天文学的测量装置的制作方法

本发明涉及了一种用于显示年周期中的日出和日落的天文学的测量装置，其中，能由钟表机构驱动时间测量装置。

背景技术：

在这样的天文学的测量装置中已知的是，借助于盘形凸轮示出日出和日落，其对应地理宽度的唯一的确定的纬度。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提出开头所述类型的天文学的测量装置，通过其能显示时间测量装置的观察者的地点的相应纬度上的日出和日落。

根据本发明，该目的由此实现，即纬度盘能每24小时旋转一圈地绕着中心轴线能旋转地驱动，该纬度盘通过转动运动能移动经过固定标记，纬度盘具有：一个或多个在纬度盘上与中心轴线同中心地布置的纬度圈，其中，中心轴线形成地极并且一个或最大的纬度圈的半径形成从地极到赤道的地理宽度；纬度盘具有线状的水平元件，其在纬度盘上延伸，其中，水平元件的两个自由端支承在支承部位处，这些支承部位在与中心轴线相交的假设线上相对置，并且其中，水平元件的中间区域能横交于与中心轴线相交的假设线地偏转，以使得其在年周期之中在纬度圈的最大半径的26％到假设线的一侧的最大偏转和纬度圈的最大半径的26％到假设线的另一侧的最大偏转之间运动。

纬度盘的旋转不必精确地以每24小时旋转一圈地驱动，其实现的是，其近似地能以每24小时旋转一圈地驱动。

水平元件的最大偏转以地轴的倾斜为基础。±26％是近似值。精确地，其是最大纬度圈的半径的±26.04％。

水平元件将纬度的24小时区域分为两个区域。一方面在日出和日落之间的区域中和另一方面在日落和日出之间的区域中。如果观察者在赤道，那么日出和日落之间的白天长度以及日落和日出之间的夜晚长度总是准确地为十二小时，并且水平元件线性地在中心轴线上延伸。对于更高的纬度来说，在夏天日照长度延长到超过十二小时，其中，水平元件的中间区域从其线性的延伸中偏转到夜晚长度区域中。相应地，日照长度在冬天月中减少到低于十二小时，其中，水平元件的中间区域从其线性的延伸中偏转到白天长度区域中。该偏转的换向分别在夏至和冬至时进行。对于白天和夜晚等长，水平元件形成直线。

日照长度能够根据通过水平元件限制的白天长度区域读出。

该测量装置的第一实施方式在于，在纬度盘的一个纬度圈或多个纬度圈上能够布置有一个或多个标志，该标志通过纬度盘的转动运动能移动经过固定标记，并且标志的位置能在纬度圈的直径发生变化的情况下能径向改变地调整。

标志对应于二十四小时的均匀分布的时间表示并且能够在观察者当时所在的纬度上通过径向调整沿着纬度刻度被调整。通过总体调整所有的标志将所有的标志调整到确定的纬度上。分别与固定标记相对置的标志示出了平均的当地时间。因为平均的当地时间也对应地理经线的经度，所以在正确地设定当地时间时，测量装置根据经度和纬度调整到观察者的地点上。

日照长度能够根据标志的数量在通过水平元件限制的白天长度区域中读取。

如果多个标志是二十四个标志，那么标志之间的间距对应于小时间距。通过计数白天长度区域中的标志能够因此简单地确定白天长度的小时。

纬度盘能够具有与多个标志相对应的多个从中心中线辐射状地延伸出的槽或缝隙，在其中分别能径向滑动地布置形成标志的销状的标志元件，其中，所有的标志元件能总体径向地能移动地驱动。在此，能够使用每个合适的共同的径向滑动驱动器。

