一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备及方法与流程

本发明涉及一种三维海洋展示技术领域，具体涉及一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备及方法。

背景技术：

随着科技水平的不断提高，人们对环境的关注也越来越多，海洋作为孕育地球声明的发源地，其环境的变化对于人类的可持续发展具有重要意义，同时由于地球各处的曲率不一致，因此基于地球曲率不同而进行的海洋环境研究课题很多，但是由于缺乏实体的三维动态演示设备，增加了理解难度，很难将海洋洋流的变化进行实体的动态演示，因此需要有一种能够能够动态演示三维海洋的设备。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备及方法，可以有效解决上述技术问题。

本发明所使用的技术方案是：一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备，包括展示座、月球、地球部分、姿态调整部分；所述的展示座左侧上方竖直固定安装有伸缩杆，所述的月球固定安装在伸缩杆可活动部分的顶端；所述的展示座右侧上方竖直固定安装有地球支杆，地球支杆上部固定安装有姿态调整部分，所述的姿态调整部分上部固定安装有地球部分。

所述的姿态调整部分包括第一调整电机、第二调整电机、第一调整架、第二调整架和旋转电机，所述的第一调整架为直角形状，第一调整架一个外侧平面固定安装在地球支杆上部，所述的第一调整电机固定安装在第一调整架另一外侧平面上，且第一调整电机主轴垂直穿过第一调整架安装第一调整电机的平面，并指向直角形状的第一调整架内侧；所述的第二调整架一个外侧平面固定安装在第一调整电机主轴上，所述的第二调整电机固定安装在第二调整架另一外侧平面上，且第二调整电机主轴垂直穿过第二调整架安装第二调整电机的平面，并指向直角形状的第二调整架内侧；所述的旋转电机外壳尾部固定安装在第二调整电机的输出主轴上。

所述的地球部分包括地球球体、莲花显示器、固定架、直线电机、铰接杆，所述的直线电机包括定子和动子，动子滑动安装在定子上；所述的定子尾部固定安装在旋转电机的输出轴端部，且直线电机的轴线与旋转电机的轴线重合；所述的动子外侧沿圆周方向均布置有十个主动铰接座，所述的固定架固定安在定子上部，且固定架外侧沿圆周方向还均布设置有十个固定铰接座；所述的地球球体固定安装在直线电机顶部，且直线电机轴线通过地球球体球心，所述的莲花显示器为十分之一球面结构，在莲花显示器一端设有销轴，在销轴外侧沿莲花显示器球面方向还固定安装有被动铰接座；所述的销轴转动安装在固定架外侧的固定铰接座上，所述的铰接杆两端均设有转轴，铰接杆一端的转轴转动安装在动子外侧的主动铰接座上，铰接杆另一端的转轴转动安装在莲花显示器上的被动铰接座上；当直线电机的动子向上运动时，带动莲花显示器闭合，十个莲花显示器闭合后为一个球形，且莲花显示器组合成的球的球心与地球球体球心重合，当直线电机的动子向下运动时，通过铰接杆带动莲花显示器打开从而展示出地球球体的表面。

所述的地球球体包括内部的刚性支架、弹性覆膜、电控磁极、电控伸缩体和磁性流体，所述的刚性支架外部设有地球陆地模型，在陆地模型未覆盖到的部分为海洋部分，在海洋部分所覆盖的刚性支架外侧均布有若干电控伸缩体，在每个电控伸缩体外侧还固定安装有若干个电控磁极，所述的若干电控磁极外表面组成的区域上还覆盖有弹性覆膜；所述的弹性覆膜外侧通过电控磁极吸附有磁性流体，磁性流体用于模拟海水；电控伸缩体之间的空隙上还设有效果展示灯和微型显示屏。

进一步的，所述的弹性覆膜为透明材质，所述的磁性流体为半透明材质。

进一步的，所述的展示座上还固定设置有控制装置。

进一步的，所述的月球运动的最高点和最低点连线的中点与地球球体的球心在同一水平平面上。

进一步的，所述的莲花显示器用于显示海洋洋流信息、海洋气候变化信息。

采用上述一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备的使用方法为：(a)首先通过通过控制装置，启动地球球体中电控伸缩体之间的微型显示屏，将三维海洋不同处的地球曲率进行实时显示；(b)控制装置启动直线电机，使直线电机的动子向下运动，通过铰接杆带动莲花显示器打开，展示出地球球体表面；(c)使用者根据需要展示的洋流流动情况，通过控制装置控制需模拟洋流方向上的电控磁极依次交替工作，工作中的电控磁极吸引该位置处的磁性流体形成流动状态，从而模拟洋流；(c)使用者通过控制装置操控不同位置处的电控伸缩体工作，电控伸缩体对该位置处的弹性覆膜做顶起动作，模拟海浪起伏动作。(d)在模拟洋流过程中，使用者可以根据被模拟洋流的实际情况，在莲花显示器上显示海洋洋流信息、海洋气候变化信息。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：(1)本发明通过巧妙的设计，将三维海洋以动态结构进行展示，可以巧妙地展示三维动态的海洋洋流形态，展示更为直观；(2)本发明通过利用电磁原理，可以根据实时洋流的变化进行灵活调整改变，具有很实际的展示和教学作用。

