專利名稱:一種演示地球、月球運行規律的裝置的制作方法
本發明涉及一種演示地球、月球運行規律的裝置。
從電視片《大自然的奧秘》中，看到一種演示地球、月球運行規律的裝置，該裝置的缺點是較笨重，因而使用不便且成本較高;對地月系統運行規律的演示效果還不夠理想;難以在社會中廣泛普及，特別是難以作為一種具有教育意義的兒童玩具進入許多家庭，隨著人們消費水平的提高，演示用具的玩具化已經較為明顯，例如，許多人是把地球儀作為玩具而不是作為教具送給自己或別人的孩子，可是，前面所述的裝置卻難以適應這種變化。
本發明的目的，是要提供一種尺寸小巧、結構簡單、演示功能較理想的裝置，以模擬地球、月球的運行規律，并期望該裝置動作可靠且成本較低。
在本發明中，有一個地球模型、一個月球模型、一個底座和一個用于支承月球模型的小轉臂，其特征在于，在該小轉臂上裝有用以保持月球模型自轉軸方向的行星輪。為了使行星輪能夠自動地隨著小轉臂的轉動而平動，還可以設置一個太陽輪。上述太陽輪、行星輪可以用帶，特別是同步齒形帶相聯接;也可以用鏈相聯接;還可以用齒輪，特別是園錐齒輪相聯接等。
上述裝置的特征部分是可以代換的。例如，為了模擬月球的同步自轉現象，可以在小轉臂上安裝一個卡塊，通過該卡塊上的槽或凸出部分與月球模型上的定位桿或槽的配合，來實現上述模擬功能。
當然，上述特征部分也可以互相迭加，形成一種新的、功能更完善的裝置。
尺寸小巧是上述裝置的一個顯著特點，通常，其底座的最大尺寸不超過月球模型的回轉范圍。
為了模擬地球或月球的進動現象，可以把地球或月球模型分別安裝在它們的支架上，該支架上有兩根軸線，一是它們的自轉軸線，二是它們的進動軸線。如果使上述支架繞其進動軸線轉動，便可模擬地球和/或月球的進動現象。
為了模擬月球拱線的轉動現象，可以將小轉臂安裝在一個可以沿環形曲線平動的平動圈上。當該平動圈帶動小轉臂平移時，便可模擬月球拱線的轉動。
實現上述平動圈平動的方案較多，例如可采用十字滑塊的方法來實現等，但是，本發明建議采用平行四連桿機構來實現此項功能。
為了模擬黃白交角，還可以將小轉臂安裝在底座上的白道模擬面上。該白道模擬面可以是平面，也可以是園柱面或其二者的結合。由于白道模擬面的軸線方向通常與底座底面的垂線保持大約黃白交角的角度，所以建議將安裝月球模型支架的柱的上部的軸頸(或孔)的軸線與該柱的基本軸線也制成大約等于黃白交角的角度，以保持上述軸頸與底座底面大體垂直。這樣，將有助于較正確地演示月球的進動現象。
為了模擬月球交點線的轉動，還可以將上述白道模擬面制作在一個可以轉動的白道模擬塊上。這樣，當白道模擬塊轉動時，就可實現月球交點線的模擬轉動。不過，由此帶來的一個缺點是，隨著白道模擬塊的轉動，月球模型自轉軸線的方向也發生了變化。
為了既能模擬月球交點線的轉動，又不引起月球模型的自轉軸線的方向變化，可以將小轉臂安裝在底面靠在白道模擬塊的白道模擬面上的、不能繞白道模擬塊的轉軸轉動的搖板上。不過，該搖板可以繞白道模擬塊轉軸的垂線方向搖動。
當使用白道模擬塊時，如果月球模型支架還是直接套裝在支承月球模型的柱上，那么，月球模型的自轉軸線的方向將在大約兩倍于黃白交角的范圍內變化。為了排除由于白道模擬塊的轉動引起的月球模型自轉軸線的方向變化，最好將月球模型及其支架安裝在一個能夠自位的支架上。建議按照重心低于支點的隨遇平衡原理制做這種支架。在結構處理上，建議參考萬向接手的構造原理。
由于黃白交角比較大(5°9’)，當小轉臂的所在平面與地球模型的中心之間的距離較大時，就使得地球模型中心到小轉臂的軸線的距離也較大。這樣，在演示月球交點線的轉動時，能夠引起月球拱線的不合理的變化，從而增加了該裝置的演示誤差。
