用於表示自轉和公轉的地球儀裝置的製作方法
2023-05-25 07:38:31 3
專利名稱：用於表示自轉和公轉的地球儀裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於表示自轉和公轉的地球儀裝置，更具體地，涉及一種具有一在傾斜的旋轉軸上自轉的主體以及一安裝在主體內部的公轉元件的地球儀裝置，用來表示主體內部的地球的公轉狀態，其中地球的自轉和公轉狀態由一個簡單裝置同時表示。
背景技術：
一般地，地球儀都被塑造成具有一基座、一固定在基座上的弓形支承臂，以及在支承臂兩端與支承臂滑動連接的一空心球體，空心球體的表面具有大陸、海洋、山脈，以及地上平面型(二維的)或立體型(三維的)的國家。地球儀一般用於裝飾，某些時候，它也可能通過表示地球儀緯度和經度上的一些信息用來作為實踐應用。
美國專利第6299451號中披露了地球儀的進一步改進版本。它在地球儀的內部具有一發光裝置，通過與時鐘裝置的配合真實地表示出白天和夜晚的劃分。
然而，大多數傳統的地球儀都僅限於只表示地球的自轉(地球在其自身的軸上以一天為一周期的旋轉狀態)，幾乎都不可能在一個單元上一起表示地球的自轉和公轉(地球相對於太陽以一年為一周期的轉動狀態)。當然，地球儀的公轉可通過採用一公轉單元來表示，表示出地球相對於太陽公轉的狀態，它可以用一獨立的驅動單元來驅動，但不是在一個單元上實現。
更進一步地，沒有關於這樣一個地球儀的描述，即它在一個單獨的地球儀裝置上揭示了行星相對於太陽的公轉，用以表示地球的自轉和公轉。
發明內容
因此，本發明的一個目的就是要提供一種能夠通過一單個的地球儀來實現地球的自轉和公轉的地球儀裝置。
本發明的另一個目的是要提供一種在一個表示自傳和公轉的單個地球儀中，表示出行星相對於太陽的公轉的地球儀裝置。
本發明另外的優點、目的和特徵將通過以下實施例的描述來清楚地理解。
根據本發明的一個方面，提供了一種同時表示自轉和公轉的地球儀裝置。該裝置包括一基座，至少一支撐杆的一端固定在其上，公轉軸的一端可轉動地固定在其上；一支承臂，固定地連接在支撐杆上；一地球儀，在地球儀的兩相對點處傾斜可轉動地連接在支承臂上，並且進行自轉；一公轉單元，放置在地球儀內部，相對於連接在公轉軸上的兩相對點公轉，並根據地球儀的轉動分別表示白天和黑夜。
優選的，地球儀通過與由驅動電機所轉動的轉動軸進行齒輪連接來轉動。
本發明的地球儀裝置可進一步包括一內側行星公轉軌道單元，它設置在基座的中央，並包括一地球通過與公轉軸齒輪連接而公轉的軌道，並具有一地球模型。此外，內例行星公轉軌道單元在其中心可包括一太陽模型，在地球軌道內側圍繞太陽模型具有包括一水星模型的水星軌道，包括一金星模型的金星軌道，水星軌道、金星軌道和地球軌道各自獨立地公轉。
更優選地，本發明的地球儀裝置可進一步包括一安裝在基座上的顯示器，顯示從一用戶計算機發來的與地球儀自轉位置和公轉單元公轉位置相關的信息。
公轉單元包括一盤型白天-黑夜分割盤，由地球儀內表面上的固定間隔所分隔；一同軸圓柱形外殼，一體地形成在白天-黑夜分割盤的下部，且其中具有一齒輪體，該齒輪體與公轉軸的公轉齒輪相連接；一光源，設置在白天-黑夜分割盤中央的兩側；以及一軸承單元，設置在白天-黑夜分割盤的最上端和最下端，並向地球儀內表面施加壓力，用作公轉單元的自轉樞軸。
更優選地，支承臂具有一裝有一電源線和一控制線的內部空間，地球儀具有一地球儀外殼的內部空間，一位置指示燈設置在其中，電源線和控制線向其中延伸。
在本發明的另一方面，一用來表示自轉和公轉的地球儀裝置包括一基座，其中裝有自轉軸的第一支撐杆和第二支撐杆固定在其上，公轉軸的一端可轉動地固定在其上；一環形支承臂，固定地連接在第一支撐杆和第二支撐杆上；一地球儀，在兩相對點傾斜可轉動地連接在支承臂上，並在自轉軸上自轉；一公轉單元，放置在地球儀內部，並相對於連接在公轉軸上的兩相對點公轉，通過使用一光源，根據地球儀的自轉分別表示地球儀的白天和黑夜狀態；以及一內側行星公轉軌道單元，安裝在基座中央，在其中心具有一太陽模型，圍繞太陽模型具有包括一水星模型的水星軌道，包括一金星模型的金星軌道，包括一地球模型的地球軌道，水星軌道、金星軌道和地球軌道獨立地公轉，並彼此位置靠近。
