專利名稱：電子地球儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種計算機控制的地球儀。
目前市場上出售的地球儀，是由支承底座和印有地圖的空心球體組成，施加外力時，球體可在支承底座上轉(zhuǎn)動。這種地球儀只能簡單地顯示地球的地形、地貌及國家、地區(qū)和主要城市的地理位置。
本實用新型的主要目的是提供一種能自動模擬地球自轉(zhuǎn)，并在球體表面上模擬顯示陽光照射區(qū)域的電子地球儀。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型解決的方案是在球體內(nèi)安裝發(fā)光燈和反射遮光罩，反射遮光罩的作用是使光線只能照亮球體的半個球面。用一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)來驅(qū)動球體或反射遮光罩，使其作相對轉(zhuǎn)動。由一個計算機控制及驅(qū)動裝置來控制旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，使球體和反射遮光罩相對轉(zhuǎn)動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等。
計算機控制及驅(qū)動裝置的輸出端還接有一個數(shù)碼顯示器和一個起始定位開關(guān)，在系統(tǒng)啟動時分別用于顯示輸入數(shù)據(jù)和確定球體的起始位置，在系統(tǒng)運行時，數(shù)碼顯示器顯示的是時間。
本實用新型與普通地球儀相比，由于增加了計算機控制系統(tǒng)，它能直觀地模擬地球的自轉(zhuǎn)，模擬地球表面上的日出日落，顯示一日內(nèi)太陽所照過的區(qū)域，并且還具有時鐘功能。它做為一種地理教學(xué)儀器，可以啟發(fā)學(xué)生的思維，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，促進學(xué)生對有關(guān)知識的理解和掌握。由于它可以方便地進行計算機控制的演示實驗，因此它也可以做為計算機課程的輔助教學(xué)儀器。同時它也是一件具有一定使用價值的裝飾物，在很多部門和很多場合可以擺放。例如，在賓館、飯店里，它既起裝飾作用，又可以取代那些用來顯示世界各地時間的鐘表。本實用新型操作簡單，在世界各地都可以使用，采用單片機作為控制計算機時，成本較低，性能價格比較好。
以下結(jié)合附圖對實施本實用新型做進一步說明。


圖1是本實用新型實施例的機械結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是實施例的電氣原理圖。
圖3是實施例的計算機軟件結(jié)構(gòu)圖。
在附
圖1所示的結(jié)構(gòu)原理圖中，球體10通過軸承5、6與底座1相連。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)由電動機3和傳動部件4組成，電動機選用的是步進電機，轉(zhuǎn)動部件可以是聯(lián)軸器、齒輪副、蝸輪副或者是摩擦橡皮輪等，在實施例中用的是減速齒輪副。傳動部件4與球體10相連接，由固定在底座1上的電動機3驅(qū)動。步進電機采用三相六拍供電，步距角為1.5°，由于是脈沖間斷供電，因此不加減速器運行時，球體的轉(zhuǎn)動有明顯的跳躍，當(dāng)齒輪減速比為61時，球體每分種需要轉(zhuǎn)動一次，平均角速度為15°／小時，與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，球體近似平滑轉(zhuǎn)動。在球體10內(nèi)安裝有發(fā)光燈8和反射遮光罩9，它們可以組合在一起，也可以分開設(shè)置，本實施例中，發(fā)光燈8裝在反射遮光罩9上，空心支桿7穿過球體10的軸承內(nèi)孔將反射遮光罩9固定在底座1上。在底座1上安裝有計算機控制及驅(qū)動裝置2，它的輸出端與電動機3電連接。底座1上還安裝有數(shù)碼顯示器11和起始定位開關(guān)12，它們都與計算機控制與驅(qū)動裝置2的輸出端電連接。開關(guān)12可以用有觸點開關(guān)，也可以用無觸點開關(guān)，本例中用的是有觸點微動開關(guān)，與之配套的定位觸塊13安裝在傳動部件4上，它們的作用是確定球體旋轉(zhuǎn)的起始位置。
