CN214624206U - 教学型地理六用途观测仪 - Google Patents

Abstract

教学型地理六用途观测仪，测量方位、太阳高度、正午时刻和地磁偏角，测算经度、纬度；包括方位测量单元和太阳高度测量单元，二者通过连接支架套于连接套管内连接，观测支架套在连接支架C部分上360°转动；螺钿、方位指针、第一、二、三、四螺丝、第一、二、三、四、五螺母、铅锤、太阳高度指针是金属部件，底座、方位刻度盘、连接套管、连接支架、太阳高度刻度盘、观测支架、遮光板、十字投光屏、圆形套筒、卡位垫圈是高强度耐磨工程塑料部件，表面不反光；方位刻度盘水平，太阳高度刻度盘和观测支架所在平面与地面垂直，太阳高度刻度盘正面90°刻线在底座中心线上，方位刻度盘和方位指针指示方位，太阳高度指针指示太阳高度。

Description

教学型地理六用途观测仪

技术领域

本实用新型是教学型地理教学仪器，用于观测方位、太阳高度，测量正午时刻、地磁偏角，测算当地经度、纬度。

背景技术

实验观测方位、太阳高度，计算地方时，计算经度和纬度是中学地理教育教学的一项重要内容。但是，目前中学地理教育教学活动中，没有既能观测方位，又能观测太阳高度的教学仪器。2020年12月11日，国家知识产权局授予我的实用新型专利“一种方位、太阳高度观测仪”(下称原专利)，专利号是ZL 202020581136.7，授权公告日是2020年12月11日，授权公告号是CN 212133633 U。该专利的结构和技术方案有下列缺陷：用进入观测支架进光口的太阳光线观测地理南北方位，观测不方便，致观测到的地理南北方位不准确；把观测支架太阳光线和底座中心线设计在同一平面，导致太阳高度测量单元重心偏离底座中心线；加之其采用“十”字凸凹结构将太阳高度刻度盘与连接支架的D部分连接，难以保证太阳高度刻度盘及其90°刻线垂直于地面，也导致观测到的太阳高度和南北方位不准确；连接支架结构较复杂，制造繁难。这一种方位、太阳高度观测仪难以作为教学仪器运用于中学地理教育教学。

发明内容

本实用新型克服了上述缺陷，作了重大创新和改进：

教学型地理六用途观测仪，其特征在于：包括方位测量单元和太阳高度测量单元；方位测量单元包括：底座1为圆形，底座1边沿等距设置3个贯通底座1，可上下伸缩调节的螺钿2，所述底座1中心垂直设置贯通底座1的中空的连接套管6，所述连接套管6近底座1处，从下至上套设绕连接套管6转动的方位刻度盘3和方位指针5，方位刻度盘3的边沿刻东、南、西、北方位及方位角度数，中间刻圆形的铅锤投射轨迹4；

太阳高度测量单元包括：连接支架7由A、B、C三部分浇铸为一个整体，A部分是圆柱体形，下端设置丝口套第五螺母18，连接支架7的B部分是长方体形，正、背两面与A部分中心轴垂直，正、背两面铅锤刻线，C部分是圆柱体形，前端内设置第二螺母15拧入第二螺丝13，B部分背面正对C部分后端处设置第一螺母16，第一螺丝17拧在第一螺母16内，第一螺丝17后段系铅锤26，太阳高度刻度盘8正、背两面对应位置均通过中心至边沿设置水平刻线和铅锤刻线，正面边沿刻以水平线为0°以铅锤线为90°的太阳高度度数，太阳高度刻度盘8正面90°刻线在底座1中心线上，所述连接支架7的B部分正面铅锤刻线上、下端，分别设置第四螺母24和第三螺母22，通过第四螺丝23和第三螺丝21，将太阳高度刻度盘8的背面紧贴连接支架7的B部分的正面并固定；所述连接支架7的C部分前端，通过第二螺丝13及卡位垫圈12卡住观测支架9拧入第二螺母15；所述观测支架9是长条形，中间设置观测支架套筒14套在连接支架7的C部分上，可以360°转动，转动面涂润滑剂，观测支架9一端设置指针观察口20，该端设置垂直于观测支架9的遮光板25，遮光板前后端中间分别设置进光口10和太阳高度指针19，所述观测支架9另一端设置垂直于观测支架9的投光屏，投光屏正对进光口10处，设置十字投光点11；太阳高度测量单元通过连接支架7的 A圆柱体部分，套在连接套管6内与方位测量单元连接，所述连接支架7的A圆柱体部分在连接套管6内360°转动，转动面涂润滑剂；