為了補償上述誤差，可以將小轉臂安裝在一個平動盤上，利用該平動盤的平移，使得地球模型中心位于小轉臂的轉動軸線上或者該軸線的附近。上述平動盤之所以采用平移的方案而不采用偏心轉動，是為了防止引起月球模型自轉軸線的方向變化。
鑒于月球的拱線和交點線的轉動都是客觀存在的天文學事實，為了模擬這種事實，可以將上述的平動盤分成兩部分，一部分是保持原補償功能的，仍稱之為平動盤，另一部分是在該平動盤上分加裝一個平動圈，以模擬月球拱線的轉動。這樣，其演示功能就比較齊全了。
如上所述，還不能說得到了一種能夠完美地演示地球、月球運行規律的裝置，因為上述裝置對地球、月球運行規律的演示還具有局限性。例如，還看不出地球的公轉情形等。
為了更全面地演示地球、月球的運行規律，特別是更好地演示地球在其軌道上的運動狀況，可以用一個太陽模型取代前述裝置中的地球模型，用太陽模型支架取代月球模型支架，用前述的演示地球、月球運行規律的裝置取代前述裝置中的月球模型及其支架，將前述的小轉臂改稱為大轉臂，將前述的白道模擬面改稱為黃道模擬面，將前述裝置中暗含的黃道模擬面改為暗含太陽系不變面，將前述的月球拱線改稱為地球拱線，將前述的月球交點線改稱為地球交點線等等。經過上述處理后，就能得到一種更全面地演示地球、月球運行規律的裝置。當然，由于地球不存在同步自轉的問題，前述裝置中用于模擬月球同步自轉的卡塊等就沒有必要存在了。
在上述各裝置中，各功能件的尺寸關系，如月球模型、地球模型的尺寸和月地距離之間的比例等，一般是不能按天文學的實際數據的比例制做。實際上，就是那些能夠按天文學的比例制做的部分，如地球軌道的偏心率等，也可以放大或縮小，以突出其特點，強化演示效果。
另外，上述太陽模型用透明或半透明的材料制做且內部裝有發光體，也是有益的。甚至整個太陽模型可以用一個特制的球形燈泡或球形燈管制做，這對于演示月相或食，將增加直觀性和趣味性。另外，還可用于演示從月球或地球外部來觀察地球或地月系統。
為了增強食的演示效果，使月球模型和太陽模型對于地球模型的表面附近的視角較為接近，也是一種有益的方案。必要時，還可以極大地增加小轉臂與/或大轉臂的長度，以便增強“望”或“溯”的演示效果。為了同一目的，也可以在加長大、小轉臂的同時或者只對黃白交角進行適當地放大。
由于月球、地球的各種運動及太陽的自轉等具有確定的方向，因此，本發明可使用棘輪或帶箭頭的標牌來保證或指示正確的運動方向。
本發明中有相對運動的零件之間，可以采用滑動軸承或支承面，也可以采用滾動軸承或滾動支承面等。
下面結實施例及附圖對本發明作進一步說明。
實施例一，如圖1所示。〔1〕是地球模型，〔2〕是地球模型支架，該支架除了可按圖示形狀制作外，還可以采用常見地球儀中的半園弧形支架或根據需要重新設計。〔12〕是月球模型，〔13〕是月球模型支架，該支架也可以采用其他的造型形式。支架〔2〕安裝在心軸〔7〕上，支架〔13〕安裝于柱〔14〕上，它們的配合松緊要合適。為了放大制造公差，也可參照圖16，利用螺母〔57〕來緊固地球模型支架〔56〕的結構。
當轉動支架〔2〕或〔13〕時，即可以演示地球或月球的進動現象;當轉動地球模型〔1〕或月球模型〔12〕時，它們將在各自的自轉軸上轉動，以模擬它們的自轉現象。
用于支承著月球模型并使之能夠環繞地球模型進行公轉的是小轉臂〔8〕，為了演示月球模型自轉軸線的空間方向基本不變的特性，該小轉臂內裝有太陽輪〔4-1〕和行星輪〔15〕及聯接它們的帶〔5〕。為了使小轉臂定位可靠，還安裝有壓蓋〔3〕。另外，壓蓋〔9〕是用作行星輪〔15〕定位的，且兼用于柱〔14〕定位。同時，還建議將柱〔14〕和行星輪〔15〕用鍵聯接或者直接制成一體。
上述各部分均支承于底座〔4〕上，將底座〔4〕與太陽輪〔4-1〕制為一體，是為了結構處理的方便，并不是唯一的選擇。為了保持本裝置的穩定，在底座〔4〕內部可以安裝重物〔6〕，該重物可以用廉價材料如混凝土等制做。
