CN86105324A - 一种演示地球、月球运行规律的装置 - Google Patents

Abstract

一种演示地球、月球运行规律的装置，用以帮助人们直观地理解地球、月球的运行规律。它的技术特征，是将月球模型支承在一个环绕地球模型转动的小转臂上且设有保持月球模型正确方位的机构；或者将一个由地球模型和月球模型构成的装置安装在一个环绕太阳模型转动的大转臂上且设有保持地、月系统正确方位的机构。本发明主要用作一种教育或演示用具或者一种具有科普价值的智力型儿童玩具。

Description

本发明涉及一种演示地球、月球运行规律的装置。

从电视片《大自然的奥秘》中，看到一种演示地球、月球运行规律的装置，该装置的缺点是：较笨重，因而使用不便且成本较高;对地月系统运行规律的演示效果还不够理想;难以在社会中广泛普及，特别是难以作为一种具有教育意义的儿童玩具进入许多家庭，随着人们消费水平的提高，演示用具的玩具化已经较为明显，例如，许多人是把地球仪作为玩具而不是作为教具送给自己或别人的孩子，可是，前面所述的装置却难以适应这种变化。

本发明的目的，是要提供一种尺寸小巧、结构简单、演示功能较理想的装置，以模拟地球、月球的运行规律，并期望该装置动作可靠且成本较低。

在本发明中，有一个地球模型、一个月球模型、一个底座和一个用于支承月球模型的小转臂，其特征在于，在该小转臂上装有用以保持月球模型自转轴方向的行星轮。为了使行星轮能够自动地随着小转臂的转动而平动，还可以设置一个太阳轮。上述太阳轮、行星轮可以用带，特别是同步齿形带相联接;也可以用链相联接;还可以用齿轮，特别是园锥齿轮相联接等。

上述装置的特征部分是可以代换的。例如，为了模拟月球的同步自转现象，可以在小转臂上安装一个卡块，通过该卡块上的槽或凸出部分与月球模型上的定位杆或槽的配合，来实现上述模拟功能。

当然，上述特征部分也可以互相迭加，形成一种新的、功能更完善的装置。

尺寸小巧是上述装置的一个显著特点，通常，其底座的最大尺寸不超过月球模型的回转范围。

为了模拟地球或月球的进动现象，可以把地球或月球模型分别安装在它们的支架上，该支架上有两根轴线，一是它们的自转轴线，二是它们的进动轴线。如果使上述支架绕其进动轴线转动，便可模拟地球和/或月球的进动现象。

为了模拟月球拱线的转动现象，可以将小转臂安装在一个可以沿环形曲线平动的平动圈上。当该平动圈带动小转臂平移时，便可模拟月球拱线的转动。

实现上述平动圈平动的方案较多，例如可采用十字滑块的方法来实现等，但是，本发明建议采用平行四连杆机构来实现此项功能。

为了模拟黄白交角，还可以将小转臂安装在底座上的白道模拟面上。该白道模拟面可以是平面，也可以是园柱面或其二者的结合。由于白道模拟面的轴线方向通常与底座底面的垂线保持大约黄白交角的角度，所以建议将安装月球模型支架的柱的上部的轴颈（或孔）的轴线与该柱的基本轴线也制成大约等于黄白交角的角度，以保持上述轴颈与底座底面大体垂直。这样，将有助于较正确地演示月球的进动现象。

为了模拟月球交点线的转动，还可以将上述白道模拟面制作在一个可以转动的白道模拟块上。这样，当白道模拟块转动时，就可实现月球交点线的模拟转动。不过，由此带来的一个缺点是，随着白道模拟块的转动，月球模型自转轴线的方向也发生了变化。

为了既能模拟月球交点线的转动，又不引起月球模型的自转轴线的方向变化，可以将小转臂安装在底面靠在白道模拟块的白道模拟面上的、不能绕白道模拟块的转轴转动的摇板上。不过，该摇板可以绕白道模拟块转轴的垂线方向摇动。