在本發明的另一方面，一用來表示自轉和公轉的地球儀裝置包括一基座，至少一支撐杆的一端固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定在其上；一環形支承臂，固定地連接到支撐杆上；一地球儀，在南極和北極兩相對點處，傾斜可轉動地連接到支承臂，並且進行自轉；一公轉單元，放置在地球儀的內部，相對於連接在公轉軸上的兩相對點公轉，通過使用一光源，根據地球儀的自轉分別表示地球儀的白天和黑夜狀態；一驅動單元，在地球儀的北極與地球儀相連接，且其中設置了一驅動電機，驅動電機的電機軸只與地球儀的北極相連接。
在本發明的另一方面，一用來表示自轉和公轉的地球儀裝置包括一基座，至少一支撐杆的一端固定在其上，公轉軸的一端可轉動地固定在其上；一支承臂，固定地連接在支撐杆上；一地球儀，在地球儀的兩相對點處傾斜可轉動地連接在支承臂上，並且進行自轉；一公轉單元，放置在地球儀內部，相對於連接在公轉軸上的兩相對點公轉，並根據地球儀的轉動分別表示白天和黑夜；一內側行星公轉軌道單元，安裝在基座中央，圍繞公轉軸通過齒輪配合公轉，並具有一包括地球模型的地球軌道，其中，通過把公轉軸和地球軌道的齒輪分開，轉動地球軌道把地球模型放置在沿地球軌道的特定數據處，並連接分開的公轉軸和地球軌道，來構造地球儀，以表示地球在一特定日期與地球對應於沿地球軌道特定數據相同的狀態。
更優選地，內側行星公轉軸單元設計成，太陽模型放置在其中央，包括一水星模型的水星軌道和包括一金星模型的金星軌道設置成各自獨立地圍繞太陽模型，並位於地球軌道內側公轉；年單元中的各天、日期、陰曆中年的劃分以及公轉周期都沿著地球軌道標註在基座上，並且表示了水星和金星的位置基於公轉周期依照地球的日子的變化。
此外，光源設置在太陽模型、水星模型、金星模型以及地球模型的內側，在夜晚發出光。
要理解的是，本發明前述基本描述和以下具體描述是示例性的、解釋性的，將要根據權利要求來對本發明提供進一步的說明。
所包含的附圖提供了對本發明進一步的理解，且被包含並構成了本申請的一部分，表示了本發明的實施例，與說明書一起用來解釋本發明的原理。在圖中圖1是本發明一地球儀裝置的透視圖；圖2是本發明一實施例的地球儀裝置的主截面圖；圖3是本發明另一實施例的地球儀裝置的主截面圖；圖4是表示了連接地球儀與支承臂的方法的說明圖；圖5是本發明地球儀的分解截面圖；圖6是支承臂與地球儀下部的連接關係，以及自轉軸和公轉軸穿過支承臂的狀態的示意圖；圖7是公轉軸結構的分解透視圖；圖8是支承臂與地球儀上部的連接關係的透視圖；圖9是地球儀北極處用來驅動地球儀的驅動裝置的截面圖；圖10A是本發明一實施例的公轉單元的截面圖；圖10B是本發明另一實施例的公轉單元的截面圖；圖11是公轉單元的側透視圖；圖12是公轉單元的底透視圖；圖13是公轉單元外殼一改型例的截面圖；圖14表示為本發明一個實施例提供能源的方法的示意圖；圖15表示為本發明另一實施例提供能源的方法的示意圖；圖16是本發明一個實施例的公轉軌道單元的透視圖；圖17是本發明另一實施例的公轉軌道單元的透視圖；圖18是圖17的平面圖；圖19是公轉軌道單元的截面圖；以及圖20是太陽系與本發明的地球儀相連接的狀態的透視圖。
具體實施例方式
下面將具體參照本發明的優選實施例，其例子在附圖中表示。只要可能，在所有附圖中將使用相同的參考標記來指示相同或類似的部件。
圖1是本發明一地球儀裝置的透視圖。
該地球儀裝置這樣構成，它包括一基座200，其中具有一驅動單元和一電源單元，用來支撐各支撐杆或一驅動軸；一公轉地球儀500；一支承臂700，用來支撐地球儀500使其可轉動；以及一安裝在地球儀500內部的公轉單元600。
參照圖1和2，一支撐盤100可轉動地放置在基座200下面，用來使整個地球儀裝置轉動。由於基座200是相對於支撐盤100可轉動的，地球儀裝置可從各個方向來觀察。
在基座200的表面，安裝了一顯示器202、具有各種功能的功能開關206，以及表示地球儀裝置的驅動及其操作狀態的發光燈204。功能開關206的各種功能將在下面描述。此外，儘管在圖中沒有描述，但在基座200的側方設置有各種電源線或控制線的輸入/輸出通道。
在基座200內部分開安裝了一電源單元208和一控制接口單元210。此外，在基座200內部具有一用來放置自轉軸819和公轉軸850的空間。空間222內還具有一自轉軸驅動電機216。公轉軸850在其端部上具有一公轉軸平衡錘850b，通過一固定螺絲850a可轉動地與基座200相結合。