为了能够在纬度盘上读取用于确定自己地点的纬度，能够在纬度盘上布置径向延伸的纬度刻度。

在纬度刻度上，纬度“0°”优选地对应于具有最大直径的同中心的纬度圈，并且纬度刻度从纬度“0°”径向向内地延伸。

测量装置的另一个实施方式在于，一个或多个纬度圈固定地布置在纬度盘上。

纬度圈能够实现的是，为了确定自己的地点能够在纬度盘上良好的读取纬度。

自己地点的特别良好的读取性能够由此实现，即纬度圈以均匀的径向的间距相对彼此固定地布置在纬度盘上。

在此，均匀的径向的间距能够例如是十纬度。

此外，也能够固定地布置极圈和/或赤道圈。

另外有助于在纬度盘上确定自己地点的是，在纬度盘上从中心轴线出发均匀地在圆周上分布地固定布置有多条表示地球经度的径向线。

如果在纬度盘上布置二十四条径向线，那么其同时形成一天的小时分度。

径向线中的一条能够代表本初子午线，通过其也确定utc(协调的世界时间)。

径向线中的另一条能够代表日界线。

为了快速和准确地确定纬度盘上的已知地点，能够在纬度盘上固定地布置有根据纬度和经度定位的地点标志。

在水平元件的相应的理论的形式的近似中，水平元件能够从直线延伸中沿着与中心轴线相交的假设线偏转到拱形的延伸中。

对此在简单的改进方案中，水平元件优选地是弹簧带或弹簧丝。

时差是在实际的太阳时间、即实际的地点时间和中间太阳时间、即中间地点时间之间的时间差。时差的原因在于地球在其绕着太阳的椭圆轨道上的运动的轻微波动的速度，和其轴线在这种年度运动时保持良好地近似自我平行的事实和其不垂直于轨道平面的事实。详细地，地球轨道的椭圆形状导致了大约±7.5分钟的周期性差别，并且倾斜的地轴的平行的改变位置导致大约±10分钟的周期性差别。因为两个周期性部分是相互有相位差的，所以每年的极值大约为+16分钟和-14分钟。

为了能够显示实际的当地时间，水平元件的支承部位能够在年周期中能在第一摆动方向上的4°和在与第一摆动方向相反的第二摆动方向上的4°之间绕着所述中心轴线摆动。在此，4°的摆动角度对应大约十六分钟。

对此，在简单的改进方案中能够平行地在纬度盘之前布置能绕着摆动轴线摆动的时差框，其具有露出在纬度盘上的标志或露出在纬度盘上的纬度圈和径向线的观看开口，并且其能在第一摆动方向上的4°和在与第一摆动方向相反的第二摆动方向上的4°之间绕着摆动轴线摆动，其中，通过时差框的摆动运动使水平元件能绕着中心轴线摆动地驱动。

在此，摆动轴线优选地是中心轴线。

为了使水平元件也参加时差框的偏转，能够在时差框上布置水平元件的支承部位。

用于摆动驱动时差框的可行性方案在于，时差盘形凸轮能每年旋转一圈地能转动地驱动，该时差盘形凸轮利用其径向环绕的曲线轨道抵靠在固定抵靠的时差框的止挡轨道上，该时差框横交于与中心轴线相交的假设线地延伸。

太阳高于水平线的最大高度能够取决于纬度和季节。为了能够考虑与季节的相关性，能够平行地在纬度盘之前布置季节框，其具有露出在纬度盘上的标志或纬度圈和径向线的区域的观看开口，并且其在年周期中能一次性地横交于与中心轴线相交的假设线地在下端点位置和上端点位置之间能运动地驱动，其中纬度盘在冬至时在上端点位置并且在夏至时在下端点位置。

分别与标记相对置的标志的径向位置随后示出太阳在中午时取决于季节的高于水平线的高度。

为了驱动季节框，季节框能够具有固定抵靠有提升元件的中心的圈状曲线(kreiskurve)，该提升元件在年周期中能一次性地横交于与中心轴线相交的假设线地在下端点位置和上端点位置之间能运动地驱动。

在此，提升元件能够具有固定抵靠在圈状曲线上的、平行于与中心轴线相交的假设线地延伸的提升梁，在其两个自由端上分别布置有提升臂，其中，等长的提升臂相互平行地在背向圈状曲线的方向上延伸，并且利用其自由端分别以相同的半径铰接在驱动齿轮上，其中，能绕着平行于中心轴线的转动轴线转动的驱动齿轮能每年旋转一圈地能转动地驱动。

为了节省结构空间地组合对实际的当地时间和太阳在中午时高于水平线的高度的显示，时差框和季节框能够通过框部件形成。

为了承载用于显示实际的当地时间和/或太阳在中午时高于水平线的高度的各种驱动机构，时差框或季节框或框部件能够具有因此平面地连接的载体板。

为了能够读取太阳在中午时高于水平线的高度的角度，能够在季节框或框部件上布置有时区标准刻度，其径向朝向中心轴线地在能径向改变的标志的区域上延伸，并且在其上示出处于顶点的太阳高于水平线的角度。