当使用白道模拟块时，如果月球模型支架还是直接套装在支承月球模型的柱上，那么，月球模型的自转轴线的方向将在大约两倍于黄白交角的范围内变化。为了排除由于白道模拟块的转动引起的月球模型自转轴线的方向变化，最好将月球模型及其支架安装在一个能够自位的支架上。建议按照重心低于支点的随遇平衡原理制做这种支架。在结构处理上，建议参考万向接手的构造原理。

由于黄白交角比较大（5°9’），当小转臂的所在平面与地球模型的中心之间的距离较大时，就使得地球模型中心到小转臂的轴线的距离也较大。这样，在演示月球交点线的转动时，能够引起月球拱线的不合理的变化，从而增加了该装置的演示误差。

为了补偿上述误差，可以将小转臂安装在一个平动盘上，利用该平动盘的平移，使得地球模型中心位于小转臂的转动轴线上或者该轴线的附近。上述平动盘之所以采用平移的方案而不采用偏心转动，是为了防止引起月球模型自转轴线的方向变化。

鉴于月球的拱线和交点线的转动都是客观存在的天文学事实，为了模拟这种事实，可以将上述的平动盘分成两部分，一部分是保持原补偿功能的，仍称之为平动盘，另一部分是在该平动盘上分加装一个平动圈，以模拟月球拱线的转动。这样，其演示功能就比较齐全了。

如上所述，还不能说得到了一种能够完美地演示地球、月球运行规律的装置，因为上述装置对地球、月球运行规律的演示还具有局限性。例如，还看不出地球的公转情形等。

为了更全面地演示地球、月球的运行规律，特别是更好地演示地球在其轨道上的运动状况，可以用一个太阳模型取代前述装置中的地球模型，用太阳模型支架取代月球模型支架，用前述的演示地球、月球运行规律的装置取代前述装置中的月球模型及其支架，将前述的小转臂改称为大转臂，将前述的白道模拟面改称为黄道模拟面，将前述装置中暗含的黄道模拟面改为暗含太阳系不变面，将前述的月球拱线改称为地球拱线，将前述的月球交点线改称为地球交点线等等。经过上述处理后，就能得到一种更全面地演示地球、月球运行规律的装置。当然，由于地球不存在同步自转的问题，前述装置中用于模拟月球同步自转的卡块等就没有必要存在了。

在上述各装置中，各功能件的尺寸关系，如月球模型、地球模型的尺寸和月地距离之间的比例等，一般是不能按天文学的实际数据的比例制做。实际上，就是那些能够按天文学的比例制做的部分，如地球轨道的偏心率等，也可以放大或缩小，以突出其特点，强化演示效果。

另外，上述太阳模型用透明或半透明的材料制做且内部装有发光体，也是有益的。甚至整个太阳模型可以用一个特制的球形灯泡或球形灯管制做，这对于演示月相或食，将增加直观性和趣味性。另外，还可用于演示从月球或地球外部来观察地球或地月系统。

为了增强食的演示效果，使月球模型和太阳模型对于地球模型的表面附近的视角较为接近，也是一种有益的方案。必要时，还可以极大地增加小转臂与/或大转臂的长度，以便增强“望”或“溯”的演示效果。为了同一目的，也可以在加长大、小转臂的同时或者只对黄白交角进行适当地放大。

由于月球、地球的各种运动及太阳的自转等具有确定的方向，因此，本发明可使用棘轮或带箭头的标牌来保证或指示正确的运动方向。

本发明中有相对运动的零件之间，可以采用滑动轴承或支承面，也可以采用滚动轴承或滚动支承面等。

下面结实施例及附图对本发明作进一步说明。

实施例一，如图1所示。〔1〕是地球模型，〔2〕是地球模型支架，该支架除了可按图示形状制作外，还可以采用常见地球仪中的半园弧形支架或根据需要重新设计。〔12〕是月球模型，〔13〕是月球模型支架，该支架也可以采用其他的造型形式。支架〔2〕安装在心轴〔7〕上，支架〔13〕安装于柱〔14〕上，它们的配合松紧要合适。为了放大制造公差，也可参照图16，利用螺母〔57〕来紧固地球模型支架〔56〕的结构。

