專利名稱：指西針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自然指向裝置，具體說是一種非磁性的東西方向指向的指西針。
背景技術(shù)：
目前，公知的自然指向裝置，有南北指向的指南針，指南針是利用了地磁對可活動小磁針的作用而實現(xiàn)南北指向的。指南針是我國古代的四大發(fā)明之一，它在人類生活中的諸多方面發(fā)揮了極其重要的作用，但是，至今尚沒有一種利用物體間相互作用力而實現(xiàn)東西方向的指向針。因此，急需開發(fā)一種非磁性的東西方向指向的指西針，利用它可以進行科普演示和科學(xué)研究，并具有指南針類似的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種指西針，利用與地球赤道相平行的自然力作用而實現(xiàn)東西方向的指向，其結(jié)構(gòu)簡單，指向準確。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種指西針，包括外殼及外殼內(nèi)可以轉(zhuǎn)動的指針，其特征在于所述的指針為銅質(zhì)材料，在指針的一端有石墨為導(dǎo)向端。
所述的指針導(dǎo)向端的石墨為涂在指針表面的石墨涂層或包在指針導(dǎo)向端內(nèi)的石墨夾層。
所述的外殼為銅質(zhì)材料制成的有底的筒狀，在外殼內(nèi)襯有防靜電的絕緣層。
所述的筒狀外殼上端口配置玻璃板蓋，玻璃板蓋外面覆蓋一層銅網(wǎng)，且銅網(wǎng)向下的翻邊能接觸到銅質(zhì)外殼。用以屏蔽外部電荷和減弱外部磁場對指針的影響。
所述的指針針體中間為一臼帽，臼帽下面為錐狀臼窩，有一豎針的上端頂在指針的錐狀臼窩內(nèi)，豎針下端安裝在銅質(zhì)基座上，銅質(zhì)基座設(shè)置在銅質(zhì)外殼內(nèi)底面的防靜電絕緣層上。
所述的指針針體長度為60～90mm，針體直徑為0.2～0.4mm，中間臼帽的外徑為高4～5mm，寬3.5～4.5mm；指針導(dǎo)向端表面的石墨涂層厚度為0.1～0.5mm，石墨涂層段長度為6～9mm。
所述的外殼厚度為0.3～0.5mm，外殼圓筒外徑為130～150mm，外殼圓筒深為40～60mm，內(nèi)襯的橡膠絕緣層厚度為3.0～4.0mm，所述的銅網(wǎng)為30～40目。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有許多優(yōu)點和積極效果1、本發(fā)明的指西針實現(xiàn)了與地球赤道相平行的東西方向的自然指向效用，可以證明并演示與地球赤道相平行的一種力的存在。它不僅具有指南針類似的指向功能，而更重要的是為人們認識自然和科學(xué)研究提供了一種科學(xué)有效的工具。可以將本發(fā)明指西針與指南針一起比較、使用，進行科普教育，并引起人們特別是青少年探索科學(xué)奧秘的極大興趣。因此，本發(fā)明的問世將與指南針一樣，必將發(fā)揮重要的作用。
2、由于本發(fā)明的指西針導(dǎo)向端是以石墨為主要導(dǎo)向材料的，因此，證實了碳是指西針的重要導(dǎo)向物質(zhì)。但并不排除其它物質(zhì)對東西指向的敏感性。
3、本發(fā)明采用的銅質(zhì)外殼(包括銅網(wǎng))可以屏蔽外部電荷和減弱外部磁場對指針的影響，在外殼內(nèi)襯有防靜電絕緣層，可以防止靜電干擾。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制作，成本較低，有利于作為科普演示和研究儀器推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明指西針不加玻璃板蓋時的俯視圖；圖2為本發(fā)明指西針沿豎針軸線的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、指針的導(dǎo)向端；2、指針；3、臼帽；4、基座；5、橡膠絕緣層；6、外殼；7、銅網(wǎng)；8、玻璃板蓋；9、豎針。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
具體實施例方式
