專利名稱：一種多用赤道式日晷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多用赤道式日晷技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及觀測用工具技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種多用赤道式日晷。
技術(shù)背景[0002]日晷屬于我國古代利用太陽投影觀測時(shí)間的科學(xué)發(fā)明，日晷有多種多樣，但按觀測方式基本劃分為真太陽時(shí)日晷和平太陽時(shí)日晷兩種，其它節(jié)氣、月份及星宮等觀測屬于日晷附帶功能，現(xiàn)在，日晷多用于科普、教學(xué)和藝術(shù)擺放品，也可以用來觀測時(shí)間、節(jié)氣等。 對于天文學(xué)家和天文愛好者，各類日晷仍然是深入研究和改進(jìn)的對象。在一些天文館、科技館及院校，仍然建造固定在地面上的日晷，供人們觀測學(xué)習(xí)。目前已經(jīng)有可移動(dòng)的相類似日晷產(chǎn)品，但沒有在同一個(gè)日晷上實(shí)現(xiàn)觀測真太陽時(shí)和平太陽時(shí)的日晷。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種觀測方便的多用赤道式日晷，既能夠觀測真太陽時(shí)，也可以觀測平太陽時(shí)，真太陽時(shí)日晷和平太陽時(shí)日晷轉(zhuǎn)換方便。[0004]一種多用赤道式日晷，包括赤道式日晷的晷盤、晷針和晷座，晷盤安裝在晷座上， 晷針垂直于晷盤且安裝在晷盤的中心，其特征在于所述晷盤由外環(huán)和內(nèi)盤組成，外環(huán)和內(nèi)盤之間可相對旋轉(zhuǎn)，晷盤與地球赤道面平行，外環(huán)面上刻有地球的經(jīng)度，內(nèi)盤面上刻有文字、圖案、刻度。[0005]所述晷盤與晷座之間設(shè)有晷盤縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。[0006]所述晷座與晷盤之間設(shè)有晷盤面的角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)[0008]本實(shí)用新型方便地觀測平太陽時(shí)，而且利用一個(gè)日晷可以觀測真太陽時(shí)和平太陽時(shí)，還可觀測節(jié)氣、月份和黃道星宮，世界各地通用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)真太陽時(shí)測時(shí)準(zhǔn)確，與傳統(tǒng)的真太陽時(shí)赤道式日晷相同；平太陽時(shí)日晷測時(shí)準(zhǔn)確；真太陽時(shí)日晷和平太陽時(shí)日晷轉(zhuǎn)換方便。


[0009]圖1為本實(shí)用新型多用赤道式日晷正面結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2為本實(shí)用新型多用赤道式日晷側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型多用赤道式日晷作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0012]如圖1，本實(shí)用新型多用赤道式日晷，包括赤道式日晷的晷盤1、晷針2和晷座3， 晷盤1安裝在晷座3上，即晷座3是支撐晷盤的底座，晷針2垂直于晷盤且安裝在晷盤的中心，即晷針2是垂直于晷盤1的中心針柱，太陽照射針柱，針柱的投影落在晷盤上，可讀出時(shí)間等內(nèi)容。其中晷盤1由外環(huán)11和內(nèi)盤12組成，外環(huán)11和內(nèi)盤12之間可相對旋轉(zhuǎn)，晷盤1與地球赤道面平行，外環(huán)11面上刻有地球的經(jīng)度，內(nèi)盤12面與傳統(tǒng)的真太陽時(shí)日晷晷盤相同，刻有文字、圖案、刻度等。在晷盤1與晷座3之間設(shè)有晷盤縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。晷座 3與晷盤1之間還設(shè)有晷盤面的角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。[0013]由于設(shè)置有晷盤外環(huán)與內(nèi)盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、晷盤縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、晷盤角度的調(diào)節(jié)，很方便讀取平太陽時(shí)及真太陽時(shí)日晷與平太陽時(shí)日晷的轉(zhuǎn)換。由于晷座3是支撐晷盤的底座，故底座與晷盤面的角度調(diào)節(jié)可解決不同緯度的觀測問題，又由于多加了晷盤縱向與底座即晷座3的調(diào)節(jié)，解決了時(shí)差和不同經(jīng)度觀測問題，從而改進(jìn)了能夠觀測平太陽時(shí)的日晷，并實(shí)現(xiàn)了兩種日晷之間相互轉(zhuǎn)換。