一种四季形成演示仪的制作方法

本实用新型涉及教学演示仪技术领域，更具体地说，涉及一种四季形成演示仪。

背景技术：

在教学中，地球的运动对学生来说是比较抽象的，需要较强的空间想象能力，学生很难理解或接受，所以通常通过模拟实验或演示仪的方法来讲述。

现有技术中，有设计四季形成演示仪，包括太阳模型、地球模型和月球模型，其中地球模型自转并围绕太阳模型公转，月球模型自转并围绕地球模型公转，通过三者之间的转动和移动关系来演示四季的形成，比较直观，学生容易理解，能够对内容加深理解。但是地球无论是在自转过程中还是公转过程中，地球的地轴倾斜方向是永远固定不变化的，而该种四季形成演示仪的演示过程中地轴方向都是动的，无法演示出地轴倾斜方向不变化的效果，演示过程不够形象清楚。

因此，如何解决现有技术中四季形成演示仪在演示过程中无法保持地球模型的地轴倾斜方向不变、演示过程不够形象清楚的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种四季形成演示仪以解决现有技术中四季形成演示仪在演示过程中无法保持地球模型的地轴倾斜方向不变、演示过程不够形象清楚的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

本实用新型提供了一种四季形成演示仪，包括：

公转底板，所述公转底板上设有公转中心，所述公转底板的上端面上固定有第一传动轮，且所述第一传动轮位于所述公转中心处；

横梁，设置在所述第一传动轮的上方，所述横梁的一端固定贯穿有第一中心轴，所述第一中心轴的下端可转动地安装在所述第一传动轮内，所述横梁的另一端可转动地设有第二中心轴，所述第二中心轴贯穿所述横梁，且所述第二中心轴的下端设有第二传动轮，所述第二传动轮与所述第一传动轮直径相同且二者传动连接；

球仪结构，包括固定设置在所述第二中心轴上端的支撑座、设置在所述支撑座上的动力源以及地球仪，所述动力源的输出轴与所述地球仪的地轴传动连接；

射点模型，用于向所述地球仪上发射光线、以表示太阳直射点，所述射点模型固定设置在所述横梁的端部且位于所述公转中心对应的位置；

行走机构，用于驱动所述横梁绕所述第一中心轴转动。

优选地，所述第一传动轮、所述第二传动轮均为皮带轮，所述传动件为第一皮带。

优选地，所述第一传动轮内安装有第一轴承，且所述第一中心轴的下端安装在所述第一轴承内；所述横梁的另一端设有第一开孔，所述第一开孔处设有第二轴承，且所述第二中心轴穿过所述第二轴承。

优选地，所述横梁包括条形板以及伸缩板，所述第一中心轴固定贯穿于所述条形板的一端，所述第二中心轴可转动地设置在所述伸缩板的一端，且所述伸缩板上设有条形孔，通过紧固件依次穿过所述条形孔和所述条形板并上紧、以将所述伸缩板固定在所述条形板上。

优选地，所述行走机构包括两个滚轮、以及用于提供所述滚轮的行走动力的第一减速电机，所述第一减速电机固定在所述横梁上，且两个所述滚轮分别位于所述横梁的两侧。

优选地，所述地球仪的侧部设有月球模型，所述月球模型连接有弯杆，且所述弯杆的一端设有第二开孔，所述动力源的输出轴上可转动地套设有圆板，所述动力源与所述圆板之间通过减速结构传动连接，且所述圆板的偏心位置上设有凸起，所述第二开孔套在所述凸起上、以使所述动力源带动所述月球模型自转并围绕所述地球仪公转。

优选地，所述动力源为第二减速电机，所述第二减速电机包括上轴和下轴，所述减速结构包括可转动地套设在所述上轴上的第三传动轮、套设在所述下轴上的第四传动轮、设置在所述第二减速电机侧部的第三轴承、插设在所述第三轴承内的第三中心轴、以及分别设置在所述第三中心轴上端和下端的第五传动轮和第六传动轮，所述圆板固定在所述第三传动轮的侧部，且所述第四传动轮与所述第六传动轮传动连接，所述第三传动轮与所述第五传动轮传动连接。

