CN115311936A - 一种电动地球仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教学用具和日常生活用品技术领域，尤其是指一种电动地球仪，其包括底座、球体、设置于球体内的示昼组件及分别设置于底座内的驱动机构一、传动组件一和支撑件一，所述示昼组件包括支撑件二、装设于支撑件二上的驱动机构二、与支撑件二转动连接的传动组件二及与传动组件二的输出端传动连接并能发光的发光结构，所述支撑件一突伸至球体内并与支撑件二固定连接，所述传动组件一转动地套设于支撑件一外。本发明通过电动地球仪可直观、生动、形象的演示或模拟出地球的昼夜更替、四季交替及极昼极夜等现象，电动地球仪的模拟和仿真效果好，既能作为摆件使用，又能作为辅助教学的工具使用，教学演示和理解方便。

Description

一种电动地球仪

技术领域

本发明涉及教学用具和日常生活用品技术领域，尤其是指一种电动地球仪。

背景技术

地球仪是人工仿造的地球形状，按照一定的比例缩小，制作了地球的模型——地球仪，可以大大方便人们认识地球。近年来，出现了浮雕地球仪、led地球仪、磁悬浮地球仪、AR地球仪、水晶地球仪等各式各样的地球仪，各种形式的地球仪各有特色，不但可以在教学和科研上使用，还可以作为工艺品摆件使用。然而现有的地球仪只能模拟出地球的自转，无法同时模拟出地球围绕太阳转动时，太阳直射点、白昼黑夜和极昼极夜等地理或自然现象，不能更直观精准地模拟出拟地球在自转和公转的过程中所发生的地理或自然现象。部分地球仪能通过球体内部的发光装置的转动，模拟出太阳直射点，但其结构复杂、模拟效果差，发光装置转动过程中的稳定性差。因此，缺陷十分明显，亟需提供一种解决方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电动地球仪。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动地球仪，其包括底座、球体、设置于球体内的示昼组件及分别设置于底座内的驱动机构一、传动组件一和支撑件一，所述示昼组件包括支撑件二、装设于支撑件二上的驱动机构二、与支撑件二转动连接的传动组件二及与传动组件二的输出端传动连接并能发光的发光结构，所述支撑件一突伸至球体内并与支撑件二固定连接，所述传动组件一转动地套设于支撑件一外，所述驱动机构一的输出端与传动组件一的输入端传动连接，所述传动组件一的输出端转动与球体传动连接，所述驱动机构二的输出端与传动组件二的输入端连接。

进一步地，所述传动组件一包括齿轮传动机构及与齿轮传动机构的输出端传动连接的单向传动机构，所述齿轮传动机构的输入端与驱动机构一的输出端连接，所述单向传动机构转动地套设于支撑件一外，所述单向传动机构的输出端与球体连接。

进一步地，所述齿轮传动机构包括设置于驱动机构一的输出端的齿轮一、转动地装设于底座内的传动轴及设置于传动轴的两端的齿轮二和齿轮三，所述齿轮三与单向传动机构传动连接，所述齿轮二与齿轮一啮合。

进一步地，所述单向传动机构包括中心轮、间隔地套设于中心轮外的棘轮、转动设置于中心轮上的棘爪、连接于棘爪和中心轮的弹性件、设置于棘轮上的内齿圈及装设于中心轮上的轴套，所述轴套和中心轮上下设置，所述轴套和中心轮分别转动地套设于支撑件一外，所述弹性件能带动棘爪相对于中心轮转动并卡在内齿圈的齿槽内，所述齿轮传动机构的输出端与棘轮传动连接。

进一步地，所述传动组件二包括设置于驱动机构二的输出端的齿轮四、设置于支撑件二上的支撑柱、套设于支撑柱上并与支撑柱转动连接的齿轮五及装设于齿轮五上的旋转连接件，所述齿轮四与齿轮五传动连接，所述发光结构装设于旋转连接件上，所述支撑柱与球体的自转轴的夹角等于球体的赤道面与球体的公转轨道面之间的夹角。

