可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪的制作方法
【专利摘要】可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪，涉及地球仪。设有底座、C型支架、模型地球体、遮光盘、遮光盘基座、遮光盘支架、球缺转盘、转盘轴和二十四节气刻度盘。运用相对运动的原理，将地球的自转和公转所造成的地球一年四季变化转化为晨昏圈及太阳直射点的回归运动，可在地球仪上直接呈现某日晨昏圈和太阳直射点的位置，从而确定出某日某地的日出日落时间、昼夜长短、正午太阳高度角和该日两极地区极昼极夜范围；另外，在演示过程中，可从地球仪上快速反映地球一年四季变化规律。有助于人们对生活常识及地理知识的理解和掌握，并兼有室内照明和装饰的作用，结构简单可靠、直观性强、功能齐全、操作方便、一物多用。
【专利说明】可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地球仪，尤其是涉及可确定某日某地的昼夜长短及反映一年四季变化规律的一种可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪。
【背景技术】
[0002]由于地球自转平面(赤道平面)与地球公转平面(黄道平面)呈23 ° 26'夹角，因此在地球环绕太阳公转一周(360° )的过程中，太阳直射点(地表接受太阳垂直照射的点)在地球南北回归线(与赤道平面呈±23° 26'夹角)之间以一个回归年为周期进行一次往返移动。
[0003]地球是一个不透明的球体，太阳光线只能照亮地球表面的一半(向着太阳的半球为白昼，背着太阳的半球为黑夜)，昼半球和夜半球的分界线为晨昏圈。由于晨昏圈与太阳光线(含太阳直射点光线)垂直，因此晨昏圈也是以一个回归年的周期在距地轴±23° 26'夹角之间进行一个往返移动。
[0004]地球表面接受太阳辐射能量是因时因地而变化的，这种变化可以通过昼夜长短的变化和正午太阳高度角的变化来体现。昼夜长短反映了日照时间的长短，正午太阳高度角反映了太阳辐射的强弱。二者结合起来，可定性地表达某日某地接受太阳辐射能量的多少。由于晨昏圈位置的变化和太阳高度角的变化跟太阳直射点的移动正相关，因此太阳直射点的南北往返移动使太阳辐射能量在地球表面的分配具有周期性变化规律，这也是地球会呈现一年四季变化的原因。
[0005]现有的地球仪是一种便于人们直观了解地球面貌和地理分布的地球模型，它仅能体现某地在球面上的空间位置，不能呈现某日晨昏圈位置和太阳直射点的位置，更无法确定某日某地昼夜长短及反映一年四季变化规律。因此，人们在认知地球运动的地理意义中，难以从现有的地球仪上获得充分的信息和解释，尤其是在中学地理的教学中。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的旨在提供可确定某日某地的昼夜长短及反映一年四季变化规律的一种可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪。
[0007]本实用新型设有底座、C型支架、模型地球体、遮光盘、遮光盘基座、遮光盘支架、球缺转盘、转盘轴和二十四节气刻度盘；
[0008]所述底座、C型支架和模型地球体与现有地球仪相同或相似；所述模型地球体由北半球和南半球叠加而成；所述C型支架的上支柱设有一个轴孔及上支柱紧固件，C型支架的下支柱设有一个通孔及下支柱紧固件；所述遮光盘是一个直径略小于模型地球体内径的不透明圆盘，在遮光盘的正面设有环形灯座，在环形灯座上设有LED灯；所述遮光盘基座位于遮光盘圆心处，遮光盘基座正前方向设有一个红色激光发射器，并在与遮光盘平行方向设有一个基座转轴；所述遮光盘支架呈L型，遮光盘支架顶端设有一个与基座转轴配合的轴套，遮光盘支架末端开设一个可嵌入下支柱的通孔；所述球缺转盘为外径略小于模型地球体内径且圆心角略大于46° 52'的球壳体，在球缺转盘中心位置开设一个矩形通孔，在距球缺转盘中心位置23° 26,夹角处设置一个叉形限位转钉，设于叉形限位转钉上的开口槽可嵌入遮光盘边缘，叉形限位转钉可在遮光盘边缘自由滑动和围绕自身转轴自由转动；所述转盘轴是一个与上支柱轴孔配合柱体，转盘轴下端设有与矩形通孔配合的矩形轴端及轴端紧固件，转盘轴上端与旋钮联接；所述二十四节气刻度盘的面上均匀分布着24个刻度并标注对应的节气名称和日期，二十四节气刻度盘固定在上支柱的上端；所述C型支架置于底座上方，模型地球体通过上支柱紧固件和下支柱紧固件与C型支架的上支柱和下支柱铰接，遮光盘通过遮光盘基座与遮盘支架铰接并固定在C型支架的下支柱的末端，球缺转盘通过转盘轴与C型支架的上支柱铰接。
[0009]在环形灯座上可均匀设有至少2个LED灯。
[0010]所述二十四节气刻度盘面上的冬至日正对C型支架的正前方。
[0011]外接电源可通过C型支架的下支柱的通孔进入模型地球体内。
[0012]本实用新型，使用时，根据具体日期(或节气日)将旋钮标记转到对应位置(节气日正对节气刻度，非节气日采用插值法)，接通电源后，LED灯组照亮的部分为昼半球(另外部分为夜半球)，其明暗两侧的分界线即为此刻晨昏圈的具体位置。通过晨昏圈，可确定某日某地的日出日落时间和昼夜长短，以及该日两极地区极昼极夜范围。另外，与遮光盘垂直的红色激光束在球面呈现的光点即为该日太阳直射点的具体位置，通过太阳直射点位置及某地在模型地球体上的纬度值可间接推算出该日该地的正午太阳高度角。
[0013]本实用新型在现有地球仪的基础上增添了描述地球运动的地理意义的作用和演示功能，并可兼作室内照明灯。
