專利名稱：地月儀教學(xué)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種演示月球圍繞地球公轉(zhuǎn)、地球自轉(zhuǎn)并圍繞太陽公轉(zhuǎn)的地月儀教學(xué)模型。
目前，在普通中、小學(xué)校所使用的反映月球、地球和太陽之間運(yùn)行關(guān)系的天體教學(xué)實物模型多為靜態(tài)結(jié)構(gòu)，或是具有簡單運(yùn)動關(guān)系的結(jié)構(gòu)，其形象較為呆板，不能逼真地模擬月球、地球和太陽在空間的立體運(yùn)動規(guī)律，使學(xué)生也不能較直觀地了解自然界的天文景觀。
本實用新型的目的就是要提供一種能更真實更直觀地反映天體星球之間立體運(yùn)動規(guī)律的地月儀教學(xué)模型。
為實現(xiàn)此目的，本實用新型所設(shè)計的地月儀教學(xué)模型，由太陽、地球、月球殼體及其支承件、太陽光源以及地球公轉(zhuǎn)行星輪系、地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，地軸傾角控制機(jī)構(gòu)等組成。電機(jī)驅(qū)動行星輪系運(yùn)轉(zhuǎn)，行星輪系的臂桿圍繞中軸反時針旋轉(zhuǎn)，這一轉(zhuǎn)速就是地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的速度。行星輪系中的行星輪自轉(zhuǎn)并圍繞中心輪公轉(zhuǎn)，由于地球與太陽有相當(dāng)?shù)木嚯x，如果在行星輪上直接裝上地球，雖然也可以實現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，但內(nèi)齒輪的尺寸無疑將很大。因此，本方案采取了延伸臂桿的設(shè)計，將臂桿沿徑向向外延長至一定的距離，再將行星齒輪的轉(zhuǎn)速通過一系列齒輪傳遞到遠(yuǎn)端，從而縮小了內(nèi)齒輪的尺寸，實現(xiàn)了地球遠(yuǎn)距離旋轉(zhuǎn)。通過設(shè)計傳動齒輪的個數(shù)，可使地球始終沿反時針方向旋轉(zhuǎn)。月球是圍繞地球公轉(zhuǎn)的，因此，只需在地球自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中加設(shè)一付減速傳動齒輪，即可實現(xiàn)月球的公轉(zhuǎn)。地軸傾向即地軸與地球軌道平面的夾角的控制是通過地球支座下端的傳動齒輪的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，該傳動齒輪的傳動力矩也來自于行星齒輪的傳動。當(dāng)該齒輪的轉(zhuǎn)速與臂桿轉(zhuǎn)速相等而方向相反時，地軸就處于一種相對″靜止″狀態(tài)，使地軸始終指向同一個方向，即北極星方位。
本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于所設(shè)計的模型在通電運(yùn)行狀態(tài)下可以較形象、生動、逼真地模擬月球、地球和太陽在空間的立體運(yùn)行規(guī)律，使學(xué)生可以更多更直觀地了解地球上日夜的更替、南北極的極晝和極夜現(xiàn)象、四季變化、日食、月食以及月球的盈虧圓缺等自然界的天文景觀，是寓教于樂的理想科普教學(xué)儀器。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型的實施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述附圖為一種地月儀教學(xué)模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示的地月儀教學(xué)模型，包括太陽、地球、月球殼體及其支承件，以及地球公轉(zhuǎn)行星輪系、地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、地軸傾角控制機(jī)構(gòu)。