进一步地，所述电动地球仪还包括分别设置于底座内的控制中心及导线，所述电动地球仪还包括贯穿支撑件一设置的过线通道一及贯穿支撑件二设置的过线通道二，所述导线的一端和驱动机构一分别与控制中心电连接，所述导线的另一端依次穿过过线通道一和过线通道二，所述导线穿过过线通道一后进入球体的空腔内并与驱动机构一电连接，所述导线穿过过线通道二后与旋转连接件电连接，所述旋转连接件与发光结构电连接。

进一步地，所述电动地球仪还包括转动设置于底座上的时间刻度盘及套设于传动组件一外的时间指针。

进一步地，所述电动地球仪还包括装设于底座上的月份刻度盘、贯穿月份刻度盘的中部并与底座或/和月份刻度盘转动连接的旋钮及设置于旋钮上的月份指针。

进一步地，所述发光结构包括连接于传动组件二的输出端的挡光板、装设于挡光板上的罩体及设置于罩体上的灯体。

进一步地，所述发光结构还包括设置于罩体远离挡光板的一侧的多级台阶，所述灯体的数量设置为多个，所述多级台阶的阶梯数与灯体的数量相同，多个所述灯体一一对应地设置于多级台阶的多个阶梯上。

本发明的有益效果：本发明的结构紧凑，球体和发光结构的运动相互独立、互不干涉，通过电动地球仪可直观、生动、形象的演示或模拟出地球的昼夜更替、四季交替及极昼极夜等现象，电动地球仪的模拟和仿真效果好，既能作为摆件使用，具有观赏和装饰的价值，又能作为辅助教学的工具使用，教学演示和理解方便。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为图2中的局部放大图。

图4为本发明的单向传动机构的局部俯视图。

图5为本发明的局部剖视图。

附图标记说明：

1、底座；2、球体；3、示昼组件；4、驱动机构一；5、传动组件一；6、支撑件一；7、支撑件二；8、传动组件二；9、发光结构；10、驱动机构二；11、控制中心；12、导线；13、过线通道一；14、过线通道二；15、时间刻度盘；16、时间指针；17、月份刻度盘；18、旋钮；19、月份指针；51、齿轮传动机构；52、单向传动机构；511、齿轮一；512、齿轮二；513、齿轮三；514、传动轴；521、中心轮；522、棘轮；523、棘爪；524、弹性件；525、内齿圈；526、外齿圈；527、轴套；81、齿轮四；82、齿轮五；83、旋转连接件；84、支撑柱；85、齿轮六；91、挡光板；92、罩体；93、灯体；94、多级台阶。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1至图5所示，本发明提供的一种电动地球仪，其包括底座1、空心设置的球体2、设置于球体2的空腔内的示昼组件3及分别设置于底座1内的驱动机构一4、传动组件一5和支撑件一6，所述示昼组件3包括支撑件二7、装设于支撑件二7上的驱动机构二10、与支撑件二7转动连接的传动组件二8及与传动组件二8的输出端传动连接并能发光的发光结构9，所述支撑件一6突伸至球体2的空腔内并与支撑件二7固定连接，所述传动组件一5转动地套设于支撑件一6外，所述驱动机构一4的输出端与传动组件一5的输入端传动连接，所述传动组件一5的输出端与球体2传动连接，所述驱动机构二10的输出端与传动组件二8的输入端连接。