[0014]本实用新型运用相对运动的原理，巧妙地将地球的自转和公转所造成的地球一年四季变化转化为晨昏圈及太阳直射点的回归运动，可在地球仪上直接呈现某日晨昏圈和太阳直射点的位置，从而确定出某日某地的日出日落时间、昼夜长短、正午太阳高度角和该日两极地区极昼极夜范围；另外，在演示过程中，可从地球仪上快速反映地球一年四季变化规律。上述作用，有助于人们对生活常识及地理知识的理解和掌握。本实用新型在现有地球仪的基础上，增添了描述地球运动的地理意义的作用和演示功能，并兼有室内照明和装饰的作用，具有结构简单可靠、直观性强、功能齐全、操作方便、一物多用等优点，尤其适合在青少年科普活动、中小学地理教学中应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0016]图2为图1的A-A视图。
【具体实施方式】
[0017]以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0018]如图1和2所示，本实用新型实施例设有底座1、C型支架2、模型地球体3、遮光盘
4、遮光盘基座5、遮光盘支架6、球缺转盘7、转盘轴8和二十四节气刻度盘9。所述底座1、C型支架2和模型地球体3与现有1: 6400万比例的地球仪相同或相似；所述模型地球体3的外径为200mm,内径为196mm,由北半球和南半球叠加而成；所述C型支架2的上支柱21设有一个轴孔23及上支柱紧固件25，下支柱22设有一个通孔24及下支柱紧固件26 ;所述遮光盘4是一个直径为192mm的不透明圆盘，在遮光盘4的正面设有环形灯座41并均匀分布12个IW的LED灯42 ;所述遮光盘基座5位于遮光盘4圆心处，其正前方向装置一个ImW红色激光发射器51，并在与遮光盘4平行方向设有一个基座转轴52 ;所述遮光盘支架6呈L型，其顶端设有一个与基座转轴52配合的轴套61，其末端开设一个可嵌入下支柱22的通孔62 ;所述球缺转盘7是一个外径为192mm、圆心角为54°左右的球壳体，在球缺转盘7中心位置开设一个矩形通孔71，在距球缺转盘7中心位置23° 26'夹角处设置一个叉形限位转钉72，这个叉形限位转钉72的开口槽可嵌入遮光盘4边缘，并可自由滑动和自由转动；所述转盘轴8是一个可与上支柱轴孔23配合的柱体，其下端设有与矩形通孔71配合的矩形轴端81及轴端紧固件82，其上端与旋钮83联接。
[0019]在图1中，还标出了赤道、北回归线、南回归线和激光束等。
[0020]如图2所示，所述二十四节气刻度盘9的面上均匀分布着24个刻度及对应的节气名称和日期，并固定在上支柱21的上端。
[0021]所述C型支架2置于底座I上方，模型地球体3通过上支柱紧固件25和下支柱紧固件26与C型支架2的上支柱21和下支柱22铰接，遮光盘4通过遮光盘基座5与遮光盘支架6铰接并固定在下支柱22的末端，球缺转盘7通过转盘轴8与上支柱21铰接，外接电源可通过下支柱通孔24进入模型地球体3内。
【权利要求】
1.可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪，其特征在于设有底座、C型支架、模型地球体、遮光盘、遮光盘基座、遮光盘支架、球缺转盘、转盘轴和二十四节气刻度盘； 所述底座、C型支架和模型地球体与现有地球仪相同；所述模型地球体由北半球和南半球叠加而成；所述C型支架的上支柱设有一个轴孔及上支柱紧固件，C型支架的下支柱设有一个通孔及下支柱紧固件；所述遮光盘是一个直径略小于模型地球体内径的不透明圆盘，在遮光盘的正面设有环形灯座，在环形灯座上设有LED灯；所述遮光盘基座位于遮光盘圆心处,遮光盘基座正前方向设有一个红色激光发射器，并在与遮光盘平行方向设有一个基座转轴；所述遮光盘支架呈L型，遮光盘支架顶端设有一个与基座转轴配合的轴套，遮光盘支架末端开设一个可嵌入下支柱的通孔；所述球缺转盘为外径略小于模型地球体内径且圆心角略大于46° 52'的球壳体，在球缺转盘中心位置开设一个矩形通孔，在距球缺转盘中心位置23° 26'夹角处设置一个叉形限位转钉，设于叉形限位转钉上的开口槽可嵌入遮光盘边缘，叉形限位转钉可在遮光盘边缘自由滑动和围绕自身转轴自由转动；所述转盘轴是一个与上支柱轴孔配合柱体，转盘轴下端设有与矩形通孔配合的矩形轴端及轴端紧固件，转盘轴上端与旋钮联接；所述二十四节气刻度盘的面上均匀分布着24个刻度，二十四节气刻度盘固定在上支柱的上端；所述C型支架置于底座上方，模型地球体通过上支柱紧固件和下支柱紧固件与C型支架的上支柱和下支柱铰接，遮光盘通过遮光盘基座与遮盘支架铰接并固定在C型支架的下支柱的末端，球缺转盘通过转盘轴与C型支架的上支柱铰接。
2.如权利要求1所述可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪，其特征在于在环形灯座上均匀设有至少2个LED灯。
3.如权利要求1所述可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪，其特征在于所述二十四节气刻度盘面上的冬至日正对C型支架的正前方。
4.如权利要求1所述可呈现晨昏圈及太阳直射点的透光地球仪，其特征在于外接电源通过C型支架的下支柱的通孔进入模型地球体内。
【文档编号】F21Y101/02GK203966447SQ201420319901
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】林康弘, 黄建通 申请人:林康弘