一种天体运行仪的制作方法

文档序号:14992327发布日期:2018-07-20 22:33阅读:207来源:国知局

本发明涉及地球仪技术领域,特别涉及一种天体运行仪。



背景技术:

地球仪是为了便于认识地球,人们仿造地球的形状,按照一定的比例缩小,制作了地球的模型。然而现有的地球仪显示的只是一个球面图形,仅标示出地球上的地理信息,十分单一,使受众无法直观的了解到宇宙中各天体的运行关系,基于此,特提出本发明。



技术实现要素:

针对现有技术的种种不足,为了解决上述问题,现提出一种天体运行仪,该天体运行仪使太阳、月球、地球三个天体同时纳入同一装置中,在三者之间建立联系,形成一个有机整体,自动运行,而且与自然天体同步。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种天体运行仪,包括底座、球形外罩、地球仪球体、黄道环、发光盘和同步器,其中,

所述球形外罩固定安装在底座上,所述地球仪球体设置在球形外罩内,所述球形外罩内上下两端与黄轴23.5°夹角处设置有两个相对的端轴,所述地球仪球体通过端轴沿地轴方向与球形外罩转动连接;

所述黄道环设置在球形外罩外围中间位置且黄道环的上平面与黄道面在同一水平面上,所述黄道环包括依次排列的定环、日环、月环、日期变更环和地环,其中,所述定环上标有十二个月份、十二星座、二十四节气和黄道圆周角;所述日环上标有24小时、初一至三十的农历日期以及太阳图案,其中12时、农历三十和太阳图案在同一刻度上;所述月环上设置有由led灯组成的圆形图案,用于表示月亮;所述日期变更环上设置有多个led灯;

所述发光盘设置在地球仪球体内,所述发光盘上沿圆周设置有多个发光灯源,所述同步器包括内同步器和外同步器,所述内同步器设置在黄轴上,用于驱动地球仪球体、发光盘的转动,所述外同步器设置在黄道环内,用于驱动日环、月环、地环的转动。

进一步,所述球形外罩从黄道环处分为上半球和下半球,所述上半球和下半球嵌合连接,所述下半球的外围靠近切面处设置有一环形平台,所述黄道环安装在环形平台上,所述环形平台上设置有环形齿轮。

进一步,所述地球仪球体内沿黄轴设置有一立轴,所述立轴两端分别通过弧形支架与端轴固定连接,所述立轴下端设置有套管,所述立轴上靠近套管顶部设置有支架,所述支架上设置有调节电机,所述套管上位于支架的下方设置有驱动齿轮,所述调节电机的驱动轮与驱动齿轮相啮合,所述驱动齿轮上表面设置有四条金属导轨,所述支架下表面设置有与四个金属导轨相接触的四个金属片。

进一步,所述套管上部设置有与立轴平行的立柱,所述立柱在支架处向外凸出,凸出部分可容纳支架、驱动齿轮和调节电机,所述发光盘设置在立柱上。

进一步,所述内同步器包括继电器一、齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四、齿轮五、齿轮六、齿轮七、齿轮八、齿轮九、齿轮十、齿轮十一、齿轮十四、齿轮十五、涡轮和涡杆,其中,所述继电器一通过支架与套管固定连接,所述齿轮一、齿轮八和涡轮自上而下依次设置在套管上,所述继电器一通过齿条与齿轮一啮合,所述齿轮二与齿轮一同轴,所述齿轮三与齿轮二啮合,所述齿轮四与齿轮三同轴,所述齿轮五与齿轮四啮合,所述齿轮六与齿轮五同轴,所述齿轮七与齿轮六啮合,所述齿轮八与齿轮七啮合,所述齿轮九与齿轮八啮合,所述齿轮十一与齿轮九啮合,所述齿轮九与齿轮十同轴,所述齿轮十与齿轮十四啮合,所述齿轮十四与齿轮十五同轴,所述涡杆一端与涡轮连接,另一端通过齿轮十六与齿轮十五啮合。