具体地，所述球体2用于模拟地球，所述球体2的自转轴是模拟的地球的自转轴，所述球体2的赤道面是模拟的地球的赤道面，所述球体2的公转轨道面是模拟的地球的公转轨道面，所述球体2的公转轨道面与水平方向平行。所述支撑件一6突伸至球体2的南极点内并位于球体2的自转轴的延长线上；所述驱动机构一4通过传动组件一5带动球体2沿支撑件一6或球体2的自转轴转动，以实现球体2的自转。所述球体2为透光材料制成，发光结构9发出的光线照射在球体2内并能穿透球体2照射至球体2外，以使得球体2表面部分区域发光，从而模拟出太阳光照射在地球表面部分区域的现象；所述发光结构9能相对于传动组件二8以垂直于水平面的竖直轴为转轴在水平面上转动。在实际使用过程中，驱动机构一4带动传动组件一5相对于支撑件一6转动，通过传动组件一5带动球体2沿球体2的自转轴进行转动，从而模拟出地球的自转。由于支撑件二7与底座1连接，球体2沿球体2的自转轴转动时，发光结构9、支撑件二7和支撑件一6之间的相对位置不会发生变化，球体2的转动和发光结构9的转动相互独立，有利于电动地球仪分别模拟地球的自转和公转。驱动机构二10通过传动组件二8带动发光结构9相对于传动组件二8以垂直于水平面的竖直轴为转轴在水平面上转动，转动的发光结构9发出的光线能照射在球体2表面的不同区域，从而模拟出地球围绕太阳公转时太阳光照射在地球的表面的不同区域的现象。电动地球仪的结构紧凑，球体2和发光结构9的运动相互独立、互不干涉，通过电动地球仪可直观、生动、形象的演示或模拟出地球的昼夜更替、四季交替及极昼极夜等现象，电动地球仪的模拟和仿真效果好，既能作为摆件使用，具有观赏和装饰的价值，又能作为辅助教学的工具使用，教学演示和理解方便。

进一步地，所述传动组件一5包括齿轮传动机构51及与齿轮传动机构51的输出端传动连接的单向传动机构52，所述齿轮传动机构51的输入端与驱动机构一4的输出端连接，所述单向传动机构52转动地套设于支撑件一6外，所述单向传动机构52的输出端与球体2连接。

具体地，所述齿轮传动机构51包括固定设置于驱动机构一4的输出端的齿轮一511、转动地装设于底座1内的传动轴514及固定设置于传动轴514的两端的齿轮二512和齿轮三513，所述齿轮二512与齿轮一511啮合。所述单向传动机构52包括中心轮521、间隔地套设于中心轮521外的棘轮522、转动设置于中心轮521上的棘爪523、连接于棘爪523和中心轮521的弹性件524、分别设置于棘轮522上的内齿圈525和外齿圈526及装设于中心轮521上的轴套527，内齿圈525位于棘轮522的内圈，外齿圈526位于棘轮522的外圈，所述轴套527和中心轮521上下设置，所述轴套527和中心轮521分别转动地套设于支撑件一6外，棘爪523用于与内齿圈525的齿槽啮合，所述弹性件524能带动棘爪523相对于中心轮521转动并卡在内齿圈525的齿槽内，所述齿轮三513与棘轮522的外齿圈526啮合。

在实际使用过程中，驱动机构一4可采用电机，驱动机构一4启动并带动齿轮一511逆时针转动，通过齿轮一511带动齿轮二512、传动轴514及齿轮三513顺时针转动，齿轮三513带动棘轮522逆时针转动，棘轮522逆时针转动时，弹性件524能带动棘爪523卡设于内齿圈525的齿槽内，从而使得逆时针转动的棘轮522带动棘爪523、中心轮521、轴套527及球体2逆时针转动(即从球体2的北极方向看球体2呈逆时针转动)。驱动机构一4处于开启状态时，使用者的手部驱动球体2逆时针转动时，球体2通过轴套527带动中心轮521相对于棘轮522逆时针转动的过程中，内齿圈525的齿槽的内侧壁能抵压在棘爪523上并带动棘爪523相对于中心轮521向靠近中心轮521的方向转动，棘爪523会从内齿圈525的齿槽内脱出，此时弹性件524被压缩并储存弹性势能，中心轮521空转，中心轮521在转动过程中不限制棘轮522的转动、不影响驱动机构一4的正常运行，从而实现使用者手动还带动球体2加速转动；当使用者手部驱动球体2顺时针转动时，球体2通过轴套527带动中心轮521相对于棘轮522即通过球体2带动轴套527、中心轮521和棘爪523顺时针转动时，棘爪523会卡设于内齿圈525的齿槽内，通过内齿圈525限制棘爪523及中心轮521顺时针转动，符合地球逆时针自转的运动规律，更具有真实感。传动组件一5的结构简单、可靠、传动稳定、成本低，当使用者加速拨动球体2逆时针转动时，不会对驱动机构一4造成损害，提高了驱动机构一4的使用寿命。

