CN212484755U - 阳光直射演示机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种阳光直射演示机构，属于天文知识科普技术领域。它解决了现有的阳光直射演示机构不能够真实模拟出太阳光直射在地球上的移动过程所反映出的四季变化的问题。本阳光直射演示机构，包括底座以及中心轴，中心轴上轴向固连有活动板，活动板的一端轴向固连有能够转动的旋转座，旋转座设有倾斜设置的斜轴且旋转座能够带动斜轴绕旋转座的轴线转动，斜轴与水平面形成的夹角始终为66.5度，斜轴的上端设有能够发出直射光线的直射灯，直射灯始终与活动板保持同一高度，直射灯始终水平射向活动板的另一端且直射灯的直射光线始终与旋转座的轴心以及中心轴的轴心的连线平行设置。本阳光直射演示机构具有能够真实模拟出阳光直射的优点。

Description

阳光直射演示机构

技术领域

本实用新型属于天文知识科普技术领域，涉及一种演示机构，特别是一种阳光直射演示机构。

背景技术

在天文知识以及地理知识的教学活动中，往往需要使用到地球仪，以便于更好地提高教学的效果，但是，目前的地球仪在结构与功能上基本上是一个固定状态的模型，这种功能状态的地球仪，无法演示地球自转、公转以及四季气候形成原因，所以，降低了其使用的效果。为了克服这种地球仪的缺陷，目前，在一些地球仪的设计方案中，将地球设计成可以演示自转、公转以及四季气候形成原因的地球仪。

如中国专利文献公开了一种教学用三球仪(申请号： 201320663796.X)，它包括底座、太阳、地球、月球、连接杆和传动机构，地球、月球和传动机构均设置在连接杆上，连接杆和太阳转动连接在底座上，在传动机构作用下，地球围绕太阳公转的同时自转，月球围绕地球公转。太阳与连接杆之间设有季节盘，所述的季节盘固定在底座上。太阳内设有发光机构，发光机构包括光源、电源和聚光杯，太阳上设有开口，开口在太阳、地球和月球位于同一直线上时正对着地球，聚光杯设置在开口处，光源位于聚光杯内，且光源与电源电连接，太阳下部近连接杆的位置上设有开关，开关分别与光源和电源电连接，且太阳是转动连接在底座上的，则转动连接杆使得地、月、日处于一个相对的位置后，此时打开开关使得光源发光，随后将开口转动到正对着地球，此时光源在聚光杯作用下光束照射在地球上，就可相对比较真实的演示现实太阳照亮地球，进而使得本实用新型可更真实的演示地、月、日位置变换与昼夜变换、月相变换及季节变换的关系。但该全自动智能三球仪的太阳灯(模拟太阳)不能够真实模拟出太阳光直射在地球上的移动过程所反映出的四季变化。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够真实模拟出阳光直射的阳光直射演示机构。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：阳光直射演示机构，包括底座以及固连在底座上的中心轴，所述的中心轴上轴向固连有能够转动的活动板，其特征在于，所述的活动板的一端轴向固连有能够转动的旋转座，所述的旋转座设有倾斜设置的斜轴且所述的旋转座能够带动所述的斜轴绕所述的旋转座的轴线转动，所述的斜轴与水平面形成的夹角始终为66.5度，所述的斜轴的上端设有能够发出直射光线的直射灯，所述的直射灯始终与活动板保持同一高度，所述的直射灯始终水平射向活动板的另一端且所述的直射灯的直射光线始终与旋转座的轴心以及中心轴的轴心的连线平行设置。

