专利名称：多功能时区晨昏学具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学用具领域，它具体属于一种多功能时区晨昏学具。
背景技术：
目前使用的时间计算器与80年代使用的时间转盘没有太大的区别，都是由两个圆盘以中心相连并可转动而成。其中上盘上印有一个由大洲轮廓和24个时区的分界线、每个时区的中央经线，下盘上印有表示时钟的圆盘并注有从0点到23点的时间，并在6时处注有清晨字样，在18时处注有黄昏字样。使用时将已知时区或地点与下盘上的时间相对应后，就可读出未知地点的时间。2004年7月7日，国家知识产权局批准简宝勤的时区时间计算器新型实用专利也只是在传统时间转盘的基础上，将底盘上的时间改为以时钟的方式显示。背景方案有以下不足(1)下盘在12点处没有画出太阳光的来向(因为太阳光直射的经线上是12点)，使用者不能真正根据上述方案理解时间的含义。
(2)由于上盘和下盘都是圆形的，使用转盘时往往是上盘下盘随便转动，不利于正确理解由于地球自转产生的时间变化。
(3)虽然下盘上注有清晨和黄昏字样，使用者不能通过演示直观地看到地球上昼夜更替的现象，更看不到地球上昼夜长短和极昼极夜的变化情况。因此不能正确理解晨线和昏线的含义。
(4)由于0点所在的经线不醒目，180°经线不突出，0点所在的经线和180°经线之间的夹角变化不直观，所以不通能过演示地球自转直观地观察到地球上新的一天和旧的一天的范围的变化。
鉴于上述之不足，所以目前中学生在学习时区日界线的内容时较少使用时间转盘。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能时区晨昏学具，结构简单巧妙，功能实用多样，直观性能良好，使用简单方便，制造成本低廉。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术措施实用新型时区晨昏学具包括上、中、下盘，下盘是一个长方形的纸板或塑料片，下盘的上端印有太阳光的来向，中下部位印有一个圆圈，为时间盘，太阳光射向圆圈，从圆圈的下端(背向太阳光的最底端)开始将圆圈分成24等分，从圆圈的下端开始按逆时针方向注有0-23时，并突出12点和0点所在位置。12点处正是太阳光正对的地方，正对在12点处的太阳光线用红色表示。这条太阳光线直射于地球上，时间为12点。画出太阳光的来向的目的是便于使用者理解12点所在的位置与太阳直射点的关系(如附图2)。下盘上的圆圈6点-0点-18点对应的下盘的边缘向上折叠成抽槽，上盘通过抽槽与下盘相连(当然也可以其他方式将上盘与下盘连接)，抽槽便于更换不同的上盘(如图2中a部分)。
实用新型时区晨昏学具中盘是一个以北极点为中心印有24个时区(每隔经度15°划分成1个时区)分界线、中央经线、北半球主要城市或国家。盘中以粗线突出180°经线。中盘位于下盘的上方，中盘圆心与下盘上的圆心相连，并可自由转动(如附图3)。中盘的半径与下盘上的圆圈中较小圆圈的半径基本一致。这样中盘圆心与下盘上的圆心相连时，中盘上不同时区的时间就可从下盘直接读出。
上盘与下盘抽槽外框构成长方形，上盘是由透明塑料和半透明塑料叠加胶合而成，以半透明塑料表示黑夜，半透明塑料部分有三种不同的形状，它们是半圆形(如图4)、凸月形(如图5)或蛾眉月形(如图6)，分别表示春秋分、冬至、夏至的北半球黑夜分布的状况。这样上盘就有三块。两种上盘的上部边缘为弧形，一种上盘的上部边缘为直线。当上盘插入下盘的抽槽中，上盘的上端边缘与下盘上的6点和18点所在的位置重合，上盘部分覆盖中盘，中盘被半透明塑料覆盖处为黑夜。上盘与中盘没有连接关系，中盘在下盘的上方，中盘位于上盘和下盘之间，中盘部分在上盘以下并可自由地转动。随着中盘逆时针方向转动，中盘上的一些地方不断地没入到半透明塑料之下，进入黑夜，而另一些地方不断地从半透明塑料下钻出来，进入白天，这样就直观地表现出了地球上的昼夜更替现象，也有利于理解晨线和昏线的含义。