在时区标准刻度下存在的标志的位置随后示出太阳在中午时高于水平线的高度的角度。

为了能够实现水平元件的支承部位和高度能移动的框部件，水平元件的支承部位能够布置在调整元件上，其能沿着框部件的相互平行的线性的调整导向件调整地引导，该调整导向件垂直于与中心轴线相交的假设线地延伸。

在此，调整元件能够通过在中心轴线上延伸的连接件相互连接。

如果在此支承部分具有指针，其垂直于与中心轴线相交的假设线地延伸并且与中心轴线相交，其中，布置在框部件上的时差刻度能沿着布置在指针的自由端上的指针条上运动，那么就能够读取框部件的当前的取决于时差的偏转角。

也为了能够读取相应的时间，一个或多个指针轴能够与中心轴线同轴地延伸，该指针轴分别承载指针，其扫过(ueberstreichen)与中心轴线同中心的时间刻度。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且接下来详细描述。在此示出：

图1是具有线性地经由中心轴线延伸的水平元件的天文学的测量装置的第一实施例的正视透视图，

图2是根据图1的具有偏转到白天长度区域中的水平元件的天文学的测量装置的正视透视图，

图3是根据图1的测量装置的由两个同轴的盘组成的纬度盘的第一盘的透视图，

图4是根据图1的测量装置的由两个同轴的盘组成的纬度盘的第二盘的透视图，

图5是根据图1的测量装置的框部件之前的调整机构的透视图，

图6是根据图1的测量装置的框部件之前的调整机构的另外的透视图，

图7是具有用于扫过时差刻度的指针以及具有根据图1的测量装置的水平元件的能转动地支承的连接件的透视图，

图8是天文学的测量装置的第二实施例的正视透视图。

具体实施方式

在图1至7中示出的天文学的测量装置具有纬度盘1，其由第一盘2和在其之前布置的第二盘3组成，其中，第一盘2和第二盘3彼此三明治式地布置，并且第二盘3相对于固定的第一盘2能绕着中心的中心轴线5可扭转地调整。

第一盘2具有二十四个缝隙4，其辐射状地从中心的中心中线5起均匀分布地径向向外地延伸并且其间距分别表示一个小时的时间。

在缝隙4中能径向移动地引导标志元件6，标志元件面向第一盘的朝向观察者的侧8地具有销状的标志7，其中，所有的标志7总是位于到中心轴线5相等的半径上。

标志元件6的两个导向销10以径向的间距从缝隙4中朝向第二盘3的背向观察者的侧9伸出，并且进入到第二盘3的螺旋槽11中，其中，螺旋槽11的缠绕间距对应于两个导向销10的间距。

通过第二盘3相对于第一盘2的扭转，标志7能在最大直径的纬度圈和最小直径的纬度圈之间移动。

如特别地在图1和图2中所看到的那样，在第二盘2的朝向观察者的侧8上径向地标有地理纬度的纬度刻度12，其除了在0°时相应于赤道以外径向朝向在90°的相应于极的中心轴线5延伸。

由未示出的钟表机构在顺时针方向驱动纬度盘1每二十四小时旋转一圈。

在纬度盘1的朝向观察者的侧之前布置有框部件14，其具有观看开口15，其暴露出纬度刻度12和缝隙4以及能径向调整的标志7的区域。

框部件14平面地与载体板16连接，其平行于纬度盘1地位于其背向观察者的侧上。

与中心轴线5相交的假设线13在纬度盘1上水平地延伸。

框部件14形成季节框地在年周期中能一次性地横交于假设线13地在下端点位置和上端点位置之间能运动地驱动，其中，季节框在冬至时具有上端点位置并且在夏至时具有下端点位置以及在昼夜等长时在上和下端点位置之间的中间位置。

为了调整框部件14，载体板16在其背向观察者的侧上具有凸出的圈状曲线17，在其上固定地抵靠有提升元件19的平行于假设线13的提升梁18。在提升梁18的两个自由端处相互平行地布置有提升元件19的两个等长的提升臂20，其自由端分别铰接在驱动齿轮21处，其中，并排布置的驱动齿轮21能绕着平行于中心轴线5的转动轴线22转动。驱动齿轮21中的至少一个能每年旋转一圈地转动地驱动。

