專利名稱：地球時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與地球同速同向轉(zhuǎn)動(dòng)，并能顯示運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的地球時(shí)鐘，屬地理科教用品技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的類似裝置有地球儀，它只能提供世界各地的地理位置，不能揭示地球的時(shí)空性，使人們感覺不到地球是在一刻不停地從西向東自轉(zhuǎn)著(每24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周)。理解不到在同一瞬時(shí)，經(jīng)度不同的世界各地，時(shí)刻都不同的現(xiàn)象，往往造成太陽與地球經(jīng)度不是變化的錯(cuò)覺。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)目的是提供一種隨時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)的地球儀，它能啟發(fā)人們正確認(rèn)識地球經(jīng)度和太陽相對位置的變化，揭示地球自轉(zhuǎn)與時(shí)間的關(guān)系，使人們清楚地了解黑夜與白天我們所處地理位置與太陽相對位置變化的關(guān)系。其任務(wù)是增強(qiáng)人們時(shí)空觀念，融時(shí)間與空間于一體，為傳播和普及自然地理知識提供參考實(shí)物。
本實(shí)用新型的任務(wù)是通過以下方式完成的從地球時(shí)鐘的支架上連接一個(gè)晶振時(shí)鐘電路，該電路通過步進(jìn)電機(jī)和輪系機(jī)構(gòu)與地球儀的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。當(dāng)電池向晶振時(shí)鐘電路供電時(shí)，石英晶體振蕩器開始起振，產(chǎn)生一個(gè)極其穩(wěn)定的頻率為41943Hz的正弦信號。該信號通過CMOS集成電路的分頻和放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度，不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)再通過齒輪的嚙合、減速帶動(dòng)地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)起來，于是達(dá)到地球儀每24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周的目的。在地球時(shí)鐘橢圓形的底坐上，安裝一個(gè)改進(jìn)的數(shù)字式石英電子表，用于顯示北京時(shí)間或世界上某一有代表性地理位置的時(shí)間，此時(shí)刻與地球上經(jīng)度和太陽相對的實(shí)際角度一致，即某一時(shí)刻與地球上某一時(shí)區(qū)相對應(yīng)。并配有音樂或口語報(bào)時(shí)，每一整點(diǎn)變換奏響一首樂曲，用久聽熟后，奏哪首曲就能知道幾點(diǎn)鐘。
以下結(jié)合附圖對設(shè)計(jì)作進(jìn)一步說明。


圖1是地球時(shí)鐘外形正面圖。
圖2是
圖1支架的縱向剖面圖。
圖3是地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
參照
圖1，一個(gè)具有報(bào)時(shí)功能的數(shù)字式電子表(2)被固定在橢圓形底坐(1)上，支撐桿(5)固定在支架(3)上，形成倒“N”字形骨架，地球儀(4)就套在骨架的支撐桿(5)上，其下端與圖2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)相連，這里，地球儀可以用超薄型硬塑料鑄成，上面畫有海洋、陸地和經(jīng)緯線等。在圖2的具體結(jié)構(gòu)中，外殼(1)用輕型薄鐵板壓制而成，電池(2)裝在支架下部，晶振時(shí)鐘電路板(3)、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)(4)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)裝在支架上部，組成地球儀旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力源，采用這種結(jié)構(gòu)使得整體緊湊、裝配方便。圖2中的晶振時(shí)鐘電路(3)、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)(4)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)的具體結(jié)構(gòu)有圖3給出。在圖3中，G是石英振蕩器，Cg是微調(diào)電容，其作用是通過調(diào)節(jié)其容量，使石英晶體得到準(zhǔn)確的固有頻率，借以調(diào)校地球儀的旋轉(zhuǎn)精度，當(dāng)電池向CMOS集成電路(1)供電時(shí)，晶振時(shí)鐘電路開始工作，由CMOS集成電路(1)向步進(jìn)電機(jī)輸入雙向脈沖信號，使轉(zhuǎn)子(3)作間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)，這里，轉(zhuǎn)子(3)固定在線圈和定子(2)中。轉(zhuǎn)子齒軸(4)帶動(dòng)傳動(dòng)輪和傳動(dòng)齒軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒軸帶動(dòng)秒輪和秒齒軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，秒齒軸帶動(dòng)過輪和過齒軸(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，過齒軸帶動(dòng)分輪和分齒軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，分齒軸帶動(dòng)跨輪和跨齒軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，跨齒軸帶動(dòng)地球儀的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣逐級減速后，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)就以1周／24小時(shí)的速度帶動(dòng)地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)。
