专利名称：一种玩具天象仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种玩具天象仪，是将标注有星座图案的天球仪与机电结构结合，用来演示天象的装置。
自古到今，演示天体运动规律和现象的仪器有很多，他们对天文的发展起到重要作用，但却没有更广泛的普及于社会，其原因，他们多以专业性仪器出现，并分别存在结构松散，结构庞大，使用复杂，精密骄贵等弱点。
本实用新型的目的是克服已有技术不足，提供一种将主体传动结构设计于天球体内，球面标绘有人们喜爱的动物，人物神话传说的形象或儿童喜爱的卡通形象图案，并按人们直觉的形式，演示星体、太阳、月亮、地球的相互运动过程、规律及现象的玩具性和装饰性天象仪。使人们在玩耍中观察星座，认识宇宙。
本实用新型利用视运动原理设计。地球自西向东绕地轴自转，但我们生活在地球上感觉不到地球自转，而相对地球却观察到天球带着所有的天体自东向西匀速转动，观察天体东升西落，这种运动叫天体周日视运动。在解释天体运动规律时，通常假定地球不动，而天体绕着地球自东向西作周日视运动。太阳相对地球作周年视运动。月球作月亮视运动来分析问题。这样做形象直观，所得结论相同。
本实新型是这样实现它由天球、太阳、月球、地球、动力源及减速装置，还有支架和基座构成。它的结构特点是天球是一个透光壳体，两端由与主体支架相连的天极轴支撑，在其球面上标有星座的人物、动物等形象图案和天赤道、黄道；太阳、月球置于天球壳内，与天球是由同一动力源通过各自减速装置传动，它们的减速装置固定于天球的黄极处，它们可随天球同步自东向西绕天极轴转动，同时减速装置驱动太阳相对天球自西向东沿着黄道轨迹移动，驱动月球相对太阳自西向东移动。
由上述方案可以看出以标注有星座形象图案的透光天球为主体，把太阳、月球置于天球壳体内，天球转动及星座运动，太阳、月球随转，同时又相对天球上的星座运动，演示地球自转、公转和月球公转的视运动现象。
本实用新型中各部分减速装置做如下设计令动力源为直流电机，经减速后使天球低速转动。太阳在天球内跟随天球转动，每昼夜转一周，此时天球应转366／365周，比太阳多转1／365周，365昼夜天球转366周，太阳正好相对天球移动一周，因此太阳相对天球传动比为366。将天球表面的黄道上标明公历365天日期格，这样随着太阳相对天球的移动指示公历日期。月球相对天球移动一周是27.32天(一个恒星月)此时天球转了27.39周，因此取月球与天球传动比为27.39。当太阳相对天球移动29.5日期格时，月球与太阳重合一次，及一个朔望月。
在月球轴上和太阳轴上分别装一齿数相同的齿轮，当月球相对太阳移动一周时，月球〃自转〃一周，完成一个月相周期。
上述方案中的透光天球体，可用透明或半透明材料制成，天球面上星座图案用透明彩色染料或荧光材料标注；恒星按星等及光谱标注，星座图案为神话传说形象或卡通形象。
当天球透明度大时，天球中心处有一个地球仪，由与主体支架相连的天极轴支撑，地球仪为半透明壳体，壳体内装有灯泡和电机及减速器，可驱动地球壳体绕天极轴转动，便于调整地球位置，灯泡可使整个球体明亮。
在天球黄道同一平面上，以太阳为终，始点装一个由太阳带动的农历刻度圆环，将该环等分29.5分格，并标明农历一个月日期，供月球移动指示农历日期。并将该环等分24分格，标明24时，太阳在12时处，透过天球体看到不同时刻的太阳相对地球的位置。
