RU2559982C1 - Sun clock - Google Patents

Sun clock Download PDF

Info

Publication number
RU2559982C1
RU2559982C1 RU2014109904/28A RU2014109904A RU2559982C1 RU 2559982 C1 RU2559982 C1 RU 2559982C1 RU 2014109904/28 A RU2014109904/28 A RU 2014109904/28A RU 2014109904 A RU2014109904 A RU 2014109904A RU 2559982 C1 RU2559982 C1 RU 2559982C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical receiver
support
dome
sundial
sun
Prior art date
Application number
RU2014109904/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Геннадьевна Никольская
Original Assignee
Анна Геннадьевна Никольская
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анна Геннадьевна Никольская filed Critical Анна Геннадьевна Никольская
Priority to RU2014109904/28A priority Critical patent/RU2559982C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559982C1 publication Critical patent/RU2559982C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: sun clock comprises spherical dome located at analemma dome and optical receiver located there under. Said dome is translucent and secured at the support with inner and outer spherical surfaces provided with analemmas secured thereat. Said analemmas are composed of chains consisting of interconnected segments that carry symbol designation of months and appropriate sun hour. Configuration and number of analemmas are calculated so that shadow of symbol mark falls on optical receiver surface which corresponds to true sun hour at sun motion over coelosphere. Said support is provided with at least one through opening while spherical support inner surface and optical receiver surface have the Earth map image applied thereon to divide the parallel circle to hemispheres crossing the central point marked at optical receiver. Note here the hemispheres are oriented in space in compliance true position of cardinal points while central point marked at optical receiver complies with geographical position of sun clock.
EFFECT: simplified use, enhanced performances.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройству, определяющему истинное солнечное время, с функцией календаря и точного указания его географического местонахождения, а также дающему общее представление о расположении материков и океанов.The invention relates to a device that determines the true solar time, with the function of a calendar and an exact indication of its geographical location, as well as giving a general idea of the location of continents and oceans.

Из уровня техники известны солнечные часы US 1651621 А, 06.12.1927; US 4387999 А, 14.06.1983; US 4520572 А, 04.06.1985; US 4656748 А, 14.04.1987; DE 3429750 А1,20.02.1986; СН 667969 А, 30.11.1988, US 2013025141 A1, 31.01.2013.The prior art sundial US 1651621 A, 12/06/1927; US 4,387,999 A, 06/14/1983; US 4,520,572 A, 06/04/1985; US 4,656,748 A, 04/14/1987; DE 3429750 A1.20.02.1986; SN 667969 A, 11/30/1988, US 2013025141 A1, 01/31/2013.

К наиболее близкому аналогу для заявленного изобретения относятся солнечные часы, включающие сферический купол, встроенные в купол аналеммы и установленный под куполом оптический приемник (JP 2013002980 A, 07.01.2013). В известном устройстве оптический приемник состоит из полусферической линзы, концентрирующей проходящий сквозь купол солнечный свет, и отражающего элемента с зеркальным покрытием. При этом за счет преобразования солнечного света полусферической линзой зеркальное покрытие отражает концентрированный луч в точку на аналемме, по положению которой судят об истинном солнечном времени. Функция определения истинного солнечного времени осложняется тем, что разные часы солнечного времени отображаются соответственно в разных точках аналемм, распределенных по куполу. Данное обстоятельство является недостатком, поскольку отсутствует возможность отображения любого часа в одной фиксированной точке, что не обеспечивает достаточного удобства и простоты при использовании известного устройства. Кроме того, в прототипе не реализована функция отображения географического местонахождения объекта.The closest analogue for the claimed invention includes a sundial, including a spherical dome, built-in anemma dome and an optical receiver mounted under the dome (JP 2013002980 A, 01/07/2013). In the known device, the optical receiver consists of a hemispherical lens concentrating sunlight passing through the dome and a reflective element with a mirror coating. In this case, due to the conversion of sunlight by a hemispherical lens, the mirror coating reflects the concentrated beam to a point on the analemma, by the position of which they judge the true solar time. The function of determining the true solar time is complicated by the fact that different hours of solar time are displayed respectively at different points of the analemma distributed over the dome. This circumstance is a disadvantage, since it is not possible to display any hour at one fixed point, which does not provide sufficient convenience and simplicity when using the known device. In addition, the prototype does not implement the function of displaying the geographical location of the object.

Задача заявленного изобретения заключается в устранении недостатков, выявленных при анализе прототипа, а также в расширении арсенала технических средств аналогичного назначения.The task of the claimed invention is to eliminate the disadvantages identified in the analysis of the prototype, as well as to expand the arsenal of technical equipment for a similar purpose.

