技术领域 本发明涉及一种地月演示仪。 背景技术 中学地理课中对于地、月、日的关系是非常重要的，是学生认识太阳系、 宇宙的第一课。现有的课程中都是通过图片和老师讲解，但这对于形象思维能 力尚不晚上的中学生来说很难理解。特别是地球成一定角度围绕太阳自转及公 转导致的四季更替，以及月球运动导致的日食、月食，更是难以理解，只能靠 死记硬背。 发明内容 针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种地月演示仪， 能够形象的演示地球自转和绕太阳公转，以及月球绕地球公转的自然现象。 为了达到上述目的，本发明提出了一种地月演示仪，包括： 包括底座1、设置在地球模型支杆11上的地球模型9、设置在月球模型支杆 16上的月球模型10、太阳直射器54； 所述底座1表面设有地球公转轨道盘55，所述地球公转轨道盘55表面设有可 在其上转动的地月运转器33；所述太阳直射器54通过太阳直射器支架53固定在 所述地球公转轨道盘55表面； 在地月运转器33包括一静筒5，设置在静筒5内的动力轴4的一端固定在 底座1上，静筒5另一端通过连杆19连接滚动支杆56，动力轴4通过驱动杆2 连接的主动轴57；主动轴57带动驱动杆2和连杆19做相对运动，以使静筒5 与动力轴4做相对旋转运动； 月球轨道盘3支撑在静筒5上并能够相对于静筒5旋转，月球模型支杆16 为L型，以使月球模型支杆16上的月球模型10能够绕地球模型9旋转； 地球自转轴13为管状轴，设置在轴承筒14内，地球自转轴13设有一齿轮 与方向齿轮15联动，以使地球自转轴13能够在在轴承筒14内自转；地球自转 轴13内设有地球模型支杆11以使地球模型9自转；轴承筒14与静筒5固定； 地月齿7为一个同轴三齿轮组成的齿轮组，其轴穿过静筒5，且转动支撑 在静筒5上；其中一个齿轮与动力轴4的齿轮相啮合；其中一个齿轮通过伞形 齿轮8的下部柱形齿轮相啮合以将动力传于地球自转轴13；其中一个齿轮与齿 轮筒6的上部齿轮相啮合以将动力传于月球模型10和月球轨道盘3； 伞形齿轮8以动力轴4的轴心为轴心，支撑在静筒5上部的柱体上；其上 部是一个倾角为66.5°伞形齿轮，与方向齿轮15相啮合；下部是一个柱体齿轮， 与地月齿7的上端齿轮相啮合； 齿轮筒6两端设有轮齿，中间设有一对固定轴头；二轴头之轴心线垂直且 经过本筒轴心线；其支撑在静筒5上，以静筒5的轴心线为轴心转动；其上端 之轮齿与地月齿轮7相啮合，其下端的轮齿与变速齿轮18相啮合，带动月球轨 道盘3转动，其中间的固定轴头连接月球支杆16下面的端点； 方向齿轮15支撑在静筒5上，与伞形齿轮8的伞形齿和地球自转轴13上 的一个齿轮相啮合。 作为上述技术方案的优选，所述月球轨道盘3包括圆环及一管形柱体，所 述圆环与所述管形柱体水平横界面有5°夹角；所述管形柱体具有一与所述管形 柱体同心的环形槽，所述槽内外壁设有轮齿且与变速齿18啮合，所述管形柱体 支撑在静筒5上且以静筒5为轴心整体旋转。 作为上述技术方案的优选，还包括阳光有效器35；所述阳光有效器35包括： 外壳32，外壳32包括位于其上部的安装有运动灯杆31的长方体杆槽，以 及安装连柄29的连接面和位于其下部的安装有电机27的电机盒； 所述运动灯杆31设有齿轮，所述齿轮与电机27的齿轮28啮合； 电机27设置于所述外壳32里面的底部，通过齿轮28带动运动灯杆31左 右往复运动； 连柄29设置在所述外壳32的上部。连柄29供阳光有效器35整体连接于 太阳直射器54的转筒。 