CN110070794A - 一种地球自转运动演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地球自转运动演示装置，包括底座、位于底座上方的圆弧形支架和地球模型，所述地球模型内部设置有自转轴，所述自转轴的两端与圆弧形支架的两端分别活动固定，所述地球模型包括位于外部的表面层和位于内部的发光层，所述表面层和发光层的旋转轴均是自转轴；发光层的表面在经度方向每隔15度设置一条横贯纬度的发光体；还包括至少一个与自转轴配合工作的角度传感器，一个接收角度信号的控制器，控制器根据角度信号决定发光体是否点亮。本发明的有益效果在于，通过发光体周期的亮度变化帮助用户理解地球昼夜的产生，通过电机驱动模型转动，可以更加真实地模拟地球自转。
Description
技术领域
本发明涉及一种科学普及用品，或者是一种教学演示用品，尤其是涉及一种地球自转运动演示装置。
背景技术
本发明可以理解为现有技术中地球仪的改进方案，现有技术中的地球仪可以实现的基本功能包括将一个地球模型固定在一个支架上，当地球模型受到外力作用时，地球模型可以围绕其自转轴旋转，自转轴一般固定在支架上下两个点上。通过地球仪的旋转帮助理解地球表面。
现有技术的缺陷一方面在于，地球仪表面无法通过某种恰当地方式表示昼夜之分。另外一方面，手动旋转的方式不能精确地控制旋转速度。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的包括，通过在地球模型内部设置灯珠，并根据地球模型旋转角度决定灯珠的点亮或者熄灭；另外，在地球模型内部设置电机带动地球模型旋转，稳定地演示地球自转。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种地球自转运动演示装置，包括底座、位于底座上方的圆弧形支架和地球模型，所述地球模型内部设置有自转轴，所述自转轴的两端与圆弧形支架的两端分别活动固定，所述地球模型包括位于外部的表面层和位于内部的发光层，所述表面层和发光层的旋转轴均是自转轴；发光层的表面在经度方向每隔15度设置一条横贯纬度的发光体；还包括至少一个与自转轴配合工作的角度传感器，一个接收角度信号的控制器，控制器根据角度信号决定发光体是否点亮。
作为优选方案，所述发光体为灯带。
作为优选方案，所述发光体的亮度可以控制。
作为优选方案，所述发光层的内部设置有电机，所述电机输出轴上设置有主动齿轮，自转轴上设置有从动齿轮，从动齿轮在主动齿轮的带动下旋转。
作为优选方案，所述控制器决定给电机通电或者断电，并且控制电机的转速。
作为优选方案，还包括一个移动终端，所述移动终端与控制器中的通讯单元通信，移动终端内安装有相应的APP，该APP使用界面上有启动电机、控制电机速度、控制发光体点亮、变暗、熄灭的命令接口。
作为优选方案，所述自转轴上设置充电接口，所述自转轴为中空结构，所述中空结构内布设有供电线路。
作为优选方案，所述自转轴的两端设置有公转齿轮，公转齿轮围绕公转轨道做椭圆周运动。
本发明的有益效果在于，通过发光体周期的亮度变化帮助用户理解地球昼夜的产生，通过电机驱动模型转动，可以更加真实地模拟地球自转。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明地球模型结构示意图。
图3是电气部分功能示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细地说明。
如图1所示，一种地球自转运动演示装置100，包括底座101，位于底座101上方的圆弧形支架102；还包括地球模型200，所述地球模型200内部设置有自转轴201，所述自转轴201的两端与圆弧形支架102的两端分别活动固定，以上技术方案均属于现有技术的范畴。
本发明的创造性主要体现在以下技术方案中。如图2所示的地球模型200，包括位于外部的表面层202和位于内部的发光层203，所述表面层202和发光层203为同轴的球型，其旋转轴均是自转轴201。表面层的作用是通过图形、色彩、凹凸不平等方式表达地球表面特征。发光层的表面设置若干发光体，例如连续的灯珠、灯带。其排列的方式为在经度方向每隔15度设置一条横贯纬度的发光体204，发光体优选灯带。发光体的亮度可以控制。
