[發明專利]懸臂式地球儀

在審

• 申請號: 202010193511.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111261015A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 曲峰
• 申請（專利權）人: 曲峰
• 主分類號: G09B27/08
• 分類號: G09B27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

地球儀是我們日常生活中常見的一種教學性質的儀器。隨著人類科學知識的普及，地球儀在很多場合已變為一種裝飾性用具。而其內在的科學屬性，已乏人問津。自公元1492年德國的馬丁·貝海姆先生制造了第一個地球儀以來，地球儀的結構關系少有變化。本發明用一個簡單的懸臂架結構，展示了三維空間中地球與太陽之間的近似運動關系，凸顯日心學說的日??地關系。直觀展示中國古老的二十四節氣及地球的四季變遷。揭示了三維空間中地球繞太陽運動的本質。本發明將為天體物理教學及科普提供新的探索途徑。

技術領域

教學儀器。

背景技術

地球儀是我們日常生活中常見的一種教學性質的儀器。隨著人類科學知識的普及，地球儀在很多場合已變為一種裝飾性用具。而其內在的科學屬性，已乏人問津。

關于地球運動中黃道與赤道的交角23°26'的概念，最早可追溯到古巴比倫時期。黃道是太陽在天球上的運動軌跡。由于一年中太陽在人們眼中視角的高低不同，所以這一現象被用來解釋地球四季的變化。

公元1492年德國的馬丁·貝海姆先生制造了第一個地球儀。為了體現黃道與赤道的交角，他把地球儀設計成地軸與垂直線傾斜23°26'。這樣地球儀的赤道面與水平面就形成了黃道與赤道的交角23°26' 的結構關系。就是我們現在經常見到的地球儀的樣子。幾百年來，它的結構幾乎沒有改變。以至于很多科普讀物把地球畫成斜著肩膀圍著太陽轉。

發明內容

本發明以一個懸臂架結構懸掛一地球模型。地球模型與懸臂架柔性鉸接，且地球模型始終保持南北極軸線與水平面B垂直，水平面B與支架相交于支點O。如圖所示。既：赤道面與水平面B平行，黃道面傾斜。地球模型的懸掛點在地理北極點。地球模型可繞地軸自由旋轉。懸臂架可繞垂直于旋轉面A的軸旋轉。

旋轉面A上刻有二十四個定位槽，定位槽間隔15°角。懸臂架在旋轉一周時有二十四個定位點，對應中國的二十四節氣。而且地球模型的三維空間運動軌跡滿足如下技術特點（如圖所示）：

1、旋轉面A固定在垂直支架上，支點O，且與水平面B成一夾角;

2、懸臂架處于甲位時，地球模型的南回歸線與水平面B持平；

3、懸臂架處于乙位時，地球模型的赤道與水平面B持平；

4、懸臂架處于丙位時，地球模型的北回歸線與水平面B持平。

附圖說明：圖1是懸臂架處于甲位時的狀態圖；圖2是懸臂架處于乙位時的狀態圖；圖3是懸臂架處于丙位時的狀態圖。

本發明的懸臂架結構在逆時針轉動一周時，帶動地球模型在三維空間模擬了行星-地球繞太陽運行一年的近似軌跡。主要是增加了地球模型Z軸方向的運動特征。使得人們在使用本發明時，可以直觀地了解日--地關系。本發明的地球模型在逆時針轉動一周時，結合支點O模擬的太陽位置，可相對地模擬出地球上任意地點一天的光照變化及時間變遷。

本發明用一個簡單的懸臂架結構，展示了三維空間中地球與太陽之間的近似運動關系，轉換了人們的視角。凸顯日心學說的日--地關系。揭示了三維空間中地球繞日運動的本質。使得地球上的四季變化更為直觀。同時融入了中國古老文化中的二十四節氣的概念。也保留了原地球儀中的大量信息。是天體物理教學及科普教育等領域的良好工具。

本發明將為天體物理教學、科學普及、時鐘設計等領域提供新的探索途徑。