一种便于演示昼夜交替、昼夜长短变化及四季变化的地球仪的制作方法

1.本发明涉及地球仪技术领域，尤其是涉及一种便于演示昼夜交替、昼夜长短变化及四季变化的地球仪。


背景技术：

2.地球仪是为了便于认识地球，人们仿造地球的形状，按照一定的比例缩小，制作的地球的模型。地球仪是地理教学中常用的一种教学用具，传统的地球仪功能单一，普遍无法明晰地演示地球上昼夜交替与昼夜长短变化或四季变化，在自然光源下根本无法分辨晨昏线，即便是借助外部强光源也无法看到一个清晰而又稳定的晨昏线，尤其是太阳直射赤道时学生很难理解全球昼夜平分现象，因此需要进行改进。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种便于演示昼夜交替、昼夜长短变化及四季变化的地球仪。
4.本发明的技术方案如下：一种便于演示昼夜交替、昼夜长短变化及四季变化的地球仪，其特征在于，包括地球本体、支架、底座、手柄、遮光板、太阳直射指示件、齿轮传动机构、照明灯和开关；
5.所述支架设于所述底座上，所述支架为c字形支架，所述支架的上下两端分别设有同轴的卡轴，所述卡轴的轴线倾斜设置，所述地球本体的北极点和南极点分别设有卡孔，所述地球本体通过所述卡孔可转动地卡在所述卡轴上；
6.所述手柄转动安装在所述底座上，所述手柄的转动轴线竖向设置，所述手柄上设有所述太阳直射指示件，所述遮光板转动设于所述地球本体内，所述遮光板的转动轴线竖向设置，所述手柄与所述遮光板通过所述齿轮传动机构相连以带动所述遮光板转动，所述遮光板上设有所述照明灯，所述照明灯与所述开关相连。
7.进一步地，所述太阳直射指示件为激光灯，所述手柄上设有竖向的支撑轴，所述支撑轴上设有套管，所述激光灯卡设在所述套管内。
8.进一步地，所述照明灯可充电的led灯，所述开关为遥控开关。
9.进一步地，所述齿轮传动机构包括外传动机构、斜轴和内传动机构；
10.所述外传动机构设于所述底座上，所述外传动机构包括外齿轮箱、外主动齿轮、外从动齿轮、外传动齿轮和第一斜齿轮；所述外齿轮箱与所述底座固定相连，所述外主动齿轮和所述外从动齿轮转动设于所述外齿轮箱内，所述手柄与所述外主动齿轮固定相连，所述外从动齿轮与所述外主动齿轮之间设有若干个所述外传动齿轮，所述外从动齿轮的齿轮轴上还设有所述第一斜齿轮；
11.所述内传动机构设于所述地球仪本体内，所述内传动机构包括内齿轮箱、内主动齿轮、内从动齿轮、内传动齿轮和第二斜齿轮；所述内齿轮箱与下端的所述卡轴固定相连，所述内主动齿轮和所述内从动齿轮转动设于所述内齿轮箱内，所述内从动齿轮与所述内主
动齿轮之间设有若干个所述内传动齿轮，所述内主动齿轮的齿轮轴上还设有所述第二斜齿轮，所述遮光板上设有转动轴，所述转动轴与所述内从动齿轮的齿轮轴相连；
12.所述斜轴可转动地穿设在下端的所述卡轴内，所述斜轴的下端伸入所述外齿轮箱内，上端伸入所述内齿轮箱内，所述斜轴的下端设有第三斜齿轮，上端设有第四斜齿轮，所述第三斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合，所述第四斜齿轮与所述第二斜齿轮啮合。
13.进一步地，所述遮光板低于所述内齿轮箱的部分被剪切能一个个能自由活动的遮光布条。
14.和现有技术相比，本发明的有益效果如下：
15.本装置可以正确明晰地演示晨昏线(圈)，能动态演示四季变化及昼夜交替、长短变化现象，使学生容易理解昼夜交替、长短变化及四季变化的原理，深刻掌握相关的地理知识，而且本装置结构简单，成本低，便于加工制作，实用性强。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
18.图1是本发明的外部示意图；
19.图2是本发明的内部示意图。
20.附图标记：
21.1、地球本体；2、支架；3、卡轴；4、底座；5、手柄；6、遮光板；7、太阳直射指示件；8、齿轮传动机构；9、照明灯；10、支撑轴；11、外齿轮箱；12、外主动齿轮；13、外从动齿轮；14、外传动齿轮；15、第一斜齿轮；16、遮光布条；17、内齿轮箱；18、内主动齿轮；19、内从动齿轮；20、内传动齿轮；21、第二斜齿轮；22、斜轴；23、第三斜齿轮；24、第四斜齿轮。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”、“径向”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.如图1-图2所示的一种便于演示昼夜交替、昼夜长短变化及四季变化的地球仪，包括地球本体1、支架2、底座4、手柄5、遮光板6、太阳直射指示件7、齿轮传动机构8、照明灯9和开关；
26.支架2设于底座4上，支架2为c字形支架2，支架2的上下两端分别设有同轴的卡轴3，卡轴3的轴线倾斜设置，地球本体1的北极点和南极点分别设有卡孔，地球本体1通过卡孔可转动地卡在卡轴3上，由此两个卡轴3的轴线构成了地球自转的倾斜地轴。以上是对地球仪原有结构的简单介绍，因其与现有技术相同，不再赘述。