Технический результат заключается в упрощении использования устройства при определении истинного солнечного времени, увеличении его функциональных возможностей.The technical result consists in simplifying the use of the device in determining the true solar time, increasing its functionality.

Достижение технического результата обеспечивают солнечные часы, включающие сферический купол, расположенные на куполе аналеммы и установленный под куполом оптический приемник, при этом купол выполнен прозрачным и закреплен на опоре, имеющей внутреннюю и внешнюю сферические поверхности с закрепленными на ней аналеммами, выполненными в виде цепочек из соединенных друг с другом сегментов, каждый из которых несет символьное обозначение соответствующего солнечного часа, при этом конфигурация и количество аналемм рассчитаны так, чтобы на поверхность оптического приемника падала тень символьного обозначения, соответствующая истинному солнечному часу, при движении солнца по небесной сфере, причем в опоре выполнен, по меньшей мере, один сквозной проем, а на внутренней поверхности сферической опоры и поверхности оптического приемника нанесено изображение карты земного шара, которое на полушария разделяет параллель, проходящая через центральную точку, отмеченную на оптическом приемнике, при этом полушария ориентированы в пространстве в соответствии с истинным положением сторон света, а центральная точка, отмеченная на оптическом приемнике, соответствует географическому положению солнечных часов.Achieving the technical result is ensured by a sundial including a spherical dome located on the anemma dome and an optical receiver mounted under the dome, the dome being transparent and mounted on a support having an inner and outer spherical surface with anemms fixed to it, made in the form of chains of connected segments with each other, each of which carries a symbolic designation of the corresponding sundial, while the configuration and number of analemma are calculated so that the surface of the optical receiver fell the shadow of the symbol corresponding to the true solar hour when the sun moves in the celestial sphere, and at least one through-hole is made in the support, and an image of the globe’s map is printed on the inner surface of the spherical support and the surface of the optical receiver, which the hemisphere is divided by a parallel passing through the center point marked on the optical receiver, while the hemispheres are oriented in space in accordance with the true position cardinal points, and the central point marked on the optical receiver corresponds to the geographical position of the sundial.

Согласно заявленному изобретению аналеммы, а также изображение полушарий земного шара оснащены источниками света.According to the claimed invention, analemma, as well as the image of the hemispheres of the globe are equipped with light sources.

Согласно заявленному изобретению оптический приемник окружает заполненная жидкостью замкнутая сферическая емкость.According to the claimed invention, an optical receiver surrounds a liquid-filled closed spherical container.

Согласно заявленному изобретению на опоре выполнено два сквозных проема.According to the claimed invention, two through openings are made on the support.

Согласно заявленному изобретению напротив каждого проема установлено ограждение, при этом на сторонах ограждений, обращенных к проемам, нанесены фрагменты изображения земного шара, соответственно дополняющие по контуру каждого проема изображения частей земного шара, выполненные на внутренней поверхности опоры.According to the claimed invention, a fence is installed opposite each opening, while on the sides of the fences facing the openings, fragments of the image of the globe are applied, respectively supplementing the images of parts of the globe along the contour of each opening made on the inner surface of the support.

Согласно заявленному изобретению опора нижней частью установлена на фундаментной плите с возможностью вращательного изменения положения оси опоры относительно плиты.According to the claimed invention, the support with the lower part is mounted on the foundation plate with the possibility of rotationally changing the position of the axis of the support relative to the plate.

На фиг.1 изображены солнечные часы в продольном разрезе.Figure 1 shows a sundial in longitudinal section.

На фиг.2 изображены солнечные часы в поперечном разрезе (вид сверху).Figure 2 shows a sundial in cross section (top view).

