一种带有纠偏功能的地月日三星运行系列仪

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.X

(22)申请日 2008.12.16

(71)申请人 张家云

地址 528200 广东省佛山市桂城天佑三路科学馆A座103

(72)发明人 张家云

(74)专利代理机构 佛山市南海智维专利代理有限公司

代理人 梁国杰

(51)

G09B27/02

F16H1/20

(10)申请公布号 CN 101441835 A

(43)申请公布日 2009.05.27

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

一种带有纠偏功能的地月日三星运

行系列仪

(57)摘要

本发明涉及一种带有纠偏功能的地

月日三星运行系列仪，其小车上的电机连

接有一主动齿轮，该主动齿轮啮合一从动

齿轮，该从动齿轮啮合多个系统齿轮组，

其中，系统齿轮组中第一前齿轮组的其中

一齿轮通过由过渡齿构成的第一过渡齿轮

组刚性连接第一纠偏架的一端，第一纠偏

架的另一端与月球模型轨道活动连接，第

一前齿轮组的末端齿轮最终与地轴齿一侧

啮合，该地轴齿的顶部固定有一带斜面的

基座，穿过地球模型自转齿轮的地轴与基

座的斜面活动配合连接，地轴齿所在的平

面与地轴之间的夹角为23°26′；系统齿轮

组中的一套双联齿轮位于第二纠偏架内。

采用上述技术方案后，地球绕太阳公转

时，在任意时刻，任意经度，黄赤交角

23°26′的倾角方向永不改变、同时能显现四

季变化、月圆月缺。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1、一种带有纠偏功能的地月日三星运行系列仪，包括有承载地球模型(34)及其运

行机构、月球模型(31)及运行机构的小车(101)，供小车逆时针运动的椭圆形黄道齿

圈(102)及装于小车(101)上的电机(36)，发光的太阳模型(35)位于椭圆形黄道齿圈

(102)的内，其特征在于：

小车(101)上的电机(36)连接有一主动齿轮(1)，该主动齿轮(1)啮合一从动齿轮(2)，

该从动齿轮(2)的轮轴上还套有第一同轴齿轮(4)、第二同轴齿轮(3)，第一同轴齿轮

(4)位于第二同轴齿轮(3)的下方，其中第二同轴齿轮(3)通过第二过渡齿轮(33)与供

小车逆时针运动的椭圆形黄道齿圈(102)啮合；

第一同轴齿轮(4)依次啮合多个减速齿轮(7、8、9)构成的第一前齿轮组，该第一前

齿轮组的其中一齿轮(8)通过由过渡齿(6、5)构成的第一过渡齿轮组刚性连接第一纠

偏架(28)的一端，第一纠偏架(28)的另一端与月球模型轨道(30)活动连接，第一前齿

轮组的末端齿轮(9)最终与地轴齿(10)一侧啮合，地轴齿(10)的另一侧依次啮合多个

齿轮(11、12、13、14)构成的第一后齿轮组，该地轴齿(10)的顶部固定有一带斜面

的基座(37)，穿过地球模型自转齿轮(17)的地轴(29)与基座的斜面活动配合连接，地

轴齿(10)所在的平面与地轴(29)之间的夹角为23°26＇，地球模型(34)位于地轴(29)

的顶部；

第二同轴齿轮(3)还横向啮合多个增速齿轮(15、16)最终与地球模型自转齿轮(17)的

一侧啮合，自转齿轮(17)的另一侧依次啮合由多个减速齿轮(18、19、20、21、22、

23、24)构成的第二齿轮组，该第二齿轮组中包括有至少两套相互啮合的双联齿轮，

其中一套双联齿轮(21、22)位于第二纠偏架(27)内，另一套双联齿轮(23、24)的上端

齿轮(24)与一过渡双联齿轮(25、26)的下端齿轮(25)啮合，该过渡双联齿轮(25、26)

的上端齿轮(26)最终与月球模型轨道(30)啮合，月球模型(31)位于月球模型轨道(30)

上；

第二纠偏架(27)呈拱形，拱形的中部通过一连接轴与第一后齿轮组中的末端齿轮(14)

刚性连接；拱形底端向两侧延伸，其中一侧与另一连轴(32)的一端连接，该连轴(32)