与自转轴201配合工作的包括至少一个角度传感器205，角度传感器205的作用是可以实时地监测自转轴201旋转的角度，从而推定地球模型200的旋转角度。接收角度信号应当包括一个控制器206，控制器206收到角度信号后，可以知悉地球模型的各个部分是出于白昼还是夜晚，并据此决定发光体204的亮度。地球模型200内还设置有供发光体204发光的电源。上述技术方案可以实现用户通过手动的方式旋转地球模型200，地球模型200根据不同的位置信息，将处于不同位置的发光体204点亮，由此模拟地球的白昼，以帮助用户或者他人理解白天黑夜的形成。
本发明另外一个改进方案是通过电力驱动的方式模拟地球模型长时间稳定地自转。在发光层203的内部设置有电机207，电机207输出轴208上设置有主动齿轮209，自转轴201上设置有从动齿轮210，从动齿轮210在主动齿轮209的带动下旋转。上述控制器206决定给电机通电或者断电，并且可以控制电机207的转速。上述技术方案的核心在于将控制器206、电机207、度传感器205和发光体204综合为一个整体的技术方案，当用户使用电机驱动地球模型旋转时，不同经度的发光体204有规律的点亮、变暗、熄灭，往复循环。
本发明另外一个改进方案是，为了方便给各个部件供电，在自转轴201上设置充电接口，需要强调地是，自转轴201往往使用刚性程度较高的材料制作，可以将其设计为中空的结构，供电的线通过该中空管道布设，因此不影响地球模型自身的外观。
为了增强本发明操作的便利性和趣味性，本发明还设置一个移动终端300与控制器206中设置有通讯单元211通信，移动终端300内安装有相应的APP，该APP使用界面上有启动电机、控制电机速度、控制发光体204点亮、变暗、熄灭的命令接口。
本发明的另外一个潜在的改进方案是，自转轴201的两端设置有公转齿轮400，公转齿轮400设置的目的是与一个公转轨道配合运动，当地球模型自转时，公转齿轮400围绕公转轨道做椭圆周运动，从而实现对地球公转的模拟。由于该技术方案涉及公转轨道结构的设计，另外在该公转轨道上还会增加有模拟月球绕地球公转的轨道，因此，上述结构将会在另外一篇专利申请中揭示。
Claims (8)
1.一种地球自转运动演示装置，包括底座、位于底座上方的圆弧形支架和地球模型，所述地球模型内部设置有自转轴，所述自转轴的两端与圆弧形支架的两端分别活动固定，其特征在于，所述地球模型包括位于外部的表面层和位于内部的发光层，所述表面层和发光层的旋转轴均是自转轴；发光层的表面在经度方向每隔15度设置一条横贯纬度的发光体；还包括至少一个与自转轴配合工作的角度传感器，一个接收角度信号的控制器，控制器根据角度信号决定发光体是否点亮。
2.根据权利要求1所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述发光体为灯带。
3.根据权利要求1所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述发光体的亮度可以控制。
4.根据权利要求1所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述发光层的内部设置有电机，所述电机输出轴上设置有主动齿轮，自转轴上设置有从动齿轮，从动齿轮在主动齿轮的带动下旋转。
5.根据权利要求4所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述控制器决定给电机通电或者断电，并且控制电机的转速。
6.根据权利要求4所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，还包括一个移动终端，所述移动终端与控制器中的通讯单元通信，移动终端内安装有相应的APP，该APP使用界面上有启动电机、控制电机速度、控制发光体点亮、变暗、熄灭的命令接口。
7.根据权利要求1所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述自转轴上设置充电接口，所述自转轴为中空结构，所述中空结构内布设有供电线路。
8.根据权利要求1所述的一种地球自转运动演示装置，其特征在于，所述自转轴的两端设置有公转齿轮，公转齿轮围绕公转轨道做椭圆周运动。
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