Солнечные часы включают прозрачный сферический купол 1 и расположенные на куполе аналеммы 2. Под куполом установлен оптический приемник 3. Купол 1 закреплен на опоре 7, которая установлена на фундаментной плите 10, с возможностью вращательного изменения положения опоры 7 относительно плиты 10. Опора 7 имеет внутреннюю и внешнюю сферические поверхности. На опоре по сферической поверхности купола установлены аналеммы 2. Аналеммы 2 выполнены в виде цепочек из соединенных друг с другом сегментов 11. Каждый сегмент 11 несет символьные обозначения, по меньшей мере, одного из двенадцати месяцев года и соответствующего солнечного часа. В опоре выполнены один или два круглых проема 6, каждый из которых обеспечивает вход внутрь устройства. Напротив проемов установлены ограждения 9. На внутренней поверхности сферической опоры и поверхности оптического приемника нанесено изображение карты земного шара 5, которое на полушария разделяет параллель, проходящая через центральную точку, отмеченную на оптическом приемнике. При этом полушария ориентированы в пространстве в соответствии с истинным положением сторон света, а центральная точка, отмеченная на оптическом приемнике, соответствует географическому положению солнечных часов. На внутренних сторонах ограждений 9 нанесены фрагменты изображений полушарий земного шара, соответственно дополняющие по контуру проемов 6 изображение 5 полушарий, выполненное на внутренней сферической поверхности опоры 7. Оптический приемник 3 выполнен в виде столика и окружен заполненной жидкостью полусферической замкнутой емкостью 8 из прозрачного материала (полимер или стекло). Аналеммы 2, а также изображения частей земного шара на внутренней поверхности опоры 7 и ограждениях 9 оснащены светодиодными источниками света (не показаны).The sundial includes a transparent spherical dome 1 and analemma 2 located on the dome. An optical receiver 3 is installed under the dome. Dome 1 is mounted on a support 7, which is mounted on a foundation plate 10, with the possibility of a rotational change in the position of the support 7 relative to the plate 10. The support 7 has an internal and outer spherical surfaces. Analemms 2 are installed on a support on the spherical surface of the dome. Analemma 2 is made in the form of chains of segments 11 connected to each other. Each segment 11 carries symbolic designations of at least one of the twelve months of the year and the corresponding sundial. One or two circular openings 6 are made in the support, each of which provides an entrance to the inside of the device. Fences 9 are installed opposite the openings. On the inner surface of the spherical support and on the surface of the optical receiver there is an image of a map of the globe 5, which is divided into hemispheres by a parallel passing through the center point marked on the optical receiver. In this case, the hemispheres are oriented in space in accordance with the true position of the cardinal points, and the central point marked on the optical receiver corresponds to the geographical position of the sundial. On the inner sides of the fencing 9, fragments of images of the hemispheres of the globe are respectively applied, respectively supplementing along the contour of the openings 6 an image of 5 hemispheres made on the inner spherical surface of the support 7. The optical receiver 3 is made in the form of a table and is surrounded by a fluid-filled hemispherical closed container 8 of transparent material (polymer or glass). Analemma 2, as well as images of parts of the globe on the inner surface of the support 7 and fences 9 are equipped with LED light sources (not shown).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Перед началом строительства объекта путем расчетов моделируют рисунок аналемм для их последующей установки по контуру купола. Аналемма - совокупность точек, характеризующих положение Солнца на небе в заданный конкретный час в разные дни в течение года, зафиксированное из одной точки. Полная аналемма напоминает восьмерку и состоит из одиннадцати соединенных друг с другом сегментов, десять из которых соответствуют разным месяцам года и один соответствует двум разным месяцам, в которые положение Солнца имеет одинаковые координаты (соответственно такой сегмент может включать два символьных обозначения каждого месяца). В зависимости от широты наклон такой восьмерки может быть разным. Кроме того, в разные месяцы года в один и тот же час высота солнца будет разной, в связи с чем сегмент аналеммы для летнего времени, например, соответствующий 18:00, будет активен для светлого времени суток, однако в зимнее время в этот же час высота солнца может быть отрицательной относительно горизонта и сегмент аналеммы, соответствующий этому часу и этому месяцу, не будет взаимодействовать с солнечным светом. В заявленном изобретении предусмотрена возможность отображения солнечного времени круглый год в течение суток как в дневное, так и в ночное время. Как отмечалось ранее, для каждой широты φ, на которой предполагается возведение заявленного устройства, конфигурация монолитной опоры, рисунок расположения аналемм на куполе, а также их количество будут индивидуальными. Например, для конструкции, устанавливаемой за полярным кругом, количество аналемм может достигать двадцати четырех. Параметры и координаты расположения элементов устройства определяются расчетным путем, для чего используют методику компьютерного моделирования. В первую очередь производят расчет рисунка активных сегментов аналемм в светлое время суток в течение года и характерного для данной широты. Положение Солнца на небе в каждый момент времени определяется двумя координатами: азимут А и высота (угол) Солнца над горизонтом h. Азимут отсчитывается от точки юга; к западу значения А - положительные, к востоку - отрицательные. Вместо h можно использовать «зенитное расстояние» Солнца z - это угол между точкой зенита и Солнцем. Очевидно, что z=90°-h. Координаты А и h вычисляются по известным формулам сферической тригонометрии. Например, для расчета аналемм для любой широты φ применяются следующие формулы:Before starting the construction of the facility, calculations of the analogs are simulated by calculations for their subsequent installation along the dome contour. Analemma is a set of points characterizing the position of the Sun in the sky at a given specific hour on different days during the year, recorded from one point. The full analemma resembles a figure eight and consists of eleven segments connected to each other, ten of which correspond to different months of the year and one corresponds to two different months in which the position of the Sun has the same coordinates (respectively, such a segment may include two symbolic designations of each month). Depending on the latitude, the slope of such a figure eight may be different. In addition, in different months of the year at the same hour, the height of the sun will be different, and therefore the analemma segment for daylight saving time, for example, corresponding to 18:00, will be active for daylight hours, but in winter time at the same time the height of the sun can be negative relative to the horizon and the analemma segment corresponding to this hour and this month will not interact with sunlight. The claimed invention provides the ability to display solar time all year round during the day, both in daytime and at night. As noted earlier, for each latitude φ, at which the claimed device is supposed to be erected, the configuration of the monolithic support, the pattern of the location of the analemma on the dome, as well as their number will be individual. For example, for a structure installed beyond the Arctic Circle, the number of anemalms can reach twenty-four. The parameters and coordinates of the arrangement of the elements of the device are determined by calculation, for which they use the technique of computer simulation. First of all, the pattern is calculated for the active segments of the analemma in the daytime during the year and characteristic of this latitude. The position of the Sun in the sky at each moment of time is determined by two coordinates: azimuth A and the height (angle) of the Sun above the horizon h. The azimuth is measured from a point in the south; to the west, the values of A are positive, to the east are negative. Instead of h, you can use the "zenith distance" of the Sun z - this is the angle between the zenith point and the Sun. Obviously, z = 90 ° -h. Coordinates A and h are calculated according to well-known formulas of spherical trigonometry. For example, to calculate analemma for any latitude φ, the following formulas are used:

