CN107123361A - 月相变化演示仪 - Google Patents

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张健
龙旭东
张铃
黄政博
莫少雄
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Abstract

本发明涉及月相变化演示仪技术。本发明解决了使用目前的月相演示仪观察月相变化时，只能够不断的转换月相变化仪器，不能够定点的连续观察月相变化现象的问题，提出了一种月相变化演示仪，其技术方案可概括为：包括底座，其特征在于，还包括电动机、控制模块、驱动模块、连杆和球体。这里，以球体代表月球，通过电动机控制球体以圆型底座中心转动，来模拟月球绕地球公转。本发明的有益效果是，能够在同一地点，使月球按既定的时间公转，让观察者能够连续地并且直观地观察月相的变化过程，并且制造成本低，适用于模拟月相变化的装置。

Description

月相变化演示仪
技术领域
本发明涉及月相演示仪技术，特别涉及月相变化演示仪技术。
背景技术
月相变化是生活中最常见的天文现象之一，是中小学生非常感兴趣的地理知识，但大多数学生仅仅知道月有阴晴圆缺的变化，对月相的变化规律却知之甚少。实践观察是获取月相变化规律的重要方式，但受制于天气变化和生活经历，学生对月相变化规律的认识是不完整的，对月相变化的成因一知半解。
但是，现在市场上的月相演示仪，对于月球运转的研究，大多采用光源对月球模型进行投影，实际观察到的只是月球的整体形状，并且在观察月相变化时，只能够不断的转换月相变化仪器，不能够定点的连续观察月相变化现象。或者是利用3D建模技术，在电脑上模拟月球在运转时产生的月相变化。在实体模型方面，只有苏州古代天文计时仪器研究所制作出了大型的实体模型，能够演示月球运转中的月相变化。但由于该模型体积较大，受到摆放场地等因素的限制，不能让所有的群众都了解太阳、地球、月球三者在旋转过程中的实际规律及现象。
发明内容
本发明的目的是提出一种月相变化演示仪，令其能够在加入相应的软件方法后即可解决使用目前的月相演示仪观察月相变化时，只能够不断的转换月相变化仪器，不能够定点的连续观察月相变化现象的问题。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，月相变化演示仪，包括底座，其特征在于，还包括电动机、控制模块、驱动模块、连杆和球体，所述底座上端面为圆形，电动机设置在底座上端面的中心位置，并与底座连接，控制模块通过驱动模块与电动机连接，球体表面等分为两个半球面，一个半球面代表可视球面，另一个半球面代表不可视球面，可视球面的颜色与不可视球面的颜色不同，可视球面与不可视球面的分界构成一个分界圆，连杆的一端与电动机的旋转头固定连接，另一端与球体固定连接，球体上与连杆固定连接的点在分界圆上，分界圆所在平面垂直于水平面。
进一步的是，还包括USB接口。
进一步的是，所述控制模块为单片机，所述单片机为型号为STC89C51RC的单片机。
进一步的是，所述驱动模块为驱动板，驱动板的型号为ULN2003的驱动板。
进一步的是，所述底座为圆柱形底座，圆柱形底座上端面的直径为230mm，圆柱形底座的柱体高度为86mm。
进一步的是，所述球体的半径40mm。
进一步的是，所述电动机为步进电机。
本发明的有益效果是，通过月相变化演示仪，在应用相应的软件方法后，能够在同一地点，使月球按既定的时间公转，让观察者能够连续地并且直观地观察月相的变化过程。
附图说明
图1为实施例的结构框图。
图2为实施例的主视图。
图3为实施例的左视图。
图4为实施例飞的俯视图。
其中，1为底座，2为步进电机，3为球体的可视球面，4为球体的不可视球面，5为连杆。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
本发明所述月相变化演示仪由底座1、电动机2、控制模块、驱动模块、连杆5和球体组成，其结构框图参见图1，其中，底座1上端面为圆形，电动机设置在底座1上端面的中心位置，并与底座1连接，控制模块通过驱动模块与电动机连接，球体表面等分为两个半球面，一个半球面代表可视球面3，另一个半球面代表不可视球面4，可视球面3的颜色与不可视球面4的颜色不同，可视球面3与不可视球面4的分界构成一个分界圆，连杆5的一端与电动机的旋转头固定连接，另一端与球体固定连接，球体上与连杆5固定连接的点在分界圆上，分界圆所在平面垂直于水平面。
实施例
本实施例月相变化演示仪包括底座1、电动机、控制模块、驱动模块、连杆5和球体，其主视图参见图2，左视图参见图3，俯视图参见图4，其中，底座1上端面为圆形，电动机设置在底座1上端面的中心位置，并与底座1连接，控制模块通过驱动模块与电动机连接，球体表面等分为两个半球面，一个半球面代表可视球面3，另一个半球面代表不可视球面4，可视球面3的颜色与不可视球面4的颜色不同，可视球面3与不可视球面4的分界构成一个分界圆，连杆5的一端与电动机的旋转头固定连接，另一端与球体固定连接，球体上与连杆5固定连接的点在分界圆上，分界圆所在平面垂直于水平面。
上述装置中，还包括USB接口；控制模块为单片机，所述单片机为型号为STC89C51RC的单片机；驱动模块为驱动板，驱动板的型号为ULN2003的驱动板；底座1为圆柱形底座，圆柱形底座上端面的直径为230mm，圆柱形底座的柱体高度为86mm；球体的半径40mm；电动机为步进电机2。
在应用相应软件的基础上，使用本发明提出的月相变化演示仪时，可达到以下效果：
本例使用的球体为黄色乒乓球，用来模拟月球，其表面的一个半球面涂成黑色，代表不可视半球面4，未涂色半球面代表可视半球面3，将所用装置安装固定好之后，使用计算机连接USB接口将设定的同步电机2的程序写入单片机中，使用时，通过USB接口接通电源，单片机中的程序传送到驱动板，驱动板驱动步进电机2旋转，旋转过程中带动连杆5转动，同时带动模拟的月球围绕旋转中心转动，相当于月球绕地球公转，由于已经有画好的可视球面3和不可视球面4，所以在模拟的月球转动过程中能够直观地观察到模拟的月球从初一时的朔到十五时的满月，再回到朔的连续变化过程。
当需要改变转动角速度时，可通过USB接口将计算机中相应程序写入单片机中。
根据本例的描述可见，上述应用或加入的软件方法均为现有技术，此处不再详述。