地球公轉(zhuǎn)行星輪系由電機(jī)1、主齒輪2、從齒輪3、中心齒輪4、四個行星齒輪5、10、內(nèi)齒輪9、延伸臂桿11和轉(zhuǎn)盤6構(gòu)成。電機(jī)1安裝在底座7的蓋板8下面，蓋板8上面固定有內(nèi)齒輪9，蓋板8中間設(shè)有太陽空心支桿31，太陽空心支桿31上設(shè)有太陽殼體13及光源32。電機(jī)1的主軸穿過蓋板8與主齒輪2相連，主齒輪2與從齒輪3嚙合，從齒輪3與中心齒輪4同軸相聯(lián)，中心齒輪4與內(nèi)齒輪9之間均布有四個行星齒輪5、10，其中一個行星齒輪5的轉(zhuǎn)軸下端插入轉(zhuǎn)盤6中，上端穿過延伸臂桿11聯(lián)有傳動齒輪14，延伸臂桿11上的三個凸柱33分別穿過另外三個行星齒輪10插入轉(zhuǎn)盤6中。延伸臂桿11由安裝在內(nèi)齒輪9上的滾球30支承轉(zhuǎn)動，其端部設(shè)有用以平衡延伸臂桿11另一端地球、月球及其傳動機(jī)構(gòu)重量的平衡塊12。這樣，在電機(jī)1的驅(qū)動下，通過主齒輪2、從齒輪3以及中心齒輪4的傳動，帶動行星齒輪5、10既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，并由此帶動連在行星齒輪5上面的傳動齒輪14也自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。與此同時，四個行星齒輪5、10公轉(zhuǎn)推動連接延伸臂桿11和轉(zhuǎn)盤6的凸柱33轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動轉(zhuǎn)盤6和延伸臂桿11旋轉(zhuǎn)，這一轉(zhuǎn)速即是地球的公轉(zhuǎn)速度。
地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由傳動齒輪14、過渡齒輪15、16、復(fù)合齒輪17、空心齒輪18、錐齒輪19、28、齒輪27、復(fù)合齒輪26、地球自轉(zhuǎn)齒輪25、月球公轉(zhuǎn)齒輪24構(gòu)成。傳動齒輪14通過過渡齒輪15、16將轉(zhuǎn)動傳遞給復(fù)合齒輪17，復(fù)合齒輪17同時與地軸自轉(zhuǎn)齒輪29以及套裝在其轉(zhuǎn)軸上的空心齒輪18嚙合。地軸自轉(zhuǎn)齒輪29安裝在延伸臂桿11的端部，其轉(zhuǎn)軸頂端安裝有地球支座34，地球支座34上設(shè)有聯(lián)為一體的地軸支桿21?？招凝X輪18上聯(lián)有錐齒輪19，錐齒輪19與錐齒輪28嚙合，錐齒輪28則與齒輪27同軸相連，齒輪27將轉(zhuǎn)動傳遞給復(fù)合齒輪26，復(fù)合齒輪26同時與地球自轉(zhuǎn)齒輪25以及月球公轉(zhuǎn)齒輪24嚙合。地球自轉(zhuǎn)齒輪25的空心管套在地軸支桿21上，其頂端安裝有地球殼體20。月球公轉(zhuǎn)齒輪24套在地球自轉(zhuǎn)齒輪25的空心管上，其上聯(lián)有月球支桿23，月球支桿23頂端安裝有月球殼體22。這樣，在傳動齒輪14的帶動下，順序通過過渡齒輪15、16、復(fù)合齒輪17、空心齒輪18、錐齒輪19、28、齒輪27以及復(fù)合齒輪26的傳動，最終使地球自轉(zhuǎn)齒輪25繞地軸支桿21旋轉(zhuǎn)，也使月球公轉(zhuǎn)齒輪24繞地軸支桿21旋轉(zhuǎn)，從面實現(xiàn)地球的自轉(zhuǎn)和月球的公轉(zhuǎn)。
地軸傾角控制機(jī)構(gòu)由地軸支桿21、地球支座34、地軸自轉(zhuǎn)齒輪29、復(fù)合齒輪17構(gòu)成，復(fù)合齒輪17與地軸自轉(zhuǎn)齒輪29嚙合，地軸自轉(zhuǎn)齒輪29帶動與其聯(lián)為一體的地球支座34以及地軸支桿21旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)度與延伸臂桿11的轉(zhuǎn)速相等，方向相反，這樣地軸支桿21保持相對靜止，始終指向同一方向，即北極星所在的位置。
