專利名稱：日地運行儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及教育演示用A技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及反映地球相對于 太陽運動所產(chǎn)生自然現(xiàn)象的教學儀器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明人曾申請過一種"日照地球現(xiàn)象儀"的發(fā)明專利，公開號 CN1815525A，它是由陽光罩和黑夜罩兩個半球罩殼組成的球罩，置 于球罩內(nèi)表示地球的球體，以及套設(shè)于球罩外的子午圈構(gòu)成；在球罩 上繪有黃道線、時差、太陽直射點、太陽高度圈、正午線等，球罩南 北兩端各開有長條形的滑槽；球體的南北方向設(shè)有中心軸，即地軸， 地軸兩端經(jīng)球罩的滑槽穿入子午圈上設(shè)黃的中心孔，地軸的上端并穿 過子午圈上設(shè)置的中心孔；通過轉(zhuǎn)動球體和擺動子午圈，即能形象地 演示地球相對于太陽運動所產(chǎn)生自然現(xiàn)象的變化；該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單， 原理新穎，制作方便，能達到使學生更快地掌握知識的效果；但尚存 在著演示的直觀性及操作的自動程度不足的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種演示操 作自動化程度高，且演示更為直觀的日地運行儀。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的 一種日地運行儀， 每括底座，外球殼與內(nèi)球芯同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動的球體，球 體表面固定的子午圈；所說的底座，上部開有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架，該丁字架倒置于槽 缺內(nèi)，丁字架的橫桿呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫桿 底部設(shè)齒條，該齒條與傳動齒輪副配合，在電機的驅(qū)動下，橫桿能沿
槽缺往復移動；所說的傳動齒輪副及電機安裝于底座內(nèi)，在底座內(nèi)還 設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所 說丁字架的縱桿為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中，在管狀 的縱桿上設(shè)有通電線的穿孔；
所說球體的外球殼表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽直 射點、晨昏圈、午時線(亦稱量天尺)及時刻線；在外球殼底部開有 一條南北方向的長槽孔，用于丁字架與外球殼的相對移動；
所說的內(nèi)球芯表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地 球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道、南北回歸線、 南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標有二十四個氣節(jié)位置， 太陽直射點回歸運動路線，還繪有日出和晝夜時間計算對照圖；在內(nèi) 球芯的南極位置設(shè)有穿孔，刖以穿入縱桿；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有代 表地軸的短軸，該短軸通過支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相固定；短軸插入丁 字架縱桿的管孔內(nèi)；所說的固定短軸的支架上安裝有微電機，微電機 經(jīng)傳動齒輪副聯(lián)接短軸，短軸能相對于丁字架縱桿轉(zhuǎn)動。
演示時，接通電源，在電子控制器的控制下，代表地軸的短軸轉(zhuǎn) 動，帶動內(nèi)球芯自西向東轉(zhuǎn)動，表示地球的自轉(zhuǎn)；同時在底座內(nèi)電機 的驅(qū)動下，丁字架的橫桿被齒條推動，沿弧形槽缺往復移動，在移動 過程中，太陽直射點與地球相對應的位置不斷變化，太陽直射點按照回歸運動路線往復徘徊，表示地球的公轉(zhuǎn)運動。
當太陽直射點正對赤道，并對準某地徑線，此時日即為該地的春 分；隨著地球自轉(zhuǎn)，與太陽直射點正對的徑線一條一條地持續(xù)變換， 經(jīng)晨昏線后，送走了白天，進入了黑夜，形象地演示著一天天晝夜交 替。在地球自轉(zhuǎn)的同時還在公轉(zhuǎn)，太陽直射點在地面的南北方向日移
0.258()—年中南北往返94°，途中，由春分經(jīng)清明、谷雨.....，經(jīng)過了
24個節(jié)氣中的一個個季節(jié)，完成一次回歸運動。
春分時，太陽直射點在赤道，南北半球光照平均，即晝夜平均； 春分過后，太陽直射點北移，北半球光照面逐漸擴大，南半球則反之；