当转动支架〔2〕或〔13〕时，即可以演示地球或月球的进动现象;当转动地球模型〔1〕或月球模型〔12〕时，它们将在各自的自转轴上转动，以模拟它们的自转现象。

用于支承着月球模型并使之能够环绕地球模型进行公转的是小转臂〔8〕，为了演示月球模型自转轴线的空间方向基本不变的特性，该小转臂内装有太阳轮〔4-1〕和行星轮〔15〕及联接它们的带〔5〕。为了使小转臂定位可靠，还安装有压盖〔3〕。另外，压盖〔9〕是用作行星轮〔15〕定位的，且兼用于柱〔14〕定位。同时，还建议将柱〔14〕和行星轮〔15〕用键联接或者直接制成一体。

上述各部分均支承于底座〔4〕上，将底座〔4〕与太阳轮〔4-1〕制为一体，是为了结构处理的方便，并不是唯一的选择。为了保持本装置的稳定，在底座〔4〕内部可以安装重物〔6〕，该重物可以用廉价材料如混凝土等制做。

心轴〔7〕可以位于太阳轮〔4-1〕的中心线上，但最好安装在具有适当偏心的位置上，以近似地模拟地球位于月球的椭园形轨道的一个焦点上。

在本实施例及以下将列举的实施例中，太阳轮〔4-1〕和行星轮〔15〕之间联接的带〔5〕，可以选用同步齿形带，也可以选用其他类型的传动方式，如链传动、齿轮传动等。在齿轮传动中，又以选用园锥齿轮传动较好。只要注意到其基本的功能要求是使柱〔14〕获得环绕地球模型〔1〕的平动就行了。

为了演示月球同步自转这一天文学事实，可以在小转臂〔8〕上安装一个卡块〔10〕，利用该卡块上的一个槽与固定在月球模型上的一个定位杆〔11〕的头部（最好是球形）的配合来达到这一目的。具体情形可见A向放大图。

当然，槽并不是一定要制在卡块上，也可以制在定位杆上，但这时应在卡块上制出适合于定位的形状。图2是这种情况的一个例子，其中，〔11-1〕是开有凹槽的定位杆，〔10-1〕则是卡块，它也是利用球面进行定位的。图2的投影方向可按图1的A向加以理解。

事实上，定位杆〔11〕可以省略，通过在月球模型上开出一个定位长孔或槽的方法来实现月球模型的模拟同步自转。具体情形可参见图9。图中，〔10-2〕是卡块;〔16〕是在月球模型〔12-1〕上所开的定位长孔。

应注意，在上述装置中使用行星轮和太阳轮与在小转臂上安装卡块是互相独立的，这两种结构既可以分别单独使用，也可以同时用于一个装置。另外，还可只使用行星轮，此时该轮被用于柱的手动调整。

实施例二，如图3所示。它是实施例一的改进型。它增设了用于支承小转臂〔8〕的、与底面〔18〕倾斜的、能够模拟白道面的表面〔19〕。在本实施例中，该表面〔19〕是平面与园柱面的组合。必要时，也可采用其他形式的表面，如园环状表面等。一般而言，本实施例中的底面〔18〕可视作平行于黄道面的模拟平面。由于黄道面与太阳系不变面的夹角较小（约1°35’），必要时，也可将其视作太阳系不变面。

为了在引入黄白交角后使月球模型自转轴及进动轴尽量保持正确的方向，建议使本实施例中的柱〔14-1〕的轴线与其安装月球模型支架〔13〕处的颈部〔17〕保持一定的角度，以使该轴颈〔17〕与底面〔18〕大体垂直。

