[发明专利]光电浑天仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种天文演示仪器，特别是涉及一种用于观测太阳运动规律的光电浑天仪。

背景技术

浑天仪是浑仪和浑象的总称，浑天仪浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器，而浑象是古代用来演示天象的仪表。是中国的传统发明之一，但其操作使用不方便，难以动态、直观地解析天体的运动规律，以致于人们很少有见到古代浑天仪的实物。现代天象仪是通过投影仪将天象投影到球形屋顶上，演示天体运动变化，只能在特定的教室里演示，因而对环境要求高、成本高，且操作不便，难以动态直观地观测和解析天体的运动规律。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简便、成本低、便于携带且能够动态直观地观测和解析天体运动规律的光电浑天仪。

本发明光电浑天仪，包括底座、内球、外球、固定装置、单向电动机、双向电动机、激光发射器和内轴，所述内球、外球和固定装置均为空心部件，其中内球由半透明材料制成，固定装置由透明或半透明材料制成，所述外球固定在底座上，外球由平行于底座的水平圈分为透明的上半球和半透明的下半球，所述内球设于外球内并与外球同球心，所述内轴包括左半轴和右半轴，两半轴的轴线在同一条过球心的直线上，所述左半轴和右半轴的内端分别固定在内球的左右两端，左半轴和右半轴的外端穿过外球与底座相连，两半轴的外端左右固定且能够带动内球沿轴向转动，所述单向电动机位于内球内，固定在内球两极的其中一极上，单向电动机的输出轴通过联轴器连接有第一转轴，第一转轴的轴线过球心，所述第一转轴在球心位置固定连接有固定装置，所述双向电动机固定于固定装置的空心内壁上，双向电动机的输出轴为第二转轴，第二转轴为空心轴且其轴线与第一转轴的轴线垂直相交于球心，激光发射器固定安装在第二转轴上，激光发射器发射的光束过球心且与第二转轴的轴线垂直，双向电动机用于带动激光发射器在46度52分范围内，即在南北纬23度26分之间往复运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的激光发射器发射的光线模拟太阳的照射光线，单向电动机可以做无休止的逆时针运动，来模拟因地球自转运动时以地球为参照系而产生的视觉上太阳绕地球自西向东的旋转运动，双向电动机可带动激光发射器在南北纬23度26分之间做双向往复运动，用来模拟地球在绕太阳公转时太阳直射点在地球上南北回归线之间的变化，所以当双向电动机和单向电动机同时开启时，可以模拟地球公转和自转对太阳照射光线的影响，转动内球，使内球某一纬度的纬线过外球天顶，激光发射器在外球上的光点轨迹就表示太阳在该纬度地区观测地天空中的运动轨迹，因而采用这种结构就不再需要在特定的圆形顶的教室中演示太阳运动轨迹，对演示环境要求不高，且成本低，轻巧便携，可以清楚地表示太阳在天空中的运动轨迹。

本发明光电浑天仪，其中所述第一转轴包括靠近单向电动机的近半轴和远离单向电动机的远半轴，所述固定装置固定连接在近半轴和远半轴之间，所述远半轴上设有电源导入装置，所述电源导入装置包括三块金属触片，上述三块金属触片缠绕在远半轴末端且互不接触，所述内球两极中与单向电动机相对的一极上固定连接有接电装置，所述接电装置为位于内球内的筒状套体，套体内设有与上述三个金属触片对应连接的三个电刷，所述左半轴或/和右半轴为空心轴，上述空心轴用于将电源导入装置上的线路从内球内伸出并汇于底座中，底座上设有四个控制按钮，分别为单向电动机、双向电动机、激光发射器的电源开关和双向电动机转向的控制开关。采用这种结构，是为了便于就近使用电源而不必使用电池，通过电源导入装置和接电装置的设置，给单向电动机、双向电动机和激光发射器提供电源，而不会导致第一转轴旋转时产生绕线问题，操作使用方便。

本发明光电浑天仪，其中所述内球的两极分别标有N和S，所述内球上还标有经线、纬线、赤道线、南北回归线、南北极圈，在赤道线的圆上取一条在左半轴和右半轴轴线上的直径，该直径的两端点分别标有E和W，分别代表正东方向与正西方向，在与内球直径EW垂直的一条经线上标有正午12时/本地经度，向东每隔15度依次标有11时、10时、9时、……，向西每隔15度依次标有13时、14时、15时、……，东西向在与EW垂直的另一条经线重合处标有0时/24时，在正午12时/本地经度的经线与各纬线的交点处依次标有纬度，向北依次为：北15度、北23度26分、北30度、……、北极N，向南依次为：南15度、南23度26分、南30度、……、南极S。在内球上标示出上述各标线后，可以从激光发射器发射到内球球面上的激光位置读出太阳直射点的纬度与太阳在该位置对应的时间。