优选地，所述第四传动轮的直径小于所述第六传动轮的直径，且所述第三传动轮的直径大于所述第五传动轮的直径。

优选地，所述球仪结构还包括设置在所述支撑座上、角度为33.6度的“v”型件，所述“v”型件的一边与所述支撑座固定连接，所述第二减速电机设置在所述“v”型件的另一边上，且所述下轴垂直贯穿所述“v”型件的另一边。

优选地，所述射点模型为红外线发射器，且所述横梁上对应所述公转中心的位置设有支架，所述红外线发射器固定在所述支架上，所述支架上还设有光源，所述光源发出的光照射在所述地球仪上、以模拟太阳光。

本实用新型提供的技术方案中，四季形成演示仪包括公转底板、横梁、球仪结构、射点模型、行走机构。其中，公转底板上设有公转中心，公转底板的上端面上固定有第一传动轮，且第一传动轮位于公转中心处；横梁设置在第一传动轮的上方，横梁的一端固定贯穿有第一中心轴，第一中心轴的下端可转动地安装在第一传动轮内，当行走机构驱动横梁绕第一中心轴转动时，第一中心轴也在第一传动轮内转动。横梁的另一端可转动地设有第二中心轴，第二中心轴贯穿横梁，且第二中心轴的下端固定设有第二传动轮，第二传动轮与第一传动轮直径相同且二者通过传动件传动连接，这样一来，第二中心轴与第二传动轮均能够相对横梁转动；球仪结构包括固定设置在第二中心轴上端的支撑座、设置在支撑座上的动力源以及地球仪，动力源的输出轴与地球仪的地轴传动连接，故动力源能够驱动地球仪自转；射点模型用于向地球仪上发射光线，从而表示太阳直射点，射点模型固定设置在横梁的端部且位于公转中心对应的位置，射点模型跟随第一中心轴转动。如此设置，动力源驱动地球仪绕地轴自转，行走机构驱动地球仪绕太阳公转，一般演示过程中地球仪绕第一中心轴转动即公转多少角度，地球仪的地轴就会偏离多少角度。本方案中当公转时第二传动轮也会绕第一传动轮转动，过程中传动件的位置也会发生变化，故即使第一传动轮固定不动，传动件与第一传动轮也会发生相对位移，那么同时传动件与第二传动轮也会反向发生相对位移，而第一传动轮与第二传动轮直径相同，因此，传动件与第一传动轮之间的配合角度发生多少变化，传动件与第二传动轮之间的配合角度就会反向发生多少变化，而正好纠正了地球仪地轴的偏离角度，从而保证任何时刻地轴的倾斜方向永远不变，符合正常自然现象的规律，使得演示过程更加形象清楚，有助于理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中四季形成演示仪的正视图；

图2是本实用新型实施例中球仪结构的正视图；

图3是本实用新型实施例中四季形成演示仪的俯视图；

图4是本实用新型实施例中圆板与月球模型的连接示意图。

图1-4中：

1、公转底板；2、横梁；201、条形板；202、伸缩板；203、条形孔；3、第一传动轮；4、第二传动轮；5、第一皮带；6、第一中心轴；7、第二中心轴；8、球仪结构；801、支撑座；802、第二减速电机；802a、上轴；802b、下轴；803、地球仪；804、“v”型件；9、红外线发射器；10、光源；11、第一轴承；12、第二轴承；13、滚轮；14、第一减速电机；15、月球模型；16、弯杆；1601、第二开孔；17、圆板；1701、凸起；18、第三传动轮；19、第四传动轮；20、第三轴承；21、第三中心轴；22、第五传动轮；23、第六传动轮；24、支架；25、第二皮带；26、第三皮带；27、垫板；28、第一蓄电池；29、紧固件；30、第二蓄电池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种四季形成演示仪，解决现有技术中四季形成演示仪在演示过程中无法保持地球模型的地轴倾斜方向不变、演示过程不够形象清楚的问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参阅图1-3，在本实施例中，四季形成演示仪包括公转底板1、横梁2、球仪结构8、射点模型、行走机构。其中，公转底板1上设有公转中心，代表太阳模型所处的位置，虽然本申请中没有直接设置太阳模型，但射点模型可以起到太阳模型的作用。如图1所示，公转底板1的上端面上固定有第一传动轮3，即第一传动轮3相对公转底板1固定，且第一传动轮3位于公转中心处。横梁2设置在第一传动轮3的上方，横梁2的一端固定贯穿有第一中心轴6，第一中心轴6的下端可转动地安装在第一传动轮3内，这样一来，当行走机构驱动横梁2绕第一中心轴6转动时，第一中心轴6也在第一传动轮3内自转。而横梁2的另一端可转动地设有第二中心轴7，第二中心轴7贯穿横梁2，且第二中心轴7的下端固定设有第二传动轮4，这样一来，第二中心轴7和第二传动轮4均能够相对横梁2转动；第二传动轮4与第一传动轮3直径相同且二者通过传动件传动连接。具体地，如图1所示，具体地，如图1所示，第一传动轮3与公转底板1之间设有垫板，保证第一传动轮3和第二传动轮4在同一水平位置；第一传动轮3和第二传动轮4可以为皮带轮，传动件为第一皮带5；第一传动轮3和第二传动轮4也可以为链轮，传动件为链条。在其它实施例中，可以不设置传动件，第一传动轮3和第二传动轮4为能够相互接触啮合的齿轮。优选地，公转底板1选用边长80厘米左右的木板或者塑料板，横梁2选用长为100厘米左右、宽约8厘米的木板或者塑料板。

