專利名稱：新渾天儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種演示天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的裝置，尤其是能演示太陽、地球、月球三者之間運(yùn)動(dòng)規(guī)律的新渾天儀。
背景技術(shù)：
眾所周知，早在漢朝，我國杰出的科學(xué)家張衡就發(fā)明了渾天儀，這是人類試圖以機(jī)械對地球、太陽、月球等天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)演示的最早的償試之一。但鑒于當(dāng)時(shí)人類科學(xué)技術(shù)的局限性，其運(yùn)動(dòng)裝置僅是人們以地球?yàn)橹行牡挠钪嬗^的一種反應(yīng)，而且渾天儀及其制造技術(shù)早已失傳。目前，公知的地球儀的構(gòu)造是由地球模型、半圓型(或圓型)框架及機(jī)座等組成。能演示地球的球型結(jié)構(gòu)、地球自轉(zhuǎn)軸及其對黃道面的傾斜等，但不能演示地球繞太陽的公轉(zhuǎn)，更不能演示地球、太陽、月球這三者之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的地球儀不能演示太陽、地球、月球三者之間運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不足，本實(shí)用新型提供一種新渾天儀，它能動(dòng)態(tài)地演示太陽、地球、月球三者之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是殼體水平放置，弧形拱桿的兩端固聯(lián)在殼體的上端，吊桿的上端固聯(lián)在弧形拱桿上，中間穿過并固定住太陽模型，下端懸掛圓形心板。下軸承框固聯(lián)在殼體的底部，電動(dòng)機(jī)A、減速箱A、減速箱B均固聯(lián)在下軸承框底部，電動(dòng)機(jī)A通過皮帶A、皮帶B分別帶動(dòng)輪A、輪B旋轉(zhuǎn)，并通過減速箱A、減速箱B減速后由軸A軸B同步輸出，軸A、軸B分別穿過并與下軸承框組成兩個(gè)回轉(zhuǎn)副A、B，其上端分別與曲柄A、曲柄B的一端固聯(lián)，并帶動(dòng)曲柄A、曲柄B同步轉(zhuǎn)動(dòng)，軸C、軸D的上端與上軸承框亦組成兩個(gè)回轉(zhuǎn)副C、D，分別穿過圓形墊套后，其下端分別與曲柄A、曲柄B的另一端固聯(lián)。這樣，由上軸承框，下軸承框，曲柄A，曲柄B，及其回轉(zhuǎn)副A、B、C、D組成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，取AB＝CD，AC＝BD，且AB＞AC，則上述機(jī)構(gòu)成為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，下軸承框固定不動(dòng)，曲柄A、曲柄B等速轉(zhuǎn)動(dòng)，上軸承框作平行移動(dòng)，但其上任意一點(diǎn)的軌跡在水平投影面內(nèi)均是半徑與AC或BD等長的圓。電動(dòng)機(jī)B固定在上軸承框內(nèi)，一級大皮帶輪、一級小皮帶輪固聯(lián)在一級軸上，一級軸的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由上軸承框支承，同理，二級大、小皮帶輪固聯(lián)在二級軸上，二級軸的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由上軸承框支承，三級大皮帶輪固聯(lián)在三級軸上，但三級小皮帶輪固聯(lián)在三級軸的上端，三級軸的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由上軸承框支承，偏心軸頸固聯(lián)在上軸承框上，導(dǎo)月輪在偏心軸頸上旋轉(zhuǎn)，月軸彎桿的一端固聯(lián)在導(dǎo)月輪上，另一端與月球模型固聯(lián)，二級軸的上端與萬向聯(lián)軸器的叉形接頭A固聯(lián)，地軸桿的上端與地球模型固聯(lián)，斜穿過偏心軸頸后其下端與叉形接頭B固聯(lián)，十字頭的四端都用鉸鏈與叉形接頭A、叉形接頭B相聯(lián)，偏心軸頸支承地軸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使地軸桿與二級軸保持23°27′的夾角。電動(dòng)機(jī)B通過一級皮帶、一級大皮帶輪帶動(dòng)一級軸及一級小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，一級小皮帶輪又通過二級皮帶、二級大皮帶輪帶動(dòng)二級軸及二級小皮帶輪旋轉(zhuǎn)，二級軸通過叉形接頭A、十字頭、叉形接頭B、地軸桿帶動(dòng)地球模型轉(zhuǎn)動(dòng)，以模擬地球模型的自轉(zhuǎn)。