本實(shí)用新型是一種太陽、地球、月球在天空中的相互位置、特別是三者相對運(yùn)動(dòng)的模型。
在中小學(xué)的天文、地理、自然常識(shí)課程教學(xué)中，首先要涉及到我們?nèi)祟惥幼〉牡厍颍约芭c人類息息相關(guān)的太陽、月球等太陽系中的天體。在太陽系中，地球的自轉(zhuǎn)軸傾斜于它圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面（即黃道面），并且地球的自轉(zhuǎn)軸在天空中永遠(yuǎn)指向一個(gè)方向（其北極指向北極星），這就使得地球上產(chǎn)生了四季交替的季節(jié)。月球圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于月球表面被太陽光照射的一面相對于地球的位置的變化，人們在地球上因之能夠看到不同的月相。
為了反映地球表面的地理狀況，人們創(chuàng)造了地球的模型－－地球儀。但是，地球儀是一種相對靜止的模型，它只能繞自身的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不能表示出它與太陽、月球在天空中的相互位置特別是三者相對運(yùn)動(dòng)的情況。令初學(xué)者難以理解的是由于地球自轉(zhuǎn)軸傾斜于黃道面，而使地球上產(chǎn)生季節(jié)的變化。
本實(shí)用新型的目的是提供一種模型，它能模擬太陽系中地球的自轉(zhuǎn)并圍繞太陽公轉(zhuǎn)和月球圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，直觀地表示出太陽、地球、月球在天空中的相互位置及三者相對運(yùn)動(dòng)的情況。這種模型可作為中小學(xué)的天文、地理、自然常識(shí)課程的教具。
上述目的的實(shí)現(xiàn)方案是：用一個(gè)微型驅(qū)動(dòng)裝置最好是微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一套變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別使地球模型（直接用地球儀代替）、月球模型按照所需要的方式運(yùn)動(dòng)，并且圍繞太陽模型轉(zhuǎn)動(dòng)。
這種模型與單純的地球儀相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：它能表示出地球和月球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的特征，即地球運(yùn)動(dòng)時(shí)其自轉(zhuǎn)軸傾斜于公轉(zhuǎn)軌道平面并且永遠(yuǎn)指向天空的一個(gè)方向，從而由地球上某地的太陽赤經(jīng)高度的變化間接地反映出季節(jié)的變化；月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周，其自轉(zhuǎn)亦一周，表現(xiàn)出月球總是以恒定的一半面向地球，人們在地球上只能看到月球的一面而看不到另一半面的形狀。當(dāng)太陽模型發(fā)出的光線照射地球儀和月球模型時(shí)，能夠反映出地球上的白天、黑夜，在地球上看到月球的不同月相。
附圖是實(shí)用新型的實(shí)施例。
附圖1：太陽地球月球相對運(yùn)動(dòng)模型的側(cè)視圖。
附圖2：附圖1中傳動(dòng)箱［11］的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3：附圖2中內(nèi)部零件布置的A向視圖。
附圖4：附圖1中隨動(dòng)箱［2］的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5：附圖4的俯視剖視圖。
工作原理如下：
附圖1描述了模型的外形結(jié)構(gòu)。模型由圓形底板［1］、太陽模型［4］、地球儀［6］、月球模型［7］、傳動(dòng)箱［11］、隨動(dòng)箱［2］等組成，底板［1］的邊緣上標(biāo)明地球上的各個(gè)節(jié)氣名稱。太陽模型［4］為一球形燈罩，內(nèi)部裝有燈泡［5］，通過導(dǎo)線接上電源發(fā)出光線模擬太陽光照射到地球儀［6］和月球模型［7］上，太陽模型［4］由空心桿［3］支承于底板［1］的中心上方，桿［3］固定在底板［1］上。地球儀［6］固定在軸［9］的上端，軸〔9〕的軸線對水平面傾斜一個(gè)角度（等于地球自轉(zhuǎn)軸對黃道面的傾斜角）。月球模型〔7〕用彎桿〔8〕固定在空心軸〔10〕上，空心軸〔10〕套在軸〔9〕外面，兩者可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)，并且兩軸都伸入傳動(dòng)箱〔11〕內(nèi)，由內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，分別表示地球的自轉(zhuǎn)和月球圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。軸〔13〕將傳動(dòng)箱〔11〕內(nèi)的運(yùn)動(dòng)傳遞到隨動(dòng)箱〔2〕內(nèi)，于是隨動(dòng)箱〔2〕帶著傳動(dòng)箱〔11〕、地球儀〔6〕、月球模型〔7〕等圍繞桿〔3〕轉(zhuǎn)動(dòng)，表示地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)。支承環(huán)［12］用于防止傳動(dòng)箱［11］傾斜，小滾輪［14］支承所有運(yùn)動(dòng)部件的重量，防止隨動(dòng)箱［2］的端部下垂。
