[实用新型]地球时钟

说明书

本实用新型涉及一种与地球同速同向转动，并能显示运转时间的地球时钟，属地理科教用品技术领域。

现有的类似装置有地球仪，它只能提供世界各地的地理位置，不能揭示地球的时空性，使人们感觉不到地球是在一刻不停地从西向东自转着（每24小时自转一周）。理解不到在同一瞬时，经度不同的世界各地，时刻都不同的现象，往往造成太阳与地球经度不是变化的错觉。

本实用新型的设计目的是提供一种随时间转动的地球仪，它能启发人们正确认识地球经度和太阳相对位置的变化，揭示地球自转与时间的关系，使人们清楚地了解黑夜与白天我们所处地理位置与太阳相对位置变化的关系。其任务是增强人们时空观念，融时间与空间于一体，为传播和普及自然地理知识提供参考实物。

本实用新型的任务是通过以下方式完成的：从地球时钟的支架上连接一个晶振时钟电路，该电路通过步进电机和轮系机构与地球仪的转动轴相连。当电池向晶振时钟电路供电时，石英晶体振荡器开始起振，产生一个极其稳定的频率为41943Hz的正弦信号。该信号通过CMOS集成电路的分频和放大后，驱动步进电机转子转过一定的角度，不断转动的步进电机再通过齿轮的啮合、减速带动地球仪转动起来，于是达到地球仪每24小时自转一周的目的。在地球时钟椭圆形的底坐上，安装一个改进的数字式石英电子表，用于显示北京时间或世界上某一有代表性地理位置的时间，此时刻与地球上经度和太阳相对的实际角度一致，即某一时刻与地球上某一时区相对应。并配有音乐或口语报时，每一整点变换奏响一首乐曲，用久听熟后，奏哪首曲就能知道几点钟。

以下结合附图对设计作进一步说明。

图1是地球时钟外形正面图。

图2是图1支架的纵向剖面图。

图3是地球仪转动结构示意图。

参照图1，一个具有报时功能的数字式电子表（2）被固定在椭圆形底坐（1）上，支撑杆（5）固定在支架（3）上，形成倒“N”字形骨架，地球仪（4）就套在骨架的支撑杆（5）上，其下端与图2的转动轴（5）相连，这里，地球仪可以用超薄型硬塑料铸成，上面画有海洋、陆地和经纬线等。在图2的具体结构中，外壳（1）用轻型薄铁板压制而成，电池（2）装在支架下部，晶振时钟电路板（3）、传动轮系机构（4）和转动轴（5）装在支架上部，组成地球仪旋转的动力源，采用这种结构使得整体紧凑、装配方便。图2中的晶振时钟电路（3）、传动轮系机构（4）和转动轴（5）的具体结构有图3给出。在图3中，G是石英振荡器，Cg是微调电容，其作用是通过调节其容量，使石英晶体得到准确的固有频率，借以调校地球仪的旋转精度，当电池向CMOS集成电路（1）供电时，晶振时钟电路开始工作，由CMOS集成电路（1）向步进电机输入双向脉冲信号，使转子（3）作间歇性转动，这里，转子（3）固定在线圈和定子（2）中。转子齿轴（4）带动传动轮和传动齿轴（5）转动，传动齿轴带动秒轮和秒齿轴（6）转动，秒齿轴带动过轮和过齿轴（7）转动，过齿轴带动分轮和分齿轴（8）转动，分齿轴带动跨轮和跨齿轴（9）转动，跨齿轴带动地球仪的转动轴（10）转动，这样逐级减速后，转动轴（10）就以1周／24小时的速度带动地球仪转动。

传动轮系中应符合下列三条原则：

第一，转子齿轴（4）→秒轮（6）有一个1／30的固定比值。

即：（转子齿轴（1）齿数／传动轮（5）齿数）×（传动齿轴（5）齿数／秒轮（6）齿数）＝（8／50）×（10／43）＝1／30。

第二，秒齿轴（6）→分轮（8）也有1／60的固定比值。

即：（秒齿轴（6）齿数／过轮（7）齿数）×（过齿轴（7）齿数／分轮（8）齿数）＝（7／60）×（8／56）＝1／60。

第三，从分齿轴（8）→转动轴（10）应符合1／24的比值。

即：（分齿轴（8）齿数／跨轮（9）齿数）×（跨齿轴（9）齿数／转动轴（10）齿数）＝（10／30）×（4／32）＝1／24。

由于本实用新型装置与地球同速同向运转，并配有相应的电子显示系统显示运转时间。因此，地球时钟有十分广阔的应用前景，特别是青少年，开始学习地理知识时，地球时钟可以更快更准确地促进其对地理知识的学习。摆在家庭中，可以提供时间，也装饰美化环境，丰富地理科学知识，从而产生积极的社会效果。