本教学型地理六用途观测仪，其特征在于，螺钿2，方位指针5，第二螺丝13，第二螺母15，第一螺母16，第一螺丝17，第五螺母18，太阳高度指针19，第三螺丝21，第三螺母22，第四螺丝23，第四螺母24，铅锤26，以上部件均采用金属；其余部件底座1，方位刻度盘3，连接套管6，连接支架7，太阳高度刻度盘8，观测支架9，十字投光点11，卡位垫圈12，观测支架套筒14,以及遮光板25，均采用高强度耐磨工程塑料，表面不反光；

本教学型地理六用途观测仪，其特征特征在于，太阳高度刻度盘8的正面90°刻线、连接支架7A部分的中心轴和底座1的中心线在同一直线上，该直线垂直于连接支架7的B部分的正、背两面，太阳高度刻度盘8的背面紧贴连接支架7的B部分的正面；

本教学型地理六用途观测仪，采用在一天中太阳高度最大，即正午太阳高度之时，测定本教学型地理六用途观测仪，采用在一天中太阳高度最大，即正午太阳高度之时，测定太阳所处的方位，即本实用新型太阳高度刻度盘8正面所在的方位，就是当地的正南方或正北方——太阳直射点以北地区太阳处于正南方，太阳直射点以南地区太阳处于正北方，一年中太阳每天正午的直射点的纬度可以查阅相关天文资料，此时将本实用新型的方位刻度盘3的方位“南”或“北”——太阳直射点以北地区将方位刻度盘3的方位“南”，太阳直射点以南地区将方位刻度盘3的方位“北”，与太阳此时所处的方位对正并固定，误差可以通过多天测量求平均值减小；特殊情况，如果太阳高度刚好90°，则此地为当天的太阳直射点，日出的方位为东，日落的方位为西。如此，观测平台的东、南、西、北方位即已测定。这样既严格遵循地理科学原理，科学测定地理南北方位，避免了采用指南针指示的南北方位产生的地磁偏角之误差，又克服了原专利采用进入观测支架进光口的太阳光线指示的方位，作为此时太阳的方位不易观测，导致观测到的地理南北方位不准确的缺陷；本实用新型把太阳高度刻度盘8的正面90°刻线与底座中心线设计在同一直线上，把太阳高度测量单元重心设置在底座中心线上，从而克服了原专利太阳高度测量单元重心偏离底座中心线的缺陷；本实用新型采用调节底座1下边的3个螺钿2，同时转动连接支架7，观察铅锤26与连接支架7的B部分背面铅锤刻线正对，还要观察铅锤26与铅锤投射轨迹4正对，从而实现底座1以及方位刻度盘3的水平，实现连接支架7、太阳高度刻度盘8及其正面90°刻线与地面垂直；采用第三螺丝21，第四螺丝23，将太阳高度刻度盘8背面紧贴连接支架7的B部分正面并固定，实现太阳高度刻度盘 8与地面垂直，确保太阳高度刻度盘8中间的0°刻线水平和90°刻线与地面垂直，从而克服了原专利观测到的太阳高度和南北方位不准确的缺陷；本实用新型采用连接支架7由A、B、 C三部分浇铸为一个整体，结构简单，制造简易。