1) sin h=sin φ · sin δ + cos φ cos δ cos t1) sin h = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos t

где;Where;

h - высота Солнца над горизонтом в градусах,h - the height of the Sun above the horizon in degrees,

δ - склонение Солнца;δ is the declination of the Sun;

от -23°, 5′ в зимнее солнцестояниеfrom -23 °, 5 ′ at winter solstice

до + 23°, 5′ в летнее солнцестояние,up to + 23 °, 5 ′ in the summer solstice,

t - часовой угол:t - hour angle:

t=(ТΘ-12ч)·15°t = (T Θ -12 h) · 15 °

ТΘ - истинное солнечное времяT Θ - true sunny time

2)

Figure 00000001
2)
Figure 00000001

А - азимут, отсчитываемый от точки юга в горизонтальной плоскости.A is the azimuth measured from the south point in the horizontal plane.

Определив А и h Солнца для каждого часа в течение года, из проектной точки, являющейся центром оптического приемника, проводят лучи. При этом точки пресечения проведенных лучей и смоделированного купола дадут характерный для данной широты рисунок активных в светлое время суток сегментов аналемм на поверхности сферического купола. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения рисунок сегментов аналемм дополняют сегментами соответствующими месяцу и часу, когда Солнце находится ниже горизонта. При этом не взаимодействующие с солнечным светом сегменты устанавливают выше уровня оптического приемника, так чтобы лучи от расположенных на них осветительных приборов падали в центр оптического приемника. Таким образом, каждая аналемма включает одинадцать сегментов, некоторые из которых могут быть неактивными, т.е. не взаимодействующими с солнечным светом. Согласно другому варианту осуществления изобретения количество установленных на аналеммах сегментов соответствует максимальному количеству дневных часов для данной местности, которые не дополняются сегментами, соответствующими месяцу и часу, когда Солнце находится ниже горизонта. По такому варианту осуществления изобретения час в ночное время определяется путем подсветки сегмента, соответствующего данному часу. В зависимости от варианта осуществления изобретения по полученной модели купола с расположенным на нем расчетным рисунком аналемм моделируют конфигурацию монолитной опоры таким образом, чтобы граница, разделяющая монолитную опору и сферический купол, очерчивала полученный рисунок аналемм, нанесенный на сферический купол. В соответствии с полученной моделью возводят конструкцию солнечных часов. Сначала укладывают фундаментную плиту 10 со сферической выемкой под монолитную опору 7. В фундаментной плите 10 размещают деталь, соединяющую монолитную опору 7 с фундаментной плитой 10, которая выполнена в виде шара со стержнем (не показаны). При этом стержень жестко закреплен в фундаментной плите 10, а шар установлен в нижней части монолитной опоры 7, обеспечивая вращательные и угловые перемещения ее оси относительно фундаментной плиты, с возможностью фиксации монолитной опоры в нужном положении за счет элементов фиксации (например, стяжных болтов, упирающихся в поверхность шара). Такая конструкция позволяет ориентировать солнечные часы в нужном направлении или менять их ориентацию после установки устройства. Монолитная опора 7 выполнена из армированного железобетона или мрамора. Внутри монолитной опоры установлен оптический приемник 3, выполненный в виде круглого стола, например из мрамора или бетона. Опора оптического приемника окружена прозрачной сферической емкостью 8, которая заполнена жидкостью. На внутренней сферической поверхности опоры и на поверхности оптического приемника нанесено изображение карты земного шара, которую на два полушария разделяет параллель, проходящая через центральную точку, отмеченную на оптическом приемнике 3, при этом полушария ориентированы в пространстве в соответствии с истинным положением сторон света, а центральная точка, отмеченная на оптическом приемнике, соответствует географическому положению солнечных часов. В одной или двух областях опоры имеются круглые проемы 6, обеспечивающие возможность свободного прохода человека внутрь сферического корпуса устройства. Напротив каждого проема установлено ограждение 9. На сторонах ограждений, обращенных к проемам, нанесены фрагменты изображения земного шара, соответственно дополняющие по контуру каждого проема изображения частей земного шара, выполненные на внутренней поверхности опоры. На монолитной опоре 7 последовательно крепят аналеммы 2 в соответствии с полученной моделью так, чтобы тень от символьных обозначений активного сегмента каждой аналеммы, падающая на оптический приемник, соответствовала истинному солнечному часу для местности, на которой установлен объект. Максимальное количество овальных сегментов 11, из которых может состоять аналемма 2, составляет одиннадцать, в которые включены символьные обозначения (например, цифры майя), указывающие истинный солнечный час и месяц. При этом один из сегментов, соответствующий одинаковому положению Солнца два раза в год, может включать символьное обозначение двух разных месяцев года. Система из закрепленных на опоре 7 аналемм 2 представляет собой каркас, в котором устанавливают прозрачные сегменты (например, выполненные из стекла), в целом образующие прозрачный купол. Сторона системы аналемм, ориентированная внутрь устройства, а также все части изображения земного шара включают светодиодные осветительные приборы. При этом осветительные приборы направлены в центр оптического приемника. Осветительные приборы, установленные на системе аналемм, обеспечивают световое отображение истинного солнечного времени путем подсветки соответствующего сегмента аналеммы в ночное время или облачную погоду. Таким образом, при движении Солнца над горизонтом действуют активные сегменты аналемм, а в темное время суток время отображается путем подсветки осветительных приборов на неактивных сегментах или на активных сегментах, дневной час которых соответствует ночному часу. Корректную работу осветительных приборов обеспечивает процессор с программным обеспечением, электрически соединенный с осветительными приборами и пультом управления. Прозрачный купол расчерчен вдоль пути движения Солнца четырьмя линиями, соответствующими летнему и зимнему солнцестоянию, а также весеннему и осеннему равноденствию. В