使用不同的上盘与中盘、下盘组合可表示北半球不同节气下昼夜长短的纬度分布状况和昼夜更替现象。半圆形的半透明塑料表示北半球春秋分日时的昼夜分布；凸月形的半透明塑料表示冬至日时北半球的昼夜分布；蛾眉月形的半透明塑料表示夏至日时北半球的昼夜分布。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果(1)能根据已知地点的时间查找未知地点的时间(2)下盘在12点处画出太阳光的来向，由于太阳光直射的经线上是12点，所以便于使用者理解时间的含义。
(3)由于下盘是方形的，中盘是圆形的，使用转盘时均是中盘转动，便于使用者理解由于地球自转产生的时间变化，因此它不仅仅是一个时间计算器，更重要的是让使用者明白和了解时间变化的实质原因。
(4)使用者可通过演示直观地看到地球上昼夜更替的现象。通过更换不同节气的上盘，还可观察到地球上北半球各地昼夜长短和极昼极夜的变化情况，正确理解晨昏线的含义。
(5)由于0点所在的经线醒目，180°经线很突出，随着地球的自转，0点所在的经线和180°经线之间的夹角变化一目了然。由于0点向东到180°经线之间夹角为地球上新的一天，所以通过演示地球自转直观地观察到地球上新的一天和旧的一天的范围的变化。
图1为一种多功能时区晨昏学具结构示意图图2为图1配合示意图，为学具中的下盘图3为图1配合示意图，为学具中的中盘图4为图1配合示意图，为学具中上盘中的一种，表示春、秋分时北半球黑夜分布的状况。
图5为图1配合示意图，为学具中上盘中的一种，表示冬至时北半球黑夜分布的状况。
图6为图1配合示意图，为学具中上盘中的一种，表示夏至时北半球黑夜分布的状况。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述根据图1、图2、图3、图4、图5和图6可知，下盘上画有太阳和太阳光，太阳和太阳光组合在一起能更加清楚地表示太阳光的来向。平行的太阳光中有一条光线为红色，这条光线垂直于地球表面，这里的时间就为12点。下盘上12点关于圆心对称的点为0点，0点的位置也十分醒目，这主要是为了说明12点与0点的位置处在正相对的两条经线上。从0点开始，将下盘的圆圈分成24等份。从0点开始在下盘的圆圈边缘按逆时针方向注有0、1、2、3……23的数字，用来表示从北极上空看地球各时区时间的位置关系。每两个相邻数字之间的弧被5根小线段分成6格，每格代表10分钟。在圆圈背向太阳光的一侧，即在下盘上圆圈6点-0点-18点所对应底板的边缘有向上折叠而成的抽槽，抽槽是用来将上盘固定在适当位置的一个结构(如图2中a部分)，并便于更换不同的上盘。在下盘的两侧，有插口便于将上盘插入到抽槽中。
中盘是一个以北极点为中心印有24个时区分界线、中央经线、北半球主要城市或国家圆盘，其半径略小于下盘圆圈的内径。将0°经线作为中央经线的时区定为0时区，从0时区开始，向东分别是东1区、东2区、东3区……东12区，从0时区开始向西分别是西1区、西2区、西3区……西12区，东西12区合为一个时区，每个时区跨经度15°，每两个相邻时区的时间差为1个小时。盘中以粗线突出180°经线，因为国际日期变更线大体与180°经线一致，其两侧的日期一般相差1天。中盘上还有一些同心圆，其中标有0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°的纬线表示纬度，分别是赤道、北纬10°、北纬20°、北纬30°、北纬40°、北纬50°、北纬60°、北纬70°。在经纬线交织成的网格中，注有相应的城市或国家，从图中可以读出该城市、国家所在的时区和任何时刻的区时(如附图3)。
中盘圆心与下盘印有时间的圆的圆心相连，并可自由转动，可演示地球的自转带来各时区、各城市或国家的时间变化。