活动板的另一端轴向固连有倾斜设置的地球轴，斜轴与地球轴始终平行设置，地球轴的上端固连有地球，地球上具有南回归线、赤道、北回归线，直射灯的直射光线为直射点光线，由于直射灯始终水平设向活动板的另一端且直射灯的直射点光线始终与旋转座的轴心以及中心轴的轴心的连线平行设置，使直射灯的光线始终水平射向地球的球心。在工作时，活动板转动，同时地球轴带动地球摆动，旋转座带动斜轴转动，由于直射灯的点光线始终水平射向始终水平射向地球的球心，因此直射灯的点光线在地球表面的南回归线、赤道、北回归线之间来回移动，能够直接模拟出阳光直射地球从而模拟出季节变换的过程，便于直观观察的优点。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的直射灯的直射光线包括直射点光线以及与直射点光线平行设置的柱状光线，所述的直射点光线位于柱状光线的中部。直射光线包括柱状光线以及直射点光线，柱状光线射向地球，便于直接观察出地球的晨昏变化以及月相变化，具有显示直观的优点。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的中心轴的上端固连有固定板，所述的固定板上设有电机以及减速机构，所述的减速机构包括与电机的转轴相连的输入端以及输出端一，所述的输出端一为轴向固连在中心轴上的输出齿轮一，所述的输出齿轮一上垂直固连有连杆，所述的连杆位于所述的中心轴的轴线的一侧，所述的连杆的下端插设在所述的活动板上。输出齿轮一通过连杆带动活动板绕中心轴转动，具有结构简单紧凑且传动效率较高的优点。作为另一种方式，电机通过链轮或齿轮传动带动活动板转动。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的中心轴上固连有齿轮一，所述的旋转座固连有齿轮二，所述的活动板上轴向固连有奇数个传动齿轮，相邻的传动齿轮依次相啮合，位于两侧的传动齿轮分别于齿轮一与齿轮二相啮合，所述的齿轮一与所述的齿轮二的齿数相同。通过上述的传动齿轮使齿轮一与齿轮二传动相连，使旋转座与活动板的转速相同且转向相反，具有结构较为简单紧凑的优点。

在上述的阳光直射演示机构中，传动齿轮依次相啮合并与齿轮一和齿轮二相啮合，使旋转座与旋转座的转向以及转速相同，由于斜轴与地球轴始终平行设置且地球的球心位于直射灯的光线上，使直射灯始终水平射在地球上，能够较好的模拟太阳光线，具有演示较为直观准确的优点。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的活动板上固连有支架，所述的斜轴穿过所述的支架，所述的斜轴的外侧套设有定位筒，所述的定位筒的上端设有射灯座，直射灯固连在射灯座上，所述的斜轴的上端固连有球头，所述的球头嵌于所述的射灯座上，所述的支架上轴向固连有下定位筒，所述的斜轴穿过所述的下定位筒，所述的下定位筒的上端与所述的定位筒的下端相固连。由于定位筒的下端与下定位筒相固连，旋转座带动斜轴转动时，使放置在支架上射灯座始终处于同一高度，由于球头嵌于射灯座上，使射灯座不会相对支架转动，使直射灯的光线始终射向地球的轴心，定位筒的下端与支架之间设有平面轴承，使定位筒较好轴向定位在支架并能够相对支架能够顺畅转动。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的活动板上固连有支架，所述的支架的上端面为呈水平设置的限位面，所述的斜轴穿过所述的支架，所述的斜轴的外侧套设有定位筒，所述的定位筒的下端面抵靠在所述的限位面上，所述的定位筒的上端设有射灯座，所述的射灯座放置在所述的定位筒的上端面，所述的斜轴的上端固连有球头，所述的球头嵌于所述的射灯座上。由于定位筒的下端面抵靠在支架的限位面，旋转座带动斜轴转动时，使放置在支架上射灯座始终处于同一高度，由于球头嵌于射灯座上，使射灯座不会相对球头转动，使直射灯的光线始终射向地球的轴心。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的旋转座的上端面为倾斜设置的斜面，所述的斜面与水平形成的角度为23.5度，所述的旋转座的上端定位有连接套，所述的斜轴的下端嵌于所述的连接套上，所述的连接套上螺纹连接有螺钉，所述的支架上设有贯穿的条形孔且所述的螺钉穿过所述的条形孔。旋转座转动时，由于螺纹连接在连接套上的螺钉穿过支架上的条形孔，使连接套周向固连在支架上，连接套相对旋转座上下摆动，并带动斜轴绕所述的旋转座的轴线摆动，使直射灯的光线始终射向地球的轴心。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的支架上设有锥形孔且所述的锥形孔与所述的旋转座同轴设置，所述的斜轴的外侧壁设置贴靠在锥形孔上。斜轴贴靠在锥形孔上，使斜轴能够绕所述的旋转座的轴线顺畅的转动。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的连接套与所述的旋转座之间设有轴承。