同時(shí)，二級軸帶動(dòng)二級小皮帶輪，并通過三級皮帶帶動(dòng)三級大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第三級減速，取該級的傳動(dòng)比為 ，三級大皮帶輪帶動(dòng)三級軸及固聯(lián)在該軸上的三級小皮帶輪旋轉(zhuǎn)，三級小皮帶輪通過四級皮帶帶動(dòng)導(dǎo)月輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第四級減速，取該級的傳動(dòng)比為 ，且 導(dǎo)月輪通過月軸彎桿帶動(dòng)月球模型環(huán)繞地球模型旋轉(zhuǎn)，但其旋轉(zhuǎn)中心O2與地球模型中心O3有一段O2O3的偏心距，導(dǎo)月輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則月球模型在環(huán)繞地球模型公轉(zhuǎn)一周時(shí)，且自轉(zhuǎn)一周，地球模型自轉(zhuǎn)27.3周(恒星月為27.3天)。前述平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄A、曲柄B轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則上軸承框攜帶著地球模型(亦攜帶著月球模型)環(huán)繞太陽模型公轉(zhuǎn)一周，但地球模型的中心O3是以O(shè)1為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，與太陽模型中心O有一段OOl的偏心距。地球模型公轉(zhuǎn)時(shí)，其中心O3軌跡所在的平面(下簡稱模擬黃道面)始終與軸C、軸D、二級軸等垂直，而帶動(dòng)地球模型自轉(zhuǎn)的地軸桿與二級軸的夾角為23°27′，故地軸桿對模擬黃道面傾斜23°27′。導(dǎo)月輪在偏心軸頸上轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸頸使導(dǎo)月輪的旋轉(zhuǎn)軸線與二級軸形成5°9′的夾角，故導(dǎo)月輪通過月軸彎桿攜帶月球模型環(huán)繞地球模型公轉(zhuǎn)時(shí)，月球模型(此時(shí)將其視為一個(gè)點(diǎn))的軌跡所在的平面(稱模擬白道面)與模擬黃道面的夾角為5°9′。吊槽與殼體固聯(lián)，光桿的上端與鋼球固聯(lián)，穿過吊槽后其下端與吊框固聯(lián)，滑輪固聯(lián)在吊軸上，吊軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由吊框支承。轉(zhuǎn)鼓固聯(lián)在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸在軸承座上轉(zhuǎn)動(dòng)，兩副軸承座均固聯(lián)在殼體上，盤形彈簧的內(nèi)端與轉(zhuǎn)軸固聯(lián)，外端與軸承座固聯(lián)。導(dǎo)線的一端與電動(dòng)機(jī)B連接，穿過并固定在上軸承框上，再通過滑輪后，在轉(zhuǎn)鼓上纏繞數(shù)圈，再穿過轉(zhuǎn)鼓的孔、轉(zhuǎn)軸的孔后，導(dǎo)線的另一端被引出。當(dāng)上軸承框拖著導(dǎo)線漸漸離開滑輪時(shí)，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)并施放導(dǎo)線，盤形彈簧盤得更緊，當(dāng)上軸承框與滑輪靠近時(shí)，盤形彈簧通過轉(zhuǎn)軸使轉(zhuǎn)鼓反向轉(zhuǎn)動(dòng)回收導(dǎo)線，導(dǎo)線始終保持一定的張力，以免與移動(dòng)的上軸承框碰死。
本實(shí)用新型的有益效果是，用機(jī)械對太陽、地球、月球這三者之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬演示。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例主剖視示意圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例俯視示意圖。
圖3是
圖1中I處局部放大主剖視示意圖。
圖4是圖3的俯視示意圖。
圖5是
圖1中II處局部放大主視示意圖。
圖6是圖5中A-A剖視示意圖。
圖7是
圖1中III處局部放大主視示意圖。
圖8是圖7的B-B剖視示意圖。
圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的平行雙曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。