[0014]具體使用方法1)晷座調(diào)整將晷座按水平儀調(diào)整放平，再按觀測地所處南北半球準(zhǔn)確地調(diào)整東西方向，這是日晷觀測的基礎(chǔ)；[0015]2)晷盤調(diào)整將晷盤角度調(diào)整至當(dāng)?shù)厮诰暥葦?shù)，這是解決不同緯度觀測的問題[0016]3)晷盤安裝將晷盤按當(dāng)?shù)貙?shí)際南北方向?qū)?yīng)晷盤南面北面插入底座，這是因?yàn)樘柹淠媳毕喾?，晷盤南北刻度、文字、圖案等不同。[0017]在使用當(dāng)中，需要了解下述詞匯意義[0018]日上中天天文學(xué)詞匯，真太陽時(shí)為12時(shí)，太陽在最高位置[0019]時(shí)差時(shí)差是由于地球自轉(zhuǎn)不均勻及黃道與赤道交角有變化而產(chǎn)生的。與觀測地點(diǎn)無關(guān)，與觀測日期有關(guān)，世界各地時(shí)差曲線變化相同，從曲線圖上可以看到，時(shí)差全年有四天為零，即零時(shí)差；全年時(shí)差范圍從-3. 6經(jīng)度(-14. 25分鐘)到4. 1125經(jīng)度(16. 45分鐘)。[0020]時(shí)差公式天文學(xué)上時(shí)差的公式是，時(shí)差=真太陽時(shí)-平太陽時(shí)[0021]真太陽時(shí)即視時(shí)，計(jì)時(shí)方式為每天太陽升落晷針投影顯示當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)，其中， 中午12點(diǎn)，太陽處在當(dāng)?shù)仡^頂最高。多數(shù)日晷顯示的是真太陽時(shí)[0022]平太陽時(shí)即平時(shí)，計(jì)時(shí)方式為當(dāng)?shù)氐膰H標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，如北京時(shí)間。是因所在地的地球經(jīng)度不同而產(chǎn)生的[0023]工作原理1、真太陽時(shí)日晷觀測原理，古已有之，與本日晷內(nèi)盤觀測時(shí)間等沒有區(qū)別。即將內(nèi)盤分為M小時(shí)或12時(shí)辰，即太陽運(yùn)行一天的時(shí)間。如日上中天時(shí)，觀測晷針投影為當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)12時(shí)，過一小時(shí)為13時(shí)，太陽投影為13時(shí)，以此類推，形成當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)。[0024]2、平太陽時(shí)日晷觀測原理，早已有之，但觀測平太陽時(shí)的日晷，因涉及時(shí)差問題， 平太陽時(shí)日晷比較難于實(shí)現(xiàn)。一般是通過真太陽時(shí)日晷的時(shí)間換算得出平太陽時(shí)時(shí)間。[0025]3、本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)是一是將晷盤分為外環(huán)和內(nèi)盤。內(nèi)盤與傳統(tǒng)的日晷相同， 外環(huán)添加經(jīng)度，通過外環(huán)與內(nèi)盤按一定計(jì)算關(guān)系的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，解決了時(shí)差和經(jīng)度問題，達(dá)到方便觀測平太陽時(shí)的目的；二是晷盤與底座可縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)一個(gè)日晷可同時(shí)觀測真太陽時(shí)和平太陽時(shí)。[0026]每個(gè)國家都有自己的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，一般是采用這個(gè)國家首都所在的時(shí)區(qū)時(shí)間，如我國采用北京時(shí)間，是東經(jīng)120度的東八區(qū)國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，如廣州，雖執(zhí)行北京時(shí)間，但因地處東經(jīng)約113度，相差近7度，按每經(jīng)度為4分鐘計(jì)算，廣州地區(qū)的真太陽時(shí)比北京時(shí)間約遲27分鐘，即北京日上中天的北京時(shí)間為12點(diǎn)，而廣州日上中天的北京時(shí)間為12點(diǎn)27分。 此外還存在時(shí)差，不同的日期觀測廣州的真太陽時(shí)，時(shí)差的數(shù)值不同，時(shí)差可以為分鐘數(shù)，也可以為經(jīng)度數(shù)，因此還要把時(shí)差考慮進(jìn)去。