如图1和图2所示，球仪结构8包括支撑座801、动力源和地球仪803，其中第二中心轴7的上端固定一个螺母，支撑座801固定设置在螺母上端，而动力源固定设置在支撑座801上，且动力源的输出轴与地球仪803的地轴传动连接，故动力源能够驱动地球仪803自转。可选地，动力源可以为电机，也可以为气动马达。射点模型用于向地球仪803上发射光线，其发出的光线照射在地球仪803上的位置代表太阳直射点，射点模型固定设置在横梁2的端部且位于公转中心对应的位置，这样一来，射点模型跟随第一中心轴6原地转动。在优选的实施例中，如图1所示，射点模型为红外线发射器9，所发出的红外线照射在地球仪803上的位置点比较聚集和清楚。而且，红外线发射器9发出的红外线在地球仪803的赤道两侧一定范围内移动，从而形成四季交替现象。

行走机构驱动横梁2绕第一中心轴6转动，代表地球仪803绕太阳公转。在优选的实施例中，行走机构设置在横梁2的中间位置，行走机构包括两个滚轮13和第一减速电机14，其中第一减速电机14用于提供滚轮13的行走动力，第一减速电机14固定在横梁2上，且两个滚轮13分别位于横梁2的两侧。当第一减速电机14工作时，两个滚轮13沿以第一中心轴6为圆心的圆形轨迹来滚动。具体地，第一减速电机14设置为两个且分布位于横梁2的两侧，两个滚轮分别安装在第一减速电机14的输出轴上。

如此设置，动力源驱动地球仪803绕地轴自转，行走机构驱动地球仪803绕太阳公转，一般演示过程中地球仪803绕第一中心轴6转动即公转多少角度，地球仪803的地轴就会偏离多少角度。本方案中当公转时第二传动轮4也会绕第一传动轮3转动，过程中传动件的位置也会发生变化，故即使第一传动轮3固定不动，传动件与第一传动轮3也会发生相对位移，那么同时传动件与第二传动轮4也会反向发生相对位移，而第一传动轮3与第二传动轮4直径相同，因此，传动件与第一传动轮3之间的配合角度发生多少变化，传动件与第二传动轮4之间的配合角度就会反向发生多少变化，而正好纠正了地球仪803地轴的偏离角度，从而保证任何时刻地轴的倾斜方向永远不变，符合正常自然现象的规律，使得演示过程更加形象清楚，有助于理解。

作为可选地实施方式，如图1所示，第一传动轮3、第二传动轮4均为皮带轮，传动件为第一皮带5。此处可将第一传动轮3命名为第一皮带轮，第二传动轮4命名为第二皮带轮。如此设置，由于第一皮带轮固定不动，第一皮带5与第一皮带轮之间为滑动摩擦且不打滑，第一皮带5会产生一边紧另一边松的扭力，从而带动第二皮带轮反向同步转动，使地球仪803无论转动什么位置，地轴的指向始终固定不动。