電源單元208為固定在轉軸208上的驅動電機216、將在下面描述的公轉單元600的燈、放置在地球儀500及行星表面上的位置指示燈，以及發光燈204提供電源。此外，控制接口單元210連接到一可連接到網際網路的獨立的計算機系統，以接收與自轉和公轉的地球的當前狀態相關的各種信息，並顯示在顯示器202上。
顯示器202在其屏幕上顯示各種數據，例如，陰曆中年的24個劃分，地球的各種信息，以及宇宙中行星和恆星的位置及各個國家的當前時間、月、日、日期、溫度、溼度、退潮及漲潮時間等。即，本發明的地球儀裝置可用作普通時間的數字時鐘，它可通過相應區域中發光燈的閃爍來表示在當前時間地球相對於太陽所處的位置。如果需要其他種類的信息，它可利用功能開關206通過網際網路從連接到控制接口單元210的一用戶計算機上接收信息，以顯示信息或通過聲音輸出單元220輸出信息。
參照圖2，放置在稍微離開地球儀500表面處並使地球儀500自轉的支承臂700，設計成具有一下支承臂704和一上支承臂706，各支承臂704和706在其端部通過固定螺母708螺紋連接，以形成一環形支承臂700。
一支腿702包括第一支腿702和第二支腿702，第一支腿702在其一端固定到基座200，並在其另一端連接到固定螺母708，該固定螺母708放置在支承臂700的下方。第二支腿702包括自轉軸810，並在其一端固定到基座200，在其另一端支撐著支承臂700。
支承臂700和支腿702在其內部具有一空心狀態，各種控制線和電源線利用該空心內部作為通道，特別地，在支承臂700上可形成各種用途的刻度，或在其上設置各種附加單元。
地球儀500可轉動地與支承臂相連接，其連接方法參考圖4進行描述。
即，下支承臂704和上支承臂706在它們的一端通過鉸鏈720固定，且在它們的另外一端可由固定的鉸鏈720所分離或打開，地球儀可插入並連接到打開的支承臂704、706。或者，下支承臂704和上支承臂706相連的端部可安全打開，地球儀500插入在其間，下支承臂704和上支承臂706的端部通過固定螺母708螺紋連接。
下支承臂706和上支承臂704在支承臂706、704的兩端具有連接槽/連接凸起704a、706a，且通過連接槽/連接凸起704a、706a，支承臂706、704首先連接，並通過固定螺母708更緊密地固定。
圖5是本發明地球儀的分解截面圖。
如圖中所示，地球儀500通過連接兩個獨立的半球，即南半球500a和北半球500b而構成，南半球和北半球在其相連並彼此配合的接口處具有凹槽510、512，且彼此通過凹凸嚙合連接。由於旋轉力會從一個半球傳遞到另一半球，因此上述形狀的連接對於形成相當的緊固來說是必需的。
在南半球的南極上，設置了一與支承臂700可轉動接觸的柱狀凸起506，一通孔設置在柱狀凸起506的內部，具有一足夠大的直徑以使自轉軸810和公轉軸850一起插入，並與地球儀500內部相通，一齒輪齒506a設置在通孔的側壁上，並與連接到自轉軸810端部的自轉齒輪嚙合。
此外，在地球儀500的外表面，設置了一地圖，安裝了一用來表示地球上位置的位置指示燈514。向位置指示燈514提供電源的導線516設置在地球儀的內側。對於導線516的安裝，地球儀500的外殼可製成具有一預定的厚度或其中具有一空穴。雷射或塑料導體的光纖線路可用作導線516，通過使用這些材料，導線516可方便和隨意地轉移，以下將對其進行描述。
此外，一對導軌522設置在地球儀500內表面上並從其上突起，用來支撐以下將描述的公轉單元的一端，並引導公轉單元。導軌522在白天-黑夜分割盤相對於南極和北極轉動時，使公轉單元的白天-黑夜分割盤在預定軌道上不會偏離。
此外，附加部件連接單元123設置在上支承臂706的頂部，如圖20所示，陰曆和陽曆系統300可連接到其上。
同時，一樞軸單元508設置在北半球北極區域上，使地球儀500和支承臂700可轉動地連接。
參照圖8，樞軸單元508包括一支撐螺栓814，它與上支承臂706的北極孔706b螺紋連接。支撐螺栓814的端部為銳利的針尖形，它與接收凸起520相連接，該接收凸起突出地形成在地球儀500表面的相應部分上。由於支撐螺栓814施加到地球儀500的壓力應該是均勻的，支撐螺栓814的壓力可以首先確定，橫向/縱向釘銷706c在橫向和縱向方向上連接支撐螺栓814和支承臂700，以保持均勻壓力並防止支撐螺栓814轉動。