在本实施例中，虽然地球模型〔1〕的中心A点可以位于太阳轮〔4-1〕的轴线X-X上，但是，还是使其与该轴线适当偏离更好些，以模拟地球位于月球椭园轨道的一个焦点上。

本实施例的其他有关情况，可参见实施例一。

实施例三，如图4所示。它也是实施例一的改进型。它将实施例一（见图1）中的底座〔4〕上用于支承小转臂〔8〕的部位连同太阳轮〔4-1〕一起从底座〔4〕中独立出来，并在图4中将其记作平动圈〔23〕，它可环绕支承地球模型的心轴〔7〕作平动。当该平动圈环绕心轴〔7〕平动时，就模拟了月球拱线的转动现象。能够实现平动圈〔23〕环绕心轴〔7〕平动的方案很多，本实施例建议采用两个曲柄〔21〕来实现这一运动。实质上，两个曲柄〔21〕与平动圈〔23〕，底座〔4-2〕构成了平行四连杆机构，使平动圈〔23〕得到了预期的运动。另外，采用多个曲柄的方案也是可行的。

对平动圈〔23〕，以采取紧固措施为好，既可采用图5所示的T型螺栓〔24〕紧固（此时，T型槽的回转半径应与曲柄〔21〕的偏心距相当），也可采用图6所示的头部具有偏心的特制螺栓〔25〕加以紧固（请注意，图5、图6中其余各件的编号可参见图4），但是，最好在曲柄〔21〕的上部安装螺母〔20〕，通过用该螺母来固定曲柄和平动圈的相对位置的方法，间接地将平动圈固定在底座上。注意，曲柄〔21〕下部的螺母〔22〕不是用于紧固曲柄和底座的，它是作为曲柄的轴向定位元件使用的。

本实施例的其余部分，请参见实施例一的有关说明。

实施例四，如图7所示。它是实施例二的改进型。它在实施例二的基础上分离出了一个底面支承在白道模拟面〔29〕上的平动圈〔26〕。在本实施例中，与平动圈〔26〕有关的结构处理原则可参见实施例三，其余部分可参见实施例二。在图7中，〔20〕是安装空间加大后的螺母，〔27〕是在曲柄〔28〕的台肩下加装的垫圈。另外，本实施例的底座下没有安装重物。

图7中，那些未作说明的、具有编号的零件的名称，可参见实施例二或实施例三的可类比部分。

实施例五，如图8所示。它也是实施例二的改进型。它将实施例二中的底座〔4〕的用以支承小转臂〔8〕作模拟白道运动的部分，连同太阳轮〔4-1〕一起，从底座〔4〕中独立出来，形成一个白道模拟块〔30〕。当转动该白道模拟块时，则可模拟月球交点线的转动现象。上述白道模拟块以采取紧固措施为好，建议在环状T型槽内用螺栓〔31〕加以紧固。

在本实施例中，用于实现月球模型〔12〕同步自转的卡块〔10-3〕做成了筒状，可兼用于掩饰内部比较杂乱的结构。

当白道模拟块〔30〕转动时，其上所制的太阳轮〔4-1〕的轴线方向也将发生变化，从而引起月球模型自转轴线的方向变化。由于黄白交角比较大，一般不宜忽略这种变化，因此，建议使用一种可以保持自位的月球模型支架。可以使用图8中的利用万向接手和重锤〔32〕的悬挂装置来达此目的。该万向接手的基本构件是：支架〔33〕、摇圈〔34〕、销〔35〕、自位轴〔36〕、销〔37〕，它们在重锤〔32〕的作用下，能够保持月球模型及其支架与底座的下平面所成的角度基本不变。

为了看清具体结构，图10绘出了经过图8中销〔35〕的中心线的横剖面图。当然，销〔35〕也可做成直销或一端带有螺纹。在本图中，零件的编号与图8相同。

至于本实施例的其他部分可参见实施例二的有关说明。

实施例六，如图11所示。它是实施例五的改进型。它将实施例五中的白道模拟块〔30〕分为两部分：摇板〔38〕和白道模拟块〔39〕，使得小转臂〔8〕不再随白道模拟块的转动而转动，从而使月球模型〔12〕的自转轴线的方向基本不变。