心軸〔7〕可以位于太陽輪〔4-1〕的中心線上，但最好安裝在具有適當偏心的位置上，以近似地模擬地球位于月球的橢園形軌道的一個焦點上。
在本實施例及以下將列舉的實施例中，太陽輪〔4-1〕和行星輪〔15〕之間聯接的帶〔5〕，可以選用同步齒形帶，也可以選用其他類型的傳動方式，如鏈傳動、齒輪傳動等。在齒輪傳動中，又以選用園錐齒輪傳動較好。只要注意到其基本的功能要求是使柱〔14〕獲得環繞地球模型〔1〕的平動就行了。
為了演示月球同步自轉這一天文學事實，可以在小轉臂〔8〕上安裝一個卡塊〔10〕，利用該卡塊上的一個槽與固定在月球模型上的一個定位桿〔11〕的頭部(最好是球形)的配合來達到這一目的。具體情形可見A向放大圖。
當然，槽并不是一定要制在卡塊上，也可以制在定位桿上，但這時應在卡塊上制出適合于定位的形狀。圖2是這種情況的一個例子，其中，〔11-1〕是開有凹槽的定位桿，〔10-1〕則是卡塊，它也是利用球面進行定位的。圖2的投影方向可按圖1的A向加以理解。
事實上，定位桿〔11〕可以省略，通過在月球模型上開出一個定位長孔或槽的方法來實現月球模型的模擬同步自轉。具體情形可參見圖9。圖中，〔10-2〕是卡塊;〔16〕是在月球模型〔12-1〕上所開的定位長孔。
應注意，在上述裝置中使用行星輪和太陽輪與在小轉臂上安裝卡塊是互相獨立的，這兩種結構既可以分別單獨使用，也可以同時用于一個裝置。另外，還可只使用行星輪，此時該輪被用于柱的手動調整。
實施例二，如圖3所示。它是實施例一的改進型。它增設了用于支承小轉臂〔8〕的、與底面〔18〕傾斜的、能夠模擬白道面的表面〔19〕。在本實施例中，該表面〔19〕是平面與園柱面的組合。必要時，也可采用其他形式的表面，如園環狀表面等。一般而言，本實施例中的底面〔18〕可視作平行于黃道面的模擬平面。由于黃道面與太陽系不變面的夾角較小(約1°35’)，必要時，也可將其視作太陽系不變面。
為了在引入黃白交角后使月球模型自轉軸及進動軸盡量保持正確的方向，建議使本實施例中的柱〔14-1〕的軸線與其安裝月球模型支架〔13〕處的頸部〔17〕保持一定的角度，以使該軸頸〔17〕與底面〔18〕大體垂直。
在本實施例中，雖然地球模型〔1〕的中心A點可以位于太陽輪〔4-1〕的軸線X-X上，但是，還是使其與該軸線適當偏離更好些，以模擬地球位于月球橢園軌道的一個焦點上。
本實施例的其他有關情況，可參見實施例一。
實施例三，如圖4所示。它也是實施例一的改進型。它將實施例一(見圖1)中的底座〔4〕上用于支承小轉臂〔8〕的部位連同太陽輪〔4-1〕一起從底座〔4〕中獨立出來，并在圖4中將其記作平動圈〔23〕，它可環繞支承地球模型的心軸〔7〕作平動。當該平動圈環繞心軸〔7〕平動時，就模擬了月球拱線的轉動現象。能夠實現平動圈〔23〕環繞心軸〔7〕平動的方案很多，本實施例建議采用兩個曲柄〔21〕來實現這一運動。實質上，兩個曲柄〔21〕與平動圈〔23〕，底座〔4-2〕構成了平行四連桿機構，使平動圈〔23〕得到了預期的運動。另外，采用多個曲柄的方案也是可行的。
對平動圈〔23〕，以采取緊固措施為好，既可采用圖5所示的T型螺栓〔24〕緊固(此時，T型槽的回轉半徑應與曲柄〔21〕的偏心距相當)，也可采用圖6所示的頭部具有偏心的特制螺栓〔25〕加以緊固(請注意，圖5、圖6中其余各件的編號可參見圖4)，但是，最好在曲柄〔21〕的上部安裝螺母〔20〕，通過用該螺母來固定曲柄和平動圈的相對位置的方法，間接地將平動圈固定在底座上。注意，曲柄〔21〕下部的螺母〔22〕不是用于緊固曲柄和底座的，它是作為曲柄的軸向定位元件使用的。
本實施例的其余部分，請參見實施例一的有關說明。