天球透明度小时或球体小时，可用灯泡象征地球；农历刻度环可不装。
本实用新型的优点是1.它把主体部件设计于天球体内，使其结构完整，便于造型和装饰，而且可以观看地球任意地区的天象。
2.将杂乱无章的恒星，按国际通用星座标绘出一幅幅生动的人物、动物、物体的画面，成为一种玩具或装饰品，具有生动的特点，人们通过趣味的画面认识星空。
3.按人们在地球上，以地球为参照点，所感觉到的地球以外的天体视运动形式，演示恒星、太阳、月亮的运动所产生的天文地理现象，具有直观的特点，人们从直观现象入手了解天体的运动原理。
上述方案的结构和传动比，是为模拟天体视运动规律而设计。在实施过程中，可根据工艺、成本、传动可靠性适当调整。
以下结合附图对本实用新型最佳实施例做一叙述。
附
图1为实用新型结构示意图。
附图2为本实用新型中减速装置结构示意图。
附图3为本实用新型中地球减速装置示意图。
如
图1所示的玩具天象仪，由天球(1)、太阳(2)、地球(3)、月球(9)、月象变化装置(14)、动力源及减速装置(5)、农历刻度环(8)、子午环(11)、托环(7)、基座(6)，地平环(10)构成。
天球由透明塑料制成，球面上的星座图案，为儿童喜爱的卡通形象图案，用彩色透明油墨标绘；恒星按星等和光谱标注；天球面上，还标注有天赤道、赤经、赤纬、黄道。黄道带上有365天12个月的日期。
天球中心处有一个半透明的地球仪(3)由天极轴(12)固定在子午环(11)上。
动力源及减速装置(5)固定在天球(1)内壳体上，使太阳和月球轴在黄极处。太阳(2)、月球(9)置于天球(1)内，与天球(1)用同一动力源。
农历刻度环(8)有29.5等份，注有农历日期，并有24等份，注有24时。太阳为一红色球壳，内有光源，固定在〃初一〃和〃12时〃处，农历刻度环(8)由三根杆支撑于太阳轴上，随太阳转动。
月球(9)是半边透光半边不透光的黄色球壳，内有光源。它相对太阳移动，在农历刻度环(8)上指示农历，同时自转象征月相的变化。
天球(1)两极与固定在子午环(11)上的天极轴(4)或(12)动配合，子午环(11)在托环(7)槽内，托环由基座支撑。电源在基座内，导线由天极轴(4)孔引入天球(1)内，经导电环分配给动力源、太阳(2)、月球(9)；地球(3)电源由天极轴(12)孔引入球内。
如图2所示，动力源及减速装置箱体(16)固定在天球内壳体上使天极轴(4)在天轴线上，太阳轴(21)在黄轴线上，两轴夹角为23°26′。减速传动装置采用齿轮组合成。动力源采用1.5V－3V直流电机(15)齿轮Z0固定在电机轴上，当电机转动时齿轮Z0传动Z1和Z1′，因齿轮Z2与天极轴(4)相连，天极轴(4)另一端与子午环(11)固定，所以齿轮Z1′转动时带动箱体(16)及天球(1)与齿轮Z2啮合绕着天极轴(4)转动。
限定电机(15)电源极性，处于工作状态时，自上向下看天球(1)绕天极轴(4)顺时针转动〈即自东向西〉。齿轮Z3与Z2′啮合，随天球转动同时，顺时针转动。经Z3′传动Z4，Z4与月球轴(20)相连，使月球轴(20)逆时针转动。经轴(20)上的Z4′传动Z5、Z5′和Z6，齿轮Z6与太阳轴(21)相连，使太阳(2)逆时针转动。
月相变化装置由空心轴(17)、轴(18)、齿轮Z7和Z6′及半边透光半边不透光球壳构成，空心轴(17)与Z7相连，轴(18)与月球轴(20)相连，当月球轴(20)相对太阳轴(21)转动时，经太阳轴(21)上的齿轮Z6′驱动齿轮Z7，使空心轴(17)及月球壳顺时针转动。齿轮Z6′与Z7齿数相同，传动比为1。月球(9)相对太阳(2)转动一周，月球〃自转〃一周，月象变化一个周期。