本实用新型实施的优势：

本教学型地理六用途观测仪，遵循地理科学原理，科学观测地理南北方位和太阳高度，避免采用指南针指示的地磁南北方位作为地理南北方位，科学地避免了地磁南北方位存在地磁偏角的误差；结构精巧合理，构造简洁，制作简易，操作简单方便，观测直观，科学实用；借助时钟能测量当地的正午时刻，进而根据中学地理学科知识，能准确测算当地的经度和纬度，还可借助指南针测量当地当时的地磁偏角；本实用新型适用于全世界地理教育教学，适用于全世界地理课外实践以及课外兴趣活动，有利于提高学生地理科学知识水平和学生的地理科学素养，有利于学生树立地球、太阳等天体运行的空间观念，有利于培养学生的地理科学兴趣和实践操作能力。

附图说明：

图1是教学型地理六用途观测仪正面图；

图2是教学型地理六用途观测仪侧面图；

图3是连接支架侧面图；

附图中部件名称是：

(1)方位测量单元，(2)太阳高度测量单元；

1底座，2脚钿，3方位刻度盘，4铅锤轨迹，5方位指针，6连接套管，7连接支架，8太阳高度刻度盘，9观测支架，10进光口，11十字投光点，12卡位垫圈，13第二螺丝，14观测支架套筒，15第二螺母，16第一螺母，17第一螺丝，18第五螺母，19太阳高度指针，20指针观察口，21第三螺丝，22第三螺母，23第四螺丝，24第四螺母，25遮光板，26铅锤。

具体实施方式：

本教学型地理六用途观测仪包括方位测量单元和太阳高度测量单元两部分：

所述方位测量单元的技术方案如附图1所示，底座1为圆形，半径30cm，厚度2cm，边沿等距设置3个贯通底座，可上下伸缩调节的螺钿2，直径1cm，高度5cm，所述底座1中心垂直设置贯通底座1中空的连接套管6，高度6cm，外半径2cm，内半径1.5cm，所述连接套管6近底座1处从下至上套设可转动的方位刻度盘3和长度27.5cm的方位指针5，方位刻度盘3的厚度0.4cm，半径28cm，边沿刻东、南、西、北方位及方位角度数，中间刻半径8cm 的铅锤投射轨迹4；

所述太阳高度测量单元的技术方案是：如附图1、附图2和附图3所示，连接支架7由A、B、 C三部分浇铸为一个整体，A部分是圆柱体形，半径1.5cm高度13cm，下端设置丝口套第五螺母18，B部分是长方体形，厚度1.6cm,宽度4cm，长度37cm,与A部分重合3cm，所述 B部分正、背两面与A部分中心轴垂直，所述B部分正面与A部分中心线垂直距离0.4cm, 所述B部分正面、背面刻铅锤刻线，C部分是圆柱体形，直径2cm,长度3cm，前端内设置第二螺母15，直径0.5cm，长度1.5cm，所述连接支架7的B部分背面正对C部分后端处设置第一螺母16，直径0.5cm，长度1.5cm，第一螺丝17直径0.5cm，长度10cm，拧在第一螺母16内，第一螺丝17距离太阳高度刻度盘8正面中心8cm处系铅锤26，太阳高度刻度盘8 正面背面，均通过中心至边沿设置水平刻线和铅锤刻线，正面边沿刻以水平线为0°以铅锤刻线为90°的太阳高度度数，在B部分正面铅锤刻线距离C部分中心线上端5cm处和下端 23cm处，分别设置第四螺母24和第三螺母22，两螺母直径均为0.4cm，长度0.6cm，第四螺丝23和第三螺丝21，直径均为0.4cm，长度0.8cm，两螺丝将太阳高度刻度盘背面紧贴连接支架7的B部分正面并固定；第二螺丝13直径0.5cm，长度1.5cm，卡位垫圈12，直径 4cm，厚度0.4cm，中心小孔直径0.5cm，所述连接支架7的C部分前端通过第二螺丝13及卡位垫圈12挡住观测支架9；所述观测支架9是长条形，长度60cm，宽度3cm，厚度0.4cm，中间设置圆形套筒14，内直径2cm，长度2.6cm，套在连接支架7的C部分上360°转动，转动面涂润滑剂；观测支架9一端设置指针观测口20，长度4cm，宽度1cm，该端设置垂直于观测支架9的遮光板25，前端3.5cm，后端2cm，长度6cm，厚度0.4cm，遮光板前端2cm 中间位置设置圆形进光口10，直径0.3cm，后端中间位置1.5cm处设置太阳高度指针19，长度3.5cm，所述观测支架9另一端设置垂直于观测支架9的十字投光屏，长度6cm，宽度4cm，厚度0.4cm，十字投光屏正对进光口10处，设置十字投光点11；太阳高度测量单元通过连接支架7的A圆柱体部分，套在连接套管6内与方位测量单元连接，所述连接支架7的A圆柱体部分在连接套管6内360°转动，转动面涂润滑剂；