同時，多個散熱孔522設置在地球儀500的接收凸起520周圍，以散發地球儀500內部光源所產生的熱量。
圖6是支承臂與自轉軸和公轉軸連接狀態的透視圖，圖7是公轉軸的詳細透視圖。
如前所述，形成在南半球500a南極區域上的柱狀凸起506裝配到其中具有滾珠軸承的自轉環750中，自轉環750裝配到形成在下支承臂704上的支撐架704b中。因此，地球儀可輕鬆平滑地被驅動，以相對於豎軸23.5的斜度自轉，地球儀的重量產生偏心的作用。此外，在支撐架704b的底面上設置了通孔，自轉軸810、公轉軸850以及一以下將描述的導電桿950穿過其中。圖6表示了導電桿950和沿下支承臂704內側安裝的導線980a的連接。
此外，自轉齒輪816通過螺絲818固定在自轉軸810的上側。自轉齒輪816與地球儀500南極區域上形成的柱狀凸起506內側的齒輪齒506a相嚙合，把自傳齒輪816的轉動力傳送到地球儀。
自轉齒輪816由自轉軸驅動電機216轉動，並由驅動電機控制單元(未示出)控制成每天自轉一次，驅動電機216可以構造成通過與例如與分鐘為單位的定時系統相配合來進行驅動。
圖6表示了類似圖2情況的自轉軸和公轉軸一起安裝的情況，或如圖3所示的安裝公轉軸而沒有自轉軸，地球儀可用手推動的情況。
參照圖7，公轉軸850設計成這種方式，它的一端通過固定螺絲850a可轉動地固定到基座200，公轉軸平衡錘850b安裝在其下側，以保持穩定的公轉操作。公轉軸850的公轉實際上通過手來進行，這是因為每年一周期公轉的自動結構是低效率且不經濟的。
柱狀旋鈕856用於公轉軸850的公轉，公轉軸850在其表面上具有多個梯級850c、850d、850e，並插入柱狀旋鈕856中。旋鈕856的外表面上形成有齒輪齒，旋鈕856與公轉軸850相固定，使固定螺母858與多梯級的螺絲850e螺紋配合。
公轉軸850具有一公轉軸公轉齒輪850f，它插入到地球儀500中，並轉動公轉單元的白天-黑夜分割盤。
此外，如果通過電機驅動實現公轉運動，公轉半徑、齒輪齒大小以及齒輪數量應該確定，以便使旋鈕856外表面上所形成的齒輪850f、與旋鈕齒輪齒相連接的地球軌道的齒輪齒860c，以及白天-黑夜分割盤的固定齒輪齒每一年轉動一次。
此外，用來向公轉單元提供電源的電源端子850g、850h安裝在公轉軸850頂部，與穿過公轉軸850內部空心管延伸的電源線相連。
如上所述，由於公轉單元只是每年轉動一次，用戶並不經常使用公轉軸，因此它可以用作教學目的。地球儀以及位於行星公轉軌道的地球應根據一特定時間，如一年中的一個日子或一年的24個分區的實際情況來進行匹配。也就是說，公轉軸850需要在用手鬆開固定螺母858並舉起旋鈕856以脫離地球軌道齒輪齒860c之後，重新控制並再次連接。
同時，如圖2所示，如果通過電源轉動地球儀，自轉軸810和公轉軸850就不對應地球儀的中心線，即連接南極和北極的線。原因是南極區域具有一地球儀的轉動空間，自轉軸810和公轉軸850插入到該空間中。因此，自轉軸中心線812應平行對齊地球中心線，公轉軸中心線852應朝向地球中心點504放置。
然而，如圖3所示，如果用手轉動地球儀，僅僅是安裝了公轉軸850，由於公轉軸中心線852對應地球中心點504，因此公轉軸中心線852設計成對應自轉軸中心線812。
圖9是在地球儀北極處用來驅動地球儀的一驅動單元的截面圖。
由於在通過電源驅動地球儀的情況下自轉軸810和公轉軸850都安裝在一起，地球儀500的南極區域由於兩軸線而變得狹窄，因此為教學目的而向學生解釋南極區域就成了一個困難的問題，有時必須轉動地球儀，並把北極轉下來，而把南極轉上去。在這種情況，通過在北極區域安裝供轉動的驅動單元，南極區域的安裝空間可以減小，這樣在南極和北極上都可以表示位置。
首先，地球儀500北極上的託架520放置成對齊支承臂706在中心線上的通孔706b，且通過採用一輔助固定環712，託架520和上支承臂706相連接。
接著，在將包括一驅動電機820、一從外殼向外突起的驅動軸、一放置在驅動軸端部的旋轉卡盤820a，以及一放置在開口附近的防流動環826的一外殼822放置之後，使旋轉卡盤820a和託架520，轉動一外殼固定環714，來固定上支承臂706，並移走輔助固定環712。
因此，地球儀500由託架520通過旋轉卡盤820a轉動其自身來接收驅動電機820的轉動力。
