CN2396466Y - 地月仪教学模型 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种演示月球围绕地球公转、地球自转并围绕太阳公转的地月仪教学模型。它由电机驱动的地球公转行星轮系、地球自转和月球公转机构、地轴倾角控制机构、以及太阳、地球、月球壳体及其支承件、发光光源等构件组成。该模型能再现日食、月食、月球圆缺盈亏、地轴倾斜指向、南北极的极昼、极夜变化、四季更替等多种天文自然景观,是寓教于乐的理想科普教学仪器。

Description

地月仪教学模型
本实用新型涉及一种演示月球围绕地球公转、地球自转并围绕太阳公转的地月仪教学模型。
目前,在普通中、小学校所使用的反映月球、地球和太阳之间运行关系的天体教学实物模型多为静态结构,或是具有简单运动关系的结构,其形象较为呆板,不能逼真地模拟月球、地球和太阳在空间的立体运动规律,使学生也不能较直观地了解自然界的天文景观。
本实用新型的目的就是要提供一种能更真实更直观地反映天体星球之间立体运动规律的地月仪教学模型。
为实现此目的,本实用新型所设计的地月仪教学模型,由太阳、地球、月球壳体及其支承件、太阳光源以及地球公转行星轮系、地球自转和月球公转机构,地轴倾角控制机构等组成。电机驱动行星轮系运转,行星轮系的臂杆围绕中轴反时针旋转,这一转速就是地球围绕太阳公转的速度。行星轮系中的行星轮自转并围绕中心轮公转,由于地球与太阳有相当的距离,如果在行星轮上直接装上地球,虽然也可以实现地球自转和公转,但内齿轮的尺寸无疑将很大。因此,本方案采取了延伸臂杆的设计,将臂杆沿径向向外延长至一定的距离,再将行星齿轮的转速通过一系列齿轮传递到远端,从而缩小了内齿轮的尺寸,实现了地球远距离旋转。通过设计传动齿轮的个数,可使地球始终沿反时针方向旋转。月球是围绕地球公转的,因此,只需在地球自转机构中加设一付减速传动齿轮,即可实现月球的公转。地轴倾向即地轴与地球轨道平面的夹角的控制是通过地球支座下端的传动齿轮的旋转来实现的,该传动齿轮的传动力矩也来自于行星齿轮的传动。当该齿轮的转速与臂杆转速相等而方向相反时,地轴就处于一种相对″静止″状态,使地轴始终指向同一个方向,即北极星方位。
本实用新型的优点在于:所设计的模型在通电运行状态下可以较形象、生动、逼真地模拟月球、地球和太阳在空间的立体运行规律,使学生可以更多更直观地了解地球上日夜的更替、南北极的极昼和极夜现象、四季变化、日食、月食以及月球的盈亏圆缺等自然界的天文景观,是寓教于乐的理想科普教学仪器。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述:
附图为一种地月仪教学模型的结构示意图。
图中所示的地月仪教学模型,包括太阳、地球、月球壳体及其支承件,以及地球公转行星轮系、地球自转和月球公转机构、地轴倾角控制机构。
地球公转行星轮系由电机1、主齿轮2、从齿轮3、中心齿轮4、四个行星齿轮5、10、内齿轮9、延伸臂杆11和转盘6构成。电机1安装在底座7的盖板8下面,盖板8上面固定有内齿轮9,盖板8中间设有太阳空心支杆31,太阳空心支杆31上设有太阳壳体13及光源32。电机1的主轴穿过盖板8与主齿轮2相连,主齿轮2与从齿轮3啮合,从齿轮3与中心齿轮4同轴相联,中心齿轮4与内齿轮9之间均布有四个行星齿轮5、10,其中一个行星齿轮5的转轴下端插入转盘6中,上端穿过延伸臂杆11联有传动齿轮14,延伸臂杆11上的三个凸柱33分别穿过另外三个行星齿轮10插入转盘6中。延伸臂杆11由安装在内齿轮9上的滚球30支承转动,其端部设有用以平衡延伸臂杆11另一端地球、月球及其传动机构重量的平衡块12。这样,在电机1的驱动下,通过主齿轮2、从齿轮3以及中心齿轮4的传动,带动行星齿轮5、10既自转又公转,并由此带动连在行星齿轮5上面的传动齿轮14也自转和公转。与此同时,四个行星齿轮5、10公转推动连接延伸臂杆11和转盘6的凸柱33转动,进而推动转盘6和延伸臂杆11旋转,这一转速即是地球的公转速度。
地球自转和月球公转机构由传动齿轮14、过渡齿轮15、16、复合齿轮17、空心齿轮18、锥齿轮19、28、齿轮27、复合齿轮26、地球自转齿轮25、月球公转齿轮24构成。传动齿轮14通过过渡齿轮15、16将转动传递给复合齿轮17,复合齿轮17同时与地轴自转齿轮29以及套装在其转轴上的空心齿轮18啮合。地轴自转齿轮29安装在延伸臂杆11的端部,其转轴顶端安装有地球支座34,地球支座34上设有联为一体的地轴支杆21。空心齿轮18上联有锥齿轮19,锥齿轮19与锥齿轮28啮合,锥齿轮28则与齿轮27同轴相连,齿轮27将转动传递给复合齿轮26,复合齿轮26同时与地球自转齿轮25以及月球公转齿轮24啮合。地球自转齿轮25的空心管套在地轴支杆21上,其顶端安装有地球壳体20。月球公转齿轮24套在地球自转齿轮25的空心管上,其上联有月球支杆23,月球支杆23顶端安装有月球壳体22。这样,在传动齿轮14的带动下,顺序通过过渡齿轮15、16、复合齿轮17、空心齿轮18、锥齿轮19、28、齿轮27以及复合齿轮26的传动,最终使地球自转齿轮25绕地轴支杆21旋转,也使月球公转齿轮24绕地轴支杆21旋转,从面实现地球的自转和月球的公转。
地轴倾角控制机构由地轴支杆21、地球支座34、地轴自转齿轮29、复合齿轮17构成,复合齿轮17与地轴自转齿轮29啮合,地轴自转齿轮29带动与其联为一体的地球支座34以及地轴支杆21旋转,其转度与延伸臂杆11的转速相等,方向相反,这样地轴支杆21保持相对静止,始终指向同一方向,即北极星所在的位置。