进一步地，所述传动组件二8包括固定设置于驱动机构二10的输出端的齿轮四81、设置于支撑件二7上的支撑柱84、套设于支撑柱84上并与支撑柱84转动连接的齿轮五82及装设于齿轮五82上的旋转连接件83，所述齿轮四81与齿轮五82传动连接，所述发光结构9装设于旋转连接件83上，所述支撑柱84与球体2的自转轴的夹角等于球体2的赤道面与球体2的公转轨道面之间的夹角。

具体地，所述传动组件二8还包括设置于支撑件二7上的齿轮六85，所述齿轮六85分别与齿轮五82和齿轮四81啮合。在实际使用过程中，驱动机构二10可采用电机，通过驱动机构二10带动齿轮四81、齿轮五82、齿轮六85、旋转连接件83和发光结构9转动，转动的发光结构9发出的光线能照射在球体2表面的不同区域。传动组件二8的结构简单，发光结构9的运动稳定。

进一步地，所述电动地球仪还包括分别设置于底座1内的控制中心11及导线12，所述电动地球仪还包括贯穿支撑件一6设置的过线通道一13及贯穿支撑件二7的支撑柱84设置的过线通道二14，所述导线12的一端和驱动机构一4分别与控制中心11电连接，所述导线12的另一端依次穿过过线通道一13和过线通道二14，所述导线12穿过过线通道一13后进入球体2的空腔内并与驱动机构一4电连接，所述导线12穿过过线通道二14后与旋转连接件83电连接，所述旋转连接件83与发光结构9电连接。

具体地，所述旋转连接件83可采用现有的防绕线导电环、旋转电气接口或电气旋转关节。防绕线导电环、旋转电气接口或电气旋转关节均为现有技术，旋转连接件83的功能和结构与现有的防绕线导电环、旋转电气接口或电气旋转关节的功能和结构相同或相似，在此不再赘述。所述控制中心11能与外部电源电连接，外部电源通过控制中心11和导线12分别为旋转连接件83、发光结构9、驱动机构二10和驱动机构一4供电。所述旋转连接件83包括连接部件一及连接部件二，所述连接部件一能够相对于连接部件二转动，在连接部件一相对于连接部件二转动的过程中能保持电流和信号的输送。连接部件一装设于齿轮五82上并与发光结构9电连接，连接部件二与导线12电连接。通过齿轮五82带动发光结构9和连接部件一转动，连接部件一和发光结构9在无限制连续转动的过程中，连接部件二能通过连接部件一为发光结构9供电，连接部件一和连接部件二在转动的过程中能保证电流和信号的稳定输送，导线12和连接部件二不转动，避免了导线12产生的绞线或绕线的问题，进一步提高了示昼组件3在使用过程中的稳定性和实用性；电动地球仪的结构简单紧凑，导线12与驱动机构二10和发光结构9的连接方便简洁。