作为上述技术方案的优选，，所述阳光有效器35的外壳32顶部设有用于改 变电机27的电流方向的电极换向器58。 作为上述技术方案的优选，所述电极换向器58包括： 底板45，底板45一端设有支架44和导体接触片43，另一边设有游动抹槽 38； 上的支架44；副翘杆41和主翘杆42分别设在支架44上，并能够以支架 44的横杆为轴心转动； 所述副翘杆41和主翘杆42为空心管，内装有汞； 导体接触片43设在底板45上，与电机27电链接，并与设置在主翘杆42 两端底部的电路接触片相离合； 主翘杆42两端底面各设有一个电源，且回路相反，并与所述阳光有效器35 电链接； 游动抹槽38内装有游动抹板39，游动抹板39是在一块水平板的两端固定 有两块竖板，中间有一个游动抹40；游动抹板39整体在游动抹槽38内游动； 游动抹40为一曲针，以抹动副翘杆41。 作为上述技术方案的优选，还包括：主计日表47和副记日表12； 所述主计日表47是一个齿轮圆盘，支撑在静筒5上，其侧面设有齿轮与地 球自转轴13上的齿轮平行且相啮合；其盘面设有计量地球自转轴13转动周数 的标记； 所述副计日表12是一个环状盘，固定在静筒5上，其圆心与地球自转轴13 轴心同心，其盘面与地球自转轴13垂直，盘面上设有计日刻度。 作为上述技术方案的优选，还包括天象观察点34；所述天象观察点34包括： 地球模型9、观察点支架24、纬度指针20、观察点21、纬度仪23； 所述观察点支架24弯曲以使上部的观察点2 1的转动部分能够绕地球模型9 的圆心转动；所述观察点支架24底部插入地球自转轴13中并随地球自转轴13 转动；所述观察点支架24上部曲头端点位置对应于与地球模型9的圆心，且所 述上部曲头端通过固定轴与观察点21转动相连，并与纬度仪23固定相连； 观察点21为一圆盘，该圆盘底部设有轴承与观察点支架24的固定轴相连； 纬度仪23为一透明的半圆盘，其圆周上带有刻度，固定在观察点支架24 的固定轴上。 纬度指针20固接在观察点21底部的轴承上，并与观察点21的盘面垂直。 作为上述技术方案的优选，还包括：观察镜36，所述观察镜36包括：两块 全反射棱镜25、凸透镜48、凹透镜49、观察筒26、观察镜支架51和固定钮52； 全反射棱镜25分别位于观察筒26内两端，凸透镜48和凹透镜49位于两 块全反射棱镜25之间，凸透镜48和其一侧的全反射棱镜25构成物镜，凹透镜 49和其一侧的全反射棱镜25构成目镜； 可调节的观察镜支架5 1支撑所述观察镜36。 本发明提出的地月演示仪，能够演示日、地、月关系，直观为使用者提供 天体模型及这些天体模型的运动轨迹，有利于使用者理解。 附图说明 图1为本发明的地月演示仪优选实施例的整体结构示意图； 图2为本发明的地月演示仪优选实施例的地月运转器33的结构示意图； 图3为本发明的地月演示仪优选实施例的阳光有效器35的主视图； 图4为本发明的地月演示仪优选实施例的阳光有效器35左视图； 图5为本发明的地月演示仪优选实施例的天象观察点34示意图； 图6为本发明的地月演示仪优选实施例的观察镜36示意图； 图7为本发明的地月演示仪优选实施例的观察镜支架51示意图； 图8为本发明的地月演示仪优选实施例的电极换向器58放大示意图； 图9为本发明的地月演示仪优选实施例的游动抹板39示意图； 图10为本发明的地月演示仪优选实施例的推动针46示意图； 具体实施方式 下面结合附图对本发明做进一步说明。 