CN111176102A - 一种新型日晷 - Google Patents

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郝德梅
赵兴云
韩晓宇
张晓旭
王旭晴
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    • G04B49/02—Sundials
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Abstract

一种新型日晷，包括：水池底座，其开设有用于蓄水的容纳槽；设于容纳槽内的支撑结构，其包括：盛放台、支柱，所述支柱垂直设于盛放台与水池底座之间；倾斜设于盛放台上的晷面盘，其远离盛放台的侧面采用两环式设计，包括同心设计的外侧环、内侧环，外侧环、内侧环等分为12大格，正上方为子时，晷面盘南面按逆时针方向依次排列十二个时辰，晷面盘北面按顺时针方向依次排列十二个时辰；垂直插设于晷面盘中心的晷针，其与地面即盛放台之间的夹角为摆放地区的纬度，且该晷针的两端部分别为毛笔尖形状，该日晷整体结构较为美观，可以在很大程度上吸引大家的眼球，使越来越多的人关注到日晷，从而可以使日晷得到更好的传承。

Description

一种新型日晷
【技术领域】
本发明涉及一种日晷，具体涉及一种新型日晷。
【背景技术】
日晷在我国已有5000多年的历史。利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明，这项发明被人类所用达几千年之久。然而摆放于室外的日晷体积较大，且大部分采用石头雕刻，较为笨重，因此从外形上看不具有美观性。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供一种新型日晷，其取自“文房四宝”的构思理念，使日晷整体结构从外观上看较为美观，从而可以吸引大家的眼球，使越来越多的人关注到日晷，从而可以使日晷更好的传承。
本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种新型日晷，包括：
水池底座，其内开设有用于蓄水的容纳槽；
设于容纳槽内的支撑结构，其包括：盛放台、支柱，所述盛放台与水池底座的平面相互平行，所述支柱垂直设于盛放台与水池底座之间；
倾斜设于盛放台上的晷面盘，其远离盛放台的侧面采用两环式设计，包括同心设计的外侧环、内侧环，且该外侧环、内侧环按30°等分为12大格，正上方为子时，晷面盘南面按逆时针方向依次排列十二个时辰，晷面盘北面按顺时针方向依次排列十二个时辰，且该晷面盘的上半部分以正中间往两边延伸出90°的扇形区，该扇形区上未雕刻时辰刻度；
垂直插设于晷面盘中心的晷针，其与地面即盛放台之间的夹角为摆放地区的纬度，且该晷针的两端部分别为毛笔尖形状。
特别的，所述水池底座一端为实体雕刻区，该实体雕刻区为水池底座上表面的三分之一，所述支撑结构设于水池底座容纳槽的中心位置。
特别的，所述水池底座采用黑色花岗岩制作而成。
特别的，所述支撑结构采用白色大理石制作而成，所述盛放台上表面距地面的高度为1.5m。
特别的，所述晷面盘的厚度为10cm，所述晷针的长度为100cm、直径为2cm，且该晷针的两端分别伸出晷面盘45cm。
特别的，所述晷针与盛放台之间的夹角为36°。
特别的，所述晷针于晷面盘伸出长度不小于36cm。
特别的，所述晷针采用青铜制作而成。
本发明提供一种赤道式日晷，将晷面盘分为内中外三层，其中平台、外侧环、中间环分别采用汉白玉制作而成，且在平台面雕刻出祥云图案，坚固耐磨且美观；而内侧环为一时钟设计，其上的数字和指针上设有荧光层，可以在夜间发光便于观察时间；也可以直接将架体设置成一个底座，整体材质选用木质、铝制、塑料等质量较轻的材料制作而成，便于携带，具有小型、轻便、耐用、可拆装的优点。
【附图说明】
图1为本发明一种新型日晷中水池底座的侧视图；
图2为本发明一种新型日晷中水池底座和支撑结构的侧视图；
图3为本发明一种新型日晷中北侧晷面盘的侧视图；
图4为本发明一种新型日晷中南侧晷面盘的侧视图；
图5为本发明一种新型日晷的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图1-图5，本发明提供一种新型日晷，包括：
水池底座1，其内开设有用于蓄水的容纳槽2；
设于容纳槽2内的支撑结构，其包括：盛放台3、支柱4，所述盛放台3与水池底座1的平面相互平行，所述支柱4垂直设于盛放台3与水池底座1之间；
倾斜设于盛放台3上的晷面盘5，其远离盛放台3的侧面采用两环式设计，包括同心设计的外侧环6、内侧环7，且该外侧环6、内侧环7按30°等分为12大格，正上方为子时，晷面盘南面按逆时针方向依次排列十二个时辰，晷面盘北面按顺时针方向依次排列十二个时辰，且该晷面盘5的上半部分以正中间往两边延伸出90°的扇形区8，该扇形区8上未雕刻时辰刻度；
