专利名称：万应星象盘的制作方法
技术领域：
一种万应星象盘属于天文教具，是一种功能多、价廉的观星工具。
现有的简易观星工具″活动星盘″，虽结构简单，价格便宜，但存在着每个活动星盘只在没特定纬度范围内适用，太阳系内各星体位置难以观测，也无法了解星象与地理间的运行关系。近年来发展的应象仪和自动应象仪，由经纬度、日期、时间相应调节，可使天地间完成方位上的时空立体对应状态，其缺点是立体造型造价昂贵，携带不便，且无太阳系内各行星位置标示。唯应象仪将月亮轨道并入黄道观看，且将月亮的位置与月相相对太阳的角度以周期性安置，并利用游标弧及小游标做细部定位标示等，均提供了将其平面化，并增加推测太阳系内各行星位置方法的线索。
本实用新型的目的是为克服上述的缺欠，为求简便完整的认识星象，特研制了功能全、易于收藏且价廉的观星工具万应星象盘。以利提高学生们学习天文的兴趣，为发展航天事业做出贡献。
归纳天上的星体，可分为三类，第一类为太阳系外星体，距离我们都很远，故其位置几乎不变而易推测，第二类为太阳与月亮，自古历法与时间均从此二星的运行而来，由此回推它们的位置也不难。第三类为太阳系内除日、月、地球外的各大行星与它们的卫星，因它们与地球近，相对运动造成的关系位置变化大，所以推测这类星体的位置较困难，好在除冥王星外，这类星体的运行轨道都与黄道面颇接近，运行轨迹与太阳间的夹角也大致按周期性变化，因此由实体模型来推测它们的位置，仍然可行。由于冥王星、天王星和海王星每年的位移都不大，直接在天球上标出若干年位移轨迹是恰当而方便的方法。其它金、木、水、火、土等行星，因公转周期较小，数日内在天球面上的移动量则不应忽视。虽历来未曾用地球以外行星周期演出历法，但已知阳历日期与合日期推测行星位置是可行的，本实用新型是将球面坐标平面化，因地球与天球坐标相互依循，地球赤道面延伸成天赤道平面，地球南北极延伸成南、北天极，天球与地球均可把其坐标展成平面，且可同心运转与立体状态相对运行所表现的情况一致。本实用新型是这样实现的做成一种具有南、北两面，同心对称分布且可相互运转的万应星象盘，包括在最内层星图盘，在其上的地图盘，再上放置的定纬观测盘，行星盘放于星图外缘，用经线回针及数个小游标将上述盘夹于其中，用极轴插于各盘中心，并以经线回针套插而成。
本实用新型还可通过以下措施完成，地图盘用塑料材料印制，分别以南、北极为中心绘出经纬度及海陆全图，此盘与南、北天极为中心，全部展开的星图盘投影对应。行星盘南、北两盘对应，包于星图盘外缘，用贴合瓣将两盘粘合，共同运转，两盘均有时间及太阳标示，分别有阴历日期及月相图，金、木、水、火、土等星的合日周期及表示各行星观测日相距合日期的行星旬差标示。定纬观测盘用透明塑料板，纬度每隔约5°，取同纬度南北分别印于一张两面，共十余张一组，由地平线所围绕的观星口仍保持透明状态，其它部分呈半透明状态，观星口内标示天顶、仰角及方位角线，视测地点纬度不同选取定纬观测盘在万应星象盘上更换使用。经线回针用弹簧丝制成，弯成两段，每段穿入两支游标，末端绕成带插针的套环，此经线回针可包夹全部各盘于其中，再套插于具有插孔的极轴上，且易于更换定纬观测盘。
如下图1为万应星象盘北面图；图2为万应星象盘南面图3为星象盘北面图；图4为星象盘南面图；图5为地图盘北面图；图6为地图盘南面图；图7为行星盘北面图；图8为行星盘南面图；图9为定纬观测盘北面图；图10为定纬观测盘南面图；图11为经线回针与游标图；图12为极轴与插孔图。
兹借助附图对万应星象盘的实施例说明如下图1、图2分别表示万应星象盘北面与南面，除经线回针48、游标50与极轴54外，皆为同心盘状平面，南北对称结合，以极轴为中心相互认转，实现各观测功能。星图盘(图3、图4)上以天北极或天南极，极孔2为中心，依赤经6、赤纬7位置标出各星座12、黄道8、赤道10及天王星14、海王星16、冥王星18的位移路径。地图盘(图5、图6)用透明塑料板制作，亦以极孔2为中心依经度22、纬度24的位置绘出各海陆界20。行星盘南北两面(图7、图8)各标示位置有固定的对应关系，套在星图盘(图3、图4)的外缘，以贴合瓣42将两面扳合为一体，与其它盘面相互同心运转，南北两面均标有时间26，并于正午12时位置设目标28表示太阳的位置，其它两面分别有阴历日期及月相30、金34、木38、水32、火36、土40各行星之旬日(10日)周期及各行星观测日相去合日期之以旬为单位的差值29。除行星旬差29外各标示数字的位置表示合日期(夹角0°)后经历的日子造成此星体与太阳相互移开的角度。定纬观测盘(图9、图10)以透明塑料板南、同纬度对称做双面合印，纬度每隔约5°设一面，共30余面，合十余张集成一组，每面以极孔2为中心可旋转，各纬度所见的地平线43绕成一透明观星口46中央标示天顶47，并标出方位角44及仰角线45，以估测星体的实际位置。