本发明优选实施例如图1所示，包括太阳直射器54、地月运转器33、天 象观察点34、阳光有效器35、观察镜36； 太阳直射器54由太阳直射器支架53固定于地球公转轨道盘55的上方。 地月运转器33结构如图2所示，包括： 底坐1与4动力轴下端相接，托起整个地月运转器33。其底部装有滚动轮 未画出，可供地月运转器33在地球公转轨道盘55上转动。 驱动杆2一端与动力轴4固定相连，另一端与主动轴57固定相连。 连杆19一端与静筒5固定相连，另一端与滚动支杆56固定相连。 驱动杆2和连杆19这两个部件，有两方面作用：一方面是使地月运转器 33整体上在地球公转轨道盘55上绕“日”运行；另一方面是将主电机图中未画 出的动力传给地月运转器33，使其内部运动具有动力。 静筒5是本部件一个特制的圆柱状壳体；动力轴4是一个圆柱与圆形齿轮 的组合体。动力轴4装在静筒5内，下端固定在底座1上。静筒5支撑在动力 轴4上，静筒5通过连杆19连接滚动支杆56；动力轴4通过驱动杆2连接地月 演示器的主动轴57。 在地月演示器的运动中，主动轴57带动驱动杆2和连杆19做相对运动， 从而使静筒5与动力轴4做相对旋转运动。在整个运动系统中动力轴4相对于 静筒5的运动正好与本系统中“地球”公转的运动是等速同向的。 地月齿7是一个同轴三齿轮组成的齿轮组。它的轴穿过静筒5，且转动支 撑在静筒5上。中间的一个齿轮与动力轴4的齿轮相啮合；上端的齿轮与伞形 齿轮8的下部柱形齿轮相啮合；最终将动力传于地球自转轴13；它的下端齿轮 与齿轮筒6的上部齿轮相啮合，最终将动力传于月球模型10和月球轨道盘3。 伞形齿轮8的上部是一个伞形齿轮，倾角为66.5°，同地轴与黄道面的倾角 一致；下部是一个柱体齿轮。本齿轮以动力轴4的轴心为轴心，支撑在静筒5 上部的柱体上。它的柱体齿轮与地月齿7的上端齿轮相啮合；它的伞形齿轮与 方向齿轮15相啮合。 方向齿轮15支撑在静筒5上，与伞形齿轮8的伞形齿和地球自转轴13上 的一个齿轮相啮合。其主要作用是使地球自转轴13的转动方向与实际地球自转 方向一致。 地球自转轴13是一个管状轴，其上带有两个齿轮。本轴插在轴承筒14内， 通过轴上的一个齿轮接受方向齿轮15传来的动力，在轴承筒14内自转；另一 个齿轮驱动主计日表47转动。其管状轴内可插进观察点支架24和地球模型支 杆11，以达到让天象观察点34和地球模型9自转的目的。 轴承筒14固定在静筒5上，其轴心线与动力轴4的轴心线在同一平面内， 与伞形齿轮8的倾斜度相同，即与水平面夹角为66.5°。他用以支撑地球自转轴 13，使地球自转轴13在其筒内转动。 副计日表12是一个环状盘，固定在静筒5上，其圆心与地球自转轴13轴 心同心，其盘面与地球自转轴13垂直，盘面上设有计日刻度。本表是配合主计 日表47计日的，用以显示较小的日长。 主计日表47是一个齿轮圆盘，支撑在静筒5上，其侧面设有齿轮与地球自 转轴13上的一个齿轮平行且相啮合，接受地球自转轴13传来的动力而自转。 其盘面设有计量地球自转轴13转动周数的标记，从而显示“地球”运行的日长， 其显示的日长是较大的日长。 齿轮筒6两端设有轮齿，中间设有一对固定轴头。二轴头之轴心线垂直且 经过本筒轴心线。本筒支撑在静筒5上，以静筒5之轴心线为轴心转动。其上 端之轮齿与地月齿轮7相啮合，接受动力轴4传来的动力，其下端的轮齿与变 速齿轮1 8相啮合，带动月球轨道盘3转动，其中间的固定轴头连接月球支杆16 下面的端点，作用有二：一是使月球支杆16能上下转动，二是使月球支杆16 随齿轮筒6转动。 