专利名称：一种动态日晷演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计时器的演示仪，特别涉及一种利用灯光的移动来模拟太阳光运 动的动态日晷演示仪。
背景技术：
赤道式日晷是我国古代利用日影测定时间的计时仪器，它能准确测出时间的变 化。由晷针(指针)和晷面(圆盘)组成。赤道式日晷的晷面与赤道面平行，赤道的地平高 度角为66度55分。晷面有24个刻度，每个刻度代表一个小时。在太阳照射下，晷针的影 子就会投向晷面。由于太阳由东向西移动，晷针影子就会由西向东移动。于是，移动着的晷 针影子就好象现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来指示时间。春分至秋分期间， 太阳在天赤道的北侧运行，晷针的影子就投向晷面的北面(上方)；秋分至春分期间，太阳 则在天赤道的南侧运行，晷针的影子就投向晷面的南面(下方)。通常，赤道式日晷有南北 晷面，但此座日晷只刻北晷面。但是，长期以来，日晷都是以静态形式显示，而且必须具有充足的阳光，同时还需 要等候较长的时间才能观察其日影的变化过程。因此，其严重受天气与时间条件的约束，无 法在展馆和课堂展示，也无法全天候地进行演示，不能较好的帮助人们了解日晷这项中国 古代科技发明，科普性不强，实用性差。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种动态日晷演示仪，该动态日 晷演示仪不受天气与时间条件的约束，能够在展馆或课堂上全天候地进行演示，在短时间 达到直观、明白和生动有趣的教育效果，科普性强。为了实现上述技术目的，本实用新型按以下技术方案实现的本实用新型所述一种动态日晷演示仪，包括日晷座体、置于日晷座体上的圆盘状 晷面，以及垂直设置于晷面中心的晷针，所述晷面与地面成66度夹角，所述晷面上刻有传 统的十二时辰、与之对应的十二生肖和时间刻度，所述晷面的底部设置有椭圆形轨道板，所 述圆盘状晷面与椭圆状轨道板同心同向设置，且椭圆状轨道板的大径端正对时辰中的“卯” 时，“酉”时，其小径端正对“子”时“午”时；所述晷面上方设置有模拟太阳的模拟光源，模拟 光源上连接有弧形摆臂，弧形摆臂上连接有驱动该弧形摆臂沿着椭圆形轨道板边沿作偏心 和离心的循环运动的驱动装置。所述驱动装置包括驱动电机、与驱动电机的输出轴同轴连接的齿轮传动副，齿轮 传动副的从动轮的轮轴上连接有转动臂，该转动臂的端部与弧形摆臂的底部连接，所述转 动臂与弧形摆臂的连接处设置有压力弹簧。所述日晷座体包括连接于一体的三个直立的仿岩石树脂座和底座，其中居中的树 脂岩石座包括倾斜的座体面板及座体侧板，座体面板与水平面成66度角设计，所述座体面 板与座体侧板之间形成空腔，该空腔内设置有用于支撑驱动电机的支撑架，所述支撑架包括支架底板、支架面板，及支架侧板，所述支架面板与支架底板之间成66度夹角，所述驱动电机安装在支架面板上。所述支架面板上还设置有定位轴，该定位轴依次垂直地穿过支架面板、晷面，所述 定位轴的从晷面伸出的部分即为晷针，所述齿轮传动副的从动轮轴即为定位轴，所述定位 轴的对应于座体面板与轨道板之间的中间段设置有轴承传动组件，该轴承传动组件包括轴 承、轴承套及轴承盖。所述轴承传动组件外围罩设有壳体。为了更为清晰的观察晷针在模拟光源的照射下所成的影子形状，所述晷面与椭圆 形轨道板之间还设置有LED灯盘，该LED灯盘内置有若干发光的LED灯，且模拟光源包括照 明灯及不锈钢灯罩。在本实用新型中，所述日晷座体包括仿岩石树脂座和底座。所述晷面由透明树脂制作成形，面喷漆处理。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是(1)本实用新型通过驱动装置驱动转动臂，使其在抛物线形轨道板边沿均速滑动， 同时带动弧形摆臂作偏心和离心运动，以实现模拟光源照射晷针形成的日影渐短、渐无、渐 长的循环过程，使其不受天气与时间条件的约束，能够在展馆和课堂上全天候地演示日晷 这项中国古代科技发明，在短时间达到直观、明白和生动有趣的教育效果，科普性强。(2)本实用新型还可以通过远程遥控器来控制该演示仪的开启与暂停，操作简单 方便。