實施例四，如圖7所示。它是實施例二的改進型。它在實施例二的基礎上分離出了一個底面支承在白道模擬面〔29〕上的平動圈〔26〕。在本實施例中，與平動圈〔26〕有關的結構處理原則可參見實施例三，其余部分可參見實施例二。在圖7中，〔20〕是安裝空間加大后的螺母，〔27〕是在曲柄〔28〕的臺肩下加裝的墊圈。另外，本實施例的底座下沒有安裝重物。
圖7中，那些未作說明的、具有編號的零件的名稱，可參見實施例二或實施例三的可類比部分。
實施例五，如圖8所示。它也是實施例二的改進型。它將實施例二中的底座〔4〕的用以支承小轉臂〔8〕作模擬白道運動的部分，連同太陽輪〔4-1〕一起，從底座〔4〕中獨立出來，形成一個白道模擬塊〔30〕。當轉動該白道模擬塊時，則可模擬月球交點線的轉動現象。上述白道模擬塊以采取緊固措施為好，建議在環狀T型槽內用螺栓〔31〕加以緊固。
在本實施例中，用于實現月球模型〔12〕同步自轉的卡塊〔10-3〕做成了筒狀，可兼用于掩飾內部比較雜亂的結構。
當白道模擬塊〔30〕轉動時，其上所制的太陽輪〔4-1〕的軸線方向也將發生變化，從而引起月球模型自轉軸線的方向變化。由于黃白交角比較大，一般不宜忽略這種變化，因此，建議使用一種可以保持自位的月球模型支架。可以使用圖8中的利用萬向接手和重錘〔32〕的懸掛裝置來達此目的。該萬向接手的基本構件是支架〔33〕、搖圈〔34〕、銷〔35〕、自位軸〔36〕、銷〔37〕，它們在重錘〔32〕的作用下，能夠保持月球模型及其支架與底座的下平面所成的角度基本不變。
為了看清具體結構，圖10繪出了經過圖8中銷〔35〕的中心線的橫剖面圖。當然，銷〔35〕也可做成直銷或一端帶有螺紋。在本圖中，零件的編號與圖8相同。
至于本實施例的其他部分可參見實施例二的有關說明。
實施例六，如圖11所示。它是實施例五的改進型。它將實施例五中的白道模擬塊〔30〕分為兩部分搖板〔38〕和白道模擬塊〔39〕，使得小轉臂〔8〕不再隨白道模擬塊的轉動而轉動，從而使月球模型〔12〕的自轉軸線的方向基本不變。
搖板〔38〕的定位是這樣實現的壓板〔40〕使它的底面與白道模擬塊貼在一起，它中部的孔與心軸〔41〕上的球面部分相配合，使該搖板獲得徑向定位，通過安裝在球形部位的銷〔42〕與該搖板的孔內所開的槽的配合，使該搖板不能繞心軸〔41〕轉動。這樣，當轉動白道模擬塊〔39〕時，就較好地模擬了月球交點線的轉動。另外，本實施例使用的卡塊〔43〕與實施例一所用的卡塊相仿。
為了說明搖板的定位情況，圖12繪出了通過銷〔42〕且垂直于心軸〔41〕的剖面圖。圖中各件的標號，則與圖11相同。
至于本實施例的其他部分，可參見實施例五的有關說明。
實施例七，如圖13所示。本實施例是實施例六的改進型。為了在模擬月球交點線的轉動時，不同時引起月球拱線的不合理變化，在本實施例中，將實施例六的搖板〔38〕分成了搖板〔44〕、平動圈〔45〕。通過該平動圈在搖板〔44〕上的平動，可抵消由于白道模擬塊〔46〕的轉動而引起的月球模型〔12〕的拱線的改變，從而使演示效果具有明顯的獨立性。搖板〔44〕的作用是保證平動圈〔45〕不隨白道模擬塊的轉動而轉動。
在本實施例中，除了可使用如圖13中所示曲柄〔47〕和使用如圖5或圖6所示的結構來實現平動圈〔45〕的緊固外，還可以使用如圖7所示的曲柄〔28〕及安裝于其上的螺母等。
在本實施例中，搖板〔44〕的定位特點在于其中部所開的孔(參見圖14)內，保留了一段窄的園柱面〔48〕，而該孔的上下部分可做成錐形孔，當銷〔49〕插入該孔的槽以后，可使搖板在垂直于心軸〔50〕的方向上搖動，而不能繞該軸轉動。
另外，還可以在搖板〔44〕上制出直孔，而在心軸〔50〕上制出窄的園柱面并通過銷〔49〕以實現定位(見圖15)。
至于本實施例的其他部分，可參見實施例六。