參見圖1、圖2，本發(fā)明一種指西針的實施例，主要包括可以轉(zhuǎn)動的指針2、支撐指針2的鋼質(zhì)豎針9及外殼2。指西針的指針2為紫銅質(zhì)材料，指針2針體及兩極無毛刺，在指針2中間加工出臼帽3，臼帽3下面為錐狀臼窩，指針2針體的一端涂以清漆調(diào)和的石墨作為導(dǎo)向端1。外殼6為銅質(zhì)材料制成的有底的圓筒狀，在外殼6內(nèi)襯有防靜電的橡膠絕緣層5。鋼質(zhì)豎針9下端的銅質(zhì)基座4固定在外殼6內(nèi)底部中央的橡膠絕緣層5上。將指針2中間的臼帽3扣在鋼質(zhì)豎針9上端，外殼6殼體上端口蓋以貼附一層銅網(wǎng)7的玻璃板蓋8，且銅網(wǎng)7向下的翻邊能接觸到銅質(zhì)外殼6，或用含銅玻璃板或其它防靜電涂層代替銅網(wǎng)7，用以屏蔽外部電荷和減弱外部磁場對指針2的影響。
本發(fā)明是用石墨為主要導(dǎo)向材料，以其他非鐵磁材料為輔助材料制成的。結(jié)構(gòu)參照傳統(tǒng)指南針構(gòu)造。以下為指西針的具體制作方法1、指針2針體的制作①用紫銅塊加工成長度為80.0mm的指針2，指針2中間加工出豎針用臼帽3(外徑為高4.5mm，寬4.0mm)，臼帽3下面為錐狀臼窩，大小適中；針體要盡量細一些，直徑一般為0.2～0.4mm，導(dǎo)向端1略細一些，以便粘涂石墨后重量平衡，針體光滑無毛刺。②將碳棒(本發(fā)明實施例用堿性干電池內(nèi)的碳棒)研成粉末，用二甲苯稀釋醇酸清漆將碳末調(diào)成稠糊狀，粘涂于銅質(zhì)指針的一端，石墨涂層厚度約0.3mm，石墨涂層段的長度為8.0mm，約為針體長度的十分之一，指針2有石墨涂層的一端作為導(dǎo)向端1(見圖1、2)。
2、指針2支撐部分的制作由鋼質(zhì)豎針9(本發(fā)明實施例用3#縫衣鋼針)和銅質(zhì)基座4構(gòu)成(見圖1、2)。
3、殼體的制作外殼2為有底直圓筒狀，用0.3～0.5mm銅板焊接或壓制而成，圓筒外徑約140mm，筒深約50mm。內(nèi)襯以3.0～4.0mm厚的橡膠絕緣層5。筒口蓋為玻璃板蓋8，玻璃板蓋8外面貼覆一層銅網(wǎng)7，銅網(wǎng)為30～40目，且銅網(wǎng)7向下的翻邊在蓋合后能接觸到銅質(zhì)外殼6(參見圖2，為玻璃板蓋8尚未蓋合狀態(tài)示意圖)。
4、在玻璃板蓋8上或外殼6內(nèi)底面的橡膠絕緣層5上設(shè)置東西南北方向的刻度。
5、指西針的安裝將銅質(zhì)基座4固定在貼有橡膠絕緣層5的外殼2圓筒內(nèi)底部的中央。再將指針臼帽3下的錐狀臼窩扣在下端與銅質(zhì)基座4連接的豎針2上端，使指針2呈水平狀態(tài)。待粘合劑凝固、圓筒內(nèi)沒有清漆、粘合劑等氣味后，再蓋上外面貼覆銅網(wǎng)7的玻璃板蓋8，放置待用。
由于作用于指西針的力，遠較地磁對磁針的作用力微小。因此，指西針的效果容易受到諸多因素的影響，根據(jù)不同的影響因素，需要采取不同的技術(shù)措施才能保證指西針的可靠效果。指西針的調(diào)試使用方法如下1、指西針制作完成后需要放置一段時間，大約45天后，才能逐漸出現(xiàn)穩(wěn)定的指西效果。考慮與制作加工過程中引起的電磁污染，需要自然退磁有關(guān)。
2、指西針的效果與空間環(huán)境有關(guān)，在指西效果差的條件下，可采取動態(tài)尋向的方法，即可得到良好的指西效果。方法是將指西針放在平板上，兩手端平平板靠在腹部，面對不同的方向站立，指西針即可自動尋向、定向。
3、指西針本身的制作精度、靈敏度問題手工制作精度差，靈敏度難以保證，可多做幾個指針2針體和支撐用豎針9及基座4，從中選擇靈敏度高的使用。
4、指西針易受電磁干擾。因此，指西針構(gòu)件除支撐用豎針9可采用鋼針外，盡量避免采用鐵磁材料。指西針的外殼6用于屏蔽外部電荷和減弱外部磁場對指西針的影響。因此，以銅質(zhì)為好。
5、指西針的手動調(diào)試兩手帶防靜電純棉手套進行操作，以防靜電干擾，移開玻璃板蓋8，用一只手的拇指和食指輕捏指針2針體的尾端(即，與導(dǎo)向端相對應(yīng)的另一端)，將針體中間的臼帽3輕輕扣在支撐用的豎針9上，放置時避開東西方向，松開手，指針9的導(dǎo)向端1即可自動尋向、定向。蓋好上玻璃板蓋8及銅網(wǎng)7，指針2自動轉(zhuǎn)動，指針2穩(wěn)定后，指針導(dǎo)向端1所指的方向即為西向。