具体地，如图1所示，第一传动轮3内安装有第一轴承11，且第一中心轴6的下端安装在第一轴承11内，从而实现第一中心轴6相对第一传动轮3的转动。横梁2的另一端设有第一开孔，第一开孔处固定设有第二轴承12，且第二中心轴7穿过第二轴承12，从而实现第二中心轴7和第二传动轮4相对横梁2的转动。

如此设置，使用第一轴承11和第二轴承12不仅实现了对应的转动，还能够减小转动过程中的摩擦力，使得运动更加顺畅。

作为可选地实施方式，如图3所示，横梁2包括条形板201以及伸缩板202，其中，第一中心轴6固定贯穿于条形板201的一端，第二中心轴7可转动地设置在伸缩板202的一端，且伸缩板202靠近另一端的位置设有条形孔203，通过紧固件29依次穿过条形孔203和条形板201的另一端并上紧，从而能够将伸缩板202固定在条形板201的另一端上。优选地，紧固件29为螺栓螺母。在优选的实施例中，条形孔203可沿伸缩板202的长度方向设置为多个，同样地，也可在条形板201上提前开孔。

如此设置，使用四季形成演示仪进行演示时，可将伸缩板202向外伸出一部分固定，也可以调节横梁2的整体长度；当不使用时，可将伸缩板202相对条形板201回缩一部分，缩短横梁2的整体长度，这样占空间小，节省空间，便于存放。

作为可选地实施方式，如图1和图2所示，地球仪803的侧部设有月球模型15，可选地，月球模型15为乒乓球。月球模型15连接有弯杆16，弯杆16呈90度弯曲，且弯杆16的一端设有第二开孔1601，如图4所示，动力源的输出轴上可转动地套设有圆板17，动力源与圆板17之间通过减速结构传动连接，即动力源的转动动力经减速结构减速后传递给圆板17，从而使圆板17转动。圆板17的偏心位置上设有凸起1701，第二开孔1601套在凸起1701上，这样一来，圆板17转动过程中，弯杆16的一端转动，弯杆16的中间位置会抵在上轴802a上，从而带动弯杆16的另一端也就是月球模型15自转和公转。在其它实施例中，也可以设置单独的减速电机来带动月球模型15转动。

如此设置，通过动力源既能够带动地球仪803自转，也能够通过弯杆16带动月球模型15自转和公转，节省动力和资源；而且，通过月球模型15的转动，还能够演示日食月食现象，即月球模型15位于地球仪803和太阳模型(射点模型)之间时，代表月球挡住了太阳的太阳光，形成日食现象，当地球仪803位于月球模型15和太阳模型(射点模型)之间时，代表地球挡住了太阳照射到月球上的太阳光，形成月食现象。

具体地，动力源为第二减速电机802，第二减速电机802为12v减速电机，其包括上轴802a和下轴802b，而减速结构包括第三传动轮18、第四传动轮19、第三轴承20、第三中心轴21、第五传动轮22和第六传动轮23，如图2所示，其中，第三传动轮18可转动地套设在上轴802a上，可选地，第三传动轮18与上轴802a之间可通过轴承实现可转动连接，且第三传动轮18不跟随上轴802a一起转动，上轴802a对第三传动轮18来说只是一个位置支撑；第四传动轮19固定套设在下轴802b上，第三轴承20固定设置在第二减速电机802的侧部，第三中心轴21插设在第三轴承20内，第五传动轮22和第六传动轮23分别设置在第三中心轴21的上端和下端，圆板17固定在第三传动轮18的侧部，在优选的实施例中，第三传动轮18、第四传动轮19、第五传动轮22和第六传动轮23均为皮带轮，其中，第四传动轮19与第六传动轮23之间通过第二皮带25实现传动连接，第三传动轮18与第五传动轮22之间通过第三皮带26传动连接，且第四传动轮19的直径小于第六传动轮23的直径，第三传动轮18的直径大于第五传动轮22的直径。

这样一来，第二减速电机802的转动动力先等速传递给第四传动轮19，然后传递给第六传动轮23，此时转动动力已被减速；第六传动轮23的转动动力经第三中心轴21传递第五传动轮22，第五传动轮22与第六传动轮23等速；然后第五传动轮22的转动动力再传递给第三传动轮18，此时转动动力进一步被减速，最后第三传动链通过弯杆16等速带动月球模型15转动。

