專利名稱：帶夜半球的萬向地球儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地球儀，尤其是涉及一種能呈現某日晨昏線的具體位置和某日某地正午太陽高度角具體數值的帶夜半球的萬向地球儀。
背景技術：
地球在自轉的同時也圍繞著太陽公轉，地球的運動是這兩種運動的疊加。由于地球自轉的平面(赤道平面)與地球公轉的平面(黃道平面)呈23° 26’交角，因此在地球環繞太陽公轉一周360°的過程中，太陽直射點在地球南北回歸線之間以一個回歸年的周期進行一次往返運動。顯然，太陽直射點的南北往返運動，使太陽輻射能量在地球表面的分配呈周期性變化。地球表面接受的太陽輻射能量是因時因地而變化的，這種變化可以通過晝夜長短和正午太陽高度角的變化來表達。晝夜長短反映了日照時間的長短，正午太陽高度角反映了太陽輻射的強弱，兩者結合可以定性地表達某日某地接受太陽輻射能量的多少。在某日，地球表面同一緯度地點的晝夜長短和正午太陽高度角是相同的，并隨季節而變化(赤道除外)；在某日，地球表面不同緯度地點的晝夜長短和正午太陽高度角是不相同的，并隨季節而變化(赤道除外)。上述原因促使地球呈現一年四季的變換，并反映了氣溫從低緯度地區向高緯度地區遞減的規律。地球儀是一種便于人們直觀了解地球面貌和地理分布的按比例縮小的地球模型。 現有的地球儀僅能體現某地點在球面上的空間位置，無法確定某日某地的日出日落時間和正午太陽高度角數值及某日太陽直射點的運行軌跡。因此，在中學地理教學或人們在認知地球運動的地理意義過程中，難以從現有地球儀上獲取答案。
發明內容本實用新型的目的旨在提供一種能夠直接反映某日某地的晝夜長短和日出日落時間、正午太陽高度角數值以及某日太陽直射點運行軌跡，在保留現有地球儀功能的基礎上，增添可描述地球運動地理意義的作用和演示功能的帶夜半球的萬向地球儀。本實用新型設有模型地球體、夜半球、C型支架、底座、轉軸支釘和限位螺栓；所述模型地球體的北半球和南半球沿著赤道基盤同步轉動；所述夜半球是內徑大于模型地球體外徑的透明或半透明半球殼體，在夜半球前后端點處各開設一個軸孔，在夜半球右端開設一道圓周角大于46° 52'的豎槽，并在豎槽兩側設有含對應日期的M節氣的位置刻度及相關圖文標記；所述C型支架左側的半圓弧上設有0° 90° 0°刻度和圖文標記，并在 90°的位置處設有表示太陽直射點位置和方向的箭頭標記；所述C型支架垂直固定在底座的正上方，夜半球通過緊固件豎直固定在C型支架的右側，兩只轉軸支釘分別通過夜半球的前后軸孔與模型地球體上赤道基盤的前后端點鉸接，位于赤道基盤右端點處固定的限位螺栓通過夜半球右側的豎槽延伸到夜半球的外側，限位螺栓沿著豎槽上下移動或鎖定。所述模型地球體可采用萬向地球儀上的球體。[0009]所述在豎槽兩側設有含對應日期的M節氣的位置刻度及相關圖文標記的刻度位置為夏至23° 26' N，芒種、小暑22° 44，N，小滿、大暑20° 16' N，立夏、立秋16° 19' N， 谷雨、處暑11° 32’N，清明、白露5° 57’ N、春分、秋分0°，驚蟄、寒露5° 57’ S，雨水、霜降11° 32，S，立春、立冬16° 19，S，大寒、小雪20° 16，S，小寒、大雪22° 44，S，冬至 23° 26' S。使用時，根據日期(或節氣日)將限位螺栓沿著夜半球的豎槽移至對應位置(節氣日正對該節氣刻度，非節氣日采用插值法確定位置)并鎖定，此時夜半球殼體的邊緣即為該日晨昏線。利用這條晨昏線，即可在轉動的模型地球體上確定該日兩極地區的極晝極夜范圍，以及其他地點的晝夜長短和日出日落時間。通過C型支架的左側的圖文標記，也可在轉動的模型地球體上確定該日任意地點(極夜地區除外)的正午太陽高度角數值，以及太陽直射點的運行軌跡。由于本實用新型的夜半球采用透明(或半透明)材料，從而使現有地球儀的功能得以保留。為了突出太陽直射點和晨昏線的演示效果，可在C型支架的左側的太陽直射點處增設一個激光器，讓紅色的激光亮點投射到球面上，直觀顯示太陽直射點在球面上的位置；可在夜半球殼體的邊緣鋪設一道藍色冷光源圓環，促使晨昏線更為凸顯。