赤道坐标系模拟地球运行仪

摘要

一种赤道坐标系模拟地球运行仪,包括一个由内外两层共心球构成的地球模型,内球绕地轴自转,外球为双色半球组合体,绕晨昏轴自转,它表面上的光标与公转传动臂相连接;一个红色太阳模型的两个半球之间装有与支柱交角66.5°的轨道板,内球中心和轨道板中央各装有动力、传动装置;本发明可以在赤道坐标中模拟演示地球绕日自转和公转,黄道面和赤道面自然交角的存在,春分、秋分,阳光直射、斜射情况,五带划分等自然现象,形象直观,有较好的演示、教学效果。

说明书

本发明涉及科教仪器，具体地是一种赤道座标系模拟地球运行仪。

地球绕日运行，所引起的昼夜长短变化、四季形成、阳光直射点移动情况，五带的划分……等自然现象，无论在地理教字或科普教育中，都很难用语言、挂图，一般教具等讲述清楚，就是演示地球运行的仪器，如三球仪、地球运行仪等配合讲解，也由于目前这些仪器还存在一些不足，如三球仪中的地球仪太小转速又快，演示时看不清楚；地球运行靠较大底座支承，影响整体形象，某些有关知识(如黄赤交角，光的直射、斜射……)讲述时直观性不强等。

目前，在地球绕日运行这个问题上，无论是教科书、科普读物、挂图、科教仪器，乃至地球仪等均属黄道座标系范畴，也就是说它们都是从黄道座标系的角度上去分析表现地球绕日运行的规律及其所引起的各种自然现象。

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种全新的赤道座标系模拟地球运行仪，它是一种在赤道座标中模拟演示地球绕日运行的仪器，可以演示地球绕日自转和公转，黄道面和赤道面自然交角的存在，春分、秋分，阳光直射、斜射情况，五带划分等自然现象，形象直观，有较好的演示、教学效果。

本发明的目的是这样实现的：

一种赤道座标系模拟地球运行仪，它是在赤道座标系中模拟演示地球绕日运行的仪器，其特征在于：该仪器包括

一个由内外两层共心球构成的地球模型，内球绕地轴自转，按赤道座标运行，球内装着控制自转的动力、传动装置，外球为空心的双色半球组合体，其无色透明半球位于向日面，浅灰色透明半球位于背日面，外球绕晨昏轴自转，按黄道座标运行，它表面上的光标与公转传动臂相连接；

一个由两个红色半球构成的太阳模型，该两个半球之间装有与支柱交角66.5°的轨道板，整个太阳模型由底座、支柱支撑着；

所述轨道板呈椭圆形，它的四周标有二十四个节气的标志，其位于太阳球内中央部分装有控制公转的动力传动装置。

本发明的目的还可以通过以下措施实现：

其中光标与公转传动臂相连接，使地球模型与公转传动臂同步运行。

其中轨道板用黄色有机玻璃制成，其长轴为520cm，其短轴为480cm，它是夸大了的椭圆，而且斜穿太阳模型的球心并与仪器支柱交角66.5°。

其中驱动自转和公转的动力、传动装置包括电机、按键、开关、减速齿轮公转传动臂，分别装在地球模型和太阳模型内。

其中地球模型在赤道座标中运行，该地球模型重心位于较低位置而可利用重力作用使地轴保持上北下南与地面垂直。

本发明有以下积极有益的效果：

1、驱动地球模型13自转和公转的动力、传动装置分别装在地球模型13和太阳模型4内，轨道板8(即黄道面)用黄色有机玻璃制成，安装在太阳模型4的两个半球4A、4B中间，地球模型的光标10与公转传动臂7连接，这样演示时地球模型13像似悬空绕太阳模型4运行，形象十分逼真，所述光标10可以是三个直条如图1所示，也可以为圆套(附图未示)，该光标除表示照射地球的阳光光束外，并起支撑架空地球仪的作用。

2、黄赤交角，黄道面(即轨道面)和赤道面(赤道圈)相交成23.5°角，这个问题讲解时比较抽象，由于本仪器的轨道板(即黄道面)用黄色有机玻璃制成，赤道圈(即赤道面)靠近轨道板运行，这样无论地球模型13运行到什么位置都可以直接观看到黄赤交角的存在，非常直观。

3、春分、秋分，本仪器可以直接观看到当地球模型13和太阳模型4(严格说是它们的球心)同时处在黄赤交线上，这时光标10指在赤道上，无论北半球或南半球昼夜长短相等，如果地球模型13处于自南向北(升)运行，这时是秋分，反之，如果地球模型13正处于自北向南(降)运行，这时是春分。

4、椭圆形轨道板8，地球运行轨道是椭圆形，椭圆率很小，近似圆形，这样不仅讲解时要附加解释，而且在科学性上，也容易造成误解，赤道座标地球运行仪做为教学仪器，为了突出重点，加深认识，在不违反科学性的前提下，将轨道板8制成夸大了的椭圆、长轴520cm，短轴480cm，给人一目了然，留下地球公转轨道是椭圆的深刻印象。

5．本仪器设有用有机玻璃制的，粗细一致的表示射到地球模型不同位置的光标10，用来观察、分析由于由理位置不同接受太阳光热能的不同情况，使本来抽象不易讲清的阳光直射、斜射、地面受热情况，五带划分等自然现象直观、形象化，利于讲解和接受。

6．本仪器的地轴是直立的(即上北下南)，地球仪上的地图与一般挂图上的地图方向是一致的。

本说明书加以下附图：

图1是本发明的结构示意图，为正视图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1的俯视剖视图。

附图编号：

1．电机      2．公转开关按键         3．公转开关

4．太阳模型  4A．太阳模型红色半球    4B．太阳模型红色半球

5．1号干电池 6．公转齿轮             7．公转传动臂

8．轨道板    9．底座                 10．光标

11．浅灰、无色各半透明球             12．地轴自转开关按键

13．地球仪    14．自转开关         15．自转齿轮

16．变速齿轮夹板                   17．5号干电池

18．减速齿轮    19．支柱

本发明的赤道座标系模拟地球运行仪，它是在赤道座标系中模拟演示地球绕日运行的仪器，请参照图1图2图3，该仪器包括：

一个由内外两层共心球构成的地球模型11、13，内球13绕地轴自转，按赤道座标运行，球内装着控制自转的动力、传动装置，外球11为空心的双色半球组合体，其无色透明半球位于向日面，浅灰色透明半球位于背日面，外球绕晨昏轴自转，按黄道座标运行，它表面上的光标10与公转传动臂相连接；

一个由两个红色半球4A、4D构成的太阳模型4，该两个半球之间装有与支柱19交角66.5°的轨道板8，整个太阳模型由底座9、支柱19支撑着；

所述轨道板8呈椭圆形，它的四周标有二十四个节气的标志，其位于太阳球内中央部分装有控制公转的动力传动装置；

其中光标10与公转传动臂相连接，使地球模型11、13与公转传动臂7同步运行。

在较佳实施例中，所述轨道板8用黄色有机玻璃制成，其长轴为520cm，其短轴为480cm，它是夸大了的椭圆，而且斜穿太阳模型4的球心并与仪器支柱19交角66.5°。

实施时，所述驱动自转和公转的动力、传动装置包括电机1、按键2、12、开关3、14、减速齿轮18公转传动臂7，分别装在地球模型和太阳模型内。

其中地球模型13在赤道座标中运行，该地球模型重心位于较低位置而可利用重力作用使地轴保持上北下南与地面垂直。