摇板〔38〕的定位是这样实现的：压板〔40〕使它的底面与白道模拟块贴在一起，它中部的孔与心轴〔41〕上的球面部分相配合，使该摇板获得径向定位，通过安装在球形部位的销〔42〕与该摇板的孔内所开的槽的配合，使该摇板不能绕心轴〔41〕转动。这样，当转动白道模拟块〔39〕时，就较好地模拟了月球交点线的转动。另外，本实施例使用的卡块〔43〕与实施例一所用的卡块相仿。

为了说明摇板的定位情况，图12绘出了通过销〔42〕且垂直于心轴〔41〕的剖面图。图中各件的标号，则与图11相同。

至于本实施例的其他部分，可参见实施例五的有关说明。

实施例七，如图13所示。本实施例是实施例六的改进型。为了在模拟月球交点线的转动时，不同时引起月球拱线的不合理变化，在本实施例中，将实施例六的摇板〔38〕分成了摇板〔44〕、平动圈〔45〕。通过该平动圈在摇板〔44〕上的平动，可抵消由于白道模拟块〔46〕的转动而引起的月球模型〔12〕的拱线的改变，从而使演示效果具有明显的独立性。摇板〔44〕的作用是保证平动圈〔45〕不随白道模拟块的转动而转动。

在本实施例中，除了可使用如图13中所示曲柄〔47〕和使用如图5或图6所示的结构来实现平动圈〔45〕的紧固外，还可以使用如图7所示的曲柄〔28〕及安装于其上的螺母等。

在本实施例中，摇板〔44〕的定位特点在于其中部所开的孔（参见图14）内，保留了一段窄的园柱面〔48〕，而该孔的上下部分可做成锥形孔，当销〔49〕插入该孔的槽以后，可使摇板在垂直于心轴〔50〕的方向上摇动，而不能绕该轴转动。

另外，还可以在摇板〔44〕上制出直孔，而在心轴〔50〕上制出窄的园柱面并通过销〔49〕以实现定位（见图15）。

至于本实施例的其他部分，可参见实施例六。

实施例八，如图16所示。本实施例是实施例七的改进型。其主要是将实施例七中的平动圈〔45〕分成了平动盘〔51〕和平动圈〔52〕。平动盘〔51〕是用于抵消白道模拟块〔53〕的转动而引起的月球模型的实际回转中心对于地球模型中心的偏离;而平动圈〔52〕的增加，又使得本装置能够独立地分别演示月球拱线和交点线的转动情形。

在图16中，用于使平动盘〔51〕和平动圈〔52〕保持平动且兼起紧固作用的曲柄〔54〕和〔55〕，虽然只各画出了一个，但一般应选用两个或两个以上。为了避免干涉，应将它们的位置错开。

至于本实施例的其他部分，则可参见实施例七。

实施例九，如图17所示。事实上，本实施例与图7所示的实施例四在功能上的差别很小。其结构上的差别在于平动圈〔26〕（见图7）由下部移到了上部（见图17中的〔58〕）。假如再使支持平动圈〔58〕的表面〔59〕与小转臂〔8〕的所在平面平行，那么，本实施例的演示功能与图7所示的实施例四就更加接近了。

列举本实施例的目的在于，要说明本发明所述的功能件的结构形式、层次安排是灵活可变的。由于运动具有相对性，可能的组合方案太多，具体的实施例就不再一一列举了。

注意到上述各实施例的明显缺点是对地月系统、特别是对地球的轨道运动的演示效果还不够理想，因此，又推出以下各实施例。

实施例十，如图18所示。图中，〔60〕是太阳模型，〔61〕是一个模拟地球、月球运行规律的装置，特别地，上述各实施例都可作为该装置使用，只是模拟精度不同而已;〔62〕是太阳模型支架;〔63〕是用于支承太阳模型的心轴;〔64〕是大转臂;〔65〕是地月模拟装置的支承轴;〔66〕是行星轮;而底座〔67〕的上部与带〔68〕相配合的部分则是太阳轮〔69〕。与实施例一同理，此处也建议采用同步齿形带传动、链传动或者齿轮传动，特别是园锥齿轮传动。