变速齿18是一个双头齿轮，支撑在静筒5上，上部齿轮与齿轮筒6的下端 齿轮相啮合，下部齿轮与月球轨道盘3的管形柱体环状槽的槽内外壁上的轮齿 相啮合，将齿轮筒6传来的动力，传给月球轨道盘3而使其转动。 月球轨道盘3是一个圆环与一个管形柱体的组合体。其上部是一个正圆环 与其管形柱体水平横截面有5°之夹角。其管形柱体有一个与柱体同心的环形槽， 槽内外壁设有轮齿接受变速齿18传来的动力，以达到其顺时针自转的目的。本 轨道盘通过其管形柱体支撑在静筒5上，且以静筒5为轴心整体旋转。 月球支杆16是一个特殊形状的曲杆，其下面端点与齿轮筒6轴式相连接， 可在齿轮筒6上上下转动，轴心线与齿轮筒6的轴心线垂直相交，通过月球轨 道盘3盘面圆心。其曲杆上装有滚动轮17一个，用来在月球轨道盘3上滚动支 撑本支杆，使本支杆在运行中保持平稳状态。本支杆另一端的上部装有月球模 型10。 月球模型10是一个表面粗糙不光亮，不透明的白色小球，装在月球支杆16 的上端，随月球支杆16运动而绕地球观察点34运转。 阳光有效器35结构如图3和图4所示，包括： 外壳32是一个特殊形状的壳体，它包括上端运动灯杆3 1的长方体杆槽， 连柄29的连接面和下端电机27的电机盒。 运动灯杆31的长度等于月球模型10运动轨迹的直径。向着电机27的齿轮 28的面上设有特殊轮齿，与齿轮28相啮合，上面中央处设有安装聚光灯30之 装置。 聚光灯30是一个特制彩色激光灯筒，其发出的光照在月球模型10上色彩 亮丽，有利于教学。 电机27置于外壳32里面的底部，通过齿轮28带动运动灯杆31左右往复 运动。 连柄29接于32外壳之上，供阳光有效器35整体连接于太阳直射器54的 转筒。 外壳32的顶部中央还装有电极换向器58，电极换向器58的作用是改变电 机27的电流方向，即电源的正负极，使电机27的运转方向发生变化。 电极换向器58结构如图8到10所示，包括： 支架44固定在底板45上，副翘杆41和主翘杆42分别设在支架44上，象 翘板一样以支架44的横杆为轴心上下转动。这两根翘杆都是空心管，内装汞一 类在重力作用下在管内能自由向两端移动的比重较大的物质。在主翘杆42来讲， 这种物质的作用是增加翘杆42倒向一边之后的稳定性，增加翘杆端头下面的导 体片与底座导体接触片43的良好接触；在副翘杆41来讲是增加其倒向一边之 后的重力，以便迫使主翘杆42随之倒向一边。 导体接触片43设在底板45上，与电机27相接，且与主翘杆42两端底部 的电路接触片相离合。 主翘杆42两端底面各有一个电源，且回路相反，目的是改变电机27的电 流方向，进而达到改变电机27的运转方向。这两个电源的电路来源于阳光有效 器35。 底板45一边设有支架44、导体接触片43，另一边设有游动抹槽38。 游动抹槽38内装有游动抹板39。 游动抹板39是在一块水平板的两端固定有两块竖板，中间有一个游动抹 40。它们是一个整体，整体在游动抹槽38内游动。 游动抹40是装在游动抹板39中央的一根曲针，供抹动副翘杆41之用。 本部件的使用方法： 在阳光有效器35、运动灯杆31的两端分别装上推动针46，将电极换向 器58装在阳光有效器35的顶部中央处。当运动灯杆31运动时，推动针46就 推动游动抹板39两端的竖板在游动抹槽38内运行，游动抹40也随之运行，当 运行到一定程度时，游动抹40就正好抹动副翘杆41翘起的一端降下去，从而 迫使主翘杆42翘起的一端也降下去，进而达到改变电机27的电流方向，达到 电机27改变运转方向的目的。 