[发明专利]一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪及其演示方法

权利要求书

1.一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，包括地球仪半透明球面(1)、球内竖直转轴(2)、南北极转轴(8)、空心弧杆(9)、地球仪空心支架(12)、地球仪底座(13)，所述地球仪半透明球面(1)安装在地球仪空心支架(12)内，所述地球仪空心支架(12)通过支撑立柱固定在地球仪底座(13)上，所述球内竖直转轴(2)设置在地球仪半透明球面(1)内部中心处，所述球内竖直转轴(2)两端均通过空心弧杆(9)、南北极转轴(8)安装在地球仪空心支架(12)上；

所述球内竖直转轴(2)上设置有圆形晨昏圈界板(3)，所述圆形晨昏圈界板(2)的圆心处设置水平的太阳直射点指示激光灯(4)，圆形晨昏圈界板(2)上设置有示昼灯(5)；

所述地球仪半透明球面(1)外侧设置有水平的环形节气刻度圈(11)，所述环形节气刻度圈(11)安装在地球仪空心支架(12)上，且环形节气刻度圈(11)的中心点与地球仪半透明球面(1)中心点重合；

所述球内竖直转轴(2)上设置有导电滑环(7)，所述支撑立柱、地球仪空心支架(12)、南北极转轴(8)、空心弧杆(9)内部均设置有电源线并相互串联，所述空心弧杆(9)内的电源线一端通过导电滑环(7)分别与太阳直射点指示激光灯(4)、示昼灯(5)的电源线分别连接。

2.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述圆形晨昏圈界板(3)与球内竖直转轴(2)处于同一平面内，且球内竖直转轴(2)的中心点、与圆形晨昏圈界板(3)的圆心、地球仪半透明球面(1)中心点重合。

3.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述球内竖直转轴(2)两端的空心弧杆(9)均设置在地球仪半透明球面(1)内部。

4.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述南北极转轴(8)设置有两个，分别设置在地球仪半透明球面(1)的南、北极点上。

5.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述环形节气刻度圈(11)与球内竖直转轴(2)垂直，所述环形节气刻度圈(11)上设置有24等分点，并分别刻有春分、清明、谷雨、立夏、芒种、小满、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒、立春、雨水、惊蛰共24节气标识；所述球内竖直转轴(2)、南北极转轴(8)、以及环形节气刻度圈(11)夏至、冬至点共同处于同一平面内。

6.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述支撑立柱内部设置的电源线的一端连接在控制电源上，所述球内竖直转轴(2)通过太阳直射点移动马达(6)控制，使圆形晨昏圈界板(3)自上向下看成逆时针旋转；所述南北极转轴(8)处设置有球面旋转马达(10)，控制地球仪半透明球面(1)由西向东匀速旋转。

7.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述太阳直射点移动马达(6)由设置在支撑立柱、地球仪空心支架(12)、南北极转轴(8)、空心弧杆(9)内的电源信号线提供电源和控制信号，并通过设置在地球仪底座(13)上的开关A控制；所述球面旋转马达(10)由设置在支撑立柱、地球仪空心支架(12)、南北极转轴(8)内的电源信号线提供电源和控制信号，并通过设置在地球仪底座(13)上的开关B控制。

8.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述球内竖直转轴(2)与地球仪半透明球面(1)上的南北极转轴(8)之间夹角为23°26。

9.根据权利要求1所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪，其特征在于，所述地球仪半透明球面(1)上设置有地球经纬度网格线、国家政区界域、地理地形标识。

10.根据权利要求1-9任意一项所述一种具有演示节气与晨昏变化功能的地球仪的演示方法，其特征在于，

接通电源，点亮圆形晨昏圈界板(3)上一侧设置的示昼灯(5)，使地球仪半透明球面(1)被圆形晨昏圈界板(3)分割成亮、暗两个半球；在圆形晨昏圈界板(3)、地球仪半透明球面(1)旋转过程中，地球仪半透明球面(1)上的各区域均处于亮暗不断变化中，即可演示地球仪上的各地方的晨昏变化；关闭圆形晨昏圈界板(3)、地球仪半透明球面(1)的旋转开关，即可实现定点观察一年当中各时段的地球各位置的晨昏情况；

接通电源，点亮圆形晨昏圈界板(3)上一侧圆心处设置的水平的太阳直射点指示激光灯(4)，太阳直射点指示激光灯(4)的光线照射在地球仪半透明球面(1)、以及环形节气刻度圈(11)上，显示在该时刻，太阳直射地球上该位置；在圆形晨昏圈界板(3)、地球仪半透明球面(1)旋转过程中，太阳直射点指示激光灯(4)的光线在环形节气刻度圈(11)上不断移动并依次经过24节气标识点，同时太阳直射点指示激光灯(4)光线在地球仪半透明球面(1)上的南回归线至北回归线之间不断移动，以此演示在一年当中各节气时段的太阳直射点的位置变化；

在圆形晨昏圈界板(3)、地球仪半透明球面(1)旋转过程中，结合太阳直射点指示激光灯(4)、示昼灯(5)，可演示在一年当中各节气时段的全球昼夜交替变化规律；在太阳直射点指示激光灯(4)照射地球仪半透明球面(1)上北回归线时，表示太阳直射地球北回归线，此时地球仪半透明球面(1)上北极圈内地区处于照亮状态，南极圈内地区处于黑暗状态，以此演示地球极昼、极夜现象；

在圆形晨昏圈界板(3)、地球仪半透明球面(1)旋转过程中，通过计算地球仪半透明球面(1)上某地所在纬线自越过晨昏线进入白昼开始到再次越过晨昏线进入黑夜结束所跨过的经度除以15，或者直接观察该地所在纬线圆在位于昼半球的部分与纬线圆周的比值乘以24，均为该地白昼时间，以演示计算实现地球上任意地点在任意时节的白昼时间。