐵塊，地球儀外表面設(shè)有與弧形強力磁鐵塊隔層吸合的凹面鐵質(zhì)吸附塊，凹面鐵質(zhì)吸附塊表面與微型攝像裝置固定夾相連接。

在本發(fā)明中，天象儀主體下方還設(shè)有支撐裝置，所述支撐裝置包括半圓形球托、高度調(diào)節(jié)支柱、底座和帶刻度的萬向旋轉(zhuǎn)連接件，高度調(diào)節(jié)支柱安裝在底座上，半圓形球托安裝于高度調(diào)節(jié)支柱上，半圓形球托的頂端通過帶刻度的萬向旋轉(zhuǎn)連接件與天象儀主體相連。

在本發(fā)明中，天球儀、月球懸掛層和地球儀為活動固定在支撐中軸上的同心球?qū)?，三個同心球?qū)?，采用同心半軸支撐，由大小可以套在一起的直線法蘭軸承連接，獨立旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方式可以添加齒輪聯(lián)動旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明中，地球儀、月球懸掛層和天球儀三個球體在赤道半圓位置設(shè)有對接螺絲扣，有利于地球儀、月球懸掛層和天球儀在安裝時進(jìn)行對接。

在本發(fā)明中，月球懸掛層離中心地球儀距離大于離天球儀距離，模擬太陽模型為大小合適LED燈，塑膠月球模型比模擬太陽模型小，月球懸掛層大小適宜，塑膠月球模型在距離調(diào)節(jié)桿上依靠塑膠的適宜柔軟性能滑動而不滑落，距離調(diào)節(jié)桿長度以能呈現(xiàn)出日全食和日環(huán)食效果為最佳，距離調(diào)節(jié)桿直徑以細(xì)且強為好。

在本發(fā)明中，天球儀和月球懸掛層下方還設(shè)有可開啟和關(guān)閉的操作窗口，該操作窗口有利于在教學(xué)過程中進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明中，微型攝像裝置固定夾上夾有微型攝像裝置，微型攝像裝置包括無線傳輸微型攝像機或智能手機，采用無線傳輸攝像機或智能手機有利于將拍攝到的靜態(tài)圖像或視頻圖像傳遞到電腦上，便于做天文現(xiàn)象演示。

在本發(fā)明中，天球儀外表面還涂覆有用于模擬星空的高亮光鐳射銀粉。

在本發(fā)明中，天象儀主體與附屬支撐架的連接為帶刻度的萬向連接件連接，便于模擬任何地方的地平面效果。

在本發(fā)明中，所述月球懸掛層為透明亞克力球罩，采用該透明亞克力球罩，作為月球的支撐懸掛所在，即白道面的投影圈所在，便于天文現(xiàn)象的演示。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)在天球儀內(nèi)部的地球儀上安裝有攝像裝置，能隨著天球儀和月球懸掛層的旋轉(zhuǎn)和變化來進(jìn)行月相變化演示、日食和月食成因演示、晝夜交替和日月星辰演示；

(2)采用同心支撐中軸組裝和支撐天球儀、月球懸掛層和地球儀，便于獨立旋轉(zhuǎn)；

(3)在天球儀星座圖案的基礎(chǔ)上，采用高亮光鐳射銀粉進(jìn)行星空的模擬涂覆，星空呈現(xiàn)效果明顯；

(4)天象儀的支撐裝置采用帶刻度的萬向連接件連接，改變了底座支撐的固定方式，可以模擬任何地方的地平面效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明帶刻度的萬向連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明天象儀主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明弧形強力磁鐵塊與凹面鐵質(zhì)吸附塊隔層吸合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明塑膠月球模型通過鐵質(zhì)月球距離調(diào)節(jié)桿與強力磁鐵塊隔層吸合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明子午圈和地平圈的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，101-底座，102-高度調(diào)節(jié)支柱，103-半圓形球托，104-地平圈，105-天球儀緯度刻度半圓架，106-天球儀，107-月球懸掛層，108-地球儀，109-黃道面，110-支撐中軸，111-旋轉(zhuǎn)件，112-萬向旋轉(zhuǎn)連接件，113-配重塊，114-弧形強力磁鐵塊，115-凹面鐵質(zhì)吸附塊，116-月球距離調(diào)節(jié)桿，117-塑膠月球模型，118-模型太陽模型，119-強力磁鐵塊，120-子午圈安裝螺釘，121-子午圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