的另一端与月球模型轨道(30)活动连接。

2、根据权利要求1所述的一种带有纠偏功能的地月日三星运行系列仪，其特征在

于：月球模型(31)由外球和内球构成，外球为透明体，内球半黑半白体，外球通过

支架垂直刚性连接在月球模型轨道外圈30上。

说 明 书

技术领域：

本发明涉及教学仪器技术领域，特指一种能真实体现三星运动规律的带有纠偏功能

的地月日三星运行系列仪。

背景技术：

在教学中教师为了让学生掌握昼夜四季的变化、日食月食的形成的知识，往往会通

过模型教具进行辅助教学，有了三星演示仪学生就能能很快掌握天体运行与日常生

活中见到的现象的原理，引导学生的空间想象力，开阔思维。而目前市售的三星演

示仪存在下列问题：众所周知，目前赤黄交角为23°26′，地球绕太阳公转时，在黄

道上的公转倾角是永不改变的，方向也永不改变，而现有的演示仪地轴是垂直在齿

圆上转动，这是完全错误的，不但不能教给学生知识，反而会误导他们。例如：在

演示仪上，北京、西安、广州以及徐州这几个点组成一个大圆，北京天安门前的旗

杆假如向东倾斜23°26′，那么北京到西安、西安到广州、广州到徐州、徐州到北京

都应该向东倾斜23°26′，但是现有的教学仪器就可能是在徐州是向东倾斜23°26′，

而在北京是向北倾斜23°26′，在西安要么垂直要么向西倾斜23°26′，在广州又是向

南倾斜23°26′，这种错误的教学仪器是无法教会学生天体知识的。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种地球绕太阳公转时，在任意

时刻，任意经度，黄赤交角23°26′的倾角方向永不改变、同事能显现四季变化、月

圆月缺的带有纠偏功能的地月日三星运行系列仪。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种带有纠偏功能的地月日三星运行

系列仪，包括有承载地球模型及其运行机构、月球模型及运行机构的小车，供小车

逆时针运动的椭圆形黄道齿圈及装于小车上的电机，发光的太阳模型位于椭圆形黄

道齿圈的内，小车上的电机连接有一主动齿轮，该主动齿轮啮合一从动齿轮，该从

动齿轮的轮轴上还套有第一同轴齿轮、第二同轴齿轮，第一同轴齿轮位于第二同轴

齿轮的下方，其中第二同轴齿轮通过第二过渡齿轮与供小车逆时针运动的椭圆形黄

道齿圈啮合；

第一同轴齿轮依次啮合多个减速齿轮构成的第一前齿轮组，该第一前齿轮组的其中

一齿轮通过由过渡齿构成的第一过渡齿轮组刚性连接第一纠偏架的一端，第一纠偏

架的另一端与月球模型轨道活动连接，第一前齿轮组的末端齿轮最终与地轴齿一侧

啮合，地轴齿的另一侧依次啮合多个齿轮构成的第一后齿轮组，该地轴齿的顶部固

定有一带斜面的基座，穿过地球模型自转齿轮的地轴与基座的斜面活动配合连接，

地轴齿所在的平面与地轴之间的夹角为23°26′，地球模型位于地轴的顶部；第二同

轴齿轮还横向啮合多个增速齿轮最终与地球模型自转齿轮的一侧啮合，自转齿轮的

另一侧依次啮合由多个减速齿轮构成的第二齿轮组，该第二齿轮组中包括有至少两

套相互啮合的双联齿轮，其中一套双联齿轮位于第二纠偏架内，另一套双联齿轮的

上端齿轮与一过渡双联齿轮的下端齿轮啮合，该过渡双联齿轮的上端齿轮最终与月

球模型轨道啮合，月球模型位于月球模型轨道上；第二纠偏架呈拱形，拱形的中部

通过一连接轴与第一后齿轮组中的末端齿轮刚性连接；拱形底端向两侧延伸，其中

一侧与另一连轴的一端连接，该连轴的另一端与月球模型轨道活动连接。

所述的月球模型由外球和内球构成，外球为透明体，内球半黑半白体，外球通过支

架垂直刚性连接在月球模型轨道外圈上。

采用上述技术方案后，地球绕太阳公转时，在任意时刻，任意经度，黄赤交角

23°26′的倾角方向永不改变、同时能显现四季变化、月圆月缺。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中小车部分结构示意图。