實施例八，如圖16所示。本實施例是實施例七的改進型。其主要是將實施例七中的平動圈〔45〕分成了平動盤〔51〕和平動圈〔52〕。平動盤〔51〕是用于抵消白道模擬塊〔53〕的轉動而引起的月球模型的實際回轉中心對于地球模型中心的偏離;而平動圈〔52〕的增加，又使得本裝置能夠獨立地分別演示月球拱線和交點線的轉動情形。
在圖16中，用于使平動盤〔51〕和平動圈〔52〕保持平動且兼起緊固作用的曲柄〔54〕和〔55〕，雖然只各畫出了一個，但一般應選用兩個或兩個以上。為了避免干涉，應將它們的位置錯開。
至于本實施例的其他部分，則可參見實施例七。
實施例九，如圖17所示。事實上，本實施例與圖7所示的實施例四在功能上的差別很小。其結構上的差別在于平動圈〔26〕(見圖7)由下部移到了上部(見圖17中的〔58〕)。假如再使支持平動圈〔58〕的表面〔59〕與小轉臂〔8〕的所在平面平行，那么，本實施例的演示功能與圖7所示的實施例四就更加接近了。
列舉本實施例的目的在于，要說明本發明所述的功能件的結構形式、層次安排是靈活可變的。由于運動具有相對性，可能的組合方案太多，具體的實施例就不再一一列舉了。
注意到上述各實施例的明顯缺點是對地月系統、特別是對地球的軌道運動的演示效果還不夠理想，因此，又推出以下各實施例。
實施例十，如圖18所示。圖中，〔60〕是太陽模型，〔61〕是一個模擬地球、月球運行規律的裝置，特別地，上述各實施例都可作為該裝置使用，只是模擬精度不同而已;〔62〕是太陽模型支架;〔63〕是用于支承太陽模型的心軸;〔64〕是大轉臂;〔65〕是地月模擬裝置的支承軸;〔66〕是行星輪;而底座〔67〕的上部與帶〔68〕相配合的部分則是太陽輪〔69〕。與實施例一同理，此處也建議采用同步齒形帶傳動、鏈傳動或者齒輪傳動，特別是園錐齒輪傳動。
實際上，本實施例的基本結構原理與實施例一相類似，只是用太陽模型及其支架代替了地球模型及其支架，用模擬地、月運行規律的裝置代替了月球模型及其支架，且由于地球不存在同步自轉的問題，因而實施例一中的卡塊等也不再需要了。
在本實施例中，大轉臂〔64〕的所在平面，可以理解成黃道面的模擬面的平行平面，也可以理解成太陽系不變面的近似平行平面。
另外，心軸〔63〕與大轉臂〔64〕的回轉軸線保持一定距離將能模擬太陽位于地球橢園軌道的一個焦點上，這將有助于在演示地球上的季節變化時，表明日地距離的實際狀況。
至于本實施例的其他情況，可參見實施例一的可類比部分。
實施例十一，它的基本結構可以根據實施例二對實施例一的改進及實施例十而得出。本實施例對實施例十的改進部分，可借用圖3加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖3的內容時，為了與實施例二有所區別，就在被引用的件號后邊加上“-A”的標記。例如，圖3中的小轉臂〔8〕在本實施例中將被記作大轉臂〔8-A〕等。
實施例十二，它的基本結構可以根據實施例三對實施例一的改進及實施例十而得出。本實施例對實施例十的改進部分，可借用圖4加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖4的內容時，為了與實施例三有所區別，就在被引用的件號后邊加上“-B”的標記。例如，圖4中的曲柄〔21〕在本實施例中將被記作曲柄〔21-B〕等。
實施例十三，它的基本結構可以根據實施例四對實施例二的改進及實施例十一而得出。本實施例對實施例十一的改進部分，可借用圖7加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖7的內容時，為了與實施例四有所區別，就在被引用的件號后邊加上“-C”的標記。鑒于做標記的原則在上述兩個實施例中都已舉例加以說明，所以在本實施例及后面的實施例中，就不再具體舉例說明了。
