CN210804986U - 一种地球公转仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地球公转仪，属于教学器具领域，包含太阳模型和地球仪，其太阳和地球通过曲轴杆和横连杆连接，在横连杆下设有模拟公转的电机组件，在地球仪下设有模拟自转的电机。该曲轴杆与横连杆连接处的连线与竖直线呈23.5°夹角，通过横连杆和竖连杆及公转运动，巧妙的模拟了黄赤交角，方便理解公转与四季交替规律，其地球极轴始终指向同一方向（北极星）。该仪器设计巧妙，结构简单，演示效果更加直观，有利于学生加深理解，提高教学质量。

Description

一种地球公转仪

技术领域

本实用新型涉及地理教学用具技术领域，具体为一种地球公转仪。

背景技术

在科学教学中，特别是地理教学过程中，在讲授地球自转、公转、四季变化等教学活动时，只能用地球仪、示意图或者多媒体加口述的方法讲解相关知识，学生缺乏真实感和体验感，很难正确的理解地球公转运动的地理意义。

中国专利CN204010520U公开了一种地球公转仪主要包括黄道面板、黄道、电池组件、太阳球体、光源装置、地球仪、金属重力球和水平仪，其黄道面板设计有圆形的黄道，黄道下布置有磁铁， 在黄道的中部固定着电池组件，电池组件上固定着太阳球体，太阳球体可绕着电池组件转动，太阳球内设计有光源装置。但是该仪器缺少地轴与黄道平面的夹角的演示，不能反应出地球公转的四季交替变化，容易使学生产生四季变化和远日点、近日点关联的错误认识。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述背景技术困难，提供一种包含地轴与黄道平面夹角演示的地球公转仪。

为达到上述目的，采用的技术方案为：一种地球公转仪，包含太阳模型和地球仪，所述太阳模型通过曲轴杆安装在三脚架上，所述曲轴杆的上、下两端不在同一直线上，上、下两端均连接有横连杆，两根横连杆之间设有竖连杆、，其中一侧的竖连杆上设有地球仪，所述三脚架和横连杆之间设有电机组件，所述竖连杆和地球仪之间设有电机组件。

进一步，所述太阳模型通过中心杆连接到曲轴杆上，中心杆的横向长度等于曲轴杆上、下两端与横连杆连接处的横向长度。

进一步，所述横连杆的中部位置与曲轴杆通过轴承连接，轴承外侧与横连杆固定连接，轴承内侧与曲轴杆固定连接；两根横连杆上的轴承连线与竖直线呈23.5°夹角，两根横连杆轴承与地球仪竖连杆的距离相等。

进一步，所述两根横连杆的两端分别与竖连杆、通过鱼眼轴承连接。

进一步，所述三脚架与电机组件固定连接，所述横连杆通过齿轮组与电机组件连接。

进一步，所述竖连杆和地球仪之间的电机组件设置于竖连杆的顶部，电机组件的转轴与地球仪的极轴重合并连接。

进一步，所述竖连杆和地球仪之间的电机组件设置于地球仪内部，电机组件的转轴连接在竖连杆顶部，电机组件的转轴、地球仪的极轴与竖连杆中心线重合设置。

进一步，所述太阳模型中设有灯，太阳模型通过底座和中心杆连接到曲轴杆上。

进一步，所述竖连杆为两段管接结构，管接处设有调节螺钉调节其长度。

进一步，所述鱼眼轴承通过螺纹与横连杆连接。

采用上述方案的有益效果为：本实用新型的太阳和地球通过曲轴杆和横连杆连接，在横连杆下设有模拟公转的电机组件，在地球仪下设有模拟自转的电机。该曲轴杆与横连杆连接处的连线与竖直线呈23.5°夹角，通过横连杆和竖连杆及公转运动，巧妙的模拟了黄道平面与赤道平面的夹角，方便讲解地球公转与四季交替规律，其地球极轴始终指向同一方向（北极星）。该仪器设计巧妙，结构简单，演示效果更加直观，有利于学生加深理解，提高教学质量。