垂直插设于晷面盘5中心的晷针9，其与地面即盛放台3之间的夹角为摆放地区的纬度，且该晷针9的两端部分别为毛笔尖形状。
特别的，所述水池底座1采用黑色花岗岩制作而成，该水池底座1一端为实体雕刻区10，该实体雕刻区10为水池底座1上表面的三分之一，所述支撑结构设于水池底座1容纳槽2的中心位置；如此设计，实体雕刻区表面可以进行任意一种花纹镂刻，饰以中国传统的莲花纹、云纹，使得该日晷水池底座部分古色古香可增强观赏性，从而可以吸引大家的眼球，另一端为容纳槽为蓄水池，池底密封，池水象征着墨水，喻意文才泛涌不绝，而水池底座整体采用黑色花岗岩雕刻垒砌，以体现出浑厚大气的庄重之感，类似于文房四宝中的砚台。
特别的，所述支撑结构采用白色大理石制作而成，所述盛放台3上表面距地面的高度为1.5m；如此设计，使晷面盘的高度可以满足大多数身高成人的观看认时，避免成人抬头或低头观看，而造成仰角或俯角过大引起观测偏差，同时采用白色大理石制作，类似于文房四宝中的宣纸，其与水池底座的黑色花岗岩相呼应，形成色彩反差，以突出支撑结构和晷面盘，从而在视觉上吸引观看者。即我们通常所说的汉白玉。
特别的，所述晷面盘5的厚度为10cm，所述晷针9的长度为100cm、直径为2cm，且该晷针9的两端分别伸出晷面盘5的长度为45cm。
特别的，所述晷针9与盛放台3之间的夹角为36°。
特别的，所述晷针9于晷面盘5伸出长度不小于36cm。
特别的，所述晷针9采用青铜制作而成；如此设计，晷针类似于文房四宝中的笔，从而使得该新型日晷从整体上与文房四宝相呼应，达到吸引大众眼球，提高人们对日晷的认识度，从而使得日晷得到很好的传承。
现结合实施例设计一个新型日晷，通过该实施例更好的了解该新型日晷的结构，于本发明中，水池底座整体为长方空心结构，其外侧长为5m，宽为3m，高为1m，水池四周有宽度为10cm厚的边框，体现出严整的方正对称之美。而水池底座的一端设有实体雕刻区，该实体雕刻区的上表面设有花纹镂刻，饰以中国传统的莲花纹、云纹，古色古香可增强观赏性，占整体长度的3/10，即1.5m，其余部分为一容纳槽，也就是蓄水池，池底密封，池水则象征着墨水，喻意文才泛涌不绝；在制作材料方面，因为设计外形仿效传统砚台，可以采用黑色花岗岩雕刻垒砌，以体现出浑厚大气的庄重之感，水池底座的结构示意图如图1所示。
考虑到晷面盘自身体积重量以及摆放问题，作为承载体的支柱应该宽阔、平坦、稳定，因此支撑结构包括支柱和安置晷面盘的盛放台，支柱为长宽均为0.9m、高为1.5m的长柱，支柱的具体安放位置如图1所示的位置，即容纳槽的正中央，便于肉眼观测。而支柱的整体高度约为1.5m，这样设计也是为了与大多数人1.6m-1.8m的身高相协调，避免仰角或俯角过大引起的观测偏差。支柱的制作材料是白色大理石，即我们通常所说的汉白玉。这一方面是为了与总体设计理念中文房四宝的宣纸相呼应，光滑平整的汉白玉象征中国传统优秀宣纸的光洁亮丽；另一方面也是与水池底座的黑色花岗岩结构形成色彩反差，以突出主体部分的支撑结构和晷面盘，支撑结构和水池底座的侧视图如图2所示。
晷面盘整体厚度为10cm、直径1m，表面刻度分为内外两圈，圆心相同：内圈直径0.5m，按30°等分为12大格，其中，正上方为子时，晷面盘南面按逆时针方向依次排列十二个时辰，晷面盘北面按顺时针方向依次排列十二个时辰。外圈为环绕内圈的圆环部分，其中，上半部分以正中为中心夹角为90°的扇形区外圈上未雕刻时辰刻度。在夏至日，太阳直射北纬23°26′N时，北半球各地白昼最长，经计算知，此日临沂大学所在地的白昼长约为14h27m，所以，日出时刻约为4h46m，日落时刻约为19h14m。这样在晷面的南北两面，外圈的上部从4h至20h的环形部分未雕刻时辰刻度。晷面盘的制作材料为白色大理石，可与支撑结构采用整块岩石雕刻，虽然难度加大但是精度提高。
晷针外形似毛笔，整体约为直径2cm，长度1m的圆柱体结构，其中，两端为毛笔尖的形状。由于晷面盘的厚度为10cm，则晷面盘两侧指针长度各达45cm。晷针的制作材料为铜制，彩漆上色，包括笔杆部的棕色，两端以及笔尖的黑色。晷针自圆心穿过与晷面垂直，其延伸线与支柱平台面呈36°。
本实施例以山东临沂为例进行设计，其计算过程如下：夏至日时，临沂地区的经纬度为36°N(临沂大学城博物馆前的具体经纬度为(36°09′N，118°17′E)，在计算时按36°N计)，按半昼弧公式：cost＝-tg36°tg23°26′＝-0.315得出：t≈108°35′，2t＝216°7′，转化为白昼长则为T白昼长＝14.45h可知：t日出＝4h:46m，即出日在4:00之后，t日落＝19h:14m，即日落在20:00之前。假设指针正午12:00影子最短时正好到达晷面盘边缘，即ab＝50cm，晷针盛放台的夹角为36°，则有Tan36°＝bc/50cm，解得bc≈36cm，(abc为一直角三角型，其中a为晷针与盛放台的交点，c为晷针与晷面盘中心的交点，b为c点的正投影，其中ab与ac之间的夹角为36°)，因此，只要指针于晷面盘一侧的伸出长度>36cm即可，本发明实施例中45cm的长度符合条件。