傳動(dòng)輪系中應(yīng)符合下列三條原則第一，轉(zhuǎn)子齒軸(4)→秒輪(6)有一個(gè)1／30的固定比值。
即(轉(zhuǎn)子齒軸(1)齒數(shù)／傳動(dòng)輪(5)齒數(shù))×(傳動(dòng)齒軸(5)齒數(shù)／秒輪(6)齒數(shù))＝(8／50)×(10／43)＝1／30。
第二，秒齒軸(6)→分輪(8)也有1／60的固定比值。
即(秒齒軸(6)齒數(shù)／過輪(7)齒數(shù))×(過齒軸(7)齒數(shù)／分輪(8)齒數(shù))＝(7／60)×(8／56)＝1／60。
第三，從分齒軸(8)→轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)應(yīng)符合1／24的比值。
即(分齒軸(8)齒數(shù)／跨輪(9)齒數(shù))×(跨齒軸(9)齒數(shù)／轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)齒數(shù))＝(10／30)×(4／32)＝1／24。
由于本實(shí)用新型裝置與地球同速同向運(yùn)轉(zhuǎn)，并配有相應(yīng)的電子顯示系統(tǒng)顯示運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。因此，地球時(shí)鐘有十分廣闊的應(yīng)用前景，特別是青少年，開始學(xué)習(xí)地理知識時(shí)，地球時(shí)鐘可以更快更準(zhǔn)確地促進(jìn)其對地理知識的學(xué)習(xí)。擺在家庭中，可以提供時(shí)間，也裝飾美化環(huán)境，豐富地理科學(xué)知識，從而產(chǎn)生積極的社會效果。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型設(shè)計(jì)是一種地球儀隨時(shí)間按地球同步速度運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置，其特征是一個(gè)能報(bào)時(shí)的數(shù)字式電子表(2)固定在橢圓形底坐(1)上，支撐桿(5)固定在底坐另一端固定支架(3)上，形成倒“N”字形骨架，地球儀(4)就裝在支撐桿(5)上。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于地球儀的轉(zhuǎn)動(dòng)是由石英鐘電路(1)及步進(jìn)電機(jī)(2)(3)、轉(zhuǎn)子齒軸(4)帶動(dòng)傳動(dòng)輪和傳動(dòng)齒軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒軸帶動(dòng)秒輪和秒齒軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，秒齒軸帶動(dòng)過輪和過齒軸(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，過齒軸帶動(dòng)分輪和分齒軸(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，分齒軸帶動(dòng)跨輪和跨齒軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，跨齒軸帶動(dòng)地球儀的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次逐級減速后，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)就以1周／24小時(shí)的速度帶動(dòng)地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，在底坐(1)上裝有整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí)數(shù)字表(2)，同步顯示地球儀北京位置與太陽相對位置的時(shí)間。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)提供了一種地球儀隨數(shù)字鐘同步旋轉(zhuǎn)的新裝置，其特點(diǎn)是地球儀邊轉(zhuǎn)動(dòng)，邊顯示相應(yīng)地區(qū)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間。
本裝置利用石英鐘電路及傳動(dòng)齒輪，作計(jì)時(shí)和驅(qū)動(dòng)地球儀轉(zhuǎn)動(dòng)的器件，使地球儀每24小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，與地球同速同向運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到與地球自然狀況相一致。因此，該裝置揭示了地球自轉(zhuǎn)與時(shí)間的關(guān)系，使人們清楚地了解黑夜與白天我們所處地理位置與太陽相對位置變化的關(guān)系，豐富地理科學(xué)知識，從而產(chǎn)生積極的社會效果。
文檔編號G09B27/08GK2141921SQ9224029
公開日1993年9月8日 申請日期1992年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
發(fā)明者張相春, 姚鴻霖, 張洪澤 申請人:張相春