太陽直射點移到北回歸線上時，正是夏至時節(jié)，北半球光照面最寬， 這是夏季白天時間最長的一天；過了這一天，太陽直射點要向南轉(zhuǎn)了， 直至移到南回歸線上時，正是冬至時節(jié)，北半球光照面最窄，這是冬 季白天時間最短的一天。
演示中還可以形象地理解極晝極夜現(xiàn)象，以及各地氣溫變化現(xiàn)
象；通過日出和晝夜時間計算對照圖，可以推算出時差與各地的日出 時間，以及晝夜長短時間。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的一種日地運行儀，結(jié)構(gòu)簡單， 造型美觀，自動化程度高，演示直觀性強，能加深學生對日地運行所 產(chǎn)生的自然現(xiàn)象的理解，是比本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)更適宜的教學用具。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明加以詳述。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1左視圖。
圖3是本發(fā)明部件7底座的示意圖。 圖4是圖3的局部剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明部件3內(nèi)球芯表面繪制的日出和晝夜時間計算對照 圖在春分時的狀態(tài)。
圖6是圖5轉(zhuǎn)動一角度后所見狀態(tài)的示意圖。 圖7是本發(fā)明在運行中由圖6狀態(tài)改變而成的狀態(tài)的示意圖。 圖中1、子午圈，2、外球殼，3、內(nèi)球芯，4、太陽直射點，5、 赤道，6、 丁字架，601、縱桿，602、橫桿，603、齒條，7、底座，8、 代表光照半球面，9、代表黑夜半球面，10、晨昏圈，11、零時區(qū)， 12、 一時區(qū)，13、 二時區(qū)，14、三時區(qū)，15、四時區(qū)，16、五時區(qū)， 17、北回歸線，18、六時線，19、五時線，20、四時線，21、三時線， 22、 二時線，23、 一時線。
具體實施例方式
由附圖l-7所示，本發(fā)明的一種日地運行儀，包括底座7，外球 殼2與內(nèi)球芯3同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動的球體，球體表面固定 的子午圈h所說的底座7，上部開有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧 度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架6，該丁字架6倒置于槽缺 內(nèi)，丁字架的橫桿602呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫 桿底部設(shè)齒條603，該齒條與傳動齒輪副配合，在電機的驅(qū)動下，橫 桿能沿槽缺往復移動；所說的傳動齒輪副及電機安裝于底座內(nèi)，在底 座內(nèi)還設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所說丁字架的縱桿601為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯 中，在管狀的縱桿上設(shè)有通電線的穿孔；
所說球體的外球殼2表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽 直射點4、晨昏圈10、午時線(亦稱量天尺)及時刻線；在外球殼底
部開有一條南北方向的長槽孔，川于丁字架與外球殼的相對移動；
所說內(nèi)球芯3表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地 球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道5、南回歸線、 北回歸線17、南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標有二 十四個氣節(jié)位置、太陽直射點回歸運動路線，還繪有日出和晝夜時間 計算對照圖；在內(nèi)球芯的南極位置設(shè)有穿孔，用以穿入縱桿；在內(nèi)球 芯的空腔中設(shè)有代表地軸的短軸，該短軸通過支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相 固定；短軸插入丁字架縱桿601的管孔內(nèi)；所說的固定短軸的支架上 安裝有微電機和傳動齒輪副，微電機經(jīng)傳動齒輪副聯(lián)接短軸，短軸能 相對于丁字架縱桿轉(zhuǎn)動；
所說的晨昏圈IO是表示白天和黑夜的分界圈，在圖1中晨昏圈 為內(nèi)球芯表面的外圈，在圖2中晨昏圈與子午圈1重合，以晨昏圈為 界將外球殼以東西向分成兩半，其中代表光照半球面8的用無色透明 材料制作，另一半代表黑夜半球面9所用的透明材料為有色的；
所說的午時線(或稱量天尺)是一條通過太陽直射點的經(jīng)向線， 其上標有刻度，以太陽直射點為90°，向南北兩極度數(shù)逐漸減少，至 南北兩極點各為O"，度數(shù)越小，離太陽直射點越遠，該處越冷；
