地球時鐘的製作方法
2023-05-26 08:49:51 3
專利名稱：地球時鐘的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種與地球同速同向轉動，並能顯示運轉時間的地球時鐘，屬地理科教用品技術領域。
現有的類似裝置有地球儀，它只能提供世界各地的地理位置，不能揭示地球的時空性，使人們感覺不到地球是在一刻不停地從西向東自轉著(每24小時自轉一周)。理解不到在同一瞬時，經度不同的世界各地，時刻都不同的現象，往往造成太陽與地球經度不是變化的錯覺。
本實用新型的設計目的是提供一種隨時間轉動的地球儀，它能啟發人們正確認識地球經度和太陽相對位置的變化，揭示地球自轉與時間的關係，使人們清楚地了解黑夜與白天我們所處地理位置與太陽相對位置變化的關係。其任務是增強人們時空觀念，融時間與空間於一體，為傳播和普及自然地理知識提供參考實物。
本實用新型的任務是通過以下方式完成的從地球時鐘的支架上連接一個晶振時鐘電路，該電路通過步進電機和輪系機構與地球儀的轉動軸相連。當電池向晶振時鐘電路供電時，石英晶體振蕩器開始起振，產生一個極其穩定的頻率為41943Hz的正弦信號。該信號通過CMOS集成電路的分頻和放大後，驅動步進電機轉子轉過一定的角度，不斷轉動的步進電機再通過齒輪的嚙合、減速帶動地球儀轉動起來，於是達到地球儀每24小時自轉一周的目的。在地球時鐘橢圓形的底坐上，安裝一個改進的數字式石英電子表，用於顯示北京時間或世界上某一有代表性地理位置的時間，此時刻與地球上經度和太陽相對的實際角度一致，即某一時刻與地球上某一時區相對應。並配有音樂或口語報時，每一整點變換奏響一首樂曲，用久聽熟後，奏哪首曲就能知道幾點鐘。
以下結合附圖對設計作進一步說明。
圖1是地球時鐘外形正面圖。
圖2是
圖1支架的縱向剖面圖。
圖3是地球儀轉動結構示意圖。
參照
圖1，一個具有報時功能的數字式電子表(2)被固定在橢圓形底坐(1)上，支撐杆(5)固定在支架(3)上，形成倒「N」字形骨架，地球儀(4)就套在骨架的支撐杆(5)上，其下端與圖2的轉動軸(5)相連，這裡，地球儀可以用超薄型硬塑料鑄成，上面畫有海洋、陸地和經緯線等。在圖2的具體結構中，外殼(1)用輕型薄鐵板壓制而成，電池(2)裝在支架下部，晶振時鐘電路板(3)、傳動輪系機構(4)和轉動軸(5)裝在支架上部，組成地球儀旋轉的動力源，採用這種結構使得整體緊湊、裝配方便。圖2中的晶振時鐘電路(3)、傳動輪系機構(4)和轉動軸(5)的具體結構有圖3給出。在圖3中，G是石英振蕩器，Cg是微調電容，其作用是通過調節其容量，使石英晶體得到準確的固有頻率，藉以調校地球儀的旋轉精度，當電池向CMOS集成電路(1)供電時，晶振時鐘電路開始工作，由CMOS集成電路(1)向步進電機輸入雙向脈衝信號，使轉子(3)作間歇性轉動，這裡，轉子(3)固定在線圈和定子(2)中。轉子齒軸(4)帶動傳動輪和傳動齒軸(5)轉動，傳動齒軸帶動秒輪和秒齒軸(6)轉動，秒齒軸帶動過輪和過齒軸(7)轉動，過齒軸帶動分輪和分齒軸(8)轉動，分齒軸帶動跨輪和跨齒軸(9)轉動，跨齒軸帶動地球儀的轉動軸(10)轉動，這樣逐級減速後，轉動軸(10)就以1周／24小時的速度帶動地球儀轉動。
傳動輪系中應符合下列三條原則第一，轉子齒軸(4)→秒輪(6)有一個1／30的固定比值。
即(轉子齒軸(1)齒數／傳動輪(5)齒數)×(傳動齒軸(5)齒數／秒輪(6)齒數)＝(8／50)×(10／43)＝1／30。
第二，秒齒軸(6)→分輪(8)也有1／60的固定比值。
即(秒齒軸(6)齒數／過輪(7)齒數)×(過齒軸(7)齒數／分輪(8)齒數)＝(7／60)×(8／56)＝1／60。
第三，從分齒軸(8)→轉動軸(10)應符合1／24的比值。
即(分齒軸(8)齒數／跨輪(9)齒數)×(跨齒軸(9)齒數／轉動軸(10)齒數)＝(10／30)×(4／32)＝1／24。
由於本實用新型裝置與地球同速同向運轉，並配有相應的電子顯示系統顯示運轉時間。因此，地球時鐘有十分廣闊的應用前景，特別是青少年，開始學習地理知識時，地球時鐘可以更快更準確地促進其對地理知識的學習。擺在家庭中，可以提供時間，也裝飾美化環境，豐富地理科學知識，從而產生積極的社會效果。
權利要求1.本實用新型設計是一種地球儀隨時間按地球同步速度運轉的裝置，其特徵是一個能報時的數字式電子表(2)固定在橢圓形底坐(1)上，支撐杆(5)固定在底坐另一端固定支架(3)上，形成倒「N」字形骨架，地球儀(4)就裝在支撐杆(5)上。
2.按權利要求1所述的裝置，其特徵在於地球儀的轉動是由石英鐘電路(1)及步進電機(2)(3)、轉子齒軸(4)帶動傳動輪和傳動齒軸(5)轉動，傳動齒軸帶動秒輪和秒齒軸(6)轉動，秒齒軸帶動過輪和過齒軸(7)轉動，過齒軸帶動分輪和分齒軸(8)轉動，分齒軸帶動跨輪和跨齒軸(9)轉動，跨齒軸帶動地球儀的轉動軸(10)轉動，依次逐級減速後，轉動軸(10)就以1周／24小時的速度帶動地球儀轉動。
3.按權利要求1所述的裝置，在底坐(1)上裝有整點自動報時數字表(2)，同步顯示地球儀北京位置與太陽相對位置的時間。
專利摘要本實用新型設計提供了一種地球儀隨數字鐘同步旋轉的新裝置，其特點是地球儀邊轉動，邊顯示相應地區的當地時間。
本裝置利用石英鐘電路及傳動齒輪，作計時和驅動地球儀轉動的器件，使地球儀每24小時轉動一周，與地球同速同向運轉，達到與地球自然狀況相一致。因此，該裝置揭示了地球自轉與時間的關係，使人們清楚地了解黑夜與白天我們所處地理位置與太陽相對位置變化的關係，豐富地理科學知識，從而產生積極的社會效果。
文檔編號G09B27/08GK2141921SQ9224029
公開日1993年9月8日 申請日期1992年12月28日 優先權日1992年12月28日
發明者張相春, 姚鴻霖, 張洪澤 申請人:張相春