27.手柄5转动安装在底座4上，手柄5的转动轴线竖向设置，手柄5上设有太阳直射指示件7，太阳直射指示件7用于指示太阳的直射点。实际应用中，太阳直射指示件7可为激光灯，手柄5上设有竖向的支撑轴10，支撑轴10上设有套管，激光灯卡设在套管内，这种结构形式简单，便于实现。
28.如图2所示，遮光板6转动设于地球本体1内，遮光板6的转动轴线竖向设置，手柄5与遮光板6通过齿轮传动机构8相连以带动遮光板6转动，遮光板6上设有照明灯9，照明灯9与开关相连，具体而言，照明灯9可充电的led灯，开关为遥控开关，按下开关后，照明灯9可发光，在遮光板6的遮挡下，便能在地球仪本体上形成一半明一半暗的演示效果，能在视觉上看到非常清晰直观的晨昏线，转动地球本体1模拟地球自转，转动手柄5带动遮光板6转动，便可演示四季变化、昼夜长短变化及太阳直射击点的位置变化情况等。
29.本方案中，由于地轴与遮光板6的旋转轴并不共线，因此如何确保二者能够独立工作，互不干涉，在保证地球仪能自转的前提下，又能通过球内遮光板6的旋转来改变灯光照亮的半球是个难点。基于此，本方案采用齿轮传动的方案来解决遮光板6的转动问题。
30.具体而言，如图2所示，齿轮传动机构8包括外传动机构、斜轴22和内传动机构；外传动机构设于底座4上，外传动机构包括外齿轮箱11、外主动齿轮12、外从动齿轮13、外传动齿轮14和第一斜齿轮15；外齿轮箱11与底座4固定相连，外主动齿轮12和外从动齿轮13转动设于外齿轮箱11内，手柄5与外主动齿轮12固定相连，外从动齿轮13与外主动齿轮12之间设有若干个外传动齿轮14，外从动齿轮13的齿轮轴上还设有第一斜齿轮15；
31.内传动机构设于地球仪本体内，内传动机构包括内齿轮箱17、内主动齿轮18、内从动齿轮19、内传动齿轮20和第二斜齿轮21；内齿轮箱17与下端的卡轴3固定相连，内主动齿轮18和内从动齿轮19转动设于内齿轮箱17内，内从动齿轮19与内主动齿轮18之间设有若干个内传动齿轮20，内主动齿轮18的齿轮轴上还设有第二斜齿轮21，遮光板6上设有转动轴，转动轴与内从动齿轮19的齿轮轴相连；
32.斜轴22可转动地穿设在下端的卡轴3内，斜轴22的下端伸入外齿轮箱11内，上端伸入内齿轮箱17内，斜轴22的下端设有第三斜齿轮23，上端设有第四斜齿轮24，第三斜齿轮23与第一斜齿轮15啮合，第四斜齿轮24与第二斜齿轮21啮合。
33.参照图2，当转动手柄5后，手柄5带动外主动齿轮12转动，外主动齿轮12通过若干个外传动齿轮14传动后带动外从动齿轮13转动，第一斜齿轮15会随着外从动齿轮13转动，
继而带动第三斜齿轮23转动，由此可带动斜轴22转动。斜轴22转动后，再通过第四斜齿轮24与第二斜齿轮21的啮合带动第二斜齿轮21转动，最后，经内主动齿轮18、若干个内传动齿轮20和内从动齿轮19传动后，带动遮光板6竖向转动，实现遮光板6与地球本体1转动的互不影响，这种传动结构形式简单，传动巧妙，易于实现。
34.进一步地，由于内齿轮箱17是不转动的，为了避免遮光板6与内齿轮箱17发生干涉，因此可将遮光板6低于内齿轮箱17的部分剪切能一个个能自由活动的遮光布条16，在起到遮光作用的同时，不会影响遮光板6的转动。
35.在实际制作中，为了便于安装遮光板6、内齿轮箱17以及照明灯9等部件，可将地球仪的球体连同支架2锯成均等的两部分，然后胶合两半球，再用螺钉连接地球仪支架2。
36.本方案中，为了确保遮光板6的转轴能够稳定的旋转，上端卡轴3上设有弧形的连接条，连接条上设有竖向的枢转轴，遮光板6转轴的上端设有枢转孔，枢转轴插入枢转孔内，由此遮光板6的转轴的上下两端均可实现定位。
37.本方案中，为了确保遮光板6与手柄5能够同步转动，即遮光板6和手柄5的转动方向和角度是相同的，齿轮传动机构8的整体传动比应为1，这样齿轮传动机构8起到的仅是改变力的传递方向的作用，那么在具体设置中，可以简单将斜轴22上的两个斜齿轮的齿数设置成相同的，再将外传动机构和内传动机构中的齿轮个数以及齿轮齿数也都设置成相同的，这种方式比较简单直接，当手柄5逆时针转动一周后，遮光板6也会逆时针转动一周，当然也可以采用其他的方式实现传动比为1，这里不再赘述。
38.在具体演示时，可先假定某一位置为地球的正视位置，然后逆时针转动手柄5，通过球内的灯光照亮半个球的位置变化即可演示四季变化及昼夜长短变化。在手柄5上安装上太阳直射指示件7，便可演示太阳直射的具体位置。按下开关开启球内照明灯9，灯亮的部位用来模拟被太阳照亮的部位。转动球体模拟地球自转，并可见明显的晨昏线(圈)。然后逆时针转动手柄5一圈便可演示四季变化、昼夜长短变化及太阳直射击点的位置变化情况等。
39.综上所述，本装置可以正确明晰地演示晨昏线(圈)，能动态演示四季变化及昼夜交替、长短变化现象，使学生容易理解昼夜交替、长短变化及四季变化的原理，深刻掌握相关的地理知识，而且本装置结构简单，成本低，便于加工制作，实用性强。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。