专利名称：多功能地球运动地理意义演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学用具，特别是涉及一种地球仪。
在地球运动部分的地理教学中，为了增强学生们的直观认识，经常借助教学挂图、三球仪、地球仪等给以启示。但教学挂图只能说明地球运动产生的地理现象，不能明显演示其产生的动态过程，三球仪和地球仪则因其功能单一，显示内容局限性较大，对许多需要直观显示的地理现象也不能较明显地演示出来，例如常见的三球仪只能演示太阳、地球、月亮三者的位置关系，运动情况和地球产生昼夜更替的原因，而对地球昼夜更替的变化显示不明显，即对地球的一半亮、一半暗的情况则显示不出来，地球仪所演示的也只限于演示地方时差产生原因，政区或地形等情况。这种功能较少，局限性较大的教学仪器，对于智力发展还很不成熟的中学生而言，是不能较理想地帮助学生理解地球运动产生的地理意义的。如何研制一种演示效果较好的教具，以便更有效地帮助学生理解地球运动产生的地理意义，是一个迫切需要解决的重要课题。
研制本实用新型的目的，就是针对这种急需解决的问题，设计一种多功能的，能够通过更多的直观演示，特别是通过动态的形式，演示地球运动产生的一些地理意义及过程，说明一些地理现象的成因，帮助学生对许多抽象性较强的地理现象提高直观的理解和认识能力。
本实用新型的基本内容是设计一个由底座、太阳光牌和地球模型三大部分组成的总本结构。在这个总体结构中，太阳光牌可与光牌支架一起围绕地球转动，又可沿光牌支架上下变动其位置，还可以光牌螺栓轴为中心进行旋转的变位活动，而在光牌的变位活动中，又通过同步磁铁的作用带动地球模型里的挡光活动板与其同步运动。在这种多形式的相对变位活动中，实现其多功能的地球运动地理意义演示目的。
以下结合附图
，将本实用新型的具体结构进行详细说明一、底座7是用以支承地球和太阳光牌的基体。是由塑料或金属制成的圆形平盘。底座的中心部位有一个装置地球支架的螺孔，底座的上部平面上，有一个圆型轨道槽6，用以装置太阳光牌的支架9。主要用于演示地球和太阳位置关系，说明四季变化情况。这时，6可理解为地球公转轨道。
二、太阳光牌组成部分，包括光牌支架9、太阳光牌11、轨迹笔10、晨昏圈23和同步磁铁19。其中1、光牌支架9，用以支持、固定、调节太阳光牌。由支架螺母8将其装置在底座上的圆形轨道槽6中。旋紧螺母8时，支架即被固定在轨道槽的某一位置，松动螺母8，支架可沿轨道槽绕地球转动。支架由坚硬而又不变形的轻质材料制成。例如由铝合金等。支架的表面上刻有从0°至90°的角度，数字只标0°、15°23°26′、45°、60°、66°34′、75°、90°。
2、太阳活动光牌11，由螺栓18和螺母16装置在光牌支架9上，旋紧螺母16时，光牌即固定在支架的某一位置，而松动螺母16时，即可变换光牌在支架上的位置，螺母15是用以固定光牌在螺栓18上，只有画晨昏线和所需任一度数的经伟线时，才松动螺母15，转动光牌就可画出。不画时拧紧即可，太阳光牌平面沿地球经线方向运动时，显示太阳高度角在地球表面的移动规律；沿纬线方向运动时，演示不同季节太阳照射地球的情况，用此可说明四季更替过程和原因。
3、轨迹笔10是用以在地球表面上画出各种情况下的晨昏圈、极圈和所需画的经纬线。由可以擦去的彩笔或铅笔构成。分别装配在光牌的两端，不用时可调距，离开地球表面，用时使之与球面接触。当画晨昏圈时，只需在支架上固定好位置并松动螺母15，转动光牌绕地球转半周，两只笔就可画出。画经线方法与上同；而画纬线时，转动地球即可。
4、晨昏圈23，与太阳光牌连在一起，用以明显表示出昼夜半球的范围，即太阳光照射的范围。
