專利名稱：張衡地動儀模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種地動儀模型，尤其涉及一種再現(xiàn)張衡地動儀的模型。
技術(shù)背景東漢著名的科學家發(fā)明制造的地動儀是世界上第一架測量地震方位的儀 器。據(jù)《后漢書 張衡傳》記載，地動儀"以精銅鑄成，圓徑八尺"，"形似酒 榑"，上有隆起的圓蓋，儀器的外表刻有篆文以及山、龜、鳥、獸等圖形。儀 器的內(nèi)部中央立著一根銅質(zhì)"都柱"，柱旁有八條通道，成為"八道"。道中安 有"牙機"。儀體外部周圍鑄有八條龍，頭朝下，尾朝上，按東、南、西、北、 東南、東北、西南、西北八個方向布列。龍頭和內(nèi)部通道中的發(fā)動機關(guān)相連， 每個龍頭嘴里都銜有一個銅球。對著龍頭，八個蟾蜍蹲在地上，個個昂頭張嘴， 準備承接銅球。當某個地方發(fā)生地震時，地動儀內(nèi)部的"都柱"就發(fā)生傾斜， 觸動牙機，使發(fā)生地震方向的龍頭張開嘴，吐出銅球，落到銅蟾蜍的嘴里，發(fā) 生很大的聲響。于是人們就可以知道地震發(fā)生的方向。這臺儀器構(gòu)思巧妙，制 作精密，據(jù)史書記載"驗之以事，合契若神"。不僅可以測出近距離的、人們可以感覺得到的地震，還可測出發(fā)生的數(shù)千里之外的地震！地動儀內(nèi)部的"都 柱"和"牙機"究竟是怎么樣呢？經(jīng)過幾千年的變遷，張衡地動儀已成為千古 之迷。據(jù)學現(xiàn)代者們考證，張衡在當時已經(jīng)利用了力學上的慣性原理，"都柱" 實際上起到的正是慣性擺的作用。目前，根據(jù)這一原理，各界人士制作了很多 張衡地動儀的模型，其結(jié)構(gòu)各異。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種張衡地動儀的模型，該模型利用倒立慣性震 擺的原理，形象地再現(xiàn)了漢代張衡發(fā)明的地動儀。本實用新型地動儀的模型，包括地動儀底座及安裝在底座上的銅樽，銅樽 的頂部設有樽蓋，銅樽外壁的四周均勻設置有八條朝下的龍頭，龍頭的龍口內(nèi) 安賢有龍珠；地動儀底座上設置有與龍頭相對應的仰頭張口的蟾蜍；銅樽內(nèi)設有倒立擺，該倒立擺包括由連桿固定連接的大擺球和支點球；其中支點球置于 銅樽內(nèi)底部中心的內(nèi)凹圓弧內(nèi)，大擺球的水平圓周通過均布的軟線連接有伸向 龍口的龍頭桿，該龍頭桿的端頭設有倒鉤，托住龍口內(nèi)的龍珠。本實用新型采用倒立慣性震擺的工作原理，探測地震波的首先主沖方向 如當?shù)卣鹪磥碜詵|方時，地動儀整體隨地震波向西傾斜，地動儀銅樽內(nèi)倒立擺 由于慣性而保持與地面垂直而不發(fā)生傾斜(倒立擺的支點球與樽底球面接觸， 其摩擦力不足以使倒立擺轉(zhuǎn)動)，而與倒立擺的大擺球連接的東邊龍頭桿發(fā)生 晃動(龍頭桿相對于銅樽向東移動)，龍頭桿端部的倒鉤脫離其托負的龍珠， 從而致使龍珠脫出龍口 ，落入底座上相應的蟾蜍口內(nèi)，從而測得震源來自東邊。 而其他方向的龍珠不會脫離龍口，這是因為倒立擺的大擺球與龍頭桿之間通過 軟線連接，使得大擺球相對于銅樽的擺動方向與控制他們的龍頭桿有一定的夾 角，使其他方位的龍頭桿不能移動的結(jié)果。本實用新型于現(xiàn)有張衡地動儀相比，具有以下優(yōu)點1、 本實用新型采用倒立慣性震擺的工作原理，通過大擺球的擺動方向能 夠準確的探測到地震波的首先主沖方向，完全符合史書對張衡地動儀的文字描 述，完美、形象地再現(xiàn)了漢代張衡地動儀的結(jié)構(gòu)和原理，在一定程度上揭開了 漢代張衡地動儀的玄關(guān)之迷。