專利名稱：懸浮式地球儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種教學(xué)用的懸浮式地球儀。
目前，教學(xué)用的地球儀一般均由球體，上、下支座，支承桿和以上、下支座為支承點的軸心組成，使用時用手撥動球體，球體即圍繞軸心轉(zhuǎn)動至所需的地理位置，此傳統(tǒng)式的地球儀因不能模擬地球懸浮在太空中的情景，故視覺效果欠佳。
本實用新型的目的是提供一種新穎的、球體能懸浮在空中并處于一個穩(wěn)定狀態(tài)的懸浮式的地球儀，以達(dá)到模擬地球懸浮于太空的情景和改善視覺效果。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，為使地球儀的球體穩(wěn)定的懸浮在空間，利用磁感應(yīng)原理，使球體上端與上支座之間的空間以及球體下端與下支座之間的空間各形成一個磁場。為此，在球體的上、下兩端均安置磁鋼，而且在上支座有一個能對球體的位置進(jìn)行控制的電磁鐵，在下支座有一個感應(yīng)線圈，正常情況時，由于上、下磁力的作用，球體處于一個懸浮的平衡狀態(tài)，一旦球體位置發(fā)生變化，失去平衡，感應(yīng)線線圈立刻檢測到因球體垂直位置變化而形成的磁場變化，并產(chǎn)生電信號，通過一個置于地球儀上的簡易的電子控制裝置對電信號進(jìn)行一系列的放大處理后，由控制電路調(diào)整電磁鐵對球體磁性作用力的大小，從而使球體始終處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。
本實用新型提供的懸浮式地球儀，由于利用磁感應(yīng)原理并采用了較為簡易的電子控制裝置，因而能使地球儀的球體懸浮在空中并處于穩(wěn)定狀態(tài)，與傳統(tǒng)式地球儀相比，具有模擬地球懸浮于太空的情景的特點，因而改善了視覺效果，是一種新穎的電子教學(xué)用具。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行具體描述。
本實用新型共有三個附圖。


圖1懸浮式地球儀結(jié)構(gòu)示意圖圖2懸浮式地球儀電子控制裝置方框圖圖3懸浮式地球儀電子控制裝置電路圖如
圖1所示，懸浮式地球儀由球體(1)，上支座(8)，下支座(4)，將上、下支座連成一體的支承桿(9)，電子控制裝置(10)組成，在球體(1)內(nèi)部的上端裝置一園形的上磁鋼(5)，在下端也安置一園形的下磁鋼(2)，用膠粘固定，上、下磁鋼均為永磁體，在上支座(8)對應(yīng)于上磁鋼(5)的部位有一個由鐵芯(6)和控制線圈L2(7)組成的電磁鐵，當(dāng)線圈通電后，在電磁鐵與上磁鋼(5)之間的空間形成一個磁場，在下支座(4)對應(yīng)于下磁鋼(2)的部位有一個感應(yīng)線圈L1(3)，當(dāng)線圈通電后，在感應(yīng)線圈L1(3)與下磁鋼(2)之間的空間也形成一個磁場，在上、下磁場力的作用下，球體(1)穩(wěn)定的懸浮在上支座(8)和下支座(4)之間的空間，一旦球體(1)的平衡位置發(fā)生了變化，通過置于地球儀下支座(4)內(nèi)的電子控制裝置(10)的動作，可使球體恢復(fù)到原有的平衡位置。電子控制裝置(10)的工作原理方框圖及其電路圖如圖2、圖3所示，電子控制裝置(10)由以下幾部分組成(1)傳感器電路，該電路由感應(yīng)線圈L1，運算放大器A1及周圍電路構(gòu)成振蕩器，產(chǎn)生一個頻率恒定的正弦波信號，感應(yīng)線圈L1的一端與運轉(zhuǎn)放大器A1的輸入端相連，當(dāng)球體(1)垂直位置發(fā)生變化時，使穿過感應(yīng)線L1的磁通量發(fā)生變化，引起輸出信號的幅度發(fā)生變化，該信號由運算放大器A1輸出。
(2)信號放大處理電路，該電路的輸入端設(shè)有電容C2，二極管D2，兩者串聯(lián)后與運算放大器A1的輸出端相連，球體(1)位置變化的電信號經(jīng)電容C2二極管D2整流、濾波后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘栞斎氲竭\算放大器A2，由運算放大器A2～A6所組成的跟隨比較器對輸入的信號進(jìn)行一系列的放大處理后，由運算放大器A6輸出電壓控制信號。
(3)控制電路，該電路設(shè)有場效應(yīng)管Q2，其柵極經(jīng)電阻R25與運算放大器A6的輸出端相連，其漏極與控制線圈L2相連，通過調(diào)整柵極和源極間的電位差來控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通量，以控制線圈L2中電流的大小，即控制電磁鐵對球體磁性作用力的大小。
(4) 電源電路，由IC及周圍電路構(gòu)成雙電源電路作為運算放大器的直流電源，控制線圈L2的直流電源則由變壓器B經(jīng)整流、濾波直接提供。
權(quán)利要求1.一種懸浮式地球儀，包括球體(1)，上支座(8)，下支座(4)，支承桿(9)，其特征在于所述的球體(1)懸浮在上支座(8)和下支座(4)之間的空間，在球體(1)內(nèi)部的上、下兩端各安置上磁鋼(5)和下磁鋼(2)，在上支座(8)對應(yīng)上磁鋼(5)的部位有一用來控制球體(1)位置的含鐵芯(6)和控制線圈L2(7)的電磁鐵，在下支座(4)對應(yīng)下磁鋼(2)的部位有一能檢測球體(1)位置變化的感應(yīng)線圈L1(3)，在所述的地球儀的支座上有一個電子控制裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式地球儀，其特征在于所述的電子控制裝置(10)由傳感器電路，信號放大處理電路，控制電路三部分串接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸浮式地球儀，其特征在于所述的傳感器電路由感應(yīng)線圈L1，運算放大器A1構(gòu)成振蕩器，感應(yīng)線圈的一端與運算放大器A1的輸入端相連，運算放大器A1輸出球體(1)位置變化的電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸浮式地球儀，其特征在于所述的信號放大處理電路的輸入端設(shè)有電容C2，二極管D2，兩者串聯(lián)后與運算放大器A1的輸出端相連，由運算放大器A2～A6組成的跟隨比較器對信號進(jìn)行放大處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸浮式地球儀，其特征在于所述的控制電路設(shè)有場效應(yīng)管Q2，其柵極經(jīng)電阻R25與運算放大器A6的輸出端相連，其漏極與控制線圈L2相連。
專利摘要本實用新型涉及一種教學(xué)用的懸浮式地球儀，包括球體、上支座、下支座和支承桿、球體內(nèi)部上、下兩端分別裝上、下磁鋼，上支座有鐵芯和控制線圈，下支座有一感應(yīng)線圈，利用磁感應(yīng)原理，使地球儀球體與上、下支座之間的空間各形成一個磁場，通過一個簡易的電子控制裝置，用控制對球體磁性作用力大小的方法，使球體穩(wěn)定地懸浮在空中，與傳統(tǒng)式地球儀相比，懸浮式地球儀具有模擬地球懸浮于太空的情景的特點，因而改善了視覺效果，是一種新穎的電子教學(xué)用具。
文檔編號G09B27/00GK2123801SQ9221571
公開日1992年12月2日 申請日期1992年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月17日
發(fā)明者錢劍影, 張建強 申請人:上海福士達(dá)電子有限公司