實施例十四，它的基本結構可以根據實施例五對實施例二的改進及實施例十一而得出。本實施例對實施例十一的改進部分，可借用圖8加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖8的內容時，為了與實施例五有所區別，就在被引用的件號后邊加上“-D”的標記。
由于黃道面與太陽系不變面的交角比較小(約1°30’)，所以，在本實施例中，不一定非要采用能夠自位的懸掛裝置。為了簡化結構，可以參照上述的有關實施例，采用固定的方法作近似處理。
為了提高演示精度，建議采用圖20所示的懸掛裝置，它的基本原理與圖8中的有關部分相同。其主要特點在于銷〔35-D〕和〔37-D〕的位置壓低了，同時，為了簡化結構，將圖8中的支架〔33〕與行星輪制成一體。它的另一個特點是自位軸〔36-D〕的下端低于大轉臂〔8-D〕的所在平面，這樣，重錘〔32-D〕也可以低于大轉臂的所在平面了。當然，在該重錘外加裝一個防護罩就更好了。另外，圖20中的〔61〕則是一個模擬地、月運行規律的裝置。
實施例十五，它的基本結構可以根據實施例六對實施例五的改進及實施例十四而得出。雖然本實施例對實施例十四的改進部分，可借用圖11加以說明，但是，為了說明那些沒有繪出結構圖的實施例是如何借用其他實施例的結構圖的，特繪出圖19加以對比說明。
在圖19中，〔60〕是太陽模型，〔61〕是模擬地球、月球運行規律的裝置，〔62〕是太陽模型支架，〔41-E〕是心軸，〔38-E〕是搖板，〔39-E〕是黃道模擬塊，〔40-E〕是壓板，〔8-E〕是大轉臂，〔42-E〕是用于搖板定位的銷。
從外觀上看，圖19中的搖板〔38-E〕與圖11中的搖板〔38〕的具體定位結構有所不同，但是，他們在本質上卻是相同的。
請注意，本實施例最好采用圖20所示的懸掛機構，而在圖19中所采用的支承軸〔65〕，就是一種固定地支承模擬地球、月球運行規律的裝置〔61〕的、進行了近似處理的結構設計方案。
實施例十六，它的基本結構可以根據實施例七對實施例六的改進及實施例十五而得出。本實施例對實施例十五的改進部分，可借用圖13中的相關部分加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖13所示的內容時，為了與實施例七有所區別，將在被引用的件號后面加上“-F”的標記。
實施例十七，它的基本結構可以根據實施例八對實施例七的改進及實施例十六而得出。本實施例對實施例十六的改進部分，可借用圖16加以說明。當作為本實施例的內容而引用圖16的內容時，為了與實施例八有所區別，將在被引用的件號后邊加上“-G”的標記。
很明顯，自實施例十往后，關于結構方面的說明都偏于簡單。這是因為，這些實施例所采用的基本結構在實質上與前述實施例中的可比部分是一致的，由于這些結構被用于后邊的各實施例中，一方面增加了新的天文學含義，另一方面又取得了新的使用功能，使前述裝置的演示功能又提高到一個新水平。由于后面實施例的有關結構可看作前8個實施例的有關結構的套用，就在后面的幾個實施例的說明中，沒有畫出專門的結構圖。需要進一步說明的是，本說明書之所以繪出圖18、圖20，目的在于通過比較，以正確理解那些沒有繪出專門結構圖的實施例是如何借用其他實施例的結構圖來說明其自身特點的。
另外，通過實施例九所表明的關于本發明所述的功能件的結構形式、層次安排可以靈活變通的原則，也適用于后面的實施例，這里，就不再列舉具體例子了。