在上述的阳光直射演示机构中，所述的直射灯为LED激光灯。

与现有技术相比，本阳光直射演示机构具有以下优点：

1、直射灯始终水平射向活动板的另一端且直射灯的直射光线始终与旋转座的轴心以及中心轴的轴心的连线平行设置，直射灯的点光线在地球表面的南回归线、赤道、北回归线之间来回移动，能够直接模拟出阳光直射地球从而模拟出季节变换的过程，便于直观观察的优点；

2、直射光线包括柱状光线以及直射点光线，柱状光线射向地球，便于直接观察出地球的晨昏变化以及月相变化，具有显示直观的优点；

3、通过上述的传动齿轮使齿轮一与齿轮二传动相连，使旋转座与活动板的转速相同且转向相反，具有结构较为简单紧凑的优点。

4、由于定位筒的下端与下定位筒相固连，旋转座带动斜轴转动时，使放置在支架上射灯座始终处于同一高度，由于球头嵌于射灯座上，使射灯座不会相对支架转动，使直射灯的光线始终射向地球的轴心。

附图说明

图1是本阳光直射演示机构的实施例一的工作示意图。

图2是本阳光直射演示机构的实施例一结构示意图。

图3是本阳光直射演示机构的实施例二结构示意图。

图4是本阳光直射演示机构的直射灯的光线与地球示意图。

图中，1、底座；2、中心轴；2a、固定板；3、活动板；4、旋转座；5、斜轴；6、直射灯；6a、射点光线；6b、柱状光线；7、电机；8、输出齿轮一；9、连杆；10、齿轮一；11、齿轮二；12、支架；12a、限位面；12b、锥形孔；12c、条形孔；13、定位筒； 14、射灯座；15、球头；16、下定位筒；17、连接套；18、螺钉； 19、轴承；20、平面轴承；21、地球轴；22、地球；22a、北回归线；22b、赤道；22c、南回归线；23、传动齿轮。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至3所示，阳光直射演示机构，包括底座1以及固连在底座1上的中心轴2，中心轴2的上端固连有固定板2a，固定板2a上设有电机7以及减速机构，减速机构包括与电机7的转轴相连的输入端以及输出端一，输出端一为轴向固连在中心轴上的输出齿轮一8，输出齿轮一8上垂直固连有连杆9，连杆9位于中心轴的轴线的一侧，连杆9的下端插设在活动板3上。

中心轴2轴向固连有能够转动的活动板3，活动板3的一端轴向固连有能够转动的旋转座4，旋转座4设有倾斜设置的斜轴5 且旋转座4能够带动斜轴5绕旋转座4的轴线转动，斜轴5的上端设有能够发出直射光线的直射灯6，直射灯6的直射光线包括直射点光线6a以及与直射点光线6a平行设置的柱状光线6b，直射点光线6a位于柱状光线6b的中部。

直射灯6始终与活动板3保持同一高度，直射灯6始终水平射向活动板3的另一端且直射灯6的直射光线始终与旋转座4的轴心以及中心轴2的轴心的连线平行设置。

中心轴上固连有齿轮一10，旋转座4固连有齿轮二11，活动板3上轴向固连有奇数个传动齿轮23，相邻的传动齿轮23依次相啮合，位于两侧的传动齿轮23分别于齿轮一10与齿轮二11 相啮合，齿轮一10与齿轮二11的齿数相同。