作为可选地实施方式，如图2所示，支撑座801水平设置，球仪结构8还包括“v”型件804，“v”型件804设置在支撑座801上、角度为33.6度，“v”型件804的一边与支撑座801固定连接，第二减速电机802设置在“v”型件804的另一边上，且下轴802b垂直贯穿“v”型件804的另一边。

一般地球的地轴倾斜角度为66.3度，如此设置，能够使地轴的倾斜方向始终保持66.3度，符合自然现象观察规律。

在优选的实施例中，如图1和图3所示，横梁2上对应公转中心的位置设有支架24，红外线发射器9固定在支架24上，支架24上还设有光源10，光源10发出的光照射在地球仪803上，用来模拟太阳光。优选地，光源10为手电筒，且红外线发射器9和手电筒与地球仪803等高。

如此设置，通过手电筒和红外线发射器9模拟太阳模型，手电筒发出的光照射在地球仪803上，从而模拟形成昼夜现象。

在优选的实施例中，如图3所示，横梁2上设有第一蓄电池28，第一减速电机14通过线路与第一蓄电池28电连接，以为第一减速电机14供电；支撑座801的侧部固定设有第二蓄电池30，第二减速电机802通过线路与第二蓄电池30电连接，以为第二减速电机802供电。在其它实施例中，第一蓄电池28设置在支架24内部，支架24上设置有用于控制第一减速电机14是否通电的开关。在优选的实施例中，开关采用遥控开关。

结合上述各个实施例对本四季形成演示仪进行具体说明，在本实施例中，四季形成演示仪包括公转底板1、横梁2、球仪结构8、红外线发射器9和手电筒、行走机构。其中，公转底板1上设有公转中心，公转底板1的上端面上固定有第一传动轮3，第一传动轮3位于公转中心处，且第一传动轮3内安装有第一轴承11；横梁2设置在第一传动轮3的上方，横梁2的一端固定贯穿有第一中心轴6，第一中心轴6的下端可转动地安装在第一轴承11内。横梁2的另一端设有第一开孔，第一开孔处设有第二轴承12，第二轴承12内插设有第二中心轴7，且第二中心轴7的下端固定设有第二传动轮4，第二传动轮4与第一传动轮3均为皮带轮，二者直径相同且通过第一皮带5传动连接。行走机构包括两个滚轮13、以及用于提供滚轮13的行走动力的第一减速电机14，第一减速电机14固定在横梁2上，且两个滚轮13分别位于横梁2的两侧。红外线发射器9用于向地球仪803上发射红外光线，从而表示太阳直射点；横梁2上设有支架24，红外线发射器9固定在支架24上，支架24上还水平设有手电筒，红外线发射器9和手电筒均固定设置在横梁2的端部且位于公转中心对应的位置。

球仪结构8包括固定设置在第二中心轴7上端的支撑座801、设置在支撑座801上的“v”型件804、第二减速电机802以及地球仪803，“v”型件804的一边与支撑座801固定连接，第二减速电机802设置在“v”型件804的另一边上；第二减速电机802包括上轴802a和下轴802b，上轴802a与地球仪803的地轴传动连接，且上轴802a上可转动地套设有第三传动轮18，下轴802b贯穿“v”型件804的另一边，且下轴802b上套设有第四传动轮19，第二减速电机802的侧部固定有第三轴承20，第三轴承20内插设有第三中心轴21，第三中心组的上端和下端分别设有第五传动轮22和第六传动轮23，其中第四传动轮19的直径小于第六传动轮23的直径，且第三传动轮18的直径大于第五传动轮22的直径。而地球仪803的侧部设有月球模型15，月球模型15连接有弯杆16，且弯杆16的一端设有第二开孔1601，第三传动轮18的侧部固定有圆板17，且圆板17的偏心位置上设有凸起1701，第二开孔1601套在凸起1701上、以使第二减速电机802带动月球模型15自转并围绕地球仪803公转。

如此设置，纠正了地球仪803公转时地轴的偏离角度，使地轴倾斜方向永远不变，符合正常自然现象的规律，使得演示过程更加形象清楚。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。