提升元件19与驱动齿轮21形成双曲柄传动。

通过驱动齿轮21的转动，经由固定抵靠在圈状曲线17处的提升梁18驱动载体板16并且利用载体板横交于假设线13地驱动框部件14。

在框部件14的季节性的运动中，通过柔性的弹簧带形成的水平元件25的支承部位24的两个调整元件23位于以下位置中，即其相对置地位于假设线13上。

两件式的水平元件25的中间区域构造为环状元件36(stadionelement)，并且横交于假设线13地能在年周期之中在标志元件6的对应于赤道的纬度圈的26.04％到假设线13的一侧的最大偏转和标志元件6的对应于赤道的纬度圈的26.04％到假设线13的另一侧的最大偏转之间能偏转地驱动。水平元件25的这两个部分的相互朝向的端部布置在环状元件36处。

在偏转时水平元件25呈拱形的形状。

水平元件25上面的由标志7围成的区域是日出和日落之间的区域，并且水平元件25下面的由标志7围成的区域是日落和日出之间的区域，其中，标志7给出适用于其的纬度。通过计数在水平元件25上面的标志7读取白天的时间段并且通过计数在水平元件25下面的标志7读取夜晚的时间段。

在框部件14处布置有顶点太阳位置刻度26，其朝向中心轴线5径向向外地在能径向改变的标志7上延伸，并且在标志上示出位于顶点的太阳、即在中午时间的高于水平线的角度。

在载体板16的背向观察者的侧上，能每年旋转一圈地驱动的时差盘形凸轮27能转动地支承在地点固定的支承部分34处。在支承部分34处固定地布置指针31，其与连接件30垂直地与中心轴线5相交地延伸。在其自由端上，指针31具有围绕载体板16的和框部件14的外边缘的指针条32，其扫过框部件14的朝向观察者的侧上的从-15’到+15’(对应大约+4°至-4°的摆动角)的时差刻度33，以用于读取时差。在该地点固定的支承部分34上也能转动地支承驱动齿轮21。利用其径向环绕的曲线轨道28，时差盘形凸轮27固定地抵靠在也形成时差框的框部件14的止挡轨道29上，该框部件横交于与中心轴线5相交的假设线地延伸。通过时差盘形凸轮27，框部件14在年周期中能在第一摆动方向上的4°和在与第一摆动方向相反的第二摆动方向上的4°之间绕着摆动轴线能摆动地驱动，其中，通过框部件14的摆动运动和抵靠在框部件14的调整导向件35处的调整元件23同样能绕着中心轴线5能摆动地驱动水平元件25。4°的摆动角对应于大约十六分钟。相互平行的调整导向件35垂直于与中心轴线5相交的假设线13延伸。

这两个调整元件23通过在中心轴线5上延伸的连接件30相互连接。

图8所示的天文学的测量装置的实施例具有纬度盘1’，其在朝向观察者的侧上径向地承载地理纬度的纬度刻度12’，其除了在0°时相应于赤道以外径向向外地朝向在90°时相应于极的中心轴线5’延伸。

由未示出的钟表机构在顺时针方向驱动纬度盘1’每二十四小时旋转一圈。

在纬度盘1’的朝向观察者的侧之前布置有框部件14’，其具有观看开口15’，其暴露出纬度刻度12’的区域。

与中心轴线5’相交的假设线13’在纬度盘1’上水平地延伸。

框部件14’形成季节框地在年周期中能一次性地横交于假设线13’地在下端点位置和上端点位置之间能运动地驱动，正如图1至7的实施例所描述的那样。

在框部件14’的季节性的运动中，通过柔性的弹簧带形成的水平元件25’的支承部位24’的两个调整元件23’位于以下位置中，即其相对置地位于假设线13’上。

两件式的水平元件25’的中间区域构造为环状元件36’，并且横交于假设线13’地能在年周期之中在对应于赤道的纬度圈的26.04％到假设线13’的一侧的最大偏转和对应于赤道的纬度圈的26.04％到假设线13’的另一侧的最大偏转之间能偏转地驱动。水平元件25’的这两个部分的相互朝向的端部布置在环状元件36’上。

在偏转时水平元件25’呈拱形的形状。

在纬度盘1’上以十纬度的间距与中心轴线5’同中心地施加纬度圈37’，其中，径向最外的纬度圈37’对应于赤道。在径向最内地施加纬度圈37’之后附加地施加极圈38’。