附图说明

图1为本实用新型地球公转仪的结构示意图。

图2为本实用新型地球公转仪的运行示意图。

图中，1-太阳模型，2-地球仪，3-三脚架，4-曲轴杆，5-横连杆，6、7-竖连杆，8-轴承，9-底座，10-调节螺钉，11-鱼眼轴承，12-大齿轮，13-小齿轮，14-中心杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1，一种地球公转仪，包含太阳模型1和地球仪2，所述太阳模型1通过曲轴杆4安装在三脚架3上，三脚架3为常规摄影三脚架，取掉伸缩杆和支架。这种支架稳定性好，装置在转动的过程中依然稳定，不会受到转动影响到其他操作。所述曲轴杆4的上、下两端不在同一直线上，上、下两端均连接有横连杆5，两根横连杆5之间设有竖连杆6、7，其中一侧的竖连杆6上设有地球仪2，所述三脚架3和横连杆5之间设有电机组件，所述竖连杆6和地球仪2之间设有电机组件。

所述太阳模型1通过中心杆14连接到曲轴杆4上，中心杆14的横向长度等于曲轴杆4上、下两端与横连杆5连接处的横向长度，横向方向一致。所述曲轴杆4呈三段式折线形状，一体成型或焊接而成，上下两端平行。所述横连杆5的中部位置与曲轴杆4通过轴承8连接，轴承8外侧与横连杆5固定连接，轴承8内侧与曲轴杆4固定连接；两根横连杆5上的轴承8连线与竖直线呈23.5°夹角，两根横连杆5轴承8与地球仪2竖连杆6的距离相等。轴承8是整个支架的旋转支撑，降低旋转过程中的摩察系数，保证其回转精度。横连杆5轴承8连线呈23.5°夹角，通过横连杆5和竖连杆6可模拟黄赤交角，且使地球仪2的极轴始终指向同一方向（北极星），精妙模拟地球公转时的运动状态，方便理解公转与四季交替规律。

所述两根横连杆5的两端分别与竖连杆6、7通过鱼眼轴承11连接。鱼眼轴承11具有立体转动的效果，可以满足两根横连杆5之间的竖连杆6、7的立体转动要求，灵活且稳定。

所述三脚架3与电机组件固定连接，所述横连杆5通过齿轮组与电机组件连接。齿轮组为减速齿轮组，包含与电机轴连接的小齿轮13和横连杆5上的大齿轮12，电机外壳固定在三脚架3上，三脚架3和横连杆5之间的电机组件为36V电机，通过市电变压整流使用。该电机组件的直径约为10cm，通过大小齿轮的啮合，传递动力。启动电机后，小齿轮13带动大齿轮12转动，使横连杆5沿轴承8转动。在曲轴杆4的干预下，横连杆5和竖连杆6、7的夹角随转动发生变化，使地球仪2的极轴（竖连杆6）始终指向同一方向（北极星）。所述竖连杆6和地球仪2之间的电机组件设置于竖连杆6的顶部，电机组件的转轴与地球仪2的极轴重合并连接，电机组件为设置于竖连杆6中的电池、3V直流电机及其电路。模拟地球自转运动。所述大齿轮12为120齿，小齿轮13为44齿，所述大齿轮12的内径为21 mm。

实施例二：

在实施例一的基础上，所述竖连杆6和地球仪2之间的电机组件可以设置于地球仪2内部，电机组件的转轴连接在竖连杆6顶部，电机组件的转轴、地球仪2的极轴与竖连杆6中心线重合设置。