Claims (1)

1.一种地月仪教学模型,包括太阳、地球、月球壳体及其支承件,以及地球公转行星轮系、地球自转和月球公转机构、地轴倾角控制机构,其特征在于:
地球公转行星轮系由电机(1)、主齿轮(2)、从齿轮(3)、中心齿轮(4)、四个行星齿轮(5、10)、内齿轮(9)、延伸臂杆(11)和转盘(6)构成,电机(1)安装在底座(7)的盖板(8)下面,盖板(8)上面固定有内齿轮(9),盖板(8)中间设有太阳空心支杆(31),太阳空心支杆(31)上设有太阳壳体(13)及光源(32),电机(1)的主轴穿过盖板(8)与主齿轮(2)相连,主齿轮(2)与从齿轮(3)啮合,从齿轮(3)与中心齿轮(4)同轴相联,中心齿轮(4)与内齿轮(9)之间均布有四个行星齿轮(5、10),其中一个行星齿轮(5)的转轴下端插入转盘(6)中,上端穿过延伸臂杆(11)联有传动齿轮(14),延伸臂杆(11)上的三个凸柱(33)分别穿过另外三个行星齿轮(10)插入转盘(6)中,这样四个行星齿轮(5、10)公转时带动延伸臂杆(11)旋转的转速即为地球的公转速度;
地球自转和月球公转机构由传动齿轮(14)、过渡齿轮(15、16)、复合齿轮(17)、空心齿轮(18)、锥齿轮(19、28)、齿轮(27)、复合齿轮(26)、地球自转齿轮(25)、月球公转齿轮(24)构成,传动齿轮(14)通过过渡齿轮(15、16)将转动传递给复合齿轮(17),复合齿轮(17)同时与地轴自转齿轮(29)以及套装在其转轴上的空心齿轮(18)啮合,地轴自转齿轮(29)安装在延伸臂杆(11)的端部,其转轴顶端安装有地球支座(34),地球支座(34)上设有联为一体的地轴支杆(21),空心齿轮(18)上联有锥齿轮(19),锥齿轮(19)与锥齿轮(28)啮合,锥齿轮(28)则与齿轮(27)同轴相连,齿轮(27)将转动传递给复合齿轮(26),复合齿轮(26)同时与地球自转齿轮(25)以及月球公转齿轮(24)啮合,地球自转齿轮(25)的空心管套在地轴支杆(21)上,其顶端安装有地球壳体(20),月球公转齿轮(24)套在地球自转齿轮(25)的空心管上,其上联有月球支杆(23),月球支杆(23)顶端安装有月球壳体(22),这样地球自转齿轮(25)和月球公转齿轮(24)的转动分别形成地球的自转和月球的公转;
地轴倾角控制机构由地轴支杆(21)、地球支座(34)、地轴自转齿轮(29)、复合齿轮(17)构成,复合齿轮(17)与地轴自转齿轮(29)啮合,地轴自转齿轮(29)带动与其联为一体的地球支座(34)以及地轴支杆(21)旋转,其转度与延伸臂杆(11)的转速相等,方向相反,这样地轴支杆(21)保持相对静止,始终指向同一方向。
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