在圖2所示的電氣原理圖中，計算機選用的是MCS－51系列中的8751單片機，它的內(nèi)部有128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)和4K字節(jié)的程序存儲器(EPROM)，不需外部擴展即可滿足本系統(tǒng)需要。8751P1口的P1.0～P1.6七條線作為數(shù)碼顯示器LED的段選線，八位集成塊BIC8718作為段選線的功率驅(qū)動，外接上拉電阻，位選線是P2.0～2.4五條線，功率驅(qū)動也是BIC8718。LED的顯示采用軟件譯碼動態(tài)掃描的方式，以節(jié)省硬件資源。PO口的P0.0～P0.2三條線作為步進電機BD的控制線，步進電機的功率驅(qū)動器是四達林頓開關(guān)ULN2068，它的輸入端接上拉電阻，所需的脈沖環(huán)形分配也采用軟件方式。PO口的P0.3－P0.6四條線是開關(guān)量輸入線，上面分別接有按鍵K1、K2、K3和微動開關(guān)K4及上拉電阻，其中K1為輸入數(shù)據(jù)項選擇鍵，K2為數(shù)據(jù)輸入鍵，K3為系統(tǒng)運行健，K4為起始定位開關(guān)。每次系統(tǒng)復(fù)位后，球體都要轉(zhuǎn)到由K4設(shè)定的起始位置上，當(dāng)使用地區(qū)的時區(qū)代碼和當(dāng)?shù)氐臅r間數(shù)據(jù)輸入后，計算機自動地與起始位置的時區(qū)代碼和起始時間數(shù)據(jù)進行比較，計算出此地此時球體需轉(zhuǎn)過的角度，并指揮旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)使球體轉(zhuǎn)過相同角度。本實施例中，起始位置設(shè)定在經(jīng)線零度線上，起始時間數(shù)據(jù)為午夜零點。圖中K5為復(fù)位鍵。本實施例的電源采用220伏交流經(jīng)降壓、整流、濾波提供。5伏電源的穩(wěn)壓采用三端穩(wěn)壓器7805。發(fā)光燈L用的是6瓦熒光燈管，直接由220伏交流供電。所有集成電路的未注明端口按各集成塊的技術(shù)要求連接。
對圖3所示的計算機軟件結(jié)構(gòu)說明如下初始化將系統(tǒng)中所有命令、狀態(tài)以及有關(guān)的存儲單元置位成初始狀態(tài)。
起始位置驅(qū)動啟動步進電機，使球體轉(zhuǎn)到起始位置。
提示符顯示當(dāng)球體轉(zhuǎn)到起始位置后，顯示提示符“P”。
鍵掃描執(zhí)行鍵掃描程序。
散轉(zhuǎn)根據(jù)散轉(zhuǎn)指令(JMP＠A＋DPTR)，設(shè)置轉(zhuǎn)移入口地址表，實現(xiàn)鍵功能程序的轉(zhuǎn)移。
K1鍵功能程序每按一次鍵，選擇一種數(shù)據(jù)輸入，并設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，本系統(tǒng)需要輸入的數(shù)據(jù)有時區(qū)代碼、時、分共三項，每項用不同提示符顯示。
K2鍵功能程序采用“加1”方式輸入數(shù)據(jù)，即每按一次鍵使輸入的的數(shù)據(jù)值加1，顯示輸入結(jié)果。
K3鍵功能程序啟動時鐘運行程序，顯示時間，每1分鐘執(zhí)行一次步進電機驅(qū)動程序。
命令／狀態(tài)查詢查詢系統(tǒng)命令和狀態(tài)標(biāo)志。
條件控制轉(zhuǎn)移根據(jù)查詢結(jié)果分支轉(zhuǎn)移。
a轉(zhuǎn)移循環(huán)轉(zhuǎn)移，用于循環(huán)顯示輸入數(shù)據(jù)，以便查詢和修改。
b轉(zhuǎn)移等待轉(zhuǎn)移，等待下次按鍵。
c轉(zhuǎn)移復(fù)位轉(zhuǎn)移，用于系統(tǒng)命令和硬件復(fù)位。
權(quán)利要求1.一種地球儀，它包括球體和支承球體的底座，其特征在于，它還包括發(fā)光燈[8]和反射遮光罩[9]，安裝在球體[10]內(nèi)，用來產(chǎn)生模擬太陽光；由電動機[3]和傳動部件[4]組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，安裝在底座[1]上，用來驅(qū)動球體[10]或反射遮光罩[9]，使其作相對轉(zhuǎn)動；計算機控制及驅(qū)動裝置[2]，它的輸出端與電動機[3]電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地球儀，其特征在于，計算機控制及驅(qū)動裝置［2］的輸出端還連接有一個數(shù)碼顯示器［11］和起始定位開關(guān)［12］。
專利摘要本實用新型公開了一種能自動模擬地球自轉(zhuǎn)、模擬顯示陽光照射區(qū)域的電子地球儀，它的球體(10)的內(nèi)部安裝有發(fā)光燈(8)和反射遮光罩(9)，用來產(chǎn)生模擬太陽光，由一個電動機(3)和傳動部件(4)組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)用來驅(qū)動球體(10)或反射遮光罩(9)，使其作相對轉(zhuǎn)動，一個計算機裝置(2)用來控制其相對轉(zhuǎn)動速度，使其與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，并使模擬太陽光在球體(10)表面照亮的區(qū)域與太陽在地球表面照射的區(qū)域一致。
文檔編號G09B27/00GK2139727SQ92232099
公開日1993年8月4日 申請日期1992年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月8日
發(fā)明者趙中遠(yuǎn) 申請人:趙中遠(yuǎn)