некоторых вариантах изобретения таких линий может быть больше четырех, каждая из которых соответствует определенному календарному периоду. Эти линии состоят из стеклянных призм, закрепленных с внутренней стороны прозрачного купола и при прохождении солнечных лучей через призмы они так же, как сегменты аналемм, отбрасывают тень на оптический преемник.Having determined A and h of the Sun for each hour during the year, rays are drawn from the design point, which is the center of the optical receiver. At the same time, the suppression points of the rays and the simulated dome will give a typical pattern for the latitude pattern of analemma segments active in the daytime on the surface of the spherical dome. According to one embodiment of the invention, the pattern of segments of analemma is supplemented by segments corresponding to the month and hour when the Sun is below the horizon. In this case, the segments not interacting with sunlight are set higher than the level of the optical receiver, so that the rays from the lighting devices located on them fall into the center of the optical receiver. Thus, each analemma includes eleven segments, some of which may be inactive, i.e. not interacting with sunlight. According to another embodiment of the invention, the number of segments mounted on analemma corresponds to the maximum number of daytime hours for a given area, which are not supplemented by segments corresponding to the month and hour when the Sun is below the horizon. In such an embodiment of the invention, an hour at night is determined by highlighting a segment corresponding to a given hour. Depending on the embodiment of the invention, the configuration of the monolithic support is modeled in such a way that the border separating the monolithic support and the spherical dome outlines the resulting pattern of anemms applied to the spherical dome according to the obtained dome model with the calculated analemma pattern located on it. In accordance with the obtained model, the construction of a sundial is being erected. First, lay the foundation plate 10 with a spherical recess under the monolithic support 7. In the foundation plate 10, place the part connecting the monolithic support 7 with the foundation plate 10, which is made in the form of a ball with a rod (not shown). In this case, the rod is rigidly fixed in the foundation plate 10, and the ball is installed in the lower part of the monolithic support 7, providing rotational and angular movements of its axis relative to the foundation plate, with the possibility of fixing the monolithic support in the desired position due to fixing elements (for example, tightening bolts, abutting to the surface of the ball). This design allows you to orient the sundial in the right direction or change their orientation after installing the device. Monolithic support 7 is made of reinforced concrete or marble. An optical receiver 3, made in the form of a round table, for example, made of marble or concrete, is installed inside the monolithic support. The support of the optical receiver is surrounded by a transparent spherical container 8, which is filled with liquid. On the inner spherical surface of the support and on the surface of the optical receiver, an image of a map of the globe is drawn, which is divided into two hemispheres by a parallel passing through the center point marked on the optical receiver 3, while the hemispheres are oriented in space in accordance with the true position of the cardinal points, and the central the point marked on the optical receiver corresponds to the geographical position of the sundial. In one or two areas of the support there are round openings 6, which provide the possibility of free passage of a person inside the spherical body of the device. A fence 9 is installed opposite each opening. Fragments of the image of the globe are applied on the sides of the fences facing the openings, respectively supplementing the images of the parts of the globe along the contour of each opening made on the inner surface of the support. On the monolithic support 7, analemma 2 is sequentially mounted in accordance with the obtained model so that the shadow from the symbolic designation of the active segment of each analemma falling on the optical receiver corresponds to the true sundial for the area on which the object is installed. The maximum number of oval segments 11 that analemma 2 can consist of is eleven, which includes symbolic signs (for example, Mayan digits) indicating the true sunny hour and month. Moreover, one of the segments corresponding to the same position of the Sun twice a year may include a symbolic designation of two different months of the year. The system of analem 2 fixed on the support 7 is a frame in which transparent segments (for example, made of glass) are installed, generally forming a transparent dome. The side of the analemma system, oriented inward of the device, as well as all parts of the image of the globe, include LED lighting devices. In this case, the lighting devices are directed to the center of the optical receiver. Lighting devices installed on the analemma system provide a light display of the true solar time by highlighting the corresponding anemma segment at night or in cloudy weather. Thus, when the Sun moves over the horizon, active segments of analemma act, and in the dark, time is displayed by highlighting lighting devices on inactive segments or on active segments, the daytime of which corresponds to nighttime. Correct operation of the lighting devices is provided by a processor with software that is electrically connected to the lighting devices and the control panel. The transparent dome is drawn along the path of the Sun in four lines corresponding to the summer and winter solstices, as well as the spring and autumn equinox. In some embodiments of the invention, there may be more than four such lines, each of which corresponds to a specific calendar period. These lines consist of glass prisms fixed on the inside of the transparent dome, and when sunlight passes through the prisms, they, like the segments of analemma, cast a shadow on the optical successor.

