[實用新型]地軸進動原理演示與定量測量實驗儀

有效

• 申請號: 201220603296.2
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN202905007U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張銳波
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院;張銳波
• 主分類號: G09B27/08
• 分類號: G09B27/08
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型屬于地軸進動實驗裝置技術領域，具體涉及地軸進動原理演示與定量測量實驗儀。

背景技術

進動(precession)是自轉物體之自轉軸又繞著另一軸旋轉的現象。在天文學上被稱為“歲差“現象。

“陀螺”是日常生活中進動的一個明顯范例，若陀螺不自轉時，就會在重力的作用下倒在地上，但是若陀螺自轉時，其自轉軸不會是鉛直的，而是自轉軸圍繞其鉛垂線作旋轉，即“旋進”現象。地球的自轉類似于陀螺自轉而產生的旋進，使之其自轉軸圍繞黃軸進動。

目前的地軸進動演示儀器，均為是在底座上固定的立柱上，放置一連桿，在連桿的一端（低端）有一以連桿為軸轉動的輪子（相當于地球），另一端（高端）有一連桿方向可調的平衡重錘，以此來演示地軸進動。演示時，操作者用手轉動輪子，連桿就可以圍繞其支點轉動（進動）。

目前，地軸進動演示儀，幾乎都是采用的傳統、老式裝置，用該裝置來演示地球進動，存在諸多弊端：其一，通過人為手動給自轉輪子一個初速度，由于阻力作用，轉輪會漸漸地慢下來，無法演示地軸均勻進動規律，演示效果不佳；其二，由于不斷減速，演示的黃赤夾角就會逐漸變化，從而就會模糊黃赤夾角23°26'短時期不變原理；其三，這種演示儀也難以實現赤道平面（轉圈所在平面）與黃道平面（垂直于鉛垂線的水平面）的恒定夾角不變；其四，無法演示進動的均勻不變的角速度，更無法演示由于地球自傳一年，地軸大約進動50，以及累積25800年，地軸進動一周，即360°的定性測量目標。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于設計提供地軸進動原理演示與定量測量實驗儀的技術方案，該實驗儀既能定性地演示地軸進動，又能定量地測量地軸進動一圈所用時間。

?所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，包括底座及設置在底座上的立柱，其特征在于所述立柱上固定設置輪軸框架，所述輪軸框架中滾動配合設置空心球，所述空心球上固定設置支撐桿，所述支撐桿上固定設置橫梁，所述橫梁包括相互螺接的左實心橫梁和右空心橫梁，所述左實心橫梁上配合設置平衡錘，所述右空心橫梁端部固定設置電機和光電圈數計數器光電門，所述電機的轉軸連接轉動輪，所述右空心橫梁上固定設置游標尺拉桿，所述游標尺拉桿上連接副尺，所述副尺與固定設置在立柱上的主尺處于同一水平面。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述輪軸框架為圓柱體結構，所述輪軸框架中設置一圈滾珠，所述一圈滾珠中心滾動配合設置空心球。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述左實心橫梁上設置平衡錘滑槽，所述平衡錘通過連接桿設置在平衡錘滑槽中，并通過設置的平衡錘鎖緊螺母固定。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述支撐桿通過設置的橫梁鎖緊螺母與右空心橫梁固定。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述游標尺拉桿上設置用于調節長度的螺旋調節桿，所述游標尺拉桿底部固定設置用于固定副尺的固定架。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述轉動輪中設置一組輻條，所述輻條上固定設置擋光桿。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述電機和光電圈數計數器光電門電路連接控制器，所述控制器包括電機通斷開關和計數器系統。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述主尺通過設置的固定環固定在立柱上。

所述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，其特征在于所述控制器上設有顯示時間和轉動圈數的顯示熒光屏、控制器電源開關按鈕、電機開關按鈕和計數器按鈕。

上述的地軸進動原理演示與定量測量實驗儀，結構簡單，設計合理，本實用新型通過移動平衡錘在平衡錘滑槽中移動，來改變橫梁（猶如地球的自轉軸）相對于水平面（猶如黃道平面）的傾角，即轉動輪所在平面相對于水平面的傾角（猶如地球赤道平面相對于黃道平面的傾角）；本實用新型控制電機帶動轉動輪轉動，固定于轉動輪上的擋光桿在隨其轉動輪轉動過程中，通過對光電圈數計數器光電門連續擋光，控制器就會顯示轉動輪累加所轉過圈數；本實用新型通過電機帶動轉動輪一起轉動，橫梁（相當于地軸）隨之進動，橫梁帶動支撐桿一起進動，副尺也隨之順時針進動，得到轉動輪轉動的圈數，游標尺讀數，最后計算出地軸進動一周所需的時間。

本實用新型既能定性地演示地軸進動，又能定量地測量地軸進動一圈所用時間，該實驗儀用于教學中會使學生容易弄清楚地球進動的奧秘與其中深刻道理。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；