本實用新型運用相對運動的原理，巧妙地將球自傳和公轉所造成的地球四季變化轉化為晨昏線及正午太陽高度角的周期性變化，可從地球儀上直接確定某日某地的晝夜長短、日出日落時間、正午太陽高度角，以及某日兩極地區極晝極夜的范圍、太陽直射點的運行軌跡。本實用新型充分利用萬向地球儀的結構特點，從而使整體結構顯得簡單可靠，具有直觀性強、功能齊全、操作方便等優點。尤其適合在教學和科普活動中應用，有助于人們對天文地理知識的理解和掌握。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，本實用新型實施例設有模型地球體1、夜半球2、C型支架3、底座4、 轉軸支釘6和限位螺栓7 ；所述模型地球體1的北半球和南半球沿著赤道基盤同步轉動；所述夜半球2是內徑大于模型地球體1外徑的透明或半透明半球殼體，夜半球2的邊緣為晨昏線21，在夜半球2前后端點處各開設一個軸孔22，在夜半球2右端開設一道圓周角大于 46° 52'的豎槽23，并在豎槽23兩側設有含對應日期的對節氣的位置刻度及相關圖文標記M ；所述C型支架3左側的半圓弧上設有0° 90° 0°刻度和圖文標記31，并在90° 的位置處設有表示太陽直射點位置和方向的箭頭標記32 ；所述C型支架3垂直固定在底座 4的正上方，夜半球2通過緊固件豎直固定在C型支架3的右側，兩只轉軸支釘6分別通過夜半球2的前后軸孔22與模型地球體1上赤道基盤11的前后端點鉸接，位于赤道基盤11 右端點處固定的限位螺栓7通過夜半球2右側的豎槽23延伸到夜半球2的外側，限位螺栓 7沿著豎槽23上下移動或鎖定。[0017]所述在豎槽23兩側設有含對應日期的M節氣的位置刻度及相關圖文標記的刻度位置為夏至23° 26' N，芒種、小暑22° 44’ N，小滿、大暑20 ° 16' N，立夏、立秋 16° 19' N，谷雨、處暑11° 32’N，清明、白露5° 57’N、春分、秋分0°，驚蟄、寒露5° 57，S， 雨水、霜降11° 32，S，立春、立冬16° 19，S，大寒、小雪20° 16’ S，小寒、大雪22° 44，S， 冬至 23° 26’ S。本實用新型的模型地球體1可采用1 9000萬比例的萬向地球儀的地球體，其外徑為142mm ；夜半球2采用淡藍色透明的半球殼體，其內徑為145mm，外徑為148mm。在圖1中，標記A為太陽直射點。
權利要求1.帶夜半球的萬向地球儀，其特征在于設有模型地球體、夜半球、C型支架、底座、轉軸支釘和限位螺栓；所述模型地球體的北半球和南半球沿著赤道基盤同步轉動；所述夜半球是內徑大于模型地球體外徑的透明或半透明半球殼體，在夜半球前后端點處各開設一個軸孔，在夜半球右端開設一道圓周角大于46° 52'的豎槽，并在豎槽兩側設有含對應日期的 M節氣的位置刻度及相關圖文標記；所述C型支架左側的半圓弧上設有0° 90° 0° 刻度和圖文標記，并在90°的位置處設有表示太陽直射點位置和方向的箭頭標記；所述C 型支架垂直固定在底座的正上方，夜半球通過緊固件豎直固定在C型支架的右側，兩只轉軸支釘分別通過夜半球的前后軸孔與模型地球體上赤道基盤的前后端點鉸接，位于赤道基盤右端點處固定的限位螺栓通過夜半球右側的豎槽延伸到夜半球的外側，限位螺栓沿著豎槽上下移動或鎖定。
專利摘要帶夜半球的萬向地球儀，涉及一種地球儀。設有模型地球體、夜半球、C型支架、底座、轉軸支釘和限位螺栓；夜半球是透明或半透明半球殼體，在夜半球前后端點處各開設一個軸孔，在夜半球右端開設一道豎槽，在豎槽兩側設有24節氣的位置刻度；C型支架左側的半圓弧上設有0°～90°～0°刻度和圖文標記，并在90°的位置處設有表示太陽直射點位置和方向的箭頭標記；C型支架垂直固定在底座的正上方，夜半球通過緊固件豎直固定在C型支架的右側，兩只轉軸支釘分別通過夜半球的前后軸孔與模型地球體上赤道基盤的前后端點鉸接，位于赤道基盤右端點處固定的限位螺栓通過夜半球右側的豎槽延伸到夜半球的外側，限位螺栓沿著豎槽上下移動或鎖定。
文檔編號G09B27/08GK202258104SQ20112038302
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月8日 優先權日2011年10月8日
發明者楊一也 申請人:楊一也