實施例：

一種可成像的多用途天象儀，如圖1至圖6所示，天象儀主體包括天球儀105、月球懸掛層107和地球儀108，月球懸掛層107設(shè)于天球儀105內(nèi)，地球儀106設(shè)于月球懸掛層107內(nèi)，月球懸掛層107和地球儀108分別通過直線法蘭軸承安裝在支撐中軸110上，支撐中軸110的端頭設(shè)有防止天象儀三個圈層滑落的圓形擋板；天象儀主體外還設(shè)有活動安裝于支撐中軸110的天球儀緯度刻度半圓架105、子午圈121和地平圈104，子午圈121通過子午圈安裝螺釘120與天球儀緯度刻度半圓架105在南北天極點相連接，地平圈104與子午圈121為活動連接；天球儀106內(nèi)表面設(shè)有模擬太陽模型118，月球懸掛層107內(nèi)表面設(shè)有塑膠月球模型117，塑膠月球模型117套在細(xì)的鐵質(zhì)月球距離調(diào)節(jié)桿116上，月球距離調(diào)節(jié)桿116的圓形端頭與設(shè)于月球懸掛層107外表面的強力磁鐵塊119隔層吸合，地球儀108的內(nèi)表面設(shè)有可移動的弧形強力磁鐵塊114，地球儀108外表面設(shè)有與弧形強力磁鐵塊114隔層吸合的凹面鐵質(zhì)吸附塊115，凹面鐵質(zhì)吸附塊115表面與微型攝像裝置固定夾相連接。

本發(fā)明的微型攝像裝置固定夾能夾持微型攝像裝置或智能手機，凹面鐵質(zhì)吸附塊115與微型攝像裝置或智能手機的固定夾相粘合，地球儀108內(nèi)表面的弧形強力磁鐵塊114與地球儀108外表面的攝像裝置固定夾的凹面鐵塊隔層吸合，既能起到固定作用，又便于移動到地球儀108除南極點以外的任意一個“地點”固定，采用無線傳輸攝像機或智能手機有利于將拍攝到的靜態(tài)圖像或視頻圖像傳遞到電腦上，便于做天文現(xiàn)象演示。本發(fā)明的天球儀106、月球懸掛層107和地球儀108為半徑逐漸變小的同心球體，三個同心球體采用支撐中軸110相連，能夠相互獨立旋轉(zhuǎn)，天球儀106上設(shè)有模擬太陽模型118，月球懸掛層107上設(shè)有塑膠月球模型117，能隨著天球儀106和月球懸掛層107的旋轉(zhuǎn)和改變二者的相對位置，進(jìn)行月相變化、日食和月食成因演示，晝夜交替和日月星辰演示。本發(fā)明的塑膠月球模型117上設(shè)有鐵質(zhì)月球遠(yuǎn)近調(diào)節(jié)桿116，能調(diào)節(jié)月球與地球之間的距離，便于觀察日全食和日環(huán)食現(xiàn)象。

在本發(fā)明中，天象儀主體下方還設(shè)有支撐裝置，所述支撐裝置包括半圓形球托103、高度調(diào)節(jié)支柱102、底座101和帶刻度的萬向旋轉(zhuǎn)連接件112，高度調(diào)節(jié)支柱102安裝在底座101上，半圓形球托103安裝于高度調(diào)節(jié)支柱102上，半圓形球托103的頂端通過帶刻度的萬向旋轉(zhuǎn)連接件112與天象儀主體相連，萬向旋轉(zhuǎn)連接件112下方設(shè)有配重塊113，半圓形球托103與萬向旋轉(zhuǎn)連接件112的連接位置還設(shè)有旋轉(zhuǎn)件。

在本發(fā)明中，天球儀106、月球懸掛層107和地球儀108為活動固定在支撐中軸110上的同心球?qū)?，三個同心球?qū)樱捎猛陌胼S支撐，由大小可以套在一起的直線法蘭軸承連接，獨立旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方式可以添加齒輪聯(lián)動旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明中，地球儀108、月球懸掛層107和天球儀106三個球體在赤道半圓位置設(shè)有對接螺絲扣，有利于地球儀108、月球懸掛層107和天球儀106在安裝時進(jìn)行對接。

在本發(fā)明中，月球懸掛層107離中心地球儀108距離大于離天球儀106距離，模擬太陽模型118為大小合適LED燈，塑膠月球模型117比模擬太陽模型118小，月球懸掛層107大小適宜，塑膠月球模型117在月球距離調(diào)節(jié)桿116上依靠塑膠的適宜柔軟性能滑動而不滑落，距離月球距離調(diào)節(jié)桿116長度以能呈現(xiàn)出日全食和日環(huán)食效果為最佳，月球距離調(diào)節(jié)桿116直徑以細(xì)且強為好。

在本發(fā)明中，天球儀106和月球懸掛層107下方還設(shè)有可開啟和關(guān)閉的操作窗口該操作窗口，有利于在教學(xué)過程中進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明中，微型攝像裝置固定夾上夾有微型攝像裝置，微型攝像裝置包括無線傳輸微型攝像機或智能手機，采用無線傳輸攝像機或智能手機有利于將拍攝到的靜態(tài)圖像或視頻圖像傳遞到電腦上，便于做天文現(xiàn)象演示。

關(guān)于各種天象模擬功能的具體操作方法為：

1、晝夜交替、日月星辰東升西落的真運動和視運動演示，以及北極星不動的秘密演示。

單一獨立旋轉(zhuǎn)地球儀108或天球儀106，攝像裝置傳遞過來的圖像上能看到日月星辰東升西落現(xiàn)象，旋轉(zhuǎn)天球儀106得到的影像是視運動、旋轉(zhuǎn)地球儀108得到的影像是真運動。真運動是天體的實際運動。把攝像機調(diào)節(jié)到地球儀108的北極點上，就能顯示北極星不動的秘密。

2、日影變化和太陽高度演示。

在內(nèi)部地球儀108上安裝上帶方位和刻度以及標(biāo)桿的模擬地平面(地盤)，把攝像機鏡頭向下安裝在月球懸掛層107內(nèi)表面，調(diào)節(jié)整個儀器，使之與實際地平面平行，獨立旋轉(zhuǎn)天球儀106，采用視運動，從顯示屏上就可以觀測日影變化和太陽高度角變化。

3、極晝極夜成因和北半球中緯度四季成因演示。

在上面操作2的硬件配置上，去掉地平面，根據(jù)天球儀106上黃道面109節(jié)氣位置固定太陽，講清楚太陽和地球位置的相對關(guān)系，旋轉(zhuǎn)地球儀108或天球儀106都可以看到晨昏圈在地球表面的變化，從而理解晝夜長短的變化和極晝極夜的成因，用肉眼直接看和用攝像頭在屏幕上顯示都行。

4、時區(qū)和時差演示和誰先迎來黎明演示。

在講解了世界時和地方時的基礎(chǔ)上，在地球儀108北極點裝上時區(qū)地盤，把太陽安裝在兩個分點上(黃道上的春分和秋分點)，攝像機安裝在月球面內(nèi)壁，直立整個儀器，就可以實時進(jìn)行講解教學(xué)。

5、月相變化和成因演示。

把太陽裝在北半球夏至日點上，假設(shè)一個大夾角白道面，避免出現(xiàn)日食和月食現(xiàn)象。攝像機裝在地球儀108上，旋轉(zhuǎn)白道面，調(diào)節(jié)太陽、月球的位置，旋轉(zhuǎn)地球儀，攝像機就會逼真的顯示出月相的變化過程。還可以演示上半月和下半月月亮出土和落土的時間。無線攝像機還可以把月相拍攝成圖片。

6、日食和月食成因演示。

把攝像機安裝在地球儀108上，調(diào)節(jié)白道面夾角，使赤道面、白道面、黃道面三個面盡量重合，日月相對位置調(diào)整在塑望月日期位置，旋轉(zhuǎn)白道面，視頻里就會比較真實的顯示日月食的過程，調(diào)節(jié)月球在距離調(diào)節(jié)掛桿上的位置，還可以演示日環(huán)食和日全食的成因。

7、四季星座認(rèn)識。

普通天球儀只能從天球儀之外觀察星座、星空圖，星空傘只能指導(dǎo)認(rèn)識星座的樣子，本發(fā)明還可以演示四季星空星座出現(xiàn)在天幕的時間。按天球儀106上的星座標(biāo)記，攝像機就會把各個季節(jié)的星座顯示在屏幕上。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。