此外，在纬度盘1’上从中心轴线5’出发均匀地在圆周上分布地应用二十四条表示地球经度的径向线39’。

因此得到纬度圈37’和径向线39’的网，在其中观察者能够根据经度和纬度确定其当前的地点。

径向线39’中的一条代表本初子午线40’，在该处适用世界时间(utc)，并且另外的与本初子午线相对置的径向线37’代表日界线41’。对应日界线41’的径向线37’对应零点。从该零点径向线起在顺时针中为接下来的径向线37’增长地设置小时标注1至23。

此外，将已知地点的地点标志42’施加到纬度盘1’上。

在水平元件25’上面的区域是日出和日落之间的区域，并且在水平元件25’下面的区域是日落和日出之间的区域。通过计数在水平元件25’上面的径向线39’读取白天的时间段并且通过计数在水平元件25下面的径向线39’读取夜晚的时间段。

在框部件14’处布置有顶点太阳位置刻度26’，其朝向中心轴线5’径向向外地在纬度圈37’上延伸，并且在其上示出位于顶点的太阳、即在中午时间的高于水平线的角度。

未示出地根据图1至7的实施例，在载体板的背向观察者的侧上，能每年旋转一圈地驱动的时差盘形凸轮能转动地支承在地点固定的支承部分处。在支承部分处固定地布置指针31’，其与中心轴线5’相交地延伸。在其自由端上，指针31’具有围绕载体板的和框部件14’的外边缘的指针条32’，指针条扫过框部件14’的朝向观察者的侧上的从-15’到+15’(对应大约+4°至-4°的转动角)的时差刻度33’，以用于读取时差。利用未示出的对应图1至7的实施例的机构，框部件14’在年周期中能在第一摆动方向上的4°和在与第一摆动方向相反的第二摆动方向上的4°之间绕着摆动轴线能摆动地驱动，其中，能通过框部件14’的摆动运动和抵靠在框部件14’的调整导向件35’处的调整元件23’同样能绕着中心轴线5’能摆动地驱动水平元件25’。4°的摆动角对应大约十五分钟。相互平行的调整导向件35’垂直于与中心轴线5’相交的假设线13’地延伸。

这两个调整元件23’通过经过中心轴线5’延伸的未示出的连接件相互连接。

对于图8的实施例来说有用于读取日出、顶点或日落的时间的两种可行性方案。

可行性方案1。

当对于地点标志中的一个而言想要读取到日出、顶点或日落的时间时，能够应用该可行性方案。在使用地点标志“格拉苏蒂”和夏时令的实例中其意味着，在那里适用世界时间(utc)+2。纬度盘1’如下地调整，以使得中午十二点时具有小时标注14(12+2)的径向线39’垂直向上定向到指针条32’上。现在，当设置有“格拉苏蒂”的地点标志越过水平元件25’时，显示日出或者日落。当设置有“格拉苏蒂”的地点标志越过太阳顶点刻度26’时，显示顶点位置。

可行性方案2。

当对于未设置有地点标志42的地点而言想要读取到日出、顶点或日落的时间时，能够应用该可行性方案。

纬度盘1’如下地调整，以使得中午十二点时具有小时标注零的日界线41’的径向线垂直向上定向到指针条32’上。

根据日界线41’的经度上的相关纬度圈37’寻找适合于观察者的纬度的点。当该点越过水平元件25’时，其是日出或者日落的时间点。当该点越过太阳顶点刻度26’的时候，其是太阳顶点位置的时间点。知道该时刻为止经过的时间能够直接在小时标注处读取。

附图标记列表

1纬度盘

1’纬度盘

2第一盘

3第二盘

4缝隙

5中心轴线

5’中心轴线

6标志元件

7标志

8朝向观察者的侧

9背向观察者的侧

10导向销

11螺旋槽

12纬度刻度

12’纬度刻度

13假设线

13’假设线

14框部件

14’框部件

15观看开口

15’观看开口

16载体板

17圈状曲线

18提升梁

19提升元件

20提升臂

21驱动齿轮

22转动轴线

23调整元件

23’调整元件

24支承部位

24’支承部位

25水平元件

25’水平元件

26太阳顶点刻度

26’太阳顶点刻度

27时差盘形凸轮

28曲线轨迹

29止挡轨道

30连接件

31指针

31’指针

32指针条

32’指针条

33时差刻度

33’时差刻度

34支承部分

35调整导向件

35’调整导向件

36环状元件

36’环状元件

37’纬度圈

38’极圈

39’径向线

40’本初子午线

41’日界线

42’地点标志。