權(quán)利要求1.一種地月儀教學(xué)模型，包括太陽、地球、月球殼體及其支承件，以及地球公轉(zhuǎn)行星輪系、地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、地軸傾角控制機(jī)構(gòu)，其特征在于地球公轉(zhuǎn)行星輪系由電機(jī)(1)、主齒輪(2)、從齒輪(3)、中心齒輪(4)、四個行星齒輪(5、10)、內(nèi)齒輪(9)、延伸臂桿(11)和轉(zhuǎn)盤(6)構(gòu)成，電機(jī)(1)安裝在底座(7)的蓋板(8)下面，蓋板(8)上面固定有內(nèi)齒輪(9)，蓋板(8)中間設(shè)有太陽空心支桿(31)，太陽空心支桿(31)上設(shè)有太陽殼體(13)及光源(32)，電機(jī)(1)的主軸穿過蓋板(8)與主齒輪(2)相連，主齒輪(2)與從齒輪(3)嚙合，從齒輪(3)與中心齒輪(4)同軸相聯(lián)，中心齒輪(4)與內(nèi)齒輪(9)之間均布有四個行星齒輪(5、10)，其中一個行星齒輪(5)的轉(zhuǎn)軸下端插入轉(zhuǎn)盤(6)中，上端穿過延伸臂桿(11)聯(lián)有傳動齒輪(14)，延伸臂桿(11)上的三個凸柱(33)分別穿過另外三個行星齒輪(10)插入轉(zhuǎn)盤(6)中，這樣四個行星齒輪(5、10)公轉(zhuǎn)時帶動延伸臂桿(11)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速即為地球的公轉(zhuǎn)速度；地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由傳動齒輪(14)、過渡齒輪(15、16)、復(fù)合齒輪(17)、空心齒輪(18)、錐齒輪(19、28)、齒輪(27)、復(fù)合齒輪(26)、地球自轉(zhuǎn)齒輪(25)、月球公轉(zhuǎn)齒輪(24)構(gòu)成，傳動齒輪(14)通過過渡齒輪(15、16)將轉(zhuǎn)動傳遞給復(fù)合齒輪(17)，復(fù)合齒輪(17)同時與地軸自轉(zhuǎn)齒輪(29)以及套裝在其轉(zhuǎn)軸上的空心齒輪(18)嚙合，地軸自轉(zhuǎn)齒輪(29)安裝在延伸臂桿(11)的端部，其轉(zhuǎn)軸頂端安裝有地球支座(34)，地球支座(34)上設(shè)有聯(lián)為一體的地軸支桿(21)，空心齒輪(18)上聯(lián)有錐齒輪(19)，錐齒輪(19)與錐齒輪(28)嚙合，錐齒輪(28)則與齒輪(27)同軸相連，齒輪(27)將轉(zhuǎn)動傳遞給復(fù)合齒輪(26)，復(fù)合齒輪(26)同時與地球自轉(zhuǎn)齒輪(25)以及月球公轉(zhuǎn)齒輪(24)嚙合，地球自轉(zhuǎn)齒輪(25)的空心管套在地軸支桿(21)上，其頂端安裝有地球殼體(20)，月球公轉(zhuǎn)齒輪(24)套在地球自轉(zhuǎn)齒輪(25)的空心管上，其上聯(lián)有月球支桿(23)，月球支桿(23)頂端安裝有月球殼體(22)，這樣地球自轉(zhuǎn)齒輪(25)和月球公轉(zhuǎn)齒輪(24)的轉(zhuǎn)動分別形成地球的自轉(zhuǎn)和月球的公轉(zhuǎn)；地軸傾角控制機(jī)構(gòu)由地軸支桿(21)、地球支座(34)、地軸自轉(zhuǎn)齒輪(29)、復(fù)合齒輪(17)構(gòu)成，復(fù)合齒輪(17)與地軸自轉(zhuǎn)齒輪(29)嚙合，地軸自轉(zhuǎn)齒輪(29)帶動與其聯(lián)為一體的地球支座(34)以及地軸支桿(21)旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)度與延伸臂桿(11)的轉(zhuǎn)速相等，方向相反，這樣地軸支桿(21)保持相對靜止，始終指向同一方向。
專利摘要本實用新型公開了一種演示月球圍繞地球公轉(zhuǎn)、地球自轉(zhuǎn)并圍繞太陽公轉(zhuǎn)的地月儀教學(xué)模型。它由電機(jī)驅(qū)動的地球公轉(zhuǎn)行星輪系、地球自轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、地軸傾角控制機(jī)構(gòu)、以及太陽、地球、月球殼體及其支承件、發(fā)光光源等構(gòu)件組成。該模型能再現(xiàn)日食、月食、月球圓缺盈虧、地軸傾斜指向、南北極的極晝、極夜變化、四季更替等多種天文自然景觀,是寓教于樂的理想科普教學(xué)儀器。
文檔編號G09B27/00GK2396466SQ9924507
公開日2000年9月13日 申請日期1999年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月13日
發(fā)明者朱紹連 申請人:朱紹連