圖中1.弧形拱桿，2.殼體，3.吊桿，4.太陽模型，5.圓形心板，6.下軸承框，7.電動(dòng)機(jī)A，8.減速箱A，9.減速箱B，10.皮帶A，11.皮帶B，12.輪A，13.輪B，14.軸A，15.軸B，16.曲柄A，17.曲柄B，18.軸C，19.軸D，20.圓形墊套，21.上軸承框，22.電動(dòng)機(jī)B，23.一級皮帶，24.一級大皮帶輪，25一級小皮帶輪，26.一級軸，27.二級皮帶，28.二級軸，29.二級大皮帶輪，30.二級小皮帶輪，31.三級皮帶，32.三級大皮帶輪，33.三級小皮帶輪，34.三級軸，35.導(dǎo)月輪，36.偏心軸頸，37.四級皮帶，38.地軸桿，39.地球模型，40.月軸彎桿，41.月球模型，42.導(dǎo)線，43.滑輪，44.轉(zhuǎn)鼓，45.叉形接頭A，46.十字頭，47.叉形接頭B，48.吊槽，49.鋼球，50.光桿，51.吊軸，52.吊框，53.盤形彈簧，54.轉(zhuǎn)軸，55軸承座。
具體實(shí)施方式
在
圖1、圖2、圖9所示實(shí)施例中，殼體(2)水平放置，弧形拱桿(1)的兩端固聯(lián)在殼體(2)的上端，吊桿(3)的上端固聯(lián)在弧形拱桿(1)上，中間穿過并固定住太陽模型(4)，下端懸掛圓形心板(5)，圓形心板(5)與殼體(2)頂部形成一道環(huán)形縫，太陽模型(4)最好取用一副燈具。下軸承框(6)固聯(lián)在殼體(2)的底部，電動(dòng)機(jī)A(7)、減速箱A(8)、減速箱B(9)均固聯(lián)在下軸承框(6)的底部，電動(dòng)機(jī)A(7)通過皮帶A(10)、皮帶B(11)分別帶動(dòng)輪A(12)、輪B(13)旋轉(zhuǎn)，并通過減速箱A(8)、減速箱B(9)減速后由軸A(14)、軸B(15)同步輸出，軸A(14)、軸B(15)分別與下軸承框(6)的頂部組成兩個(gè)回轉(zhuǎn)副A、B，其上端分別與曲柄A(16)、曲柄B(17)的一端固聯(lián)，并帶動(dòng)其同步轉(zhuǎn)動(dòng)，軸C(18)、軸D(19)的上端與上軸承框(21)亦組成兩個(gè)回轉(zhuǎn)副C、D，穿過圓形墊套(20)，其下端分別與曲柄A(16)、曲柄B(17)的另一端固聯(lián)，取AB＝CD，AC＝BD，AB＞AC，最好取AB的長度是AC的1.02～1.5倍，則上軸承框(21)、下軸承框(6)、曲柄A(16)、曲柄B(17)及其回轉(zhuǎn)副A、B、C、D組成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，下軸承框(6)固定不動(dòng)，曲柄A(16)、曲柄B(17)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，上軸承框(21)作平行移動(dòng)，但上軸承框(21)上任意一點(diǎn)的軌跡在水平投影面均是半徑與AC或BD等長的圓。電動(dòng)機(jī)B(22)固定在上軸承框(21)內(nèi)，一級大皮帶輪(24)、一級小皮帶輪(25)固聯(lián)在一級軸(26)上，一級軸(26)的轉(zhuǎn)動(dòng)由上軸承框(21)支承，一級皮帶(23)連接電動(dòng)機(jī)B(22)與一級大皮帶輪(24)，二級大皮帶輪(29)、二級小皮帶輪(30)固聯(lián)在二級軸(28)上，二級軸(28)的轉(zhuǎn)動(dòng)由上軸承框(21)支承，二級皮帶(27)連接一級小皮帶輪(25)與二級大皮帶輪(29)，三級大皮帶輪(32)固聯(lián)在三級軸(34)上，三級小皮帶輪(33)固聯(lián)在三級軸(34)的上端，三級軸(34)的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由上軸承框(21)支承，三級皮帶(31)連接二級小皮帶輪(30)與三級大皮帶輪(32)，偏心軸頸(36)固聯(lián)在上軸承框(21)上，導(dǎo)月輪(35)在偏心軸頸(36)上由四級皮帶(37)拖拉轉(zhuǎn)動(dòng)，月軸彎桿(40)的一端固聯(lián)在導(dǎo)月輪(35)上，另一端與月球模型(41)固聯(lián)，地軸桿(38)的上端與地球模型(39)固聯(lián)，地軸桿(38)的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由偏心軸頸(36)支承。導(dǎo)線(42)的一端與電動(dòng)機(jī)B(22)連接，穿過并固定在上軸承框(21)上，通過滑輪(43)后與轉(zhuǎn)鼓(44)相連。
在圖3、圖4中，偏心軸頸(36)固聯(lián)在上軸承框(21)上，導(dǎo)月輪(35)套在偏心軸頸(36)上，四級皮帶(37)套在導(dǎo)月輪(35)上，月軸彎相(40)的下端固聯(lián)在導(dǎo)月輪(35)上，二級軸(28)的上端與萬向聯(lián)軸器的叉形接頭A(45)固聯(lián)，地軸桿(38)斜穿過偏心軸頸(36)后其下端與叉形接頭B(47)固聯(lián)，十字頭(46)的四端都用鉸鏈與叉形接頭A(45)、叉形接頭B(47)相聯(lián)，偏心軸頸(36)同時(shí)支承地軸桿(38)與導(dǎo)月輪(35)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使地軸桿(38)與二級軸(28)的夾角為23°27′，導(dǎo)月輪(35)的回轉(zhuǎn)軸線與二級軸(28)的夾角為5°9′。