图1是本实用新型动态日晷演示仪的正面示意图；图2是本实用新型动态日晷演示仪的侧面示意图；图3是本实用新型动态日晷演示仪的立体图；图4是本实用新型动态日晷演示仪的内部剖视图；图5是本实用新型动态日晷演示仪后视图；图6是本实用新型动态日晷演示仪模拟日影长短渐变的状态示意图；图7是本实用新型动态日晷演示仪模拟日影渐无的状态示意图；图8是本实用新型动态日晷演示仪模拟日影渐长的状态示意图。
具体实施方式
如图1 图4所示，本实用新型所述的动态日晷演示仪，包括日晷座体1、置于日晷 座体1上的圆盘状晷面2，以及垂直设置于晷面2中心的晷针3，晷面3与地面成66度倾斜 的夹角，晷面2上还刻制有传统的十二时辰、对应的十二生肖和十二小时制的时间刻度，晷 面2由透明树脂制作成形，面喷漆处理。此外，在晷面2的底部同心且同向的设置有椭圆形轨道板4，该晷面2与椭圆形轨 道板4之间还设置有用于照明的LED灯盘5，该LED灯盘5内置有若干发光的LED灯。为了具有较好的模拟效果，如图1所示，椭圆状轨道板4的大径端正对时辰中的 “卯”时，“酉”时，对应的生肖是“兔” “鸡”，对应的时间是早“6”点和晚“6”点，其小径端正对“子”时“午”时，对应的生肖是“鼠” “马”，对应的时间是夜“12”点和正午“12”点；晷面 2上方设置有模拟太阳的模拟光源6，模拟光源6上连接有弧形摆臂7，弧形摆臂6上连接有 驱动该弧形摆臂6沿着椭圆形轨道板4边沿作偏心和离心的循环运动的驱动装置。模拟光 源6包括照明灯61及不锈钢灯罩62。在本实用新型中，所述驱动装置包括驱动电机30、与驱动电机30的输出轴同轴连 接的齿轮传动副8，所述齿轮传动副8的从动轮的轮轴上连接有转动臂9，该转动臂9的端 部与弧形摆臂7的底部连接，为了弧形摆臂7带动模拟光源6紧贴着椭圆形轨道板4的边 沿勻速滑动，所述转动臂9与弧形摆臂7的连接处设置有压力弹簧10。如图2、3、4所示，所述日晷座体1包括连接于一体的三个直立的树脂岩石座11和 树脂底座12，其中居中的树脂岩石座11包括倾斜的座体面板111及座体侧板112，座体面 板111与水平面成66度角设计，座体面板111与座体侧板112之间形成空腔，该空腔内设 置有用于支撑驱动电机7的支撑架20，支撑架20包括支架底板21、支架面板22，及支架侧 板23，所述支架面板22与支架底板21之间成66度夹角，驱动电机30安装在该支架面板 22上，两旁的树脂岩石座11置于两侧，且对称设置。如图4所示，所述支架面板22上还设置有定位轴15，该定位轴15依次垂直穿过支 架面板22、晷面2，所述定位轴15的从晷面2伸出的部分即为晷针3，而齿轮传动副8的从 动轮轴即为定位轴15，定位轴15的对应于座体面板111与轨道板4之间的中间段设置有轴 承传动组件13，该轴承传动组件13包括轴承、轴承套及轴承盖，为了预防灰尘等进入，所述 轴承传动组件13外围罩设有壳体14。本实用新型动态日晷演示仪的工作过程是开启驱动电机7，驱动齿轮传动副8运动，从而带动转动臂9、弧形摆臂7及模拟光 源6沿着椭圆形轨道板4的边沿做偏心及离心的运动，如图6所示，当运转至丑时、寅时、辰 时、巳时、未时、申时、亥时、戊时，即能从模拟光源照射晷针的影子来观察日影的长短渐变 的情况；如图7所示，当运转至子时、午时时，由于椭圆形轨道板4的大径端正对该两时刻， 可以看出日影渐无；如图8所示，当运转至卯时、酉时时，由于椭圆形轨道板4的小径端正对 该两时刻，可以看出此时刻日影最长。通过本实用新型所述的动态日晷演示仪，能较好地理解我国古代如何利用日影来准确测出时间的变化，使人们对天文地理知识有更为深刻和感性的认识，起到较好的科普 知识的教育效果，而且其不受天气和时间的限制，实用性好，演示效果佳。本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱 离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术 范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型。