图3为第二纠偏架俯视图。

具体实施方式：

见图1-图3所示，本实施例包括有承载地球模型34及其运行机构、月球模型31及

运行机构的小车101，供小车逆时针运动的椭圆形黄道齿圈102及装于小车101上

的电机36，发光的太阳模型35位于椭圆形黄道齿圈102的内，小车101绕椭圆形

黄道齿圈102内的发光的太阳模型35逆时针转一周，代表一年，在小车101上设

有标记，对应椭圆形黄道齿圈102上的数字，即显现出季节、月日、经度等信息。

小车101上的电机36连接有一主动齿轮1，该主动齿轮1啮合一从动齿轮2，该从

动齿轮2的轮轴上还套有第一同轴齿轮4、第二同轴齿轮3，第一同轴齿轮4位于

第二同轴齿轮3的下方，其中第二同轴齿轮3通过第二过渡齿轮33与供小车逆时

针运动的椭圆形黄道齿圈102啮合；

第一同轴齿轮4依次啮合多个减速齿轮7、8、9构成的第一前齿轮组，该第一前齿

轮组的其中一齿轮8通过由过渡齿6、5构成的第一过渡齿轮组刚性连接第一纠偏

架28的一端，第一纠偏架28的另一端与月球模型轨道30活动连接，第一前齿轮

组的末端齿轮9最终与地轴齿10一侧啮合，地轴齿10的另一侧依次啮合多个齿轮

11、12、13、14构成的第一后齿轮组，该地轴齿10的顶部固定有一带斜面的基座

37，穿过地球模型自转齿轮17的地轴29与基座的斜面活动配合连接，地轴齿10

所在的平面与地轴29之间的夹角为23°26′，地球模型34位于地轴29的顶部；其

中当小车101绕发光的太阳模型35转一周，地轴齿10转一圈，地轴29与地轴齿

10活动连接点可自由转动，这样黄赤交角23°26′永不改变，而小车绕太阳公转任

意位置时，地轴29倾斜方向永不改变，这样才能正确显现出春夏秋冬的成因原理。

第二同轴齿轮3还横向啮合多个增速齿轮15、16最终与地球模型自转齿轮17的一

侧啮合，自转齿轮17的另一侧依次啮合由多个减速齿轮18、19、20、21、22、23、

24构成的第二齿轮组，该第二齿轮组中包括有至少两套相互啮合的双联齿轮，其

中一套双联齿轮21、22位于第二纠偏架27内，另一套双联齿轮23、24的上端齿

轮24与一过渡双联齿轮25、26的下端齿轮25啮合，该过渡双联齿轮25、26的上

端齿轮26最终与月球模型轨道30啮合，月球模型31位于月球模型轨道30上；其

中，小车101绕发光太阳模型35逆时针转动一周，自转齿轮17转三百六十五圈，

即带动地球模型转三百六十五圈，代表地球自转三百六十五天，从而显现昼夜变化

成因。同时，自转齿轮17转三百六十五圈，同时，通过过渡双联齿轮的上端齿轮

26传动月球模型轨道外轨转动12圈，表示农历12个月。

上述由于上述第一纠偏架28和第二纠偏架27与月球模型轨道21为活动连接，当

小车101绕太阳模型35转一周时，两纠偏架转一圈，以同一转速，同一偏心矩，

同一方向(逆时针)使月球模型轨道因小车的运动而纠正地球模型与月球模型的距离，

来保证地球模型和月球模型之间的距离保持一定。

第二纠偏架27呈拱形，拱形的中部通过一连接轴与第一后齿轮组中的末端齿轮14

刚性连接；拱形底端向两侧延伸，其中一侧与另一连轴32的一端连接，该连轴32

的另一端与月球模型轨道30活动连接；月球模型31由外球和内球构成，外球为透

明体，内球半黑半白体，外球通过支架垂直刚性连接在月球模型轨道外圈30上。

当内球黑色一面朝向地球模型时，月球模型在地球模型和太阳模型中间，且三者形

成一条直线，有可能发生日食，也是农历初一；当内球白色面朝向地球模型时，代

表地球上看月亮是娥眉月，同理，等内球转的角度不同时，还会出现半轮明月、满

月(即十五，此时有可能发生月食)、残月(农历二十二或二十三)。

通过以上所述，本系列仪可清晰、准确地显现地球、月亮、太阳三者之间的运动规

律，完全能解释三者之间的自然现象，不会像现有技术那样对使用者造成误导。

以上所述之实施例只为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故

凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。