Следует отметить, что при движении солнца по небесной сфере в некоторых интервалах на оптический приемник может падать тень как одного полного сегмента, так и нескольких неполных сегментов, один из которых всегда будет соответствовать текущему часу. В последнем случае определить тень сегмента, указывающего на текущий час, можно, сопоставив символьные обозначения месяца каждого сегмента с сезонными погодными условиями. Однако в широтах, где климатические особенности разных сезонов почти не различимы, могут быть использованы специальные средства, обеспечивающие дополнительный контроль над месяцами года. Например, в полу опоры 7 проделывают множество выемок, образующих рисунок аналеммы (в виде восьмерки). При этом количество выемок выбирается из расчета временных интервалов, принятых в данной системе учета за эталон (например, месяцы, недели или дни). Для идентификации текущего момента используют элемент (например, шар), периодически устанавливаемый в выемке, соответствующей конкретному временному интервалу. Таким образом, при падении тени на оптический приемник от нескольких сегментов возможно использование дополнительного средства для определения времени года и его сопоставления с символьными обозначениями падающих от сегментов теней, что позволяет точно определить тень сегмента, на которую следует ориентироваться.It should be noted that when the sun moves in the celestial sphere at some intervals, the shadow of one full segment or several incomplete segments may fall on the optical receiver, one of which will always correspond to the current hour. In the latter case, you can determine the shadow of a segment indicating the current hour by comparing the symbolic designations of the month of each segment with seasonal weather conditions. However, in latitudes where the climatic features of different seasons are almost indistinguishable, special tools can be used to provide additional control over the months of the year. For example, in the floor of the support 7, many recesses are made, forming an anemma pattern (in the form of a figure eight). In this case, the number of recesses is selected from the calculation of the time intervals adopted in this accounting system for the standard (for example, months, weeks or days). To identify the current moment, an element (for example, a ball) is used, periodically installed in a recess corresponding to a specific time interval. Thus, when the shadow falls on the optical receiver from several segments, it is possible to use an additional tool to determine the time of year and compare it with the symbolic designation of the shadows falling from the segments, which allows you to accurately determine the shadow of the segment to be oriented on.