附图说明

图1为本发明的整体立体结构示意图。

图2为本发明另一角度的整体立体结构示意图。

图3为本发明直线电机和莲花显示器处的局部放大示意图。

图4为本发明地球支杆以上部分的局部示意图。

图5为本发明另一角度的整体结构示意图。

图6为本发明地球支杆以上部分隐藏莲花显示器和铰接杆后的局部视图。

图7为本发明莲花显示器的详细示意图。

图8为本发明本发明地球球体表面展平后的局部剖面示意图。

附图标号：1-展示座；2-伸缩杆；3-月球；4-地球支杆；5-第一调整电机；6-第二调整电机；7-旋转电机；8-莲花显示器；9-地球球体；10-第一调整架；11-第二调整架；12-动子；13-铰接杆；14-定子；15-固定架；16-刚性支架；17-电控伸缩梯；18-电控磁极；19-弹性覆膜；801-销轴；802-被动铰接座；901-陆地模型。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1～图8一种基于地球曲率的三维海洋动态演示设备及方法，包括展示座1、月球3、地球部分、姿态调整部分。展示座1左侧上方竖直固定安装有伸缩杆2，月球3固定安装在伸缩杆2可活动部分的顶端。展示座1右侧上方竖直固定安装有地球支杆4，地球支杆4上部固定安装有姿态调整部分，所述的姿态调整部分上部固定安装有地球部分。

姿态调整部分包括第一调整电机5、第二调整电机6、第一调整架10、第二调整架11和旋转电机7，第一调整架10为直角形状，第一调整架10一个外侧平面固定安装在地球支杆4上部，第一调整电机5固定安装在第一调整架10另一外侧平面上，且第一调整电机5主轴垂直穿过第一调整架10安装第一调整电机5的平面，并指向直角形状的第一调整架10内侧。第二调整架11一个外侧平面固定安装在第一调整电机5主轴上，第二调整电机6固定安装在第二调整架11另一外侧平面上，且第二调整电机主轴垂直穿过第二调整架11安装第二调整电机6的平面，并指向直角形状的第二调整架11内侧。旋转电机7外壳尾部固定安装在第二调整电机6的输出主轴上。

地球部分包括地球球体9、莲花显示器8、固定架15、直线电机、铰接杆13，直线电机包括定子14和动子12，动子12滑动安装在定子14上。定子14尾部固定安装在旋转电机7的输出轴端部，且直线电机的轴线与旋转电机7的轴线重合。动子12外侧沿圆周方向均布置有十个主动铰接座，所述的固定架15固定安在定子14上部，且固定架15外侧沿圆周方向还均布设置有十个固定铰接座。地球球体9固定安装在直线电机顶部，且直线电机轴线通过地球球体9球心，莲花显示器8为十分之一球面结构，在莲花显示器8一端设有销轴801，在销轴801外侧沿莲花显示器8球面方向还固定安装有被动铰接座802。销轴801转动安装在固定架15外侧的固定铰接座上，所述的铰接杆13两端均设有转轴，铰接杆13一端的转轴转动安装在动子12外侧的主动铰接座上，铰接杆13另一端的转轴转动安装在莲花显示器8上的被动铰接座802上。当直线电机的动子12向上运动时，带动莲花显示器8闭合，十个莲花显示器8闭合后为一个球形，且莲花显示器8组合成的球的球心与地球球体9球心重合，当直线电机的动子12向下运动时，通过铰接杆13带动莲花显示器8打开从而展示出地球球体9的表面。

地球球体9包括内部的刚性支架16、弹性覆膜19、电控磁极18、电控伸缩体17和磁性流体，刚性支架16外部设有地球陆地模型901，在陆地模型901未覆盖到的部分为海洋部分，在海洋部分所覆盖的刚性支架16外侧均布有若干电控伸缩体17，在每个电控伸缩体17外侧还固定安装有若干个电控磁极18，所述的若干电控磁极18外表面组成的区域上还覆盖有弹性覆膜19。所述的弹性覆膜19外侧通过电控磁极18吸附有磁性流体，磁性流体用于模拟海水。电控伸缩体之间的空隙上还设有效果展示灯和微型显示屏。

弹性覆膜19为透明材质，磁性流体为半透明材质。展示座1上还固定设置有控制装置。月球3运动的最高点和最低点连线的中点与地球球体9的球心在同一水平平面上。莲花显示器8用于显示海洋洋流信息、海洋气候变化信息。

采用上述基于地球曲率的三维海洋动态演示设备的具体使用方法如下所述：(a)首先通过通过控制装置，启动地球球体9中电控伸缩体17之间的微型显示屏，将三维海洋不同处的地球曲率进行实时显示；(b)控制装置启动直线电机，使直线电机的动子向下运动，通过铰接杆13带动莲花显示器8打开，展示出地球球体9表面；(c)使用者根据需要展示的洋流流动情况，通过控制装置控制需模拟洋流方向上的电控磁极18依次交替工作，工作中的电控磁极18吸引该位置处的磁性流体形成流动状态，从而模拟洋流；(c)使用者通过控制装置操控不同位置处的电控伸缩体17工作，电控伸缩体17对该位置处的弹性覆膜19做顶起动作，模拟海浪起伏动作。(d)在模拟洋流过程中，使用者可以根据被模拟洋流的实际情况，在莲花显示器8上显示海洋洋流信息、海洋气候变化信息。