本教学型地理六用途观测仪的下列部件，螺钿2，方位指针5，第二螺丝13，第二螺母15，第一螺母16，第一螺丝17，第五螺母18，太阳高度指针19，第三螺丝21，第三螺母22，第四螺丝23，第四螺母24，铅锤26，均采用金属；其余部件有底座1，方位刻度盘3，连接套管6，连接支架7，太阳高度刻度盘8，观测支架9，十字投光点11，卡位垫圈12，圆形套筒14,以及遮光板25，均采用高强度耐磨工程塑料，表面不反光；

本教学型地理六用途观测仪，太阳高度刻度盘8正面的90°刻线、连接支架7A部分的中心线和底座1的中心线在同一直线上，该直线垂直于连接支架7的B部分前平面，太阳高度刻度盘8紧贴连接支架7的B部分前平面。

工作原理：

将本教学型地理六用途观测仪置于观测平台，调节底座1下边的3个螺钿2，同时转动连接支架7，观察铅锤26与连接支架7的B部分背面铅锤刻线正对，还要观察铅锤26与铅锤投射轨迹4正对，从而实现底座1以及方位刻度盘3的水平，实现连接支架7、太阳高度刻度盘8及其正面90°刻线与地面垂直；

转动连接支架7和观测支架9，使太阳光从进光口10射进，投射于十字投光点11正中，从指针观察口20读出此时太阳高度指针19指示的，太阳高度刻度盘8上的度数，即为此时的太阳高度；

临近正午，当测量的太阳高度达到最大值，即正午太阳高度之时，测定太阳所处的方位，即本实用新型太阳高度刻度盘8正面所在的方位，就是当地的正南方或正北方——太阳直射点以北地区太阳处于正南方，太阳直射点以南地区太阳处于正北方，一年中太阳每天正午的直射点的纬度可以查阅相关天文资料，此时将本实用新型的方位刻度盘3的方位“南”或“北”——太阳直射点以北地区将方位刻度盘3的方位“南”，太阳直射点以南地区将方位刻度盘3 的方位“北”，与太阳此时所处的方位对正并固定，误差可以通过多天测量求平均值减小；特殊情况，如果太阳高度刚好90°，则此地为当天的太阳直射点，日出的方位为东，日落的方位为西。如此，观测平台的东、南、西、北方位即已测定；

转动方位指针5，使其一端指向需要测定的地理事物，此时方位指针5在方位刻度盘3上的方位和度数，即为该需要测定的地理事物相对于观测平台的方位和度数；

如果再用指南针测量该观测平台的方位，指南针指示的南北方位与本教学型地理六用途观测仪测定的南北方位的偏角即是当地当时的地磁偏角；

测定太阳高度达到最大值，即正午太阳高度的时刻，即是该观测平台所在地的正午时刻；

利用地方时和当地中央经线的度数还可以计算出该观测平台的经度；

利用测定的正午太阳高度和查阅天文资料的当天太阳直射点的纬度，可以计算出当地的纬度。

Claims (3)