活动板3上固连有支架12，斜轴5穿过支架12，斜轴5的外侧套设有定位筒13，定位筒13的上端设有射灯座14，直射灯6 固连在射灯座14上，斜轴5的上端固连有球头15，球头15嵌于所述的射灯座14上，支架12上轴向固连有下定位筒16，斜轴5 穿过下定位筒16，下定位筒16的上端与位筒的下端相固连。

旋转座4的上端面为倾斜设置的斜面，斜面与水平形成的角度为23.5度，旋转座4的上端定位有连接套17，连接套17与所述的旋转座4之间设有轴承19，斜轴5的下端嵌于连接套17上，连接套17上螺纹连接有螺钉18，支架12上竖直设有贯穿的条形孔12c且螺钉18穿过条形孔12c。

活动板3的另一端轴向固连有倾斜设置的地球轴21，斜轴5 与地球轴21始终平行设置，地球轴21的上端固连有地球22，地球22上具有南回归线、赤道、北回归线，直射灯6的直射光线为直射点光线6a，由于直射灯6始终水平设向活动板3的另一端且直射灯6的直射点光线6a始终与旋转座4的轴心以及中心轴2 的轴心的连线平行设置，使直射灯6的光线始终水平射向地球22 的球心。

在工作时，电机7带动输出齿轮一8转动，通过连杆9带动活动板3绕中心轴转动，通过传动齿轮23使齿轮一10与齿轮二 11传动相连带动旋转座4转动，使旋转座4与活动板3的转速相同且转向相反。旋转座4转动时，由于螺纹连接在连接套17上的螺钉18穿过支架12上的条形孔12c，使连接套17周向固连在支架12上，连接套17相对旋转座4上下摆动，并带动斜轴5绕所述的旋转座4的轴线摆动。由于定位筒13的下端与下定位筒16 相固连，旋转座4带动斜轴5转动时，使放置在支架12上射灯座 14始终处于同一高度，由于球头15嵌于射灯座14上，使射灯座14不会相对球头15转动，使直射灯6的光线始终射向地球22的球心。

因此直射灯6的点光线在地球22表面的南回归线22c、赤道 22b、北回归线22a之间来回移动，能够直接模拟出阳光直射地球 22从而模拟出季节变换的过程，便于直观观察的优点。直射光线的柱状光线6b射向地球22，便于直接观察出地球22的晨昏变化以及月相变化，具有显示直观的优点。

定位筒13的下端与支架12之间设有平面轴承20，使定位筒 13较好轴向定位在支架12并能够相对支架12能够顺畅转动。为了方便说明，地球为地球模型的简称。

实施例二

本实施例与实施例一的结构和原理大致相同，不同地方在于：如图4所示，活动板3上固连有支架12，支架12的上端面为呈水平设置的限位面12a，斜轴5穿过支架12，斜轴5的外侧套设有定位筒13，定位筒13的下端面抵靠在限位面12a上，定位筒 13的上端设有射灯座14，射灯座14放置在定位筒13的上端面，斜轴5的上端固连有球头15，球头15嵌于射灯座14上。支架12 上设有锥形孔12b且锥形孔12b与旋转座4同轴设置，斜轴5的外侧壁设置贴靠在锥形孔12b上。