进一步,所述球形外罩下端的端轴上位于地球仪球体内的一端套设有齿轮十二,位于地球仪球体与外罩之间一端套设有齿轮十三,所述齿轮十二与齿轮十一啮合,所述地球仪球体与外罩之间设置有与齿轮十三啮合的齿轮十七,所述齿轮十七的轴贯穿外罩并外露,轴端设置有手动调节按钮或自动调节电机。

进一步,所述外同步器包括继电器二、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第八齿轮、第九齿轮、第十齿轮、第十一齿轮、第十二齿轮、第十三齿轮、第十四齿轮、第十五齿轮、齿轮a、齿轮a1、齿轮b、齿轮b1、齿轮b2、齿轮c和齿轮c1,其中,所述继电器二通过齿条与第一齿轮啮合,所述第二齿轮与第一齿轮同轴,所述齿轮a与第二齿轮啮合,所述齿轮a1与齿轮a同轴,所述齿轮a1驱动地环旋转,所述第三齿轮与第二齿轮啮合,所述第四齿轮与第三齿轮同轴,所述第五齿轮与第四齿轮啮合,所述第六齿轮与第五齿轮同轴,所述第七齿轮与第六齿轮啮合,所述第八齿轮与第七齿轮同轴,所述第九齿轮与第八齿轮啮合,所述齿轮b与第九齿轮啮合,所述齿轮b1、齿轮b2与齿轮b同轴,所述齿轮b2驱动月环旋转,所述第十齿轮与齿轮b1啮合,所述第十一齿轮与第十齿轮同轴,所述第十二齿轮分别与第十一齿轮、第十三齿轮啮合,所述第十四齿轮与第十三齿轮啮合,所述十五齿轮与第十四齿轮同轴,所述齿轮c与第十五齿轮啮合,所述齿轮c1与齿轮c同轴,所述齿轮c1与环形齿轮啮合。

进一步,所述定环包括内环和外环,所述外环标有十二个月份、十二星座,所述内环标有二十四节气和黄道圆周角,所述内环外侧设置有凹槽,所述外环安装在凹槽内与内环转动连接。

进一步,所述日环上自上而下设置有8条导轨,其中,前7条与负极连接,为半圆形导轨,第八条与正极连接,为圆形导轨,所述月环上设置有与8条导轨对应的8个触点。

进一步,所述日期变更环上设置有分别连接正极和负极的第一环线和第二环线,所述第一环线和第二环线之间设置有静触点,所述地环上设置有与静触点配合的动触点。

本发明的有益效果是:

本发明将太阳、月球、地球三个天体同时纳入同一装置中,在三者之间建立联系,形成一个有机整体,自动运行,而且与自然天体同步。通过本发明能一目了然地了解三个天体的实时空间位置和他们的运行规律。能从本发明中了解廿四节气、星座、月相变化、地球在黄道中的实时方位、地球的昼夜变化、各地的日照时间、昼夜长短、日期的变更、农历、阳历、世界各地实时时间等多种信息,并且从本发明中可以透过自然界发生的如日食、月食、昼夜变化等现象,了解和解释这种现象的本质和规律。本发明把受众的视野从地球扩展到太阳系之外,把对空间的想像变成眼前的现实,从茫茫宇宙中迅速准确的为自己定位。把廿四节气等比较抽象的概念,通过具体的空间位置,比较具像的表现出来,丰富受众的想像力,比较直观、形象的了解、理解、掌握天文地理知识,集观赏性、趣味性、知识性于一体,具有非常广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图;

图2是本发明的球形护罩剖视图;

图3是本发明的地球仪球体剖视图;

图4是本发明的地球仪球体俯视结构图;

图5是本发明的发光盘结构示意图;

图6是本发明的黄道环内部结构示意图;

图7是本发明的外同步器结构展开图;

图8是本发明外同步器的剖视图;

图9是本发明的内部结构示意图;

图10是本发明的内同步器的结构展开图;

图11是本发明的日环结构示意图;

图12是本发明日环和月环连接处的结构示意图;

图13是本发明的圆形图案的led灯布置图;

图14是本发明日期变更环的结构示意图;

图15是本发明日期变更环和地环连接处的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本申请保护的范围。