所述太阳模型1中设有灯，30w节能灯，便于太阳灯能够照在地球仪2上，有明显的日照区，形成晨昏视觉效果。太阳模型1通过底座9和中心杆14连接到曲轴杆4上。所述竖连杆6为两段管接结构，管接处设有调节螺钉10调节其长度。所述鱼眼轴承11通过螺纹与横连杆5连接。中心杆14可以使太阳模型1处于地球仪2旋转面的中心处。在曲轴杆4下段壁上开设有小孔，将电源线从电机处通过曲轴杆4、中心杆14内部连接到底座9，为太阳模型1中的灯供电。

实施例三：

上述曲轴杆4的材质为镀锌钢管，其直径为20mm，镀锌钢管三段，其每段的长度分别为700mm，200mm和500mm，切割处端面成45°的斜角，且三段钢管依次垂直焊接。镀锌钢管的材质轻盈，降低整个装置的重量，方面拿取。通过将斜角切割成45°，可与另一端的钢管完美契合，减小误差。将每段钢管垂直焊接可刚好控制太阳模型的旋转状态。所述竖连杆7的长度约为300 mm，所述竖连杆7上设置有调节螺钉10，调节螺钉10可以调节长度，方式实验操作所需。所述竖连杆6的内径为20 mm，长度约为300mm。所述直流电机转速为20 r/min。直流电机组件放入竖连杆中，为地球仪转动提供动力。中心杆14与曲轴杆4偏向方向一致，长度为8cm，可抵消地球仪的偏向位移，使太阳模型1处于地球仪旋转面的中心处。

如图2，虚线圆为竖连杆6下端划过的圆面（即地球仪极轴下端），实现圆为竖连杆6上端划过的圆面（即地球仪运行轨迹），运行过程中地球仪极轴始终指向同一方向（模拟指向北极星位置），经过中心杆14连接的太阳模型1处于地球仪运行圆面轨迹的中心。

在给学生演示的过程中，打开电源，交流电机组件和齿轮开始运作，横连杆5、竖连杆6、地球仪开始绕太阳模型公转，地球仪通过本身的直流电机进行自转，完美地诠释了地球公转和自转的运动状态。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不违背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种地球公转仪，包含太阳模型（1）和地球仪（2），其特征是：所述太阳模型（1）通过曲轴杆（4）安装在三脚架（3）上，所述曲轴杆（4）的上、下两端不在同一直线上，上、下两端均连接有横连杆（5），两根横连杆（5）之间设有竖连杆，其中一侧的竖连杆上设有地球仪（2），所述三脚架（3）和横连杆（5）之间设有电机组件，所述竖连杆和地球仪（2）之间设有电机组件。

2.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述太阳模型（1）通过中心杆（14）连接到曲轴杆（4）上，中心杆（14）的横向长度等于曲轴杆（4）上、下两端与横连杆（5）连接处的横向长度。

3.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述横连杆（5）的中部位置与曲轴杆（4）通过轴承（8）连接，轴承（8）外侧与横连杆（5）固定连接，轴承（8）内侧与曲轴杆（4）固定连接；两根横连杆（5）上的轴承（8）连线与竖直线呈23.5°夹角，两根横连杆（5）轴承（8）与地球仪（2）竖连杆的距离相等。

4.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述两根横连杆（5）的两端分别与竖连杆通过鱼眼轴承（11）连接。

5.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述三脚架（3）与电机组件固定连接，所述横连杆（5）通过齿轮组与电机组件连接。

6.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述竖连杆和地球仪（2）之间的电机组件设置于竖连杆的顶部，电机组件的转轴与地球仪（2）的极轴重合并连接。

7.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述竖连杆和地球仪（2）之间的电机组件设置于地球仪（2）内部，电机组件的转轴连接在竖连杆顶部，电机组件的转轴、地球仪（2）的极轴与竖连杆中心线重合设置。

8.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述太阳模型（1）中设有灯。

9.根据权利要求1所述的地球公转仪，其特征是：所述竖连杆为两段管接结构，管接处设有调节螺钉（10）调节其长度。

10.根据权利要求4所述的地球公转仪，其特征是：所述鱼眼轴承（11）通过螺纹与横连杆（5）连接。

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