进一步地，所述电动地球仪还包括转动设置于底座1上的时间刻度盘15及套设于传动组件一5的轴套527外的时间指针16。

在实际使用过程中，通过轴套527带动时间指针16转动，通过时间指针16指示在时间刻度盘15上的时间来反映地球自转过程中的时间的变化。另外，当使用者在国外等与北京时间不同的时区时，使用者可根据自己所在时区来手动带动时间刻度盘15相对于底座1转动，直至时间指针16指示在时间刻度盘15上的位置与所在地的时间一致。增设时间刻度盘15和时间指针16，在球体2转动的时候反映地球自转过程中的时间的变化，本发明的实用性强，能直观的反映出球体2自转时的时间变化。

进一步地，所述电动地球仪还包括装设于底座1上的月份刻度盘17、贯穿月份刻度盘17的中部并与底座1或/和月份刻度盘17转动连接的旋钮18及设置于旋钮18上的月份指针19。

在实际使用过程中，月份刻度盘17上印有月份、二十四节气或/和季节，手动带动旋钮18相对于底座1或/和月份刻度盘17转动，月份指针19指示在月份刻度盘17上的月份、二十四节气或/和季节不断变化，通过旋转至不同的月份来模拟地球公转至不同月份、二十四节气或/和季节的变化，进一步提高了本发明的实用性。

进一步地，所述发光结构9包括连接于旋转连接件83的挡光板91、装设于挡光板91上的罩体92及设置于罩体92上的灯体93。

具体地，所述挡光板91垂直于水平方向设置。通过旋转连接件83带动挡光板91、罩体92及灯体93转动，灯体93转动并发出光线，挡光板91能阻挡灯体93发出的光线照射至远离灯体93的一侧的球体2，罩体92可采用反光罩，将灯体93发出的光线反射至球体2，增加灯体93的发光效果，使得球体2的明暗区域更为明显，从而更好的模拟出太阳照射地球的效果。

进一步地，所述发光结构9还包括设置于罩体92远离挡光板91的一侧的多级台阶94，所述灯体93的数量设置为多个，所述多级台阶94的阶梯数与灯体93的数量相同，多个所述灯体93一一对应地设置于多级台阶94的多个阶梯上。

具体地，所述发光结构9还包括分别与多个灯体93连接的电线，多个挡光板91和多级台阶94上均设置有过线孔，所述旋转连接件83上设置有电线，所述导线12分别穿过多级台阶94上的过线孔及挡光罩上的过线孔后再分别与旋转连接件83电连接。灯体93的安装和电线的连接方便。在挡光板91上设置过线孔，挡光板91在转动的过程中，驱动机构二10或/和支撑件二7能从挡光板91的过线孔内穿过，从而避免挡光板91与驱动机构二10或/和支撑件二7抵触，有利于发光结构9的稳定流畅转动。增设多级台阶94，使得设置于多级台阶94的每个阶梯上的灯体93与球体2的内侧壁的距离不同，距离球体2的内侧壁越远的灯体93照射在球体2上的光线越暗，距离球体2越近的灯体93照射在球体2上的光线越亮，多个所述多级台阶94沿水平面即公转轨道面对称设置，设置在公转轨道面上的台阶与球体2的内侧壁的距离最近，从而模拟出太阳照射在地球上地球的直射区域的光线较强或较亮，太阳侧射在地球上的侧射区域的光线较弱的仿真效果。本发明的实用性强、仿真效果好，通过球体2转动过程中模拟的太阳直射点的变化，进而推断出地球公转过程中的季节与二十四节气。