所說的日出和晝夜時間計算對照圖，是繪于內(nèi)球芯表面所示的北半球上，在東經(jīng)0-90°之間，在該圖中，將該區(qū)域分為90條經(jīng)線，共 6個時區(qū)，即零時區(qū)ll、 一時區(qū)12、 二時區(qū)13、三時區(qū)14、四時區(qū) 15、五時區(qū)16;各時區(qū)間的交線依次為一時線23、 二時線22、三時 線21、四時線20、五時線19; 一時區(qū)的邊線為零時線，圖5、 6中 該線與晨昏線10重合，五時區(qū)的邊線為六時線18;春分時節(jié)，在晨 昏線重合的經(jīng)線上的與之相交的各條緯線所處地均6時日出；過了春 分，晨昏線漸漸傾斜，到夏至傾斜了 23.5、此時的晨昏線與該區(qū)域 內(nèi)的90條經(jīng)線相交，在該相交經(jīng)線上的與之相交的各條緯線所處地 的曰出時間各不相同，對高緯度地區(qū)，如北緯66.5°以北地區(qū)，在零 時就日出，而低緯度地區(qū)，如緯度為0°地區(qū)，要到6時才日出。
權(quán)利要求
1、一種日地運行儀，包括底座(7)，外球殼(2)與內(nèi)球芯(3)同心套設(shè)一起而內(nèi)球芯能轉(zhuǎn)動的球體，球體表面固定的子午圈(1)，其特征在于所說的底座(7)，上部開有圓弧形的槽缺，該槽缺的圓弧度與球體的圓弧一致，槽缺內(nèi)安裝丁字架(6)，該丁字架(6)倒置于槽缺內(nèi)，丁字架的橫桿(602)呈圓弧形，與槽缺的圓弧相配合，丁字架的橫桿底部設(shè)齒條(603)，該齒條(603)與傳動齒輪副配合，傳動齒輪副聯(lián)接電機；所說的傳動齒輪副及電機安裝于底座內(nèi)，在底座內(nèi)還設(shè)有電子控制器，以及在底座外側(cè)面上設(shè)有調(diào)速按鈕和電源接口；所說丁字架的縱桿(601)為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中；所說球體的外球殼(2)表示天體，由透明材料制作，其上繪有太陽直射點(4)、晨昏圈(10)、午時線(亦稱量天尺)及時刻線；在外球殼底部開有一條南北方向的長槽孔；所說的內(nèi)球芯(3)表示地球，內(nèi)球芯中空；在內(nèi)球芯的表面上繪有地球圖案；該地球圖案中包括海洋、陸地、經(jīng)緯線、赤道(5)、南回歸線、北回歸線(17)、南北極圈、本初子午線；在內(nèi)球芯的表面上還標有二十四個氣節(jié)位置及太陽直射點回歸運動路線，還繪有日出和晝夜時間計算對照圖；在內(nèi)球芯的南極位置設(shè)有用以穿入縱桿的穿孔；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有代表地軸的短軸，該短軸通過支架與內(nèi)球芯的內(nèi)壁相固定；短軸插入丁字架縱桿(601)的管孔內(nèi)；所說的固定短軸的支架上安裝有微電機和傳動齒輪副，微電機經(jīng)傳動齒輪副聯(lián)接短軸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所說的一種日地運行儀，其特征在于所說的晨昏圈(10)是表示白天和黑夜的分界圈，以晨昏圈為界將外球殼 以東西向分成兩半，其中代表光照半球面(8)的用無色透明材料制作，另一半代表黑夜半球面(9)所用的透明材料為有色的。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所說的-種日地運行儀，其特征在于所說 的日出和晝夜時間計算對照圖，是繪于內(nèi)球芯表面所示的北半球上，在東經(jīng)0-90"之間，在該圖屮，將該區(qū)域分為90條經(jīng)線，共6個時區(qū)， 即零時區(qū)(11)、 一時區(qū)(12)、 二時區(qū)(13)、三時區(qū)(14)、四時區(qū) (15)、五時區(qū)(16);各時區(qū)間的交線依次為一時線(23)、 二時線 (22)、三時線(21)、四時線(20)、五時線(19); 一時區(qū)的邊線為 零時線，五時區(qū)的邊線為六時線(18)。
全文摘要
一種日地運行儀，用作教學儀器。包括底座，外球殼，內(nèi)球芯和子午圈；底座上安裝丁字架，丁字架的橫桿呈圓弧形，底部設(shè)齒條，該齒條與設(shè)于底座內(nèi)的電機和傳動齒輪副聯(lián)接；丁字架的縱桿為管狀，固定于橫桿上，向上穿入內(nèi)球芯中；外球殼由透明材料制作，其上繪有太陽直射點、晨昏圈等；內(nèi)球芯表面上繪有地球圖案；在內(nèi)球芯的空腔中設(shè)有短軸，該短軸通過支架與內(nèi)球芯固定；短軸插入丁字架縱桿內(nèi)；支架上安裝有聯(lián)接短軸的微電機和傳動齒輪副。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，造型美觀，自動化程度高，演示直觀性強，能加深學生對日地運行所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象的理解，是比本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)更適宜的教學用具。
文檔編號G09B27/02GK101441834SQ20081016205
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者錢嘉禾 申請人:錢嘉禾