实际上，本实施例的基本结构原理与实施例一相类似，只是用太阳模型及其支架代替了地球模型及其支架，用模拟地、月运行规律的装置代替了月球模型及其支架，且由于地球不存在同步自转的问题，因而实施例一中的卡块等也不再需要了。

在本实施例中，大转臂〔64〕的所在平面，可以理解成黄道面的模拟面的平行平面，也可以理解成太阳系不变面的近似平行平面。

另外，心轴〔63〕与大转臂〔64〕的回转轴线保持一定距离将能模拟太阳位于地球椭园轨道的一个焦点上，这将有助于在演示地球上的季节变化时，表明日地距离的实际状况。

至于本实施例的其他情况，可参见实施例一的可类比部分。

实施例十一，它的基本结构可以根据实施例二对实施例一的改进及实施例十而得出。本实施例对实施例十的改进部分，可借用图3加以说明。当作为本实施例的内容而引用图3的内容时，为了与实施例二有所区别，就在被引用的件号后边加上“-A”的标记。例如，图3中的小转臂〔8〕在本实施例中将被记作大转臂〔8-A〕等。

实施例十二，它的基本结构可以根据实施例三对实施例一的改进及实施例十而得出。本实施例对实施例十的改进部分，可借用图4加以说明。当作为本实施例的内容而引用图4的内容时，为了与实施例三有所区别，就在被引用的件号后边加上“-B”的标记。例如，图4中的曲柄〔21〕在本实施例中将被记作曲柄〔21-B〕等。

实施例十三，它的基本结构可以根据实施例四对实施例二的改进及实施例十一而得出。本实施例对实施例十一的改进部分，可借用图7加以说明。当作为本实施例的内容而引用图7的内容时，为了与实施例四有所区别，就在被引用的件号后边加上“-C”的标记。鉴于做标记的原则在上述两个实施例中都已举例加以说明，所以在本实施例及后面的实施例中，就不再具体举例说明了。

实施例十四，它的基本结构可以根据实施例五对实施例二的改进及实施例十一而得出。本实施例对实施例十一的改进部分，可借用图8加以说明。当作为本实施例的内容而引用图8的内容时，为了与实施例五有所区别，就在被引用的件号后边加上“-D”的标记。

由于黄道面与太阳系不变面的交角比较小（约1°30’），所以，在本实施例中，不一定非要采用能够自位的悬挂装置。为了简化结构，可以参照上述的有关实施例，采用固定的方法作近似处理。

为了提高演示精度，建议采用图20所示的悬挂装置，它的基本原理与图8中的有关部分相同。其主要特点在于销〔35-D〕和〔37-D〕的位置压低了，同时，为了简化结构，将图8中的支架〔33〕与行星轮制成一体。它的另一个特点是自位轴〔36-D〕的下端低于大转臂〔8-D〕的所在平面，这样，重锤〔32-D〕也可以低于大转臂的所在平面了。当然，在该重锤外加装一个防护罩就更好了。另外，图20中的〔61〕则是一个模拟地、月运行规律的装置。

实施例十五，它的基本结构可以根据实施例六对实施例五的改进及实施例十四而得出。虽然本实施例对实施例十四的改进部分，可借用图11加以说明，但是，为了说明那些没有绘出结构图的实施例是如何借用其他实施例的结构图的，特绘出图19加以对比说明。

在图19中，〔60〕是太阳模型，〔61〕是模拟地球、月球运行规律的装置，〔62〕是太阳模型支架，〔41-E〕是心轴，〔38-E〕是摇板，〔39-E〕是黄道模拟块，〔40-E〕是压板，〔8-E〕是大转臂，〔42-E〕是用于摇板定位的销。