5、同步磁铁19，位于太阳光牌的中心位置，用以在光牌转动时，带动地球内部的同步磁铁，使挡光活动板与太阳光牌同步运动，从而使光牌照射的一面显示白天。19不用时可移去。
6、光牌固定轴18，由两部分组成，与光牌组合部分，光牌可绕轴旋转，不需旋转时，由螺母15将光牌固定在轴上；与支架组合部分，用于固定光牌，光牌还可通过轴及螺母16在支架上移动。
7、光牌轴的固定螺母16和固定光牌的螺母15。16用于固定和调节光牌位置，15在平时拧紧，松开时，光牌可绕其旋转。
三、地球组成部分，包括地球外壳，挡光活动板，挡光板固定轨道槽、灯泡、电源及开关。其中1、地球外壳1，由两个半球形的半透明的硬质塑料壳组合成一个球体，两个半球等大，有槽相扣合，开起方便，地球壳的表面上标有0°、15°、23°26′、30°、45°、60°、66°34′75°纬线和从0°开始每隔15°的经线及日界线，还有主要国家政区、伦敦和北京、大洋和大洲轮廓。地球表面光滑，轨迹笔可在球面上画所需画的线。
2、挡光活动板12，在其两侧各有一个与其垂直并与其中心固定相联的连接杆21，以及与其相联的同步磁铁20，在同步磁铁的带动下，挡光板可与太阳光牌同步运动。其中有一侧的连接杆和同步磁铁，通过磁铁在演示前可调整位置，使之和光牌吻合对应。12用于显示地球总是分为昼夜两半球。12采用轻质不透光的材料制成的圆板。
3、挡光活动板轨迹槽2，它既可固定挡光板，也可使挡光板沿槽移动，从而实现挡光板的上下左右运动。
4、电源与开关14，电源由两节5号电池组成，连同开关一起，装置在挡光板中心部位。除内控开关外，为了方便还可装置一小型遥控开关。
5、地球支撑座3，它和地轴的作用一样，固定地球，并可使地球其旋转。其中心代表地球南极，对应地球的另一侧是北极，北极只在地球外表上标出。
6、指示灯泡13，一般选用3伏微型灯泡，在亮时指示地球分昼夜半球。两半球范围变化随太阳光牌移动而变化。
本实用新型的主要功能，原理及其演示方法如下(一)演示昼夜更替1、地球自转地理意义之一。
2、演示方法(1)让光牌和挡光板上的两块磁铁对准，即将挡光板固定，用手转动地球使之自西向东自转，就可看到昼夜在不断交替。(2)将两台磁铁19和20对准后，将支架螺母松开，围绕地球转动支架，挡光活动板与光牌同步运动，这时也可看出昼夜交替现象。两种演示方法都可以，但全都要事先打开挡光板上的电源开关。
(二)、演示地方时的产生原因1、地球自转地理意义之一。
2、演示方法将光牌平面上的直射点对准赤道，且使光牌与赤道平面重合，这时也让光牌与挡光板同步运动，转动地球时，就可看到东部先得到光照，即先进入白天，经度越偏西进入白天或正午的时间越晚。
(三)演示昼夜长短的变化。
1、地球公转地理意义之一。
2、演示方法(1)使光牌直射点分别直射南北回归线和赤道两次，在这四种情况下，按下轨迹笔与地球接触，转动光牌围绕地球绕一周，在地球上画出三条轨迹，就可看出在上面四种情况下，同一地点，昼半弧和夜半弧长短发生的变化，夏天较长，冬天较短，春秋中等。以上是地球位于二分二至时任一纬度处的昼夜长短情况。(2)也可用同样方法演示地球位于某一轨道位置时，不同纬度处的昼夜长短情况。(3)当直射南北回归线时，可转动地球画出极圈，显示极昼、极夜产生的范围。(4)可用同样方法演示地球位于任一轨道位置，即太阳直射地球任一位置时的昼夜长短变化。
(四)演示地球上任一地点正午太阳高度角的变化。
1、地球公转地理意义之一。