天象观察点34结构如图5所示，天象观察点34包括地球模型9，其主体 部件是观察点支架24。本支架是一个特殊形状的曲杆，其弯曲的主要目的是上 部观察点21的转动部分能够绕“地心”“南北”转动。其下部插入地球自转轴 13中并随其转动；其上部曲头端点恰是“地心”，此处通过固定轴与观察点21 转动相连，与纬度仪23固定相连。 观察点21是一个盘，下面设有轴承与观察点支架24上的固定轴相连。它 可以沿“地轴”上下180°转动，表示不同纬度的地平面。 纬度仪23是一个透明的半圆盘，其圆周上带有刻度，与其直径垂直的半径 为0°，然后以“0°”为原点分别向两端刻有0°——90°之刻度。将其装在观察点 支架24的固定轴上，目的是用以显示观察点21所表示的纬度。 纬度指针20装在观察点21底部的轴承上，与观察点21的盘面垂直，在观 察点21与“地轴”平行时其指向纬度仪20的“0”度。其作用是指示观察点21 所表示的纬度地面。 “上”指针22垂直装在观察点21边上，表示观察点21的上空方向。 天象观察点34的主要作用，是让观察者通过观察镜36回到“地球”上观 察本演示器所演示到的月相、日食、月食等现象。 地球模型9是一个球体，与地球模型支杆11固定相连为一体。将地球模型 支杆11插入地球自转轴13内，随其转动。 观察镜36结构如图6和图7所示，观察镜36主要由全反射棱镜25两块、 凸透镜48、凹透镜49、观察筒26及观察镜支架5 1和固定钮52构成，它是 潜望镜和望远镜的组合体。全反射棱镜25分别位于观察筒26内两端，凸透镜 48和凹透镜49位于两块棱镜25之间，凸透镜48和其一侧的全反射棱镜25构 成物镜，凹透镜49和其一侧的全反射棱镜25构成目镜。观察筒26由两部分对 接，可以旋转，目的是便于观察。 观察镜支架51是用于支撑观察镜36的，其高低根据需要可以调整。 使用时将观察镜支架51置于演示盘上的相应位置上，将观察镜36的物镜 一端放在观察点21上，目镜一端放在观察镜支架51上，调好角度用固定钮52 固定好。观察者可以从目镜中看到要演示的现象，也可以利用多媒体摄像头将 观察到的现象投影到银幕上去，让更多的人同时看到要观察的现象。 地月演示器使用方法： 将地月演示器的各个部件连接起来，接通电源，然后将聚光灯30的灯光调 至水平直射“地心”。“地心”位于观察点21的支柄旋转轴心和地球模型9的球 心。 1、演示和月亮有关的现象时，在前面调好的基础上，再通过调整运动灯杆 31将聚光灯30调至对准月球模型10。 演示在地球上观察月球上出现的现象时，在地月运转器33上装上天象观察 点34，利用观察镜36可以从“地球”上观察月球上出现的现象。调整观察点 21可以从不同纬度进行观察。 演示因日、月、地三者的位置关系在地球上出现的现象，在地月运转器33 上装上地球模型9，可直接在地球模型9上看到相应的现象。 2、演示与月亮无关时，地球上产生的一些日照现象时，关掉相应开关，将 聚光灯30保持在外壳32的中央，不做左右运动。其它运动情况保持不变。 当然，本发明还可有其他实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下， 所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些 相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。