从外观上看，图19中的摇板〔38-E〕与图11中的摇板〔38〕的具体定位结构有所不同，但是，他们在本质上却是相同的。

请注意，本实施例最好采用图20所示的悬挂机构，而在图19中所采用的支承轴〔65〕，就是一种固定地支承模拟地球、月球运行规律的装置〔61〕的、进行了近似处理的结构设计方案。

实施例十六，它的基本结构可以根据实施例七对实施例六的改进及实施例十五而得出。本实施例对实施例十五的改进部分，可借用图13中的相关部分加以说明。当作为本实施例的内容而引用图13所示的内容时，为了与实施例七有所区别，将在被引用的件号后面加上“-F”的标记。

实施例十七，它的基本结构可以根据实施例八对实施例七的改进及实施例十六而得出。本实施例对实施例十六的改进部分，可借用图16加以说明。当作为本实施例的内容而引用图16的内容时，为了与实施例八有所区别，将在被引用的件号后边加上“-G”的标记。

很明显，自实施例十往后，关于结构方面的说明都偏于简单。这是因为，这些实施例所采用的基本结构在实质上与前述实施例中的可比部分是一致的，由于这些结构被用于后边的各实施例中，一方面增加了新的天文学含义，另一方面又取得了新的使用功能，使前述装置的演示功能又提高到一个新水平。由于后面实施例的有关结构可看作前8个实施例的有关结构的套用，就在后面的几个实施例的说明中，没有画出专门的结构图。需要进一步说明的是，本说明书之所以绘出图18、图20，目的在于通过比较，以正确理解那些没有绘出专门结构图的实施例是如何借用其他实施例的结构图来说明其自身特点的。

另外，通过实施例九所表明的关于本发明所述的功能件的结构形式、层次安排可以灵活变通的原则，也适用于后面的实施例，这里，就不再列举具体例子了。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、演示功能较齐全，演示效果直观，演示精度高。以实施例八为例，它可以演示地球、月球的进动现象、自转现象，特别是能够演示月球的同步自转现象;可以近似演示月球的椭园轨道运动;可以精确模拟白道面的空间位置和月球拱线、月球交点线的转动情况等。特别是由于月球模型被支承在可自位的悬挂装置上，就使得月球模型自转轴线的方向保持能力，获得了很大的提高。如果以实施例十七为例的话，除了可以保持上述优点外，还可以演示地球的轨道运动情况：黄赤交角、黄白交角、黄道面与太阳系不变面的交角等。同时，也可以演示地球交点线和拱线的移动情况。当太阳模型内部装有发光体时，还可以形象地演示月相、日月食等。另外，当利用本装置演示地球上的季节变化时，还可同时直观地演示出日地距离的变化情况。当然，本装置也可以用于演示和说明岁差、天平动、溯望月、恒星月、恒星年、回归年等。毫无疑问，本发明的演示能力与具体实施例的结构复杂程度有关，对其余各实施例应分别作具体分析。

2、对天文学现象具有较高的独立演示能力，可以对许多天文学现象分步进行演示，有助于人们逐步理解复杂的天体运动规律。

3、结构简单，几乎不需要维修，工作可靠性高。

4、结构独立性好，尺寸小巧，携带方便。

5、成本较低，易于普及，能够实现教育用具和玩具的一体化。

实现本发明的最好方式，是由具有地球仪、月球仪生产经验的厂家组织生产。从结构上讲，按实施例八或实施例十七制造，易取得较好的演示效果。在选材方面，可采取以塑料制品为主的方案。从用途上讲，那些演示功能较齐全的产品（例如按实施例八或实施例十七制造的产品），可以作为教育或演示用具;而那些较简单的产品，可用作具有科普价值的智力型儿童玩具。当然，随着人们消费水平的提高，教育用具的玩具化也是不可避免的。

Claims (21)

