CN108766177A - 一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型 - Google Patents

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闻新
龙弟之
史超
魏炳翌
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Abstract

本发明公开了一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，包括安装于底座内的电机与传动模块，所述的电机与传动模块上连接有地球与卫星模型和轨道调节模块，电机与传动模块包括两个直流电机和皮带传动装置，直流电机固定在底座内，地球模型固定在直流电机上，所述的轨道调节模块包括可变电阻与金属棒，可变电阻连接在直流电机上，所述的卫星模型通过金属棒固定在皮带传动装置的转盘上。本发明面向不具备航天专业基础知识的中小学生，以实物地球模型和卫星模型的教学可视化形式，可以更好的结合相关内容的PPT，讲解卫星运行轨道的基础性知识，同时以多轨道可调的演示模式，增加了该教学模型的多样性与多功能性，对教学内容的适应性更强。

Description

一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型
技术领域
本发明涉及卫星轨道演示装置，尤其涉及一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型。
背景技术
航天技术的迅猛发展，在载人航天工程、空间站计划、嫦娥探月工程等多项重大工程计划中都取得了令世人瞩目的成绩，这也引发了全民航天热的浪潮，航天知识也越来越成为大众想要学习、了解和掌握的知识。但是，航天技术的专业性强，让大部分的中小学生甚至非航天专业的大学生也很难理解。
在航天器轨道方面，凭空的立体想象对轨道研究员来说也比较困难，美国Analytical Graphics软件公司开发了一款分析航天任务全过程的专业软件(SatelliteTool Kit，STK)，用以帮助工程师和科研人员对航天器轨道进行设计和演示。STK的多功能性在航天领域一直处于领先地位，但是如果将其应用于青少年科学素质教育，显然是不合适的。
2016年3月8日，国务院批复设立“中国航天日”，目的是激发全民尤其是青少年崇尚科学、探索未知、敢于创新的热情。为了响应号召，全国各省市多所中小学开设了航天相关基础性教学课程。当前，国内外相关航天教学模具缺乏，导致老师面向不具备一定专业基础知识的学生授课难度大大增加。这一现象激起了航天教学模具的进一步发展。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，顺应航天教学应用的发展，为中小学开设的航天基础性知识课程提供一种简易廉价的轨道教学模型。
技术方案：本发明包括安装于底座内的电机与传动模块及电源模块，所述的电机与传动模块包括第一直流电机、第二直流电机和皮带传动装置，所述的电机与传动模块上连接有地球与卫星模型和轨道调节模块。
所述的第一直流电机与第二直流电机固定在底座内，用于带动地球模型的自转以及卫星模型绕地球的旋转。
所述的地球模型固定在第一直流电机上，通过电机带动地球模型旋转。
所述的轨道调节模块包括可变电阻与金属棒，采用对电机与传动模块接入可变电阻实现对转速的控制，同时可以更换连接卫星和转盘的金属棒长短来改变卫星和地球之间的距离，从而实现高度的变化。
所述的可变电阻连接在第二直流电机上。
所述的金属棒长短可以更换。
所述的卫星模型通过金属棒固定在皮带传动装置的转盘上，通过更换金属棒长短来改变卫星和地球之间的距离，进而实现卫星高度的变化。
所述的电源模块包括电路总开关与电源装置，所述的电源装置固定在底座内，用于装置总电路开关控制以及提供电机与传动模块所需的电压。
有益效果：本发明面向不具备航天专业基础知识的中小学生，以实物地球模型和卫星模型的教学可视化形式，可以更好的结合相关内容的PPT，讲解卫星运行轨道的基础性知识，同时以多轨道可调的演示模式，增加了该教学模型的多样性与多功能性，对教学内容的适应性更强。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的电机控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括底座1、电机与传动模块、地球与卫星模型、电源模块和轨道调节模块。底座1用于安装、承载以上所有模块，并通过螺丝、导线实现模块与底座之间的连接或模块与模块之间的连接，从而组成一种卫星轨道运行的演示模型。底座1是半封闭设计，足够的强度和硬度可用于整个模型的承力和衔接，并可将上述所有模块收纳在底座内。
电机与传动模块包括第一直流电机2、第二直流电机3和皮带传动装置4，电机能够通过改变电源电压获得不同的转速。第一直流电机2与第二直流电机3通过若干螺丝固定在底座1内，用于带动地球模型7的自转以及卫星模型8绕地球模型7的旋转。电机与传动模块上连接有地球模型7与卫星模型8，其中，第一直流电机2上固定有地球模型7，用以带动地球模型7自传；第二直流电机3带动转轮进而通过皮带使位于另一个转盘上的卫星模型8旋转，卫星模型8通过金属棒6固定在该转盘上，通过更换金属棒6长短来改变卫星和地球之间的距离，进而实现卫星模型8高度的变化。地球与卫星模型用于形象的演示，互为运动参考对象，方便学生更好的理解卫星在地球不同轨道上运行的基础知识。
轨道调节模块包括可变电阻5与金属棒6，可变电阻5连接在电机与传动模块的第二直流电机3上，金属棒6用于连接卫星模型8。采用对电机与传动模块接入可变电阻5实现对转速的控制，同时可以更换连接卫星模型8和转盘的金属棒6长短来改变卫星和地球之间的距离，从而实现高度的变化。
电源模块包括电路总开关9与电源装置10，其中，电源装置10固定在底座1内，用于装置总电路开关控制以及对控制地球模型7旋转和卫星模型8旋转的两个并联电路提供电源。
本发明的教学模型可结合相关卫星轨道教学PPT，动态演示近地轨道、远地轨道以及地球同步轨道在内的不同类型卫星的在轨状态，包括位于同步轨道的通信卫星，低轨的军事侦查卫星以及一些地质勘测卫星等等。加深学生对不同高度轨道的认识，同时了解轨道高度对不同类型卫星任务的影响。消除了中小学生对专业轨道知识不了解而导致的无法形象理解航天器在轨如何绕地球运行的弊端。以实物地球模型和航天器模型的教学可视化形式，并更好的结合相关内容的PPT讲解地球轨道的基础性知识，顺应了国家航天知识普及的发展以及对航天精神和文化的传播。同时以多轨道可调的演示模式，增加了该教学模型的多样性与多功能性，对教学内容的适应性更强。

Claims (8)

1.一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，包括安装于底座(1)内的电机与传动模块及电源模块，所述的电机与传动模块包括第一直流电机(2)、第二直流电机(3)和皮带传动装置(4)，电机与传动模块上连接有地球与卫星模型和轨道调节模块。
2.根据权利要求1所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的第一直流电机(2)与第二直流电机(3)固定在底座(1)内。
3.根据权利要求1所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的地球模型(7)固定在第一直流电机(2)上。
4.根据权利要求1所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的轨道调节模块包括可变电阻(5)与金属棒(6)。
5.根据权利要求4所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的可变电阻(5)连接在第二直流电机(3)上。
6.根据权利要求4所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述金属棒(6)的长短可以更换。
7.根据权利要求1所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的卫星模型(8)通过金属棒(6)固定在皮带传动装置(4)的转盘上。
8.根据权利要求1所述的一种应用于地球卫星轨道演示的教学模型，其特征在于，所述的电源模块包括电路总开关(9)与电源装置(10)，所述的电源装置(10)固定在底座(1)内。
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