Claims (7)

1.月相变化演示仪，包括底座，其特征在于，还包括电动机、控制模块、驱动模块、连杆和球体，所述底座上端面为圆形，电动机设置在底座上端面的中心位置，并与底座连接，控制模块通过驱动模块与电动机连接，球体表面等分为两个半球面，一个半球面代表可视球面，另一个半球面代表不可视球面，可视球面的颜色与不可视球面的颜色不同，可视球面与不可视球面的分界构成一个分界圆，连杆的一端与电动机的旋转头固定连接，另一端与球体固定连接，球体上与连杆固定连接的点在分界圆上，分界圆所在平面垂直于水平面。
2.根据权利要求1所述的月相变化演示仪，其特征在于，还包括USB接口。
3.根据权利要求1所述的月相变化演示仪，其特征在于，所述控制模块为单片机，所述单片机为型号为STC89C51RC的单片机。
4.根据权利要求1所述的月相变化演示仪，其特征在于，所述驱动模块为驱动板，驱动板的型号为ULN2003的驱动板。
5.根据权利要求1所述的月相变化演示仪，其特征在于，所述底座为圆柱形底座，圆柱形底座上端面的直径为230mm，圆柱形底座的柱体高度为86mm。
6.根据权利要求1所述的月相变化演示仪，其特征在于，所述球体的半径40mm。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的月相变化演示仪，其特征在于，所述电动机为步进电机。
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