Таким образом достигнуто отображение истинного солнечного часа в соответствии с положением солнца на небесной сфере как в светлое время суток, так и в темное за счет осветительных приборов в одной фиксированной точке на оптическом приемнике, что обеспечивает простоту восприятия пользователем отображаемых данных, а также определение солнечного времени во всех широтах. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в определении точного географического нахождения объекта с указанием сторон света, в обеспечении календарной функции. Солнечные часы могут быть использованы в качестве архитектурного сооружения с высокими эстетическими характеристиками. Устройство может быть установлено в любой части земного шара, для каждой из которых может быть рассчитан рисунок аналемм, соответствующий годовому движению Солнца, характерному для каждой конкретной широты.Thus, the display of the true sundial is achieved in accordance with the position of the sun in the celestial sphere both in the daytime and in the dark due to lighting devices at one fixed point on the optical receiver, which ensures ease of user perception of the displayed data, as well as determination of solar time in all latitudes. The invention provides an extension of the functionality of the device, which consists in determining the exact geographical location of the object with an indication of the cardinal points, in providing a calendar function. A sundial can be used as an architectural structure with high aesthetic characteristics. The device can be installed in any part of the globe, for each of which can be calculated analemma pattern corresponding to the annual movement of the Sun, characteristic of each specific latitude.

Claims (7)