两种上盘的上部边缘为弧形，另一种上盘的上部边缘为直线，上盘分3种情况，一是上盘为长方形，在上盘上的透明塑料上覆有半透明的半圆形塑料，其长方形是为了便于与下盘组合，插入下盘的抽槽中。半透明的半圆形塑料能反映春、秋分日北半球昼夜长短的分布状况。将半圆平分成对等两半的蓝色线条(如图4)表示0点，旁边的0点注释是为了让使用者更加明确0点的位置。0点将黑夜平分成对称的两半，当上盘按正确的方法插入下盘的抽槽中时，指向6点的半圆半径为晨线，在晨线旁边注有晨线字样；指向18点的半圆半径为昏线，在昏线的旁边注有昏线字样。第二种情况与第一种情况不同的是上盘覆盖在透明塑料上的半透明塑料为凸月形，这种上盘的上部边缘为弧形，用来表示北半球冬至日昼夜长短的分布状况。0点所在的经线及其正对的经线将黑夜平分成对称的两半，当上盘按正确的方法插入下盘的抽槽中时，指向6点处白昼与黑夜的分界线为晨线，晨线旁边注有晨线字样；指向18点处白天黑夜的分界线为昏线，昏线的旁边注有昏线字样。第三种情况与第二种情况不同的是上盘覆盖在透明塑料上的半透明塑料为蛾眉月形，用来表示北半球夏至日的昼夜长短的分布状况。0点所在的经线将黑夜平分成两半，指向6点处的白昼与黑夜的分界线为晨线，晨线旁边注有晨线字样；指向18点处白天黑夜的分界线为昏线，昏线的旁边注有昏线字样。
上盘插入下盘抽槽中，上盘的上端边缘与下盘上的6点和18点所在的位置平齐时，半透明塑料覆盖的范围就是北半球黑夜的范围。这时，中盘位于下盘之上，上盘通过抽槽与下盘相连，中盘位于上盘和下盘之间。
当上盘插入到下盘的抽槽中，上盘上的0点所对应的经线与中盘上的180°经线为夹角，其夹角为0°-360°，夹角为15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°、180°、195°、210°、225°、240°、255°、270°、285°、300°、315°、330°、345°、360°。
按逆时针方向转动中盘时，可根据已知地点的区时查找未知地点的区时；可直观地看到地球上昼夜更替的状况；更换上盘还可直观地看到北半球春秋分日、冬至日和夏至日昼夜长短随纬度的变化和同一地点昼夜长短随季节的变化；将180°经线与0点重合，再按逆时针方向转动中盘，0点所在经线向东与180°经线之间的夹角不断增大，即地球上新的一天的范围逐渐增大，旧的一天的范围逐渐减小。
权利要求1.一种多功能时区晨昏学具，它包括上、中、下盘，其特征在于上盘与下盘抽槽外框构成长方形，上盘由透明塑料和半透明塑料片叠加胶合；中盘位于下盘的上方，中盘圆心与下盘上的圆心相连；下盘为长方形的纸板或塑料片，下盘的上端印有太阳光。
2.根据权利要求1所述的一种多功能时区晨昏学具，其特征在于下盘上圆圈6点-0点-18点对应的下盘的边缘向上折叠成抽槽。
3.根据权利要求1所述的一种多功能时区晨昏学具，其特征在于半透明塑料的形状为半圆形、凸月形或蛾眉月形。
4.根据权利要求1所述的一种多功能时区晨昏学具，其特征在于两种上盘的上部边缘为弧形，另一种上盘的上部边缘为直线。
5.根据权利要求1所述的一种多功能时区晨昏学具，其特征在于上盘插入下盘抽槽中，上盘的上端边缘与下盘上的6点和18点所在的位置重合，上盘通过抽槽与下盘相连，中盘位于上盘和下盘之间。
6.根据权利要求1所述的一种多功能时区晨昏学具，其特征在于上盘上的0点对应的经线与中盘上的180°经线为夹角，其夹角可为0°-360°。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能时区晨昏学具，包括一个以北极点为中心印有24个时区分界线、中央经线、主要城市或国家的圆形中盘，一个反映出太阳光来向、印有时间、并突出12点和0点所在位置的底盘，和一个半透明、形状为半圆或凸月、蛾眉月形状能表示不同节气北半球黑夜部分、并突出0点所在位置的上盘组成。中盘圆心与下盘印有时间的圆的圆心相连。该学具除可帮助学生弄懂时间的计算以外，还可直观地看出地球上新的一天和旧的一天的比例、昼夜更替以及昼夜长短的变化。具有结构巧妙简单、功能实用多样、制造成本不高、直观性能良好的特点。
文档编号G09B29/00GK2741129SQ20042007685
公开日2005年11月16日 申请日期2004年10月10日 优先权日2004年10月10日
发明者胡德才 申请人:胡德才