1、一种演示地球、月球运行规律的装置，它有一个地球模型[1]，一个月球模型[12]，一个底座[4]和一个用于支承月球模型的小转臂[8]，其特征在于，在所述的小转臂[8]上装有用以保持月球模型[12]同步自转的卡块[10]、[10-1]或[10-2]。

2、一种演示地球、月球运行规律的装置，它有一个地球模型〔1〕，一个月球模型〔12〕，一个底座〔4〕和一个用于支承月球模型的小转臂〔8〕，其特征在于，在所述的小转臂〔8〕上装有用以保持月球模型〔12〕自转轴方向的行星轮〔15〕。

3、一种演示地球、月球运行规律的装置，它有一个地球模型〔1〕，一个月球模型〔12〕，一个底座〔4〕和一个用于支承月球模型的小转臂〔8〕，其特征在于，在所述的小转臂〔8〕上装有用以保持月球模型〔12〕同步自转的卡块〔10〕、〔10-1〕或〔10-2〕和用以保持该月球模型〔12〕自转轴方向的行星轮〔15〕。

4、如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，它有一个使所述的行星轮〔15〕能够自动地随着小转臂〔8〕的转动而平动的太阳轮〔4-1〕。

5、一种如权利要求1、2或3所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，所述的小转臂〔8〕安装在一个可以沿环形曲线平动的平动圈〔23〕上。

6、一种如权利要求1、2或3所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，所述的小转臂〔8〕安装在与底面〔18〕倾斜的、能够模拟白道面的表面〔19〕上。

7、一种如权利要求6所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，其上装有一个能使所述的小转臂〔8〕在白道模拟面〔29〕上沿环形曲线平动的平动圈〔26〕。

8、一种如权利要求6所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它有一个白道模拟块〔30〕。

9、一种如权利要求8所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它有一个随着所述的白道模拟块〔39〕的转动而摇动的摇板〔38〕。

10、一种如权利要求9所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，在所述的摇板〔44〕上装有平动圈〔45〕。

11、一种如权利要求10所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它增加了一个能够沿环形曲线平动的平动盘〔51〕。

12、一种演示地球、月球运行规律的装置，它有一个太阳模型〔60〕，一个底座〔67〕，一个大转臂〔64〕和一个如权利要求1、2或3所述的装置或该装置的类似装置〔61〕，其特征在于，所述的大转臂〔64〕装有与太阳轮〔69〕相联接的行星轮〔66〕。

13、一种如权利要求12所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，所述的大转臂〔8-B〕安装在一个可以沿环形曲线平动的平动圈〔23-B〕上。

14、一种如权利要求12所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，所述的大转臂〔8-A〕安装在与底面〔18-A〕倾斜的、能够模拟黄道面的表面〔19-A〕上。

15、一种如权利要求14所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，其上装有一个能使所述的大转臂〔8-C〕在黄道模拟面〔29-C〕上沿环形曲线平动的平动圈〔26-C〕。

16、一种如权利要求14所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它有一个黄道模拟块〔30-D〕。

17、一种如权利要求16所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它有一个随着所述的黄道模拟块〔39-E〕的转动而摇动的摇板〔38-E〕。

18、一种如权利要求17所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，在所述的摇板〔44-F〕上装有平动圈〔45-F〕。

19、一种如权利要求18所述的演示地球、月球运行规律的装置，其特征在于，它增加了一个能够沿环形曲线平动的平动盘〔51-G〕。

20、如权利要求5、7、10、11、13、15、18或19所述的装置，其特征在于，其上安装着曲柄〔21〕、〔28〕、〔47〕、〔54〕和〔55〕、〔21-B〕、〔28-C〕、〔47-F〕或者〔54-G〕和〔55-G〕。

21、如权利要求8或16所述的装置，其特征在于，它装有一个由支架〔33〕、摇圈〔34〕或〔34-D〕、销〔35〕或〔35-D〕、自位轴〔36〕或〔36-D〕、销〔37〕或〔37-D〕和重锤〔32〕或〔32-D〕所组成的悬挂装置。

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