1.教学型地理六用途观测仪，其特征在于：包括方位测量单元和太阳高度测量单元；方位测量单元包括：底座(1)为圆形，底座(1)边沿等距设置3个贯通底座(1)，可上下伸缩调节的螺钿(2)，所述底座(1)中心垂直设置贯通底座(1)的中空的连接套管(6)，所述连接套管(6)近底座(1)处，从下至上套设绕连接套管(6)转动的方位刻度盘(3)和方位指针(5)，方位刻度盘(3)的边沿刻东、南、西、北方位及方位角度数，中间刻圆形的铅锤投射轨迹(4)；太阳高度测量单元包括：连接支架(7)由A、B、C三部分浇铸为一个整体，A部分是圆柱体形，下端设置丝口套第五螺母(18)，连接支架(7)的B部分是长方体形，正、背两面与A部分中心线垂直，正、背两面刻铅锤线，C部分是圆柱体形，前端内设置第二螺母(15)，B部分背面正对C部分后端处设置第一螺母(16)，第一螺丝(17)拧在第一螺母(16)内，第一螺丝(17)后段系铅锤(26)，太阳高度刻度盘(8)正、背两面对应位置均通过中心至边沿设置水平刻线和铅锤线，正面边沿刻以水平线为0°以铅锤线为90°的太阳高度度数，太阳高度刻度盘(8)正面90°刻线在底座(1)中心线上，所述连接支架(7)的B部分正面铅锤线上、下端，分别设置第四螺母(24)和第三螺母(22)，通过第四螺丝(23)和第三螺丝(21)，将太阳高度刻度盘(8)的背面紧贴连接支架(7)的B部分的正面并固定；所述连接支架(7)的C部分前端通过第二螺丝(13)及卡位垫圈(12)卡住观测支架(9)；所述观测支架(9)是长条形，中间设置观测支架套筒(14)套在连接支架(7)的C部分上，可以360°转动，转动面涂润滑剂，观测支架(9)一端设置指针观察口(20)，该端设置垂直于观测支架(9)的遮光板(25)，遮光板前后端中间分别设置进光口(10)和太阳高度指针(19)，所述观测支架(9)另一端设置垂直于观测支架(9)的投光屏，投光屏正对进光口(10)处，设置十字投光点(11)；太阳高度测量单元通过连接支架(7)的A圆柱体部分，套在连接套管(6)内与方位测量单元连接，所述连接支架(7)A圆柱体部分在连接套管(6)内360°转动，转动面涂润滑剂。

2.如权利要求1所述的教学型地理六用途观测仪，其特征在于：螺钿(2)，方位指针(5)，第二螺丝(13)，第二螺母(15)，第一螺母(16)，第一螺丝(17)，第五螺母(18)，太阳高度指针(19)，第三螺丝(21)，第三螺母(22)，第四螺丝(23)，第四螺母(24)，铅锤(26)，以上部件均采用金属；其余部件底座(1)，方位刻度盘(3)，连接套管(6)，连接支架(7)，太阳高度刻度盘(8)，观测支架(9)，十字投光点(11)，卡位垫圈(12)，观测支架套筒(14),以及遮光板(25)，均采用高强度耐磨工程塑料，表面不反光。

3.如权利要求1所述的教学型地理六用途观测仪，其特征特征在于：太阳高度刻度盘(8)的正面90°刻线、连接支架(7)的A部分的中心线和底座(1)的中心线在同一直线上，该直线垂直于连接支架(7)的B部分的正、背两面，太阳高度刻度盘(8)的背面紧贴连接支架(7)的B部分的正面。

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