如图1至图15所示,本实施例中提供一种天体运行仪,包括底座7、球形外罩1、地球仪球体2、黄道环3、发光盘10和同步器,其中,

所述底座7是一个长方体结构,中心位置垂直安装空心支柱71,所述空心立柱71上端与球形外罩2底部相接并固定,在长方体的侧正面装有显示屏和各种开关,内部安装电池、控制器和变压系统,所述电池与变压系统连接,用于外接交流电,控制器与同步器连接,用于控制装置的运行。

所述地球仪球体2设置在球形外罩1内,所述球形外罩1内上下两端与黄轴23.5°夹角处设置有两个相对的端轴5,所述地球仪球体2通过端轴5沿地轴方向与球形外罩1转动连接,所述黄道环3设置在球形外罩1外围中间位置且黄道环3的上平面与黄道面在同一水平面上。

所述球形外罩1由透明材料制成,如图2所示,所述球形外罩1从黄道环3处分为上半球11和下半球12,所述上半球11和下半球12嵌合连接,在上半球11和下半球12的结合处,上球体11内侧向下凸出,外侧向上凹进,对应地,下半球12内侧向下凹进,外侧向上凸出,通过这种结构相互嵌合,所述下半球12的外围靠近切面处设置有一环形平台13,所述黄道环3安装在环形平台13上,所述环形平台13上设置有环形齿轮14。

如图3和图4所示,所述地球仪球体2为透明结构,其上印刷有世界地图等地理信息,所述地球仪球体2从地轴分为左球体21和右球体22,所述左球体21和右球体22嵌合连接,嵌合的方式与球形外罩1相同,所述左球体21在极点位置开设有轴孔25,用于放置端轴5,所述右球体22上设置有与轴孔25配合安装的凹槽26。

如图5所示,所述发光盘10设置在地球仪球体2内,所述发光盘10上沿圆周设置有多个发光灯源101,优选地,所述灯源101采用led灯泡。

如图6所示,所述黄道环3包括依次排列的定环31、日环32、月环33、日期变更环34和地环35,其中,所述定环31包括内环311和外环312,所述外环312标有十二个月份、十二星座,所述内环311标有二十四节气和黄道圆周角,所述内环311外侧设置有凹槽,所述外环312安装在凹槽内与内环311转动连接,外环312可以小幅度左右旋转,用来调整每年中日期和二十四节气之间的误差。

所述日环32上标有24小时、初一至三十的农历日期以及太阳图案,其中12时、农历三十和太阳图案在同一刻度上,所述月环33上设置有由led灯组成的圆形图案,用于表示月亮,所述日期变更环34上设置有多个led灯。

所述地球仪球体2自动逆时针旋转,运转速度与天球同步,正对太阳方向的半个球体,由发光盘10照亮,表示白昼,发光盘10也自动朝太阳运动方向旋转,并保持同步。地球仪球体2的旋转在球面上形成了有次序明暗变化,形成了昼夜交替,发光盘10的旋转又在球面上反映出季节的变化。

日环32顺时针绕定环旋转,365天一周。旋转时,其上的太阳在定环31上所对应位置上的刻度上所显示的日期、星座、角度,即是代表地球在黄道上运转时的位置,如角度、经过的星座、廿四节气和日期。

月环33在日环32内侧逆时针旋转,周期为30天一周,其上的月亮图案在日环32上所对应位置上的刻度显示的农历日期,即是月球在轨道上的位置,旋转时,由led灯组成的圆形图案有次序的明暗,在图案上显示出周期性的圆缺,代表月球的月相变化,位置和月相变化完全与月球同步。

日期变更环34与日环32固定,顺时针转动。

地环35在日期变更环34内侧逆时针转动,24小时一周,转动时,日期变更环34在地环35的180度经线右侧与零点位置左侧范围内的灯全亮,显示地球上的日期变更范围。

所述同步器包括内同步器8和外同步器9,所述内同步器8设置在黄轴6上,用于驱动地球仪球体2、发光盘10的转动,所述外同步器9设置在黄道环3内,用于驱动日环32、月环33、地环35的转动,外同步器9与环形齿轮14之间设置有滚珠15。