权利要求一种动态日晷演示仪，包括日晷座体、置于日晷座体上的圆盘状晷面，以及垂直设置于晷面中心的晷针，晷面与地面成66度夹角，其特征在于所述晷面上刻有传统的十二时辰、对应的十二生肖和时间刻度，所述晷面的底部同心的设置有椭圆形轨道板，圆盘状晷面与椭圆状轨道板同心同向设置，且椭圆状轨道板的大径端正对时辰中的“卯”时，“酉”时，其小径端正对“子”时“午”时；所述晷面上方设置有模拟太阳的模拟光源，模拟光源上连接有弧形摆臂，驱动装置驱动摆臂沿着椭圆形轨道板边作偏心和离心的循环运动。
2.根据权利要求1所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述驱动装置包括驱动电机、 与驱动电机的输出轴同轴连接的齿轮传动副，齿轮传动副的从动轮的轮轴上连接有转动 臂，该转动臂的端部与弧形摆臂的底部连接，转动臂与弧形摆臂的连接处设置有压力弹簧。
3.根据权利要求2所述的动态日晷演示仪，其特征在于日晷座体包括连接于一体的 三个直立的树脂岩石座和树脂底座，其中居中设置的树脂岩石座包括倾斜的座体面板及座 体侧板，座体面板与水平面成66度角设计，所述座体面板与座体侧板之间形成空腔，该空 腔内设置有用于支撑驱动电机的支撑架，支撑架包括支架底板、支架面板，及支架侧板，支 架面板与支架底板之间成66度夹角，所述驱动电机安装在支架面板上。
4.根据权利要求3所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述支架面板上还设置有定 位轴，该定位轴依次垂直穿过支架面板、晷面，定位轴的从晷面伸出的部分即为晷针，齿轮 传动副的从动轮轴即为定位轴，定位轴的对应于座体面板与轨道板之间的中间段设置有轴 承传动组件，该轴承传动组件包括轴承、轴承套及轴承盖。
5.根据权利要求4所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述轴承传动组件外围罩设 有壳体。
6.根据权利要求1所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述晷面与椭圆形轨道板之 间还设置有LED灯盘，该LED灯盘内置有若干发光的LED灯。
7.根据权利要求1所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述模拟光源包括照明灯及 不锈钢灯罩。
8.根据权利要求1所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述日晷座体包括仿岩石树 脂座和底座。
9.根据权利要求1所述的动态日晷演示仪，其特征在于所述晷面由透明树脂制作成 形，面喷漆处理。
专利摘要本实用新型属于时间仪的演示仪器。具体公开了一种动态日晷演示仪，包括日晷座体、置于日晷座体上的圆盘状晷面，以及垂直设置于晷面中心的晷针，晷面与地面成66度夹角，所述晷面上刻有传统的十二时辰、对应的十二生肖和时间刻度，晷面的底部同心的设置有椭圆形轨道板，圆盘状晷面与椭圆状轨道板同心同向设置，且椭圆状轨道板的大径端正对时辰中的“卯”时，“酉”时，其小径端正对“子”时“午”时；晷面上方设置有模拟太阳灯的模拟光源，模拟光源上连接有弧形摆臂，弧形摆臂上连接有驱动该弧形摆臂沿着椭圆形轨道板边沿作偏心和离心的循环运动的驱动装置。该动态日晷演示仪不受天气与时间条件的约束，能够在展馆和课堂上全天候地进行演示，在短时间达到直观、明白和生动有趣的教育效果，科普性强。
文档编号G09B19/12GK201556317SQ20092006060
公开日2010年8月18日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者陈仲伟, 黎国平 申请人:广州市新境界装饰设计有限公司