2、演示方法(1)演示任一地点正午太阳高度的年变化使光牌沿经线方向移动，就可在光牌看出阳光直射二分二至点及直射各位置时，任一纬度处的太阳高度变化情况。(光牌上的光线每10°一条，还有23.5°线)赤道回归线等特殊位置，正午太阳高度的年变化较容易演示清楚。(2)演示某一天不同纬度处太阳高度的差异，使光牌与任一经线重合，上下移动光牌，就可比较不同纬度处太阳高度的差异。
(五)说明四季的更替从上面(四)、2.(1)演示中可看出太阳直射点在南北回归线之间移动时，各地太阳高度的极值也不断变化，昼夜长短也不断变化，因而产生四季更替。
(六)演示特殊情况下地球运动产生的地理现象。
1、以上演示都可先从特殊位置开始演示如地球运动到二分二至日时的情况。由特殊到一般，便于理解。
2、演示当黄赤交角变化情况下，地球运动产生的地理现象。可演示黄赤交角为零或90°时的情况，这样简化问题，便于理解。在演示复杂情况时，就可先从简单情况入手。在教学时，对初学者更要如此。由简到繁，由特殊到一般，不断演示，就会收到较好的效果。
本实用新型结构简单，功能较多，容易使用。与教学挂图、地球仪和三球仪相比，其主要特点是利用光电和磁场的作用，通过全方位的运动，在演示地球自转产生的昼夜更替，产生不同地方时的动态过程，太阳光照的动态过程，演示和比较太阳正午太阳高度的变化过程，显示四季产生过程和原因以及演示简单、特殊和假设情况下地球运动产生的过程和现象等许多方面，都给人以最直观的动态感觉，所以能够帮助学生对许多抽象性和空间概念较强的地球运动的现象提供直观的理解和认识能力。
权利要求1.一种多功能地球运动地理意义演示仪，由底座、太阳光牌、地球模型等组成，其特征在于(1)、底座的中心部位有一个固定地球支架的螺孔，底座的顶面有一个既可固定太阳光牌支架，又可使太阳光牌支架带动太阳光牌环绕地球转动的圆形轨道槽6；(2)、太阳光牌11由螺栓轴18和螺母16装置在光牌支架9上，螺栓轴18的中部，有一个固定光牌的螺母15；光牌支架则由支架螺母8装配在底盘上的轨道槽6中；光牌的两端各有一个动配连接轨迹笔10；光牌中部的空间有一个与其联结在一起的晨昏圈23；光牌的中心部位装有一块同步磁铁19；(3)、地球外壳由两个半圆形的半透明塑料壳结合在一起而成的球体，球体由支架固定在底座中心，球体的内部结构含有①球体内表面上有一个供挡光活动板活动的轨迹槽2；②一个装置在挡光板运动轨迹槽2内的挡光活动板12；③一个与挡光活动板连接成一体的连接杆21和同步磁铁20；④装置在挡光活动板上的有电池及开关14和一个小型灯泡13。
2.按照权利要求，所说的演示仪，其特征是太阳光牌支架的表面刻有从0°至90°的角度。
3.按照权利要求，所说的演示仪，其特征是地球的表面上分别刻有0°、15°、23°26′、30°、45°、60°、66°34′、75°、90°的纬线和从0°开始每隔15°的经线，各大洲和大洋轮廓、中国轮廓和日界线，还有伦敦和北京等首都名称。
4.按照权利要求，所说的演示仪，其特征是电源开关可以采用小型遥控器控制。
专利摘要一种多功能地球运动地理意义演示仪，由底座、太阳光牌部分和地球模型部分构成。地球模型部分利用支架装置在底座的中心，太阳光牌利用支架装置在底座的圆形轨道槽内。光牌上装有同步磁铁、轨迹笔、晨昏圈等。地球的内部装有挡光活动板，挡光活动板上装有电池、开关、灯泡、同步磁铁等。在同步磁铁的作用下，太阳光牌和地球内的挡光活动板可以同步运动。通过各部件按要求的运动，实现其多功能的地球运动地理意义演示的目的。本实用新型结构简单，功能较多，通过全方位运动给人最直观的动态感觉。
文档编号G09B27/00GK2100007SQ91221510
公开日1992年3月25日 申请日期1991年8月14日 优先权日1991年8月14日
发明者王树森 申请人:王树森