驅動電機820通過延伸到外殼822的導線824接收電源，一形成在導線824端部的連接器和形成在導線端部延伸到上支承臂706的連接器在接口上配合，以便電連接。
圖10A、B-13表示了本發明採用的公轉單元，圖10A是白天-黑夜分割盤的具體截面圖，圖10B是本發明另一實施例的公轉單元的電源結構視圖，圖11和12分別是白天-黑夜分割盤的側視圖和前透視圖。
本發明中的白天-黑夜分割盤602的設置用來表示再地球儀內部地球圍繞太陽每年一次的公轉，它具有一盤形，具有一比地球儀500內徑更小的直徑，因此使其在地球儀內部轉動，且距地球儀500內表面具有一點距離。
一般地，在白天黑夜分割盤602的兩側設置了光源，白天-黑夜分割盤602設計成最高點和最低點與地球儀的內表面相接觸地轉動，且相對於北極和南極轉動，以在其運行表面形成預定形狀的圓圈。因此，從地球儀外側看，上述結構通過其中的光源產生了白天和黑夜以一預定周期交替的效果。
白天-黑夜分割盤602是盤狀，通過一固定間隔與地球儀500的內表面分隔開，如圖11所示，以防止形成在兩側的光源620所發出的光從地球儀中傳出，沿其外周形成了一上彎部件602a，將黑布、刷子或海綿等連接到其上以吸收光。
柱狀球窩接頭604分別形成在白天-黑夜分割盤602的最上點和最下點的兩端，一彈性部件604c、磁鐵604b以及滾珠軸承604a順序放置。因此，滾珠軸承604a通過接收彈性部件604c的壓力，來向地球儀500施加壓力，並沿導軌522作環形運動。
此外，在白天-黑夜分割盤602的下側，設置了同軸柱狀外殼610，它整體地形成，用來為盤的旋轉運動傳送驅動力，同時作為質量中心，使盤能穩定轉動。
外殼610，如圖12所示，設計成同軸柱狀，並從白天-黑夜分割盤602的中央突出，朝向盤602兩側的外面。在外殼610內部，設置了一齒輪體610d，它與外殼610一體地形成，在其外表面具有一齒輪齒，在外殼610的內壁和其中的齒輪體之間形成一通道。此外，其中具有齒輪齒的齒輪外殼610c可轉動地裝配到外殼610的內壁，因此，即使設置在公轉軸850上的公轉齒輪850f與齒輪體610d的齒輪齒彼此嚙合並轉動，齒輪外殼610c也可向相反方向轉動。也就是說，即使在白天-黑夜分割盤602轉動時，齒輪外殼610c也可穩定豎立。
因此，與前述結構相反，即使齒輪體610d設計成轉動，齒輪外殼610c也可固定在外殼610的內壁上，這樣公轉齒輪850f與齒輪外殼610c的齒輪齒相嚙合，產生和前面一樣的效果。
與此相關的重要問題是，要根據其轉動半徑，分別正比或反比於公轉軸旋鈕856的齒輪齒以及地球860c軌道齒輪齒，來設置齒輪體610d和公轉齒輪850f的齒輪齒的尺寸和數量，以使齒輪體610d和公轉齒輪850f每年轉動一圈。該問題下面將更詳細地描述。
此外，在白天-黑夜分割盤602的兩側可覆上用於有效發光的、具有不同特性或不同色彩的材料，對於外殼610，最好使其白天側610a透明，使其黑夜側610b半透明或模糊，因此來自光源的光可透過。
此外，一光源620設置在白天-黑夜分割盤602兩側的中央，用來發光，光源620固定在插槽620a上，對著光線發射方向設置了一反射層620b，使發射光的亮度均勻。此外，通過使用一定時傳感器等，光源620的亮度或色彩等可對應黎明或黃昏或睡覺的夜晚時間而多樣地變化。
此外，一日食指示燈680可設置在外表面上，固定到反射層620b，使日食指示燈680的發光表示在地球自轉期間地球的哪一部分行進到最靠近太陽處，根據地球軸傾斜度的日食的變化可通過地球儀的外觀來提供。
在上述結構的公轉單元600中，如果一用戶用手轉動公轉軸850的旋鈕856，安裝在公轉軸850端部上的公轉齒輪850f轉動外殼610的齒輪體610d。相應地，外殼610和白天-黑夜分割盤602相對於北極和南極每年公轉一次。此外，通過向光源620提供電源以發射光，在地球儀各區域的白天和黑夜的變化可通過地球儀500自身的轉動來實現。
外殼610的形狀可有多種變型，例如，假設在如圖13所示的小尺寸地球儀中使用的外殼610，外殼610的尺寸應當減小，其形狀也可能改變。公轉齒輪的尺寸可設置地更精確。
圖13到15表示了各種供電方法。
在本發明中，要施加電源的單元是公轉單元600的光源620，地球儀外表面上形成的位置指示燈514，日食指示燈680，驅動地球儀的驅動電機216、820，用來顯示操作狀態的發光燈204，控制接口210，及類似物。
如前所述，地球儀的外殼、支承臂，以及自轉軸和公轉軸的內部可用作各種電源線或控制線的通道。
參照圖13，延伸到公轉軸850內通道的電源線和控制線等與公轉軸850端部形成的連接器850a、850h相連，連接器850g、850h連接到導電層620c、620d，導電層沿通道底部和外殼610側壁形成，這樣電源就分別通過圖1的導線620c、630c供應給光源620或位置指示燈630。
向位置指示燈514提供電源的另一方法在圖11和12中表示。彈性部件630a設置在與導電通道630c相連的支撐物630的內部，一觸片630b設置在彈性部件630a上，觸片630b與形成在地球儀500內部的導電通道(圖5中的516)相接觸，使光從連接到導電通道516的位置指示燈發出。由於導電通道516以一預定寬度沿整個地球儀上的一特定緯度形成，隨著開關打開，光線就會從位於相應緯度上的位置指示燈發出。
另一種方法，如圖6所示，一導電桿950通過使用固定螺母980固定在支撐架704b上，支撐架整體設置在下支承臂704上，穿過下支承臂704內部延伸的電源線和控制線980a，連接到由彈性部件構成的連接器952、954上。如果連接器952、954連接到如圖14和15所示地球儀柱狀凸起506內壁上形成的觸片524a、524b，電源就通過地球儀500外表面下設置的電源線和控制線524提供給位置指示燈514，並穿過一地球赤道接口526來發射光。
另一種方法，地球儀500外殼形成有一預定厚度，或形成有一凹壁以保護內部空間，在外殼或保護的空間內部設置了一塑料導體或塑料電路板530，以確保一發光單元、或通過用光纖發射雷射，從而指示一特定位置。
如上所述通過在地球儀上指示位置，即使在夜晚時段，也可確定用戶所居住的地方。此外，太陽相對於上述區域的位置也可通過日食燈680來確定。
圖15表示了一種與前述方式相同的、在各位置指示燈514上放置一不同導電棒950a、950b的方法，這最有可能用於如圖3所示的只在地球儀上安裝公轉軸850而不安裝自轉軸810的情況。
圖16-19表示了太陽系中各行星的公轉軌道單元。
內側公轉軌道單元218以這種方式設計，即一太陽模型2a、一水星模型2b、一金星模型2c以及一地球模型2d固定在各自的公轉軌道上，一太陽自轉軌道868、一水星軌道866、一金星軌道864以及一地球軌道860根據各軌道的自轉而運動。一水星周期刻度866a、一金星周期刻度864a以及一地球周期刻度860a的設置靠近各公轉軌道，於是，各行星的當前位置指示出來。水星的公轉軌道與其他行星的公轉軌道相比明顯地為橢圓形。因此，如果把公轉周期刻度標記為橢圓形，同時把水星模型的公轉軌道表示成與自然現象相同的環形，就可為用戶提高教學效果。
至於圖18中行星的公轉周期指示，由於水星的實際公轉周期是以地球時間為標準的87.97天，所以標記88個刻度，且由於金星的實際公轉周期為224.7天，它被計為225天，標記32個刻度每刻度一周(7天)。至於地球，標記12個刻度每刻度一月，但刻度的數量可根據限定空間的實際產品和尺寸來調整，例如，以一周單元或以其他方式。
此外，一齒輪齒860c設置在地球軌道860的外側表面上，齒輪齒860c與公轉軸850的旋鈕856相嚙合，使地球軌道860按照旋鈕的轉動而轉動。此外，在地球軌道860以外的基座200上，標記了一年以及年的24個劃分的日子，在太陽、行星和地球之間的位置關係，因此，地球當前位置的狀態可以在地球儀500上表示成與地球當前狀態相同。
地球公轉軌道以及內側行星的公轉軌道的尺寸與安裝在地球儀內部的公轉單元外殼610中的齒輪體610d的齒輪齒尺寸相同，或與其成比例，或與其成反比。也就是說，要使白天-黑夜分割盤602轉動一周期恰好與地球公轉周期相同，即每年一周期，齒輪齒的尺寸和齒輪齒的數量等就要以一預定比率根據各單元公轉半徑的尺寸來調整。因此，由於地球軌道齒輪齒860c和公轉軸旋鈕的齒輪齒856的尺寸和比率與齒輪體610c和公轉軸公轉齒輪850f的尺寸和比率相同，或以一定比率成比例或成反比，如果它們中的一個變大或變小，它們的全部尺寸都應以相同比率減小或增大，使它們全部以每年一周期地公轉。
此外，發光材料澱積在各軌道上，發光裝置安裝在行星內部，使其位置在夜晚也可由該裝置和地球儀500的位置指示燈514所確認。自轉可由手驅動，即使沒有在圖中示出，一驅動單元也可安裝在基座200的空閒空間中，使其操作和轉動有可能自動驅動。
如圖19所示，每個公轉軌道可通過在其相鄰的側壁和底部安裝滾珠軸承868來分隔地和容易地表示其自轉，設置在各行星2a、2b、2c、2d內的發光燈的電源通過設置在各軌道底部的連接器2ab、860b、864b、866b來傳送，軌道上設置了基座200提供的電源。
參照圖20，墊片狀太陽系300由支撐杆130所支撐，支撐杆連接到地球儀500支承臂700的輔助單元連接部件123，並通過一球窩接頭相配合，以便在任何方向上轉動。穿過輔助單元連接部件123和支撐杆130的電源線和控制線等延伸到太陽系，也提供給行星和恆星的操作單元和發光燈。
此外，一時間刻度環730在地球儀500和支承臂700外表面之間沿著赤道而設置，時間刻度環730包括一對陰陽環，它們通過在其兩端形成的陰陽凹槽，以及設置在支承臂700上的一時間刻度連接部件732彼此相連。
此外，時間刻度環730的下部具有一齒輪齒，齒輪齒與一轉動螺栓734的端部相嚙合，該轉動螺栓一體地設置在支承臂700上形成的連接部件上，以便轉動螺栓734的轉動使時間刻度環移動。因此，通過採用前面的構造，地球儀500內部白天-黑夜分割盤的上述標準刻度與時間刻度環730一致。即，由於白天-黑夜分割盤602右-左側的「東」端總是表示日出的時間，而其「西」端總是表示日落的時間，如果時間刻度732上顯示的日出時間與白天-黑夜分割盤602東端一致，則當地球儀500在其軸上自轉時，地球儀上所有區域的時間可表示出來。
此外，如果時間刻度730設置成與其他區域的緯度而不是與赤道一致，則在一個區域和其他區域之間的時間差可更容易表示，因為來自相應區域位置指示燈514的光可通過時間刻度730的發光材料或夜光材料來識別。
上面的描述主要只集中在本發明的實施例，而對於本領域普通技術人員來說，很顯然在本發明中還可做作出各種修改和變化。
例如，在垂直於白天-黑夜分割單元方向上，一朝向太陽的距離測量裝置可通過採用具有與地球儀相同刻度的輔助單元連接部件來提供，以便對於一相應位置根據離太陽的距離來測量每時每刻變化的距離。上述應用可以通過本發明的輔助單元連接部件、白天-黑夜分割單元和位置指示燈來提供，因此，對於本發明的地球儀可進行各種應用。
工業實用性如前所述，本發明提供了一種表示自轉和公轉的地球儀裝置，在本發明的地球儀裝置上，實現了與地球、太陽和行星等相關的實際狀態相同的狀態，例如，白天和黑夜變化，因其而產生的時差，季節的變化以及陰曆中年的24個劃分，太陽和地球的位置與距離的變化，太陽系中行星根據公轉而發生的位置的改變，等等。
此外，由於與一遙控區伺服器通過網際網路相連的一用戶計算機所發送的各種信息可以顯示在本發明的顯示器上，例如，世界各國的當前時間、月、日、日子、溫度、溼度和退潮及漲潮時間，行星和衛星的出現時間，以及類似內容，因此地球儀所表示的當前狀態可以傳達得更詳細，這些更詳細的信息可以顯示在用戶計算機上，以便輔助性地用作教學目的。此外，宇宙的各種狀態可通過用一聲音輸出單元來提供，以完善對學生的教學效果。
此外，由於宇宙的各種狀態可在地球儀上與實際狀態相同地實現，因此本發明的地球儀裝置在用作教學目的的同時，在日常生活中用起來也十分有效。
對於本領域普通技術人員來說很明顯，本發明可作出各種修改和變化。因此，本發明的目的是要概括本發明的各種修改和變化，這些變化包括在所附權利要求及同等內容的範圍之內。
權利要求
1.一種用於表示自轉和公轉的地球儀裝置，該裝置包括一基座，至少一支撐杆的一端固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定到其上；一支承臂，固定地連接到支撐杆；一地球儀，在地球儀的兩相對點處傾斜可轉動地連接到支承臂，並進行自轉；以及一公轉單元，設置在地球儀內部，並相對於連接到公轉軸上的兩相對點公轉，同時根據地球儀的自轉分別表示白天和黑夜。
2.如權利要求1的地球儀裝置，其中地球儀通過與由一驅動電機所轉動的轉動軸進行齒輪連接而自轉。
3.如權利要求1的地球儀裝置，進一步包括一內側行星公轉軌道單元，它設置在基座的中央，並包括通過連接到公轉軸的齒輪而公轉的、並具有一地球模型的地球軌道。
4.如權利要求3的地球儀裝置，其中內側行星公轉軌道單元在其中央包括一太陽模型，包括一水星模型的水星軌道和包括一金星模型的金星軌道圍繞著太陽模型並在地球軌道內側，水星軌道、金星軌道和地球軌道獨立地公轉。