由于定位筒13的下端面抵靠在支架12的限位面12a，旋转座4带动斜轴5转动时，使放置在支架12上射灯座14始终处于同一高度，由于球头15嵌于射灯座14上，使射灯座14不会相对球头15转动，使直射灯6的光线始终射向地球22的轴心。斜轴 5贴靠在锥形孔12b上，使斜轴5能够绕所述的旋转座4的轴线顺畅的转动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.阳光直射演示机构，包括底座(1)以及固连在底座(1)上的中心轴(2)，所述的中心轴(2)上轴向固连有能够转动的活动板(3)，其特征在于，所述的活动板(3)的一端轴向固连有能够转动的旋转座(4)，所述的旋转座(4)设有倾斜设置的斜轴(5)且所述的旋转座(4)能够带动所述的斜轴(5)绕所述的旋转座(4)的轴线转动，所述的斜轴(5)的上端设有能够发出直射光线的直射灯(6)，所述的直射灯(6)始终与活动板(3)保持同一高度，所述的直射灯(6)始终水平射向活动板(3)的另一端且所述的直射灯(6)的直射光线始终与旋转座(4)的轴心以及中心轴(2)的轴心的连线平行设置。

2.根据权利要求1所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的直射灯(6)的直射光线包括直射点光线(6a)以及与直射点光线(6a)平行设置的柱状光线(6b)，所述的直射点光线(6a)位于柱状光线(6b)的中部。

3.根据权利要求1所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的中心轴(2)的上端固连有固定板(2a)，所述的固定板(2a)上设有电机(7)以及减速机构，所述的减速机构包括与电机(7)的转轴相连的输入端以及输出端一，所述的输出端一为轴向固连在中心轴上的输出齿轮一(8)，所述的输出齿轮一(8)上垂直固连有连杆(9)，所述的连杆(9)位于所述的中心轴的轴线的一侧，所述的连杆(9)的下端插设在所述的活动板(3)上。

4.根据权利要求1所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的中心轴上固连有齿轮一(10)，所述的旋转座(4)固连有齿轮二(11)，所述的活动板(3)上轴向固连有奇数个传动齿轮(23)，相邻的传动齿轮(23)依次相啮合，位于两侧的传动齿轮(23)分别于齿轮一(10)与齿轮二(11)相啮合，所述的齿轮一(10)与所述的齿轮二(11)的齿数相同。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的活动板(3)上固连有支架(12)，所述的斜轴(5)穿过所述的支架(12)，所述的斜轴(5)的外侧套设有定位筒(13)，所述的定位筒(13)的上端设有射灯座(14)，直射灯(6)固连在射灯座(14)上，所述的斜轴(5)的上端固连有球头(15)，所述的球头(15)嵌于所述的射灯座(14)上，所述的支架(12)上轴向固连有下定位筒(16)，所述的斜轴(5)穿过所述的下定位筒(16)，所述的下定位筒(16)的上端与所述的定位筒(13)的下端相固连。

6.根据权利要求5所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的定位筒(13)的下端与支架(12)之间设有平面轴承(20)。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的活动板(3)上固连有支架(12)，所述的支架(12)的上端面为呈水平设置的限位面(12a)，所述的斜轴(5)穿过所述的支架(12)，所述的斜轴(5)的外侧套设有定位筒(13)，所述的定位筒(13)的下端面抵靠在所述的限位面(12a)上，所述的定位筒(13)的上端设有射灯座(14)，所述的射灯座(14)放置在所述的定位筒(13)的上端面，所述的斜轴(5)的上端固连有球头(15)，所述的球头(15)嵌于所述的射灯座(14)上。

8.根据权利要求7所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的支架(12)上设有锥形孔(12b)且所述的锥形孔(12b)与所述的旋转座(4)同轴设置，所述的斜轴(5)的外侧壁设置贴靠在锥形孔(12b)上。

9.根据权利要求7所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的旋转座(4)的上端面为倾斜设置的斜面，所述的斜面与水平形成的角度为23.5度，所述的旋转座(4)的上端定位有连接套(17)，所述的斜轴(5)的下端嵌于所述的连接套(17)上，所述的连接套(17)上螺纹连接有螺钉(18)，所述的支架(12)上竖直设有贯穿的条形孔(12c)且所述的螺钉(18)穿过所述的条形孔(12c)。

10.根据权利要求9所述的阳光直射演示机构，其特征在于，所述的连接套(17)与所述的旋转座(4)之间设有轴承(19)。

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