极轴54穿入极孔2中将各盘连成同心，经线回针48由弹簧线制作，弯成两段，每段穿入两支游标50，末端绕成带插针53的套环52分别套进极轴54的南北两极端并包夹所有盘于其内，并可将插针53插入极轴54的插孔56而固定。转动经线回针48并滑动游标50，可定出欲找的星体位置。因月亮与各行星运行轨道与黄道8均很接近，由某行星(或月亮)合日周期标示的数字位置，知其与太阳夹角方向，将一只游标50(可能须绕过星盘的另一面)顺经线回针48滑到黄道8处，此处即为此行星(或月亮)在天球上的位置了。
万应星象盘的操作步骤如下纬度选择先明确观测处的纬度，可由地图盘(图5或图6)上得知，再取适当的定纬观测盘(图9、图10)；拉开插针53及套环52，取换定纬观测盘(图9、图10)为观测处纬度，再套回套环52与插针53，注意南、北面不要错放。
地理调节将定纬观测盘(图9、图10)观星口46中央的天顶47标示移转至地图盘(图5、图6)上，表示观测处的位置已告完成。
日期调节转动行星盘(图7、图8)使其上的日标28对应至星图盘(图3或图4)上观测当天的阳历日期4处完成。
时间调节将定纬观测盘(图9或图10)连同地图盘(图5或图6)一齐转动，使靠近定纬观测盘(图9或图10)外缘的南方或北方的标示处完成。
方位调节举起万应星象盘(图1、图2)仰视，并使定纬观测盘(图9、图10)上的南北指向与实际地理上的南、北方向对应一致(地理上的南北可用指南针了解)。
经以上五步骤，日、月、星辰、时间、历法与地理均完成对应状态，如同天、地、时、空投影浓缩于小盘上一样，如想知道此时的织女星(天琴座α星)的位置，可先在星图盘(图3或图4)上找到此星，将经线回针48上的游标50移于此星上，从定纬观测盘(图9或图10)上的方位角线44及仰角线45(若位于观星口46内)可估测出此星在上空的位置。
如想测月亮的位置，须先知今天阴历的日期，将一支游标50移至阴历日期及月相30上表今日阴历日期处，再将另一支游标50顺经线回针48拨至黄道8处(可能需越过盘的另一面)得知。如想测木星此刻的位置，先查最近一次木星合日期，(相关资料有表可查)由星图盘(图3或图4)上的阳历日期4找到此合日期沿经线对应至行星盘(图7或图8)上的行星旬差29环上所标示的数字知木星已经合日后多少旬(10日)，(若差日超过一年须增加36.5旬)在木星旬日周期38上找到此同样数字，以一只小游标50移于此处，另一只小游标50沿经线回针48(可能需越过盘的另一面)移至黄道8处得知。其它金、火、水、土等星寻找方式同，而天王星14、、海王星16、冥王星18近数年的位移路径已标于星盘上(图3或图4)，可直接得知。
若想知此刻纽约的当地时间，可先在地图盘(图5)上找到纽约的位置，取其时区经度－－西经75°，顺延至行星盘(图7)上的时间26标示处，便知纽约此时的当地时间。万应星象盘的其它应用例很多，如模拟过去、未来地球上任何一个地方日、月、星辰的位置，或其出没时刻，或知日、月位置推测潮汐等。
本实用新型在平面上标示仰角、方位角等会产生观测上的误差，不如立体应象仪和自动应象仪，另外月亮及各行星位置因受偏心率及轨道倾角的影响亦有一些误差产生，但制作简便，价格便宜，功能完备，易于携带，适于广大青年学习天文，从经济实用讲，可以说也十分理想了。
权利要求1.一种万应星象盘，由活动星盘等组成，其特征是本星象盘为一具有南北两面，同心对称分布且可相互运转的万应星象盘，包括一张两面的星图盘位于内层，一对地图盘放在其上，一对定位观测盘放在其上，一对行星盘放于星图的外缘，再由一经线回针及数枚小游标将上述各盘夹于其中，一极轴贯穿各盘中心，并与经线回针套插而成。
2.根据权利要求1所述的万应星象盘，其特征在于地图盘用塑料材料印制，分别以南极和北极为中心绘出经纬度及海陆全图，此盘与南天极、北天极为中心全部展开的星图盘投影对应。
3.根据权利要求1所述的万应星象盘，其特征在于一对行星盘分南北两盘，共同包于星图盘外缘，并以贴合瓣将两盘粘合在一起，共同运转，两盘均有时间及太阳标示，而分别有阴历日期及月相图、金星、木星、水星、火星、土星的合日周期及表示各行星观测日相距合日期的行星旬差标示。
4.根据权利要求1所述的万应星象盘，其特征在于定纬观测盘用透明塑料板，纬度每隔约5°，取同纬度南北分别印于一张两面，一组共十余张，由地平线所围绕的观星口仍保持透明状态，其它部分使呈半透明状态，观星口内标示天顶、仰角线及方位角线，视观测地点纬度的不同可选取最恰当的定纬观测盘，在万应星象盘上更换使用。
5.按照权利要求1所述的万应星象盘，其特征在于经线回针以弹簧丝制成，弯成两段，每段穿入两只游标，末端绕成带插针的套环，此经线回针可包夹全部各盘于其中，再套插于具有插孔的极轴上，可容易来开插针套环，更换并套插定纬观测盘。
专利摘要万应星象盘属天文工具，是一种能简便完整的认识星象的观星工具。本实用新型系针对现有活动星盘的缺点，参考应象仪的法制，配合时具、历法及地理，使日、月、星辰及大地完成方位上的时空投影对应状态，另增加太阳系内各大行星的估测，使观星功能更齐全。它由一张两面的星图盘，一对行星盘，以及一经线回针数枚小游标和一极轴等所组成。
文档编号G09B27/00GK2203480SQ9420553
公开日1995年7月12日 申请日期1994年3月28日 优先权日1994年3月28日
发明者汪仁虎 申请人:汪仁虎