與現有技術相比，本發明的優點在于1、演示功能較齊全，演示效果直觀，演示精度高。以實施例八為例，它可以演示地球、月球的進動現象、自轉現象，特別是能夠演示月球的同步自轉現象;可以近似演示月球的橢園軌道運動;可以精確模擬白道面的空間位置和月球拱線、月球交點線的轉動情況等。特別是由于月球模型被支承在可自位的懸掛裝置上，就使得月球模型自轉軸線的方向保持能力，獲得了很大的提高。如果以實施例十七為例的話，除了可以保持上述優點外，還可以演示地球的軌道運動情況黃赤交角、黃白交角、黃道面與太陽系不變面的交角等。同時，也可以演示地球交點線和拱線的移動情況。當太陽模型內部裝有發光體時，還可以形象地演示月相、日月食等。另外，當利用本裝置演示地球上的季節變化時，還可同時直觀地演示出日地距離的變化情況。當然，本裝置也可以用于演示和說明歲差、天平動、溯望月、恒星月、恒星年、回歸年等。毫無疑問，本發明的演示能力與具體實施例的結構復雜程度有關，對其余各實施例應分別作具體分析。
2、對天文學現象具有較高的獨立演示能力，可以對許多天文學現象分步進行演示，有助于人們逐步理解復雜的天體運動規律。
3、結構簡單，幾乎不需要維修，工作可靠性高。
4、結構獨立性好，尺寸小巧，攜帶方便。
5、成本較低，易于普及，能夠實現教育用具和玩具的一體化。
實現本發明的最好方式，是由具有地球儀、月球儀生產經驗的廠家組織生產。從結構上講，按實施例八或實施例十七制造，易取得較好的演示效果。在選材方面，可采取以塑料制品為主的方案。從用途上講，那些演示功能較齊全的產品(例如按實施例八或實施例十七制造的產品)，可以作為教育或演示用具;而那些較簡單的產品，可用作具有科普價值的智力型兒童玩具。當然，隨著人們消費水平的提高，教育用具的玩具化也是不可避免的。
權利要求
1.一種演示地球、月球運行規律的裝置，它有一個地球模型[1]，一個月球模型[12]，一個底座[4]和一個用于支承月球模型的小轉臂[8]，其特征在于，在所述的小轉臂[8]上裝有用以保持月球模型[12]同步自轉的卡塊[10]、[10-1]或[10-2]。
2.一種演示地球、月球運行規律的裝置，它有一個地球模型〔1〕，一個月球模型〔12〕，一個底座〔4〕和一個用于支承月球模型的小轉臂〔8〕，其特征在于，在所述的小轉臂〔8〕上裝有用以保持月球模型〔12〕自轉軸方向的行星輪〔15〕。
3.一種演示地球、月球運行規律的裝置，它有一個地球模型〔1〕，一個月球模型〔12〕，一個底座〔4〕和一個用于支承月球模型的小轉臂〔8〕，其特征在于，在所述的小轉臂〔8〕上裝有用以保持月球模型〔12〕同步自轉的卡塊〔10〕、〔10-1〕或〔10-2〕和用以保持該月球模型〔12〕自轉軸方向的行星輪〔15〕。
4.如權利要求
2或3所述的裝置，其特征在于，它有一個使所述的行星輪〔15〕能夠自動地隨著小轉臂〔8〕的轉動而平動的太陽輪〔4-1〕。
5.一種如權利要求
1、2或3所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，所述的小轉臂〔8〕安裝在一個可以沿環形曲線平動的平動圈〔23〕上。
6.一種如權利要求
1、2或3所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，所述的小轉臂〔8〕安裝在與底面〔18〕傾斜的、能夠模擬白道面的表面〔19〕上。
7.一種如權利要求
6所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，其上裝有一個能使所述的小轉臂〔8〕在白道模擬面〔29〕上沿環形曲線平動的平動圈〔26〕。
8.一種如權利要求
6所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它有一個白道模擬塊〔30〕。
9.一種如權利要求