如图9所示,所述地球仪球体2内沿黄轴6设置有一立轴61,立轴61为空心结构,长度略短于地球仪球体2的直径,所述立轴61两端分别通过弧形支架4与端轴5固定连接,所述立轴61下端设置有套管62,所述立轴61上靠近套管62顶部设置有支架102,所述支架102上设置有调节电机103,所述套管62上位于支架102的下方设置有驱动齿轮105,所述调节电机103的驱动轮与驱动齿轮105相啮合,所述驱动齿轮105上表面设置有四条金属导轨106,所述支架102下表面设置有与四个金属导轨106相接触的四个金属片107。

所述套管62上部设置有与立轴61平行的立柱63,所述立柱63在支架102处向外凸出,凸出部分64可容纳支架102、驱动齿轮105和调节电机103,所述发光盘10设置在立柱63上。

如图9和图10所示,所述内同步器8包括继电器一800、齿轮一801、齿轮二802、齿轮三803、齿轮四804、齿轮五805、齿轮六806、齿轮七807、齿轮八808、齿轮九809、齿轮十810、齿轮十一811、齿轮十四814、齿轮十五815、涡轮818和涡杆817,其中,所述继电器一800通过支架821与套管62固定连接,所述齿轮一801、齿轮八808和涡轮818自上而下依次设置在套管62上,所述继电器一800通过齿条与齿轮一801啮合,所述齿轮二802与齿轮一801同轴,所述齿轮三803与齿轮二802啮合,所述齿轮四804与齿轮三803同轴,所述齿轮五805与齿轮四804啮合,所述齿轮六806与齿轮五805同轴,所述齿轮七807与齿轮六806啮合,所述齿轮八808与齿轮七807啮合,所述齿轮九809与齿轮八808啮合,所述齿轮十一811与齿轮九809啮合,所述齿轮九809与齿轮十810同轴,所述齿轮十810与齿轮十四814啮合,所述齿轮十四814与齿轮十五815同轴,所述涡杆817一端与涡轮818连接,另一端通过齿轮十六816与齿轮十五815啮合,齿轮组中的齿轮组分成两路,一路通过齿轮十二812驱动地球仪球体2逆时针旋转,一路通过齿轮十五815、齿轮十六816、涡杆817、涡轮818带动套管62顺时针旋转。套管62及其上面的立柱63带动固定于其上的发光盘10旋转。

所述球形外罩1下端的端轴5上位于地球仪球体2内的一端套设有齿轮十二812,位于地球仪球体2与球形外罩1之间一端套设有齿轮十三813,所述齿轮十二812与齿轮十一811啮合,所述地球仪球体2与球形外罩1之间设置有与齿轮十三813啮合的齿轮十七819,所述齿轮十七819的轴贯穿球形外罩1并外露,轴端设置有手动调节按钮或自动调节电机20。

所述内同步器8工作时,所述继电器一800由时钟控制,时钟每1.5分钟发一个脉冲信号,经放大后使继电器一800动作,通过齿条拉动齿轮一801单向转动,每小时转动一周,二十四小时转动二十四周,经8级传动、24倍降速,到达末端齿轮十二812时转速为24小时一周,通过端轴5外的轴套拉动地球仪球体2逆时针每24小时旋转一周。齿轮九809与齿轮十二812转速相同,经齿轮十四814、齿轮十五815、齿轮十六816、涡杆817、涡轮818的传动和365倍降速,涡轮818的转速为365天一周,涡轮818与套管62固定。套管62也将带动发光盘10365天顺时针旋转一周,继电器一800在拉动齿轮一801旋转的同时,也同时绕齿轮一801顺时针旋转365天一周。

