专利名称：电子地球仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计算机控制的地球仪。
目前市场上出售的地球仪，是由支承底座和印有地图的空心球体组成，施加外力时，球体可在支承底座上转动。这种地球仪只能简单地显示地球的地形、地貌及国家、地区和主要城市的地理位置。
本实用新型的主要目的是提供一种能自动模拟地球自转，并在球体表面上模拟显示阳光照射区域的电子地球仪。
为了实现上述目的，本实用新型解决的方案是在球体内安装发光灯和反射遮光罩，反射遮光罩的作用是使光线只能照亮球体的半个球面。用一个旋转驱动机构来驱动球体或反射遮光罩，使其作相对转动。由一个计算机控制及驱动装置来控制旋转驱动机构，使球体和反射遮光罩相对转动的角速度与地球自转的角速度相等。
计算机控制及驱动装置的输出端还接有一个数码显示器和一个起始定位开关，在系统启动时分别用于显示输入数据和确定球体的起始位置，在系统运行时，数码显示器显示的是时间。
本实用新型与普通地球仪相比，由于增加了计算机控制系统，它能直观地模拟地球的自转，模拟地球表面上的日出日落，显示一日内太阳所照过的区域，并且还具有时钟功能。它做为一种地理教学仪器，可以启发学生的思维，增加学生的感性认识，促进学生对有关知识的理解和掌握。由于它可以方便地进行计算机控制的演示实验，因此它也可以做为计算机课程的辅助教学仪器。同时它也是一件具有一定使用价值的装饰物，在很多部门和很多场合可以摆放。例如，在宾馆、饭店里，它既起装饰作用，又可以取代那些用来显示世界各地时间的钟表。本实用新型操作简单，在世界各地都可以使用，采用单片机作为控制计算机时，成本较低，性能价格比较好。
以下结合附图对实施本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型实施例的机械结构原理图。
图2是实施例的电气原理图。
图3是实施例的计算机软件结构图。
在附
图1所示的结构原理图中，球体10通过轴承5、6与底座1相连。旋转驱动机构由电动机3和传动部件4组成，电动机选用的是步进电机，转动部件可以是联轴器、齿轮副、蜗轮副或者是摩擦橡皮轮等，在实施例中用的是减速齿轮副。传动部件4与球体10相连接，由固定在底座1上的电动机3驱动。步进电机采用三相六拍供电，步距角为1.5°，由于是脉冲间断供电，因此不加减速器运行时，球体的转动有明显的跳跃，当齿轮减速比为61时，球体每分种需要转动一次，平均角速度为15°／小时，与地球自转的角速度相同，球体近似平滑转动。在球体10内安装有发光灯8和反射遮光罩9，它们可以组合在一起，也可以分开设置，本实施例中，发光灯8装在反射遮光罩9上，空心支杆7穿过球体10的轴承内孔将反射遮光罩9固定在底座1上。在底座1上安装有计算机控制及驱动装置2，它的输出端与电动机3电连接。底座1上还安装有数码显示器11和起始定位开关12，它们都与计算机控制与驱动装置2的输出端电连接。开关12可以用有触点开关，也可以用无触点开关，本例中用的是有触点微动开关，与之配套的定位触块13安装在传动部件4上，它们的作用是确定球体旋转的起始位置。
在图2所示的电气原理图中，计算机选用的是MCS－51系列中的8751单片机，它的内部有128字节的数据存储器(RAM)和4K字节的程序存储器(EPROM)，不需外部扩展即可满足本系统需要。8751P1口的P1.0～P1.6七条线作为数码显示器LED的段选线，八位集成块BIC8718作为段选线的功率驱动，外接上拉电阻，位选线是P2.0～2.4五条线，功率驱动也是BIC8718。LED的显示采用软件译码动态扫描的方式，以节省硬件资源。PO口的P0.0～P0.2三条线作为步进电机BD的控制线，步进电机的功率驱动器是四达林顿开关ULN2068，它的输入端接上拉电阻，所需的脉冲环形分配也采用软件方式。PO口的P0.3－P0.6四条线是开关量输入线，上面分别接有按键K1、K2、K3和微动开关K4及上拉电阻，其中K1为输入数据项选择键，K2为数据输入键，K3为系统运行健，K4为起始定位开关。每次系统复位后，球体都要转到由K4设定的起始位置上，当使用地区的时区代码和当地的时间数据输入后，计算机自动地与起始位置的时区代码和起始时间数据进行比较，计算出此地此时球体需转过的角度，并指挥旋转驱动机构使球体转过相同角度。本实施例中，起始位置设定在经线零度线上，起始时间数据为午夜零点。图中K5为复位键。本实施例的电源采用220伏交流经降压、整流、滤波提供。5伏电源的稳压采用三端稳压器7805。发光灯L用的是6瓦荧光灯管，直接由220伏交流供电。所有集成电路的未注明端口按各集成块的技术要求连接。
对图3所示的计算机软件结构说明如下初始化将系统中所有命令、状态以及有关的存储单元置位成初始状态。
起始位置驱动启动步进电机，使球体转到起始位置。
提示符显示当球体转到起始位置后，显示提示符“P”。
键扫描执行键扫描程序。
散转根据散转指令(JMP＠A＋DPTR)，设置转移入口地址表，实现键功能程序的转移。
K1键功能程序每按一次键，选择一种数据输入，并设置状态标志，本系统需要输入的数据有时区代码、时、分共三项，每项用不同提示符显示。
K2键功能程序采用“加1”方式输入数据，即每按一次键使输入的的数据值加1，显示输入结果。
K3键功能程序启动时钟运行程序，显示时间，每1分钟执行一次步进电机驱动程序。
命令／状态查询查询系统命令和状态标志。
条件控制转移根据查询结果分支转移。
a转移循环转移，用于循环显示输入数据，以便查询和修改。
b转移等待转移，等待下次按键。
c转移复位转移，用于系统命令和硬件复位。
权利要求1.一种地球仪，它包括球体和支承球体的底座，其特征在于，它还包括发光灯[8]和反射遮光罩[9]，安装在球体[10]内，用来产生模拟太阳光；由电动机[3]和传动部件[4]组成的旋转驱动机构，安装在底座[1]上，用来驱动球体[10]或反射遮光罩[9]，使其作相对转动；计算机控制及驱动装置[2]，它的输出端与电动机[3]电连接。
2.根据权利要求1所述的地球仪，其特征在于，计算机控制及驱动装置［2］的输出端还连接有一个数码显示器［11］和起始定位开关［12］。
专利摘要本实用新型公开了一种能自动模拟地球自转、模拟显示阳光照射区域的电子地球仪，它的球体(10)的内部安装有发光灯(8)和反射遮光罩(9)，用来产生模拟太阳光，由一个电动机(3)和传动部件(4)组成的旋转驱动机构用来驱动球体(10)或反射遮光罩(9)，使其作相对转动，一个计算机装置(2)用来控制其相对转动速度，使其与地球自转的角速度相等，并使模拟太阳光在球体(10)表面照亮的区域与太阳在地球表面照射的区域一致。
文档编号G09B27/00GK2139727SQ92232099
公开日1993年8月4日 申请日期1992年9月8日 优先权日1992年9月8日
发明者赵中远 申请人:赵中远