本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动地球仪，其特征在于：包括底座(1)、球体(2)、设置于球体(2)内的示昼组件(3)及分别设置于底座(1)内的驱动机构一(4)、传动组件一(5)和支撑件一(6)，所述示昼组件(3)包括支撑件二(7)、装设于支撑件二(7)上的驱动机构二(10)、与支撑件二(7)转动连接的传动组件二(8)及与传动组件二(8)的输出端传动连接并能发光的发光结构(9)，所述支撑件一(6)突伸至球体(2)内并与支撑件二(7)固定连接，所述传动组件一(5)转动地套设于支撑件一(6)外，所述驱动机构一(4)的输出端与传动组件一(5)的输入端传动连接，所述传动组件一(5)的输出端转动与球体(2)传动连接，所述驱动机构二(10)的输出端与传动组件二(8)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述传动组件一(5)包括齿轮传动机构(51)及与齿轮传动机构(51)的输出端传动连接的单向传动机构(52)，所述齿轮传动机构(51)的输入端与驱动机构一(4)的输出端连接，所述单向传动机构(52)转动地套设于支撑件一(6)外，所述单向传动机构(52)的输出端与球体(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述齿轮传动机构(51)包括设置于驱动机构一(4)的输出端的齿轮一(511)、转动地装设于底座(1)内的传动轴(514)及设置于传动轴(514)的两端的齿轮二(512)和齿轮三(513)，所述齿轮三(513)与单向传动机构(52)传动连接，所述齿轮二(512)与齿轮一(511)啮合。

4.根据权利要求2所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述单向传动机构(52)包括中心轮(521)、间隔地套设于中心轮(521)外的棘轮(522)、转动设置于中心轮(521)上的棘爪(523)、连接于棘爪(523)和中心轮(521)的弹性件(524)、设置于棘轮(522)上的内齿圈(525)及装设于中心轮(521)上的轴套(527)，所述轴套(527)和中心轮(521)上下设置，所述轴套(527)和中心轮(521)分别转动地套设于支撑件一(6)外，所述弹性件(524)能带动棘爪(523)相对于中心轮(521)转动并卡在内齿圈(525)的齿槽内，所述齿轮传动机构(51)的输出端与棘轮(522)传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述传动组件二(8)包括设置于驱动机构二(10)的输出端的齿轮四(81)、设置于支撑件二(7)上的支撑柱(84)、套设于支撑柱(84)上并与支撑柱(84)转动连接的齿轮五(82)及装设于齿轮五(82)上的旋转连接件(83)，所述齿轮四(81)与齿轮五(82)传动连接，所述发光结构(9)装设于旋转连接件(83)上，所述支撑柱(84)与球体(2)的自转轴的夹角等于球体(2)的赤道面与球体(2)的公转轨道面之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述电动地球仪还包括分别设置于底座(1)内的控制中心(11)及导线(12)，所述电动地球仪还包括贯穿支撑件一(6)设置的过线通道一(13)及贯穿支撑件二(7)设置的过线通道二(14)，所述导线(12)的一端和驱动机构一(4)分别与控制中心(11)电连接，所述导线(12)的另一端依次穿过过线通道一(13)和过线通道二(14)，所述导线(12)穿过过线通道一(13)后进入球体(2)的空腔内并与驱动机构一(4)电连接，所述导线(12)穿过过线通道二(14)后与旋转连接件(83)电连接，所述旋转连接件(83)与发光结构(9)电连接。

7.根据权利要求1所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述电动地球仪还包括转动设置于底座(1)上的时间刻度盘(15)及套设于传动组件一(5)外的时间指针(16)。

8.根据权利要求1所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述电动地球仪还包括装设于底座(1)上的月份刻度盘(17)、贯穿月份刻度盘(17)的中部并与底座(1)或/和月份刻度盘(17)转动连接的旋钮(18)及设置于旋钮(18)上的月份指针(19)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述发光结构(9)包括连接于传动组件二(8)的输出端的挡光板(91)、装设于挡光板(91)上的罩体(92)及设置于罩体(92)上的灯体(93)。

10.根据权利要求9所述的一种电动地球仪，其特征在于：所述发光结构(9)还包括设置于罩体(92)远离挡光板(91)的一侧的多级台阶(94)，所述灯体(93)的数量设置为多个，所述多级台阶(94)的阶梯数与灯体(93)的数量相同，多个所述灯体(93)一一对应地设置于多级台阶(94)的多个阶梯上。

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