本發(fā)明涉及一種地理學(xué)科中關(guān)于四季形成原因的演示教具。為了演示地理學(xué)科中地球公轉(zhuǎn)造成一年四季的現(xiàn)象，獲得最大相似度地再現(xiàn)教科書中插圖情境的演示效果，尤其采用簡單的連桿和齒輪裝置來實現(xiàn)地球在公轉(zhuǎn)運動中的傾斜方向的穩(wěn)定性，精確地演示了太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果，而且一具多用：可以演示四季形成，可以演示極晝、極夜的形成，還可以演示地球的遠日點在夏至、近日點在冬至，從而實現(xiàn)一種全新的連桿式多功能四季演示教具。

背景技術(shù)：

教科書中關(guān)于地球公轉(zhuǎn)造成一年四季的形成原因，多是采用插圖來說明。然而要學(xué)生真正理解這其中的原因，則需要很強的空間運動的想象能力，這一直以來都是學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的難點。目前常用的四季演示教具是三星儀，但是三星儀中地球模型太小，很難展示地球公轉(zhuǎn)中太陽直射點的變化，演示效果不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了能夠在教學(xué)過程中更形象直觀地演示四季形成的原因，本發(fā)明采用的解決方案是：采用了一個簡單的曲軸和連桿裝置，來控制地球在圍繞太陽做運動時，地球傾斜的方向始終不變，也就是地球北極指向的方向不變，以最大相似度地再現(xiàn)教科書中插圖情境，更好地獲得太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果。

附圖說明

圖1是連桿式多功能四季演示教具結(jié)構(gòu)圖，圖2是連桿式多功能四季演示教具原理圖。

具體實施

結(jié)合說明書附圖圖1具體說明：地球公轉(zhuǎn)軌道設(shè)計。地球安裝在一個曲軸的主軸上面，曲軸由上曲軸臂、曲軸連桿軸和下曲軸臂[地球輪]三個部分組成，曲軸的主軸安裝在一個帶柄圓環(huán)的搖臂上面，搖臂的圓環(huán)套在固定在底板中心的托芯上，推動搖臂，可以讓地球圍繞著托芯的中心點做圓形軌道的公轉(zhuǎn)。

控制地球傾斜方向的連桿設(shè)計。曲軸和連桿共同作用可以控制地球傾斜方向穩(wěn)定性，連桿的一頭固定在太陽的中心位置。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道被設(shè)置成向左偏移的等圓上，向左偏移的量l和曲軸臂的長度l是一致的。連桿可以讓地球公轉(zhuǎn)時保持傾斜的方向保持一致，如說明書附圖圖2所示：由于地球的軌道偏移到了太陽中心點的左邊，當(dāng)?shù)厍蛟诖悍謺r，由于連桿的作用，使曲軸臂指向3時的方向；當(dāng)?shù)厍蜻\動到夏至?xí)r，連桿把曲軸臂拉向6時的方向；當(dāng)?shù)厍虻竭_秋分時，連桿又控制著曲軸臂指向9時的方向；當(dāng)?shù)厍蛟诙習(xí)r，連桿把曲軸臂推向12時的方向了。這樣一圈下來，地球受曲軸和連桿的共同作用，正好使傾斜的方向保持一致性。

控制地球傾斜轉(zhuǎn)動的齒輪組設(shè)計。地球在公轉(zhuǎn)過程中，曲軸臂的指向決定了地球傾斜的方向：地球繞太陽做逆時針旋轉(zhuǎn)一周，曲軸臂也圍繞曲軸的主軸做順時針旋轉(zhuǎn)一周。這里設(shè)計了一組齒輪來控制曲軸臂的轉(zhuǎn)動，太陽輪被固定在底板的中心位置，是不可轉(zhuǎn)動的；當(dāng)推動搖臂時，太陽輪推動大小行星輪轉(zhuǎn)動；再由減速小行星輪推動地球輪轉(zhuǎn)動。齒輪組的轉(zhuǎn)動比例設(shè)計成(60:20)*(10:30)＝1:1，利用整個齒輪組達到轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)速相等的傳動。

功能拓展設(shè)計。1、由于使用曲軸和連桿來控制地球的傾斜方向，使得連接地球和太陽的連桿巧妙地充當(dāng)指針的第二個作用。利用這個特點，在連桿的太陽端設(shè)計了一個中直柱，在中直柱上安裝一個小燈泡，使小燈泡的光線沿連桿方向射向地球，模擬太陽光的照射。這樣，當(dāng)?shù)厍蜻\行在公轉(zhuǎn)的軌道上時，太陽的直射點會在南北回歸線之間移動，能形象直觀地展示四季的形成原因。2、在搖臂上面添加了一塊晝夜分割線的小擋板，有了這塊小擋板，就能夠直觀的展示地球上的極晝極夜的形成原因。3、由于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道被設(shè)置成太陽中心向左偏移的等圓上，這樣恰好和地球的遠日點在夏至、近日點在冬至的現(xiàn)象相吻合。

本發(fā)明的有益效果是，在太陽直射點變化引起四季形成原因的教學(xué)演示活動中，實現(xiàn)形象直觀、空間立體型強、運動變化控制精確的良好效果，學(xué)生對知識點掌握起來就很容易了。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種地理學(xué)科中關(guān)于四季形成原因的演示教具。為了演示地理學(xué)科中地球公轉(zhuǎn)造成一年四季的現(xiàn)象，獲得最大相似度地再現(xiàn)教科書中插圖情境的演示效果，尤其采用簡單的連桿和齒輪裝置來實現(xiàn)地球在公轉(zhuǎn)運動中的傾斜方向的穩(wěn)定性，精確地演示了太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果，而且一具多用：可以演示四季形成，可以演示極晝、極夜的形成，還可以演示地球的遠日點在夏至、近日點在冬至，從而實現(xiàn)一種全新的連桿式多功能四季演示教具。

技術(shù)研發(fā)人員：童躍
受保護的技術(shù)使用者：童躍
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.23
技術(shù)公布日：2017.08.29