[发明专利]经典物理浑天仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种演示天体视运动的经典物理浑天仪。可以作为演示各天体：恒星、行星和月球与地球表面各位置点(各地)视运动关系的机械模型。并可按此原理结构建筑浑天仪馆。

背景技术

目前，冠以浑天仪和天球仪相关的产品只是按对中国古代科学家张衡制作的浑天仪的文字记载，结合部分现代天文学描述制作的简易模型，不能真实全面地演示各天体：恒星、行星、卫星与地球表面各位置点视运动关系。

发明内容

本发明的技术原理：本发明以经典物理质点运动学为基础，以地球中心为参考点，根据运动的绝对性和相对性之间的关系，演示天体视运动。每一个天体的视运动都是多维运动合成的结果。

本发明所采用的技术方案是：以地球中心为中心点，外置天球面，地球球面和天球面间分布月球、太阳和地内行星系统、太阳系各地外行星；以天文学中描述星体位置坐标的赤道坐标系为基础，将88星座分布于天球面上。地球相对于观察者是静止的。

以南北天极轴，南北黄极多维曲轴和太阳多维曲轴构成转动轴系：

1、天球绕南北天极轴以每23小时54分4秒转动一周；南北天极轴和南北黄极轴固定(相对于观测者静止)并以23.5度角相交于地球中心。

2、月球、太阳和地内行星(水星、金星)系统、太阳系各地外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星)绕南北黄极多维曲轴并以地球中心为中心近似为圆周运动：太阳和地内行星系统转动轴为南北黄极轴，太阳和地内行星系统绕地球转动过程中，太阳多维曲轴主轴线与南北黄极轴平行轴平行；月球和各地外行星转动轴方向由白道平面和各行星轨道平面与黄道面交角及其升交点黄经根据天文学数据制定。

3、太阳和地内行星系统中水星、金星绕太阳多维曲轴，并以太阳中心为中心近似为圆周运动；水星、金星转动轴方向由其各自的行星轨道平面与黄道面交角及其升交点黄经根据天文学数据制定。

4、日期时间刻度环定位于黄道平面内，地球中心点与太阳中心点连线与日期时间刻度环相交点为几月几日，每年日期时间刻度环按春分点根据当年春分日期定位。

5、时分时间刻度环为24小时刻度制，刻度线为时间经圈，时分时间刻度环由世界时时分刻度环、地区时时分刻度环和地方时时分刻度环三环组成，定位于天赤道平面上，并随天球一起转到；地球中心点和格林威治皇家天文台所处地点经度线与地球赤道交点连线，其延长连线与世界时时分刻度环时间经圈相交点为世界时时间几点几分，世界时时分刻度环依此调整；地球中心点和观测者所处地区时所处地点经度线与地球赤道交点连线，其延长连线与地区时时分刻度环时间经圈相交点为地区时时间几点几分，地区时时分刻度环依此调整；地球中心点和观测者所处地点经度线与地球赤道交点连线，其延长连线与地方时时分刻度环时间经圈相交点为地方时时间几点几分，地方时时分刻度环依此调整；地球中心点与太阳中心点连线与时分刻度环时间经圈相交点为地球中心点与太阳中心点连线与地球球面交点处经度线上的点的正午12时整，也可依此为根据调整时分刻度环。

地球中心点与观测者位置点(观测者位置处地球经、纬度交点)连线延长线交于天球面上的位置点(黄经、黄纬交点)为观测者天顶。天球转动过程中观测者天顶在变化，太阳视运动(太阳绕地球转动)引起的观测者地平圈所对应的天球夜间可视部分在变化，两变化的合成变化为观测者所在位置点观测到的天象变化；某月某日某一时刻(太阳按日月刻度环定 位，地球按地方时时分刻度环定位)观测者地平圈所对应的天球夜间可视部分为观测者所在位置点该时刻观测到的天象。

本发明通过三个双轴交叉23.5度连接圆形支撑臂以地球中心为中心点构成的平行固定架实现了交叉轴转动线性无关(不相交叉)问题；通过多维曲轴、多维曲轴辅轴构成南北黄极曲轴，多维曲轴、多维曲轴辅轴和圆形支撑臂组合实现了多维不同轴不同转速的驱动和不相交叉问题；通过太阳多维曲轴实现了地内行星相对地球表面各位置点(各地)视运动的合成。

本发明完整演示了恒星、月球、太阳和太阳系除地球外各大行星的视运动。演示了太阳时时间定义。

附图：

图1本发明的主视图。

图2图1中2001、2003结构图。

图3图2中2001-1、2003-1局部图。

图4图2中2001-1局部俯视图。

图5图1中3001多维曲轴辅轴。

图6图1中3002多维曲轴结构图。

图7图1中2003-1处各转轴角位置图。

图8图1中2005结构图。

图9图1中2004结构图。

图10图1中4001、4002结构图。