8所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它有一個隨著所述的白道模擬塊〔39〕的轉動而搖動的搖板〔38〕。
10.一種如權利要求
9所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，在所述的搖板〔44〕上裝有平動圈〔45〕。
11.一種如權利要求
10所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它增加了一個能夠沿環形曲線平動的平動盤〔51〕。
12.一種演示地球、月球運行規律的裝置，它有一個太陽模型〔60〕，一個底座〔67〕，一個大轉臂〔64〕和一個如權利要求
1、2或3所述的裝置或該裝置的類似裝置〔61〕，其特征在于，所述的大轉臂〔64〕裝有與太陽輪〔69〕相聯接的行星輪〔66〕。
13.一種如權利要求
12所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，所述的大轉臂〔8-B〕安裝在一個可以沿環形曲線平動的平動圈〔23-B〕上。
14.一種如權利要求
12所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，所述的大轉臂〔8-A〕安裝在與底面〔18-A〕傾斜的、能夠模擬黃道面的表面〔19-A〕上。
15.一種如權利要求
14所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，其上裝有一個能使所述的大轉臂〔8-C〕在黃道模擬面〔29-C〕上沿環形曲線平動的平動圈〔26-C〕。
16.一種如權利要求
14所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它有一個黃道模擬塊〔30-D〕。
17.一種如權利要求
16所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它有一個隨著所述的黃道模擬塊〔39-E〕的轉動而搖動的搖板〔38-E〕。
18.一種如權利要求
17所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，在所述的搖板〔44-F〕上裝有平動圈〔45-F〕。
19.一種如權利要求
18所述的演示地球、月球運行規律的裝置，其特征在于，它增加了一個能夠沿環形曲線平動的平動盤〔51-G〕。
20.如權利要求
5、7、10、11、13、15、18或19所述的裝置，其特征在于，其上安裝著曲柄〔21〕、〔28〕、〔47〕、〔54〕和〔55〕、〔21-B〕、〔28-C〕、〔47-F〕或者〔54-G〕和〔55-G〕。
21.如權利要求
8或16所述的裝置，其特征在于，它裝有一個由支架〔33〕、搖圈〔34〕或〔34-D〕、銷〔35〕或〔35-D〕、自位軸〔36〕或〔36-D〕、銷〔37〕或〔37-D〕和重錘〔32〕或〔32-D〕所組成的懸掛裝置。
專利摘要
一種演示地球、月球運行規律的裝置，用以幫助人們直觀地理解地球、月球的運行規律。它的技術特征，是將月球模型支承在一個環繞地球模型轉動的小轉臂上且設有保持月球模型正確方位的機構；或者將一個由地球模型和月球模型構成的裝置安裝在一個環繞太陽模型轉動的大轉臂上且設有保持地、月系統正確方位的機構。本發明主要用作一種教育或演示用具或者一種具有科普價值的智力型兒童玩具。
文檔編號G09B27/00GK86105324SQ86105324
公開日1988年3月9日 申請日期1986年8月26日
發明者錢綱 申請人:錢綱導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan