專利名稱：帶有時空世界鐘的同心三球儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種融合地球儀，時鐘及天文知識于一體的實用技術。
為了實現上述目的，本實用新型依照三球同心的思路，同心、分層置天球、地球、晝夜球于一體，并設鐘表驅動系統和齒輪傳動系統，組成同心三球儀。首先將用高強度、高透明度塑料制成的天球(外球)(1)固定在底座(4)上，它在展現天球內容的同時還起著支架的作用。南托架(6)和北支架(5)分別在天球內于天南極和天北極與天球相連結，形成地球(中球)(2)的轉動軸，地球(2)以此軸線確定其位置。晝夜球(內球)(3)由晝夜球南突針(14)和晝夜球北突針(13)分別與南托架槽(11)和北支架孔(12)相連結，形成與地球轉動軸成23度26分夾角的轉動軸線，就此形成同心三球儀構架。鐘表驅動系統(15)設置在底座(4)上部與天球連結處，通過動地齒輪(16)驅動地球每24小時轉動一周，通過計日齒(18)和計日彈簧(17)驅動晝夜球直齒錐齒輪(20)每24小時轉動一齒(即360/365度園心角)。設定位彈簧以穩定晝夜球的日常位置。手動的驚天鈕(7)和動地鈕(8)可以隨意對地球和天球的狀態進行調整。為了強化晝夜效果，可改晝夜球為明暗板，于明面球心處設照明光源。在支座外設數字石英電子鐘(23)，以提供當地時間，和分秒信息。
本實用新型的有益效果是，拓展了現有地球儀的信息量，改變了現有時鐘的固有形態和單一功能，融進了廣袤的時空概念，使人們得以形象地了解宇宙空間、時空概念、季節變化等的演變規律，給人們的教學和日常生活提供一種全新的實用新型伙伴。
附圖
一是本實用新型剖面圖。圖中1.天球(外球)，2.地球(中球)，3.晝夜球(內球)，4.底座，5.北支架，6.南托架，7.驚天鈕，8.動地鈕，9.驚天受力帶，10.動地受力帶，11.南托架槽，12.北支架孔，13.晝夜球北突針，14.晝夜球南突針，15.鐘表驅動系統，16.動地齒輪，17.計日彈簧，18.計日齒，19.螺帽，20.晝夜球直齒錐齒輪，22.螺帽，23..數字石英電子鐘。
附圖二是天球(外球)等角正園柱投影圖。在天球殼內壁陰刻星座，星系，銀河，黃道，24節氣，月份等，以展示天象。
附圖三是地球(中球)等角正園柱投影圖。在地球外表印制世界地圖，特別強調世界時標記線，以顯示世界時，時差和各國家、地區、城市的地方時，體現世界鐘的功能。
附圖四是晝夜球(內球)等角正園柱投影圖。球面分晝半球和夜半球，晝半球表面涂熒光材料，白天淡白色，夜間發熒光，以映襯白天受陽光的半個地球；夜半球表面涂海蘭色或中灰色，以映襯夜間的半個地球。在球面的黃道線上就晝夜兩個半球分別注記6到12再到6的記時數字。晝半球的中午12點為有代表性的陽光直射點，它還是提示24節氣的標志點。
圖五是北支架大樣圖。通過北支架(5)上段以方柱形式與天球(1)的方孔作緊密連結，以螺帽(19)固定其上下位置。北支架(5)下段與地球(2)之間以園柱，園孔的形式相連，地球可靈活繞園柱轉動。北支架以北支架孔(12)控制晝夜球北突針(13)的座標，使晝夜球只能繞其轉動而不能左右移動。
圖六是南托架大樣圖。通過南托架(6)下段以方筒形式與天球(1)的方孔作緊密連結并以螺帽(22)固定其位置，南托架上段與地球(2)以園筒，園孔的形式相連，使地球(2)可靈活繞園筒轉動。南托架以南托架槽(11)控制晝夜球南突針(14)的座標，使晝夜球只能繞其轉動而不能水平位移。
權利要求1.帶有時空世界鐘的同心三球儀，是在透明塑料制作的天球殼體內，再分層設置透明的地球和晝夜球，其特征是天球(1)的下半球用螺釘固定在底座(4)上；以北支架(5)和南托架(6)一端的方柱或方筒分別插入天球北極或南極的方孔內，并用螺帽(19)、(22)固定；置晝夜球(3)于南托架槽(11)和北支架孔(12)之間的中心位置；計日彈簧(17)安裝在南托架(6)的短端，即計日齒運行軌跡與晝夜球直齒錐齒輪的切點處；地球(2)以兩個半球的方式扣合在天球與晝夜球之間；最后扣合上天球(1)的上半球和安裝上鐘表動力系統(15)，組成同心三球儀。
2.根據權利要求1.所述的帶有時空世界鐘的同心三球儀，其特征是選用高強度的透明塑料制作天球薄殼，其下半球與底座(4)用螺釘固定，球內表面上陰刻星座、銀河、黃道、節氣和月份，上半球與下半球扣合成整球。
3.根據權利要求1.所述的帶有時空世界鐘的同心三球儀，其特征是設置晝夜球(內球)(3)，球表面分明半球和暗半球，并分別設置6到12到6的兩組時刻注記，球表面下部鑄有365齒的直齒錐齒輪，受計日彈簧(17)推動，每24小時轉動一齒。
4.根據權利要求1.所述的帶有時空世界鐘的同心三球儀，其特征是在支座(4)內設置鐘表驅動系統(15)，通過時針齒輪與動地齒輪(16)嚙合帶動地球(2)每24小時轉動一圈。
專利摘要帶有時空世界鐘的同心三球儀，是融現有地球儀、時鐘及天文知識于一體的實用技術。基于三球同心的創意，由外向內分層設置天球(外球)(1)、地球(中球)(2)、晝夜球(內球)(3)，天球固定在基座(4)上，再通過南托架(6)和北支架(5)，限定地球和晝夜球的空間位置，組成同心三球儀構架。設置鐘表驅動系統(15)，通過時針齒輪與動地齒輪(16)的嚙合傳動，帶動計日彈簧(17)、計日齒(18)驅動地球和晝夜球協調運作，得以形象展現地球上周而復始的節氣輪回、天象變化和時刻、晝夜的變換規律。適用于課堂教學和日常生活。
文檔編號G09B27/00GK2577371SQ01225469
公開日2003年10月1日 申請日期2001年6月18日 優先權日2001年6月18日
發明者曹焰, 曹婷, 楊曉華, 曹世法 申請人:曹焰