1. Солнечные часы, включающие сферический купол, расположенные на куполе аналеммы и установленный под куполом оптический приемник, отличающиеся тем, что купол выполнен прозрачным и закреплен на опоре, имеющей внутреннюю и внешнюю сферические поверхности с закрепленными на ней аналеммами, выполненными в виде цепочек из соединенных друг с другом сегментов, каждый из которых несет символьные обозначения, по меньшей мере, одного месяца года и соответствующего солнечного часа, при этом конфигурация и количество аналемм рассчитаны так, чтобы на поверхность оптического приемника падала тень символьного обозначения, соответствующая истинному солнечному часу при движении солнца по небесной сфере, причем в опоре выполнен по меньшей мере один сквозной проем, а на внутренней поверхности сферической опоры и поверхности оптического приемника нанесено изображение карты земного шара, которое на полушария разделяет параллель, проходящая через центральную точку, отмеченную на оптическом приемнике, при этом полушария ориентированы в пространстве в соответствии с истинным положением сторон света, а центральная точка, отмеченная на оптическом приемнике, соответствует географическому положению солнечных часов.1. A sundial, including a spherical dome, located on the dome of the anemma and an optical receiver mounted under the dome, characterized in that the dome is transparent and mounted on a support having internal and external spherical surfaces with anemms attached to it, made in the form of chains of connected segments with each other, each of which bears symbolic signs of at least one month of the year and the corresponding sundial, while the configuration and number of anemma are calculated so that and the surface of the optical receiver fell the shadow of the symbol corresponding to the true hour of the day when the sun moves in the celestial sphere, at least one through aperture is made in the support, and on the inner surface of the spherical support and the surface of the optical receiver there is an image of a globe map that is on the hemisphere divides the parallel passing through the center point marked on the optical receiver, while the hemispheres are oriented in space in accordance with the true position cardinal points, and the central point marked on the optical receiver corresponds to the geographical position of the sundial. 2. Солнечные часы по п.1, отличающиеся тем, что аналеммы, а также изображение полушарий земного шара оснащены источниками света.2. A sundial according to claim 1, characterized in that the analemma, as well as the image of the hemispheres of the globe, are equipped with light sources. 3. Солнечные часы по п.1, отличающиеся тем, что оптический приемник окружает заполненная жидкостью замкнутая сферическая емкость.3. A sundial according to claim 1, characterized in that the optical receiver surrounds a closed spherical container filled with liquid. 4. Солнечные часы по п.1, отличающиеся тем, что на опоре выполнено два сквозных проема.4. The sundial according to claim 1, characterized in that two through openings are made on the support. 5. Солнечные часы по п.4, отличающиеся тем, что напротив каждого проема установлено ограждение, при этом на сторонах ограждений, обращенных к проемам, нанесены фрагменты изображения земного шара, соответственно дополняющие по контуру каждого проема изображения частей земного шара, выполненные на внутренней поверхности опоры.5. A sundial according to claim 4, characterized in that a fence is installed opposite each opening, while fragments of the image of the globe are applied on the sides of the fences facing the openings, respectively supplementing the images of parts of the globe along the contour of each opening made on the inner surface supports. 6. Солнечные часы по п.1, отличающиеся тем, что опора нижней частью установлена на фундаментной плите с возможностью вращательного изменения положения оси опоры относительно плиты.6. The sundial according to claim 1, characterized in that the support with the lower part is mounted on the foundation plate with the possibility of a rotational change in the position of the axis of the support relative to the plate. 7. Солнечные часы по п.1, отличающиеся тем, что каждый сегмент аналеммы несет символьное обозначение по меньшей мере одного месяца года. 7. The sundial according to claim 1, characterized in that each segment of the analemma carries a symbolic designation of at least one month of the year.
RU2014109904/28A 2014-03-17 2014-03-17 Sun clock RU2559982C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109904/28A RU2559982C1 (en) 2014-03-17 2014-03-17 Sun clock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109904/28A RU2559982C1 (en) 2014-03-17 2014-03-17 Sun clock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559982C1 true RU2559982C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109904/28A RU2559982C1 (en) 2014-03-17 2014-03-17 Sun clock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559982C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1760531A1 (en) * 1989-12-11 1992-09-07 Я. П. Шебалин Equatorial sun watch
WO1993016420A1 (en) * 1992-02-06 1993-08-19 Shrader William W Reflected spot sundial
GB2387675A (en) * 2002-04-19 2003-10-22 Michael James Knee Time and date sundial
RU77459U1 (en) * 2008-04-25 2008-10-20 Константин Юрьевич Чайкин CALENDAR MAPPING DEVICE ON AN ANALEMM OF DECLINING THE POSITION OF THE CENTER OF A TRUE SUN RELATING TO THE MIDDLE SUN, SPRING AND AUTUMN EQUILIBRIUM, SUMMER AND WINTER SUNSTONE (EGG)
RU95865U1 (en) * 2010-02-15 2010-07-10 Александр Юрьевич Яговкин SUNNY CALENDAR CLOCK (OPTIONS)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1760531A1 (en) * 1989-12-11 1992-09-07 Я. П. Шебалин Equatorial sun watch
WO1993016420A1 (en) * 1992-02-06 1993-08-19 Shrader William W Reflected spot sundial
GB2387675A (en) * 2002-04-19 2003-10-22 Michael James Knee Time and date sundial
RU77459U1 (en) * 2008-04-25 2008-10-20 Константин Юрьевич Чайкин CALENDAR MAPPING DEVICE ON AN ANALEMM OF DECLINING THE POSITION OF THE CENTER OF A TRUE SUN RELATING TO THE MIDDLE SUN, SPRING AND AUTUMN EQUILIBRIUM, SUMMER AND WINTER SUNSTONE (EGG)
RU95865U1 (en) * 2010-02-15 2010-07-10 Александр Юрьевич Яговкин SUNNY CALENDAR CLOCK (OPTIONS)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
П.Г. Куликовскй. Справочник любителя астрономии./под ред. В.Г. Сурдина. Изд. 5-е. -М.: Эдиториал УРСС, 2002. ISBN 5-8360-0303-3 . Charles H. Holbrow. Build your own analemma. 05.02.2013, Cornell University Library. Popular Physics. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kittler et al. Determination of time and sun position system
CN103745622B (en) Sextant astrogeodesy simulator
CN102136217A (en) Photoelectric armillary sphere
Magli Archaeoastronomy in the Khmer heartland
RU2559982C1 (en) Sun clock
Vodolazhskaya et al. Ancient astronomical instrument from Srubna burial of kurgan field Tavriya-1 (Northern Black Sea Coast)
Vodolazhskaya et al. The prototype of ancient analemmatic sundials (Rostov Oblast, Russia)
US8533963B2 (en) Sundial with elevated gnomon support avoiding shadow eclipse
CN102494664A (en) Solar azimuth gauge and measuring method thereof
US4194306A (en) Planetarium educational device
RU95865U1 (en) SUNNY CALENDAR CLOCK (OPTIONS)
WO2014022943A1 (en) Apparatus and method that simulates the spatial orientation of structures with respect to the sun
CN202189503U (en) Globe with range finding function
CN113223402A (en) Sun and ground motion viewing platform
RU112459U1 (en) CLOCK WITH A DEVICE FOR INDICATING DAY AND NIGHT
Buchheim Astronomical discoveries you can make, too
CN103075997A (en) Device and method for real-timely measuring sunlight irradiation of earth
Kittler et al. Analemma, the Ancient Sketch of Fictitious Sunpath Geometry—Sun, Time and History of Mathematics
WO1994003844A1 (en) Digital sundial with bright wandering time scales
CN202361979U (en) Sun azimuth measurer
RU2730227C1 (en) Rotating celestial sphere
RU2278407C1 (en) Globe-clock
JPH08335030A (en) Sunrise and sunset position assuming device including solar route and local time
JP2011080827A (en) Device for measurement of sun shadow position
Bustamante et al. Use of theodolite and photographic techniques in the recording and analysis of the geographical and astronomical entorno (surrounding)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180318