注意1、如不能自動尋向、定向，除了指西針自身的靈敏度原因外，應(yīng)考慮環(huán)境因素的作用，當(dāng)指西效果較差時，可采用上述動態(tài)尋向方法即可。2、調(diào)試時不要頻繁的長時間的操作，避免操作摩擦引起電磁污染，影響指西針靈敏度。3、指西針應(yīng)離開塑料、化纖等易產(chǎn)生靜電的物體；離開電磁場強較強的場所，避免電磁干擾。
當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種指西針，包括外殼及外殼內(nèi)可以轉(zhuǎn)動的指針，其特征在于所述的指針為銅質(zhì)材料，在指針的一端有石墨為導(dǎo)向端。
2.按照權(quán)利要求1所述的指西針，其特征在于所述的指針導(dǎo)向端的石墨為涂在指針表面的石墨涂層或包在指針導(dǎo)向端內(nèi)的石墨夾層。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的指西針，其特征在于所述的外殼為銅質(zhì)材料制成的有底的筒狀，在外殼內(nèi)襯有防靜電的絕緣層。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的指西針，其特征在于所述的筒狀外殼上端口配置玻璃板蓋，玻璃板蓋外面覆蓋一層銅網(wǎng)，且銅網(wǎng)向下的翻邊能接觸到銅質(zhì)外殼。
5.按照權(quán)利要求3所述的指西針，其特征在于所述的筒狀外殼上端口配置玻璃板蓋，玻璃板蓋外面覆蓋一層銅網(wǎng)，且銅網(wǎng)向下的翻邊能接觸到銅質(zhì)外殼。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的指西針，其特征在于所述的指針針體中間為一臼帽，臼帽下面為錐狀臼窩，有一豎針的上端頂在指針的錐狀臼窩內(nèi)，豎針下端安裝在銅質(zhì)基座上，銅質(zhì)基座設(shè)置在銅質(zhì)外殼內(nèi)底面的防靜電絕緣層上。
7.按照權(quán)利要求5所述的指西針，其特征在于所述的指針針體中間為一臼帽，臼帽下面為錐狀臼窩，有一豎針的上端頂在指針的錐狀臼窩內(nèi)，豎針下端安裝在銅質(zhì)基座上，銅質(zhì)基座設(shè)置在銅質(zhì)外殼內(nèi)底面的防靜電絕緣層上。
8.按照權(quán)利要求2所述的指西針，其特征在于所述的指針針體長度為60～90mm，針體直徑為0.2～0.4mm，中間臼帽的外徑為高4～5mm，寬3.5～4.5mm；指針導(dǎo)向端表面的石墨涂層厚度為0.1～0.5mm，石墨涂層段長度為6～9mm。
9.按照權(quán)利要求3所述的指西針，其特征在于所述的外殼厚度為0.3～0.5mm，外殼圓筒外徑為130～150mm，外殼圓筒深為40～60mm，外殼內(nèi)襯的橡膠絕緣層厚度為3.0～4.0mm，所述的銅網(wǎng)為30～40目。
10.按照權(quán)利要求7所述的指西針，其特征在于按照權(quán)利要求2所述的指西針，其特征在于所述的外殼厚度為0.3～0.5mm，外殼圓筒外徑為130～150mm，外殼圓筒深為40～60mm，外殼內(nèi)襯的橡膠絕緣層厚度為3.0～4.0mm，所述的銅網(wǎng)為30～40目。
全文摘要
本發(fā)明提供一種指西針，包括可以轉(zhuǎn)動的指針、外殼，其特點是所述的指針為銅質(zhì)材料，在銅質(zhì)指針的一端表面有一層石墨涂層。所述的外殼為銅質(zhì)材料制成的有底的筒狀，在外殼內(nèi)襯有防靜電的絕緣層。所述的筒狀外殼上端口配置玻璃板蓋，玻璃板蓋外面覆蓋一層銅網(wǎng)，且銅網(wǎng)向下的翻邊能接觸到銅質(zhì)外殼。用以屏蔽外部電荷和減弱外部磁場對指針的影響，它不僅具有指南針類似的指向功能，而更重要的是它是一種非磁性的東西方向的指向針，為人們認識自然、科普教育和科學(xué)研究，提供了一種簡便實用的工具。其結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制作，成本較低，有利于作為科普演示和研究儀器推廣應(yīng)用。
文檔編號G01C17/00GK1808065SQ20061004237
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者倪洪印 申請人:倪洪印