在圖5、圖6中，吊槽(48)與殼體(2)固聯(lián)，光桿(50)的上端與鋼球(49)固聯(lián)，穿過吊槽(48)后，其下端又與吊框(52)固聯(lián)，滑輪(43)固聯(lián)在吊軸(51)上，吊軸(51)的轉(zhuǎn)動(dòng)由吊框(52)支承，導(dǎo)線(42)從滑輪(43)上通過。
在圖7、圖8中，轉(zhuǎn)鼓(44)固聯(lián)在轉(zhuǎn)軸(54)上，轉(zhuǎn)軸(54)在軸承座(55)上轉(zhuǎn)動(dòng)，兩副軸承座(55)均固聯(lián)在殼體(2)上，盤形彈簧(53)的內(nèi)端與轉(zhuǎn)軸(54)固聯(lián)，外端與軸承座(55)固聯(lián)，導(dǎo)線(42)在轉(zhuǎn)鼓(44)纏繞[繞線長度大于曲柄A(16)長度的兩倍]后從轉(zhuǎn)鼓(44)的孔、轉(zhuǎn)軸(54)的孔中引出。
權(quán)利要求1.一種能演示太陽、地球、月球三者之間運(yùn)動(dòng)規(guī)律的新渾天儀，其特征是殼體(2)水平放置，弧形拱桿(1)的兩端固聯(lián)在殼體(2)的上端，吊桿(3)的上端固聯(lián)在弧形拱桿(1)上，中間穿過并固定住太陽模型(4)，下端懸掛圓形心板(5)，圓形心板(5)與殼體(2)頂部形成一道環(huán)形縫；下軸承框(6)固聯(lián)在殼體(2)的底部，軸A(14)、軸B(15)分別與下軸框(6)的頂部組成兩個(gè)回轉(zhuǎn)副A、B，其上端分別與曲柄A(16)、曲柄B(17)的一端固聯(lián)，軸C(18)、軸D(19)的上端與上軸承框(21)亦組成兩個(gè)回副轉(zhuǎn)C、D，穿過圓形墊套(20)，其下端分別與曲柄A(16)、曲柄B(17)的另一端固聯(lián)，取AB＝CD，AC＝BD，AB＞AC，上軸承框(21)、下軸承框(6)、曲柄A(16)、曲柄B(17)及其回轉(zhuǎn)副A、B、C、D組成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，下軸承框(6)固定不動(dòng)，曲柄A(16)、曲柄B(17)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，上軸承框(21)作平行移動(dòng)；電動(dòng)機(jī)B(22)固定在上軸承框(21)內(nèi)，偏心軸頸(36)固聯(lián)在上軸承框(21)上，導(dǎo)月輪(35)套在偏心軸頸(36)上轉(zhuǎn)動(dòng)，月軸彎桿(40)的一端固聯(lián)在導(dǎo)月輪(35)上，另一端與月球模型(41)固聯(lián)，地軸桿(38)的上端與地球模型(39)固聯(lián)，地軸桿(38)的轉(zhuǎn)動(dòng)亦由偏心軸頸(36)支承；導(dǎo)線(42)的一端與電動(dòng)機(jī)B(22)連接，穿過并固定在上軸承框(21)上，通過滑輪(43)后在轉(zhuǎn)鼓(44)上纏繞，最后從轉(zhuǎn)鼓(44)的孔、轉(zhuǎn)軸(54)的孔中將導(dǎo)線(42)的另一端引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新渾天儀，其特征在于太陽模型(4)選用一副燈具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新渾天儀，其特征在于平行雙曲柄機(jī)構(gòu)中，AB的長度是AC的1.02～1.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新渾天儀，其特征在于偏心軸頸(36)同時(shí)支承地軸桿(38)與導(dǎo)月輪(35)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使地軸桿(38)與二級軸(28)的夾角為23°27′，導(dǎo)月輪(35)的回轉(zhuǎn)軸線與二級軸(28)的夾角為5°9′。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種演示天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的新渾天儀。其特征是上軸承框、下軸承框、曲柄A、曲柄B及其回轉(zhuǎn)副組成平行雙曲柄機(jī)構(gòu)，上軸承框平行移動(dòng)，偏心軸頸固聯(lián)在上軸承框上，偏心軸頸同時(shí)支承地軸桿與導(dǎo)月輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，能動(dòng)態(tài)模擬演示太陽、地球、月球三者之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
文檔編號(hào)G09B27/00GK2653621SQ03270008
公開日2004年11月3日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者洪宗群 申請人:洪宗群, 吳成奎