附圖2和附圖3描述了傳動(dòng)箱［11］的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。微型電動(dòng)機(jī)［35〕由電池〔15〕驅(qū)動(dòng)，通過蝸桿〔33〕、〔16〕和蝸輪〔34〕、〔23〕兩級減速后帶動(dòng)空心軸［20］轉(zhuǎn)動(dòng)，軸〔9〕插入空心軸〔20〕內(nèi)孔中，并與之聯(lián)為一體，所以地球儀〔6〕隨空心軸〔20〕一起轉(zhuǎn)動(dòng)（這相當(dāng)于地球的自轉(zhuǎn)）。小齒輪［21］固定在空心軸［20］上，大齒輪〔24］和小齒輪〔22〕、［28］固定在軸［29］上，空心軸［20］轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由小齒輪［21］帶動(dòng)軸［29］轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在空心軸［10］上的大齒輪〔19〕由小齒輪［22］帶動(dòng)，空心軸［10］轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過彎桿［8］帶動(dòng)月球模型［7］圍繞地球儀〔6〕轉(zhuǎn)動(dòng)。通過小齒輪〔21〕、〔22〕和大齒輪［24］、〔19］兩級減速，地球儀［6］轉(zhuǎn)動(dòng)（自轉(zhuǎn)）了若干周后月球模型才繞它轉(zhuǎn)一周（相當(dāng)于夏歷一個(gè)月有若干天），同時(shí)月球模型總是以恒定的一半面向地球儀。大齒輪〔25〕和小齒輪〔26〕固定在軸〔27〕上，軸〔29〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由小齒輪〔28〕帶動(dòng)軸〔27〕，固定在軸〔31〕上的大齒輪〔30〕由小齒輪〔26〕帶動(dòng)使軸〔31〕轉(zhuǎn)動(dòng)，軸〔31〕的上端插入空心軸〔20〕內(nèi)孔中，并能相對于空心軸〔20〕轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼球〔18〕起支承和減輕摩擦的作用，軸〔31〕的下端通過萬向聯(lián)軸節(jié)〔32〕與軸〔13〕聯(lián)接，帶動(dòng)軸〔13〕轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)箱內(nèi)的各個(gè)零部件裝置在外殼〔36〕中。
所有轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為附圖中相應(yīng)的箭頭方向所示。
附圖4和附圖5描述了隨動(dòng)箱〔2〕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。齒輪〔38〕、〔39〕、〔41〕齒數(shù)相同，裝在外殼〔37〕內(nèi)，齒輪〔38〕固定在桿〔3〕上，因?yàn)闂U〔3〕固定在底板〔1〕上，所以齒輪〔38〕對于底板〔1〕也是固定的，不能相對于底板〔1〕轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪〔39〕是橋輪，齒輪〔41〕企圖使齒輪〔38〕與其同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但齒輪〔38〕是固定不動(dòng)的，于是齒輪〔41〕只得帶動(dòng)整個(gè)隨動(dòng)箱〔2〕圍繞齒輪〔38〕作反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到使球儀〔6〕圍繞太陽模型〔4〕公轉(zhuǎn)的目的。因?yàn)辇X輪〔38〕、〔41〕的齒數(shù)相同，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)原理，軸〔13〕的絕對轉(zhuǎn)動(dòng)量為零，所以軸〔31〕的空間傾斜方向始終不變，從而保持地球儀〔6〕的自轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向天空的一個(gè)方向。從空心軸〔20〕到軸〔31〕通過三級齒輪減速，地球儀〔6〕需要自轉(zhuǎn)一定的轉(zhuǎn)數(shù)后，隨動(dòng)箱〔2〕才能圍繞桿〔3〕公轉(zhuǎn)一周（相當(dāng)于一個(gè)回歸年有一定的天數(shù)）。
1、太陽、地球、月球在天空中的相互位置，特別是三者相對運(yùn)動(dòng)的模型，它有底板[1]、太陽模型[4]、地球儀[6]和月球模型[7]，以及使地球儀[6]和月球模型[7]轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)箱[11]和隨動(dòng)箱[2]。其特征是：地球儀[6]固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸[9]上，月球模型[7]位于地球儀[6]的外側(cè)，并通過連桿固定在與軸[9]同心且能繞軸[9]轉(zhuǎn)動(dòng)的空心軸[10]上，軸[9]通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)軸[10]轉(zhuǎn)動(dòng)；軸[9]傾斜于底板[1]平面；軸[9]又通過齒輪傳動(dòng)及萬向聯(lián)軸節(jié)[32]帶動(dòng)軸[13]轉(zhuǎn)動(dòng)，并由齒數(shù)相同的兩個(gè)齒輪[38]、[41]將軸[13]的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸[13]帶動(dòng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)部分以相反的方向繞固定的桿[3]運(yùn)轉(zhuǎn)，并且保持傳動(dòng)箱[11]和軸[9]在空間的方向始終不變；傳動(dòng)箱[11]內(nèi)部有驅(qū)動(dòng)地球儀[6]和月球模型[7]轉(zhuǎn)動(dòng)的微型電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型，其特征是：軸〔9〕對于底板〔1〕平面的傾斜角等于地球自轉(zhuǎn)軸對黃道面的傾斜角。