Claims (8)

1.一种新型日晷，其特征在于，包括：
水池底座(1)，其内开设有用于蓄水的容纳槽(2)；
设于容纳槽(2)内的支撑结构，其包括：盛放台(3)、支柱(4)，所述盛放台(3)与水池底座(1)的平面相互平行，所述支柱(4)垂直设于盛放台(3)与水池底座(1)之间；
倾斜设于盛放台(3)上的晷面盘(5)，其远离盛放台(3)的侧面采用两环式设计，包括同心设计的外侧环(6)、内侧环(7)，且该外侧环(6)、内侧环(7)按30°等分为12大格，正上方为子时，晷面盘南面按逆时针方向依次排列十二个时辰，晷面盘北面按顺时针方向依次排列十二个时辰，且该晷面盘(5)的上半部分以正中间往两边延伸出90°的扇形区(8)，该扇形区(8)上未雕刻时辰刻度；
垂直插设于晷面盘(5)中心的晷针(9)，其与地面即盛放台(3)之间的夹角为摆放地区的纬度，且该晷针(9)的两端部分别为毛笔尖形状。
2.根据权利要求1所述的一种新型日晷，其特征在于，所述水池底座(1)一端为实体雕刻区(10)，该实体雕刻区(10)为水池底座(1)上表面的三分之一，所述支撑结构设于水池底座(1)容纳槽(2)的中心位置。
3.根据权利要求1所述的一种新型日晷，其特征在于，所述水池底座(1)采用黑色花岗岩制作而成。
4.根据权利要求3所述的一种新型日晷，其特征在于，所述支撑结构采用白色大理石制作而成，所述盛放台(3)上表面距地面的高度为1.5m。
5.根据权利要求1所述的一种新型日晷，其特征在于，所述晷面盘(5)的厚度为10cm，所述晷针(9)的长度为100cm、直径为2cm，且该晷针(9)的两端分别伸出晷面盘(5)45cm。
6.根据权利要求5所述的一种新型日晷，其特征在于，所述晷针(9)与盛放台(3)之间的夹角为36°。
7.根据权利要求1所述的一种新型日晷，其特征在于，所述晷针(9)于晷面盘(5)伸出长度不小于36cm。
8.根据权利要求1所述的一种新型日晷，其特征在于，所述晷针(9)采用青铜制作而成。
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