[0027]因此本實(shí)用新型，把外環(huán)經(jīng)度與內(nèi)盤時(shí)刻及與底座的關(guān)系按相關(guān)計(jì)算巧妙的結(jié)合，即將晷盤外環(huán)與內(nèi)盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、晷盤縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)、晷盤角度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)方便讀取平太陽時(shí)，及真太陽時(shí)日晷與平太陽時(shí)日晷的轉(zhuǎn)換。[0028]平太陽時(shí)觀測步驟先將所在國家采用的時(shí)區(qū)的經(jīng)度與內(nèi)盤的12時(shí)對齊；再將當(dāng)?shù)厮诮?jīng)度加上觀測日期的時(shí)差度，得出的總經(jīng)度數(shù)與底座的紅點(diǎn)對齊；此時(shí)晷針投影為平太陽時(shí)。[0029]所在國家采用的經(jīng)度，即是這個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間經(jīng)度；與內(nèi)盤的12時(shí)對齊，是通過旋轉(zhuǎn)外環(huán)和內(nèi)盤實(shí)現(xiàn)的；當(dāng)?shù)厮诮?jīng)度，就是觀測地再地球上的經(jīng)度；加上觀測日期的時(shí)差度，是消除時(shí)差問題；得出的總經(jīng)度數(shù)，是觀測地與所在國家采用的經(jīng)度之間的差異， 可為經(jīng)度或分鐘；與底座的紅點(diǎn)對齊，是通過晷盤縱向調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。[0030]觀測方法[0031]1、真太陽時(shí)觀測方法將內(nèi)盤的12時(shí)刻與底座的紅點(diǎn)對齊，此時(shí)晷針投影為當(dāng)?shù)氐恼嫣枙r(shí)；因日上中天，為當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)12時(shí)[0032]2、平太陽時(shí)觀測方法先將所在國家采用的時(shí)區(qū)的經(jīng)度數(shù)與內(nèi)盤的12時(shí)對齊；再將當(dāng)?shù)厮诮?jīng)度數(shù)加上觀察日期的時(shí)差度數(shù)(見時(shí)差曲線圖)，得出的總經(jīng)度數(shù)與底座的紅點(diǎn)對齊；此時(shí)晷針投影為平太陽時(shí)。觀測平太陽時(shí)例子如下[0033]觀測日期為2月12日，觀測地為廣州，約東經(jīng)113度，廣州采用的是東經(jīng)120度的北京時(shí)間。先將外環(huán)的東經(jīng)120度與內(nèi)盤的12時(shí)對齊；查找時(shí)差圖上2月12日的時(shí)差為-3. 6度，按上述公式計(jì)算廣州113度+ (時(shí)差-3. 6度)=東經(jīng)109. 4度，再將東經(jīng)109. 4 度與底座紅點(diǎn)對齊，此時(shí)晷針投影顯示為2月12日的北京時(shí)間。[0034]3、月份、節(jié)氣、黃道星宮讀取方法將12時(shí)刻與底座的紅點(diǎn)對齊，日上中天時(shí)，觀測針柱上的十字針投影位置，可讀出節(jié)氣(紅色)、星宮(黃色)、月份(綠色)，其中底座的紅點(diǎn)、節(jié)氣(紅色)、星宮(黃色)、月份(綠色)事先根據(jù)需要制作而成。
權(quán)利要求1.一種多用赤道式日晷，包括赤道式日晷的晷盤、晷針和晷座，晷盤安裝在晷座上，晷針垂直于晷盤且安裝在晷盤的中心，其特征在于所述晷盤由外環(huán)和內(nèi)盤組成，外環(huán)和內(nèi)盤之間可相對旋轉(zhuǎn)，晷盤與地球赤道面平行，外環(huán)面上刻有地球的經(jīng)度，內(nèi)盤面上刻有文字、 圖案、刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用赤道式日晷，其特征在于所述晷盤與晷座之間設(shè)有晷盤縱向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用赤道式日晷，其特征在于所述晷座與晷盤之間設(shè)有晷盤面的角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多用赤道式日晷，包括赤道式日晷的晷盤、晷針和晷座，晷盤安裝在晷座上，晷針垂直于晷盤且安裝在晷盤的中心，其特征在于所述晷盤由外環(huán)和內(nèi)盤組成，外環(huán)和內(nèi)盤之間可相對旋轉(zhuǎn)，晷盤與地球赤道面平行，外環(huán)面上刻有地球的經(jīng)度，內(nèi)盤面上刻有文字、圖案、刻度。本實(shí)用新型可方便地觀測平太陽時(shí)，而且利用一個(gè)日晷可以觀測真太陽時(shí)和平太陽時(shí)，還可觀測節(jié)氣、月份和黃道星宮，世界各地通用，而且真太陽時(shí)日晷和平太陽時(shí)日晷轉(zhuǎn)換方便。
文檔編號G04B49/04GK202281915SQ201120393808
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者李德生 申請人:李德生