如图7和图8所示,所述外同步器9包括继电器二900、第一齿轮903、第二齿轮904、第三齿轮905、第四齿轮906、第五齿轮907、第六齿轮908、第七齿轮909、第八齿轮910、第九齿轮911、第十齿轮915、第十一齿轮914、第十二齿轮916、第十三齿轮917、第十四齿轮919、第十五齿轮918、齿轮a901、齿轮a1902、齿轮b913、齿轮b1912、齿轮b2922、齿轮c921和齿轮c1920,其中,所述继电器二900通过齿条与第一齿轮903啮合,所述第二齿轮904与第一齿轮903同轴,所述齿轮a901与第二齿轮904啮合,所述齿轮a1902与齿轮a901同轴,所述齿轮a1902驱动地环35旋转,所述第三齿轮905与第二齿轮904啮合,所述第四齿轮906与第三齿轮905同轴,所述第五齿轮907与第四齿轮906啮合,所述第六齿轮908与第五齿轮907同轴,所述第七齿轮909与第六齿轮908啮合,所述第八齿轮910与第七齿轮909同轴,所述第九齿轮911与第八齿轮910啮合,所述齿轮b913与第九齿轮911啮合,所述齿轮b1912、齿轮b2922与齿轮b913同轴,所述齿轮b2922驱动月环33旋转,所述第十齿轮915与齿轮b1912啮合,所述第十一齿轮914与第十齿轮915同轴,所述第十二齿轮916分别与第十一齿轮914、第十三齿轮917啮合,所述第十四齿轮919与第十三齿轮917啮合,所述十五齿轮918与第十四齿轮919同轴,所述齿轮c921与第十五齿轮918啮合,所述齿轮c1920与齿轮c921同轴,所述齿轮c1920与环形齿轮14啮合。

所述外同步器9工作时,所述继电器二900驱动第一齿轮903顺时针转动,转速为每小时5周,24小时120周,经一倍减速,到齿轮a901时转速为每24小时60周。设计齿轮a1902与所驱动的地环35的轮径比为1:60,逆时针旋转,转速为24小时一周。第一齿轮903轮经5级传动和60倍降速,到齿轮b913时速度为每24小时2周,30天运转60周,齿轮b2922与驱动的月环33的轮径比为1:60,月环33逆时针旋转,每30天一周。齿轮b913经5级传动、12倍降速,到达齿轮c921时转速为每天1/6周,365天转数为60.83周,齿轮c1920与环形齿轮14的轮径比为1:60.83,由于环形齿轮14固定于球形外罩1上,所以齿轮c1920将拖动外同步器顺时针旋转,转速约365天一周。

如图10至13所示,所述日环32上自上而下设置有8条导轨,分别记为321、322、323、324、325、326、327、328,其中,前7条与负极连接,为半圆形导轨,第八条328与正极连接,为圆形导轨,所述月环33上设置有与8条导轨对应的8个触点,分别记为331、332、333、334、335、336、337、338。月环33在绕日环32逆时针转动时,从初一到十五日期之间,其中前7个触点将依次与前7条半圆导轨相触,由7个led灯组成的圆形月亮图形,将依次全部点亮,代表月亮从新月、上弦月、凸月到满月的过程。同理,从农历十六到农历二十九之间,触点按照331、332、333、334、335、336、337的次序分别与7条导轨脱离,月亮上的灯按照a、b、c、d、e、f、g的次序依次熄灭,表示月亮从凸月、下弦月、残月到朔月的过程。

如图14和图15所示,所述日期变更环34上设置有分别连接正极和负极的第一环线342和第二环线341,所述第一环线342和第二环线341之间设置有静触点343,在图14中以线段的方式呈现,所述地环35上设置有与静触点343配合的动触点349,所述动触点349安装于地环35外侧的180度经线正中位置,负责静触点343与第一环线342的通断。日期变更环34的工作原理是,动触点349随地环35逆时针转动,在24点位置时,与静触点343、344接触,此时变更线环34上的发光二极管347、348全亮,代表全球处于同一日期,当动触点349越过零点位置后,其右侧至零点位置左侧之间的发光二极管亮,表示对应这两条经线内的地区处于新的一天,不亮的部分处于前一天,前后处于不同的日期,各地区与日环33上对应时间即是当地时间,日期变更环34与日环32、发光盘10同步运转。

以上已将本发明做一详细说明,以上所述,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能限定本发明实施范围,即凡依本申请范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖范围内。

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