5.如權利要求1的地球儀裝置，進一步包括一安裝在基座上的顯示器，以及顯示從用戶計算機上發送的、與地球儀自轉位置和公轉單元公轉位置相關的信息。
6.如權利要求1的地球儀裝置，其中公轉單元包括一盤狀白天-黑夜分割盤，通過距地球儀內表面的一固定間隔分隔開；一同軸柱狀外殼，與白天-黑夜分割盤的下部一體化地形成，且其中具有一齒輪體，齒輪體與公轉軸的公轉齒輪相連；一光源，設置在白天-黑夜分割盤中央的兩側；以及一軸承單元，設置在白天-黑夜分割盤的最上端和最下端，並對地球儀內表面施加壓力，以用作公轉單元的轉動樞軸。
7.如權利要求1的地球儀裝置，其中支承臂具有一供電源線和控制線所用的內部空間，地球儀具有一雙外殼，以便在雙外殼之間形成內部空間，一位置指示燈設置在其中，電源線和控制線延伸到其上。
8.一種用於表示自轉和公轉的地球儀裝置，包括一基座，其中容納了一自轉軸的第一支承杆和第二支承杆固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定到其上；一環形支承臂，固定地連接到第一支撐杆和第二支撐杆；一地球儀，在兩相對點處傾斜可轉動地連接到支承臂，並繞自轉軸自轉；以及一公轉單元，放置在地球儀內部，並相對於連接到公轉軸上的兩相對點公轉，同時根據地球儀的自轉，用一光源分別表示地球儀的白天和黑夜狀態。一內側行星公轉軌道單元，安裝在基座中央，在其中心具有一太陽模型，包括一水星模型的水星軌道、包括一金星模型的金星軌道，以及包括一地球模型的地球軌道圍繞在太陽模型周圍，水星軌道、金星軌道和地球軌道獨立地公轉，且彼此位置靠近。
9.一種用於表示自轉和公轉的地球儀裝置，包括一基座，至少一支撐杆的一端固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定到其上；一環形支承臂，固定地連接到支撐杆；一地球儀，在南極和北極的兩相對點處傾斜可轉動地連接到支承臂，並進行自轉；一公轉單元，放置在地球儀內部，並相對於連接到公轉軸上的兩相對點公轉，同時根據地球儀的自轉，用一光源分別表示地球儀的白天和黑夜狀態；以及一驅動單元，在地球儀的北極連接到地球儀，並具有一設置在其中的驅動電機，驅動電機的電機軸只與地球儀的北極相連。
10.一種用於表示自轉和公轉的地球儀裝置，包括一基座，至少一支承杆的一端固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定到其上；一支承臂，固定地連接到支撐杆；一地球儀，在地球儀的兩相對點處傾斜可轉動地連接到支承臂，並進行自轉；一公轉單元，放置在地球儀內部，並相對於連接到公轉軸上的兩相對點公轉，同時根據地球儀的自轉分別表示白天和黑夜；以及一內側行星公轉軌道單元，安裝在基座中央，與公轉軸齒輪配合地公轉，並具有一包括地球模型的地球軌道；其中，地球儀構造成，通過把公轉軸從地球軌道的帶齒齒輪上分開，轉動地球軌道，把地球模型放置在沿地球軌道的特定數據處，再連接分開的公轉軸和地球軌道，來表示在一特定日期與地球對應於沿地球軌道特定數據相同的地球狀態。
11.如權利要求10的地球儀裝置，其中內側行星公轉軌道單元設計成，一太陽模型放置在其中央，包括一水星模型的水星軌道和包括一金星模型的金星軌道設置成，圍繞太陽模型並在地球軌道內側獨立地轉動；以及其中以年為單位的日、日期、陰曆年的劃分，以及公轉周期都沿地球軌道標註在基座上，水星和金星根據公轉周期隨地球日的位置變化也表示出來。
12.如權利要求11的地球儀裝置，其中光源設置在太陽模型、水星模型、金星模型和地球模型的內部，以便在夜晚發光。
全文摘要
本發明披露了一種用於同時表示自轉和公轉的地球儀裝置。該地球儀裝置包括一基座，至少一支撐杆的一端固定到其上，一公轉軸的一端可轉動地固定到其上；一支承臂，固定地連接到支撐杆；一地球儀，在地球儀的兩相對點處傾斜可轉動地連接到支承臂，並進行自轉；以及一公轉單元，設置在地球儀內部，並相對於連接到公轉軸上的兩相對點公轉，同時根據地球儀的自轉分別表示白天和黑夜。
文檔編號G09B27/00GK1568492SQ02820146
公開日2005年1月19日 申請日期2002年8月30日 優先權日2001年8月31日
發明者趙仁衡, 趙柱衡 申請人:馬姆斯塔·Com公司