2、 本實用新型的結(jié)構(gòu)、原理簡單，作為教學模具，容易理解和學習。3、 本實用新型外形美觀，可作為既有觀賞價值，又有學術(shù)價值的藝術(shù)。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型的原理示意圖1——擺球 2——龍頭桿 3——龍珠 4——連桿5——蟾蜍 6——樽蓋 7——軟線 8—龍口9一一銅樽 10~小球體 11——底座具體實施方式
--種張衡地動儀模型，包括地動儀底座11及安裝在底座上的銅樽9，銅 樽9的頂部設有樽蓋6，銅樽9外壁的四周均勻設置有八條朝下的龍頭，龍頭 的龍口 8的內(nèi)安置有龍珠3;地動儀底座11上設置有與龍頭相對應的仰頭張 口的蟾蜍5;銅樽9內(nèi)設有倒立擺，該倒立擺包括由連桿4固定連接的大擺球1和支點球10，其中述大擺球直徑為支點球直徑的10~100倍。支點球10置于 銅樽9內(nèi)底部中心的內(nèi)凹圓弧內(nèi)，大擺球1的水平圓周通過均布的軟線7連接 有伸向龍口 8的龍頭桿2，龍頭桿2的端頭設有倒鉤(對應龍口的上頜齒)， 托住龍口內(nèi)(對應龍口的下頜齒)的龍珠3。倒立擺的大擺球1和支點球10由比重大的金屬，如銅、鐵制成，這樣既 能保證倒立擺一定的穩(wěn)定型，又能保證倒立擺不隨尊底轉(zhuǎn)動的慣性。
權(quán)利要求1、一種張衡地動儀模型，包括地動儀底座(11)及安裝在底座上的銅樽(9)，銅樽(9)的頂部設有樽蓋(6)，銅樽(9)外壁的四周均勻設置有八條朝下的龍頭，龍頭的龍口(8)內(nèi)安置有龍珠(3)；地動儀底座(11)上設置有與龍頭相對應的仰頭張口的蟾蜍(5)；其特征在于所述銅樽(9)內(nèi)設有倒立擺，該倒立擺包括由連桿(4)固定連接的大擺球(1)和支點球(10)；所述支點球(10)置于銅樽(9)內(nèi)底部中心的內(nèi)凹圓弧內(nèi)；所述大擺球(1)的水平圓周通過均布的軟線(7)連接有伸向龍口(8)的龍頭桿(2)，龍頭桿(2)的端頭設有倒鉤，托住龍口內(nèi)的龍珠(3)。
2、 如權(quán)利要求1所述張衡地動儀模型，其特征在于所述大擺球直徑為 支點球直徑的10~100倍。
專利摘要本實用新型提供了一種張衡地動儀的模型包括地動儀底座及安裝在底座上的銅樽，銅樽的頂部設有樽蓋，銅樽外壁的四周均勻設置有八條朝下的龍頭，龍頭的龍口內(nèi)安置有龍珠；地動儀底座上設置有與龍頭相對應的蟾蜍；銅樽內(nèi)設有由連桿固定連接的大擺球和支點球組成的倒立擺，其中支點球置于銅樽內(nèi)底部中心的內(nèi)凹圓弧內(nèi)，大擺球的水平圓周通過均布的軟線連接有伸向龍口的龍頭桿，龍頭桿的端頭設有倒鉤，托住龍口內(nèi)的龍珠。本實用新型采用倒立慣性震擺的原理，通過大擺球的擺動方向能夠準確的探測到地震波的首先主沖方向，完全符合史書對張衡地動儀的文字描述，完美、形象地再現(xiàn)了漢代張衡地動儀的結(jié)構(gòu)和原理，其外形美觀，可作為既有觀賞價值，又有學術(shù)價值的藝術(shù)。
文檔編號G09B25/00GK201084309SQ20072003278
公開日2008年7月9日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者穆曉峰 申請人:穆曉峰