齿轮Z3采用圆锥齿轮，Z6′为盆齿，其它均采用渐开线齿轮。各转数比设计如下设电机转数为N0、天球转数为N1、月球转数为N2、太阳转数为N3。
天球转数N1设计最高转数为50转／分钟，并有电位器在其范围内可调，现选用电机转数为2100转／分钟。
天球传动比I1＝N0／N1＝42月球传动比I2＝N1／N2＝27.39太阳传动比I3＝N2／N3＝366根据上述传动比及同轴齿轮中心距，各齿轮模数均采用M＝0.5，各齿轮齿数定为Z0＝8 Z1＝48 Z1′＝8 Z2＝56 Z2′＝12Z3＝58 Z3′＝12 Z4＝68 Z4′＝15 Z5＝45Z5′＝11 Z6＝49 Z6′＝24 Z7＝24为调整地球的位置或观看地球自转现象，地球内可装有独立的减速装置，如图3所示天轴(12)在子午环(11)上固定，减速装置箱体(26)在轴(12)上固定。电机(25)在箱体(26)上固定。当电机转动时Z10传动Z11、Z11′及Z12，因Z12与地球壳体固连，所以地球绕轴(12)转动。选电机2100转／分钟，确定各齿轮齿数为Z10＝6 Z11＝60 Z11′＝6 Z12＝60。地球转数为21转／分钟，其转向由基座电源极性转换开关控制。
权利要求1.一种玩具天象仪，是天球仪与机电结构结合，用于演示天象的装置，其特征是a.天球是一个透光球壳体，两端由与主体支架相连的天极轴支撑，在其球面上标注有天赤道，黄道和星座的人物，动物形象图案，b.太阳，月球置于天球壳体内，与天球是由同一动力源通过各自减速装置传动，它们的减速装置固定于天球的黄极处，它们可随天球同步自东向西绕天极轴转动，同时减速装置驱动太阳相对天球自西向东沿着黄道轨迹移动，驱动月球相对太阳自西向东移动。
2.根据权利要求1所述的玩具天象仪，其特征是月球相对天球传动比为27.39，太阳相对天球传动比为366。
3.根据权利要求1所述的玩具天象仪，其特征是在月球轴和太阳轴上分别装有齿数相同的齿轮，当月球相对太阳移动一周，同时月球自转一周。
4.根据权利要求1所述的玩具天象仪，其特征是天球壳体上的恒星按星等及光谱标注，星座图案为神话传说形象或卡通形象。
5.根据权利要求1所述的玩具天象仪，其特征是天球中心处有一个地球仪，由与主体支架相连的天极轴支撑，地球仪为半透明壳体，壳体内装有灯泡和电机及减速器，可驱动地球壳体绕天极轴转动。
6.根据权利要求1所述的玩具天象仪，其特征是在天球体内黄道同一平面上装一个由太阳带动的圆环，环上分别刻有29.5等份和24等份，标明农历一个月的日期和24时，太阳在环上〃初一〃和〃12时〃处。
专利摘要本实用新型涉及一种天象仪，它是标注有星座图案的天球仪与机电结构结合，用来演示天象的装置。本实用新型结构是以一个透光天球为主体，天球壳体上标注有星座的人物，动物等形象图案，天球亮体内装有动力源与减速装置和象征地球、太阳、月球及月相变化的装置，在动力源驱动下，通过减速传动装置，使天球、太阳、月球及月相按视运动规律转动和变化，它将宇宙天体间相互运动规律与现象按人们直观感觉的形式演示出来。
文档编号G09B27/06GK2186945SQ9322091
公开日1995年1月4日 申请日期1993年8月7日 优先权日1993年8月7日
发明者姬成良, 姬成强 申请人:姬成良