CN110060565A - 带地平高度及方位角调节机构的天球仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于科普及教学用仪器，特别涉及一种带地平高度及方位角调节机构的天球仪。该天球仪的天球模型内设置的调节机构能够调节天地球极轴与地平面模型成任意的夹角，满足适应任意地理纬度的天体运动运行情况演示的需要，该天球仪的极轴及地平面模型可随着子午圈自由方便快捷地安装调整到需要演示的任意地理纬度，全球通用。该天球仪由于在天球模型内设置了地平高度圈、方位角线、方位角盘、天顶垂线等，能够精确地演示给出任意地理纬度位置任意天体在任意时间的地平高度及方位角的准确数值，为天文观测尽快找到目标带来极大方便，为找星寻星的天文爱好者给与极大正确清晰指导，为天文教学给与极大帮助。

Description

带地平高度及方位角调节机构的天球仪

技术领域

本发明属于科普及教学用仪器，特别涉及一种带地平高度及方位角调节机构的天球仪。

背景技术

天球仪是天文教学、天文科普用的仪器，是指导人们在海陆空航行的仪器。已有的天球仪在演示时只能估计判断给出天体的大约地平高度和方位角位置，不能对任意城市或地理纬度的对应地点给出天体严格准确的地平高度和方位角数值，影响天文观测寻找天体和天文教学的的质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种方便准确识别天体位置，有利于科普、教学，可快捷演示的带地平高度及方位角调节机构的天球仪。

本发明解决技术问题采用的技术方案

带地平高度及方位角调节机构的天球仪包括：底座、支柱、支架、地球模型、地平面模型、方位角盘、天体地平高度圈及方位角线球、天球模型、子午圈、地平面支撑、连接支撑轴，其特点是，在支柱的顶端圆周面上设有成90°的四个1/4圆弧形支架，在支架上面固定设有带角度刻线的地平圈，在地平圈外围成90°设东西南北四个方向标记凸台。在地平圈的内圈南北方向设有南卡口、北卡口，子午圈卡装在南卡口、北卡口和支柱顶端设的卡口一上，在子午圈上设有天球模型赤纬线刻度，在天球模型内设有圆形地平面模型，地平面模型上面设方位角盘，地平面模型下面设有地平面支撑，在地平面支撑上设有滑动锁套及顶丝，在地平面模型上设有天体地平高度圈及方位角线球，该球是个半球，天体地平高度圈及方位角线球的边口与地平面模型边缘固定连接，地平高度圈平行地平面模型，在地球模型的赤道直径两端地平面模型东西方向安装连接支撑轴，连接支撑轴固定在地平面模型上，在子午圈上天地球极轴端点处设有防极轴转动顶丝，在天体地平高度圈及方位角线球的正上方设天顶点，在天顶点处设天顶垂线，天顶垂线垂直地平面模型，指向地球模型球心，在天体地平高度圈及方位角线球上，沿子午圈从地平面模型北点起至天顶点开有 0°至90°的子午豁槽，使天地球极轴在其内滑动，天地球极轴穿过地球模型和天球模型极点，在天球模型上与天地球极轴垂直的大圆为天赤道，与天赤道成23.43°的大圆是黄道，在天赤道上设有按每小时分成的24个刻度，每小时刻度内分成60个分刻度，每一刻度对应1分钟时间，在子午圈上0°位置与天赤道对应位置设有天赤道时间读取指针，在黄道上设太阳每日位置标识的刻度。在天体地平高度圈及方位角线球上水平设有不同高度的地平高度圈，地平高度圈均平行地平面模型，在天体地平高度圈及方位角线球的球面上过天顶点沿大圆线下垂至地平面模型上的方位角盘边缘刻度处设有方位角线，方位角线刻度数与方位角盘刻度数一致，方位角线所在平面垂直地平面模型。

本发明的有益效果

1.该天球仪的天球模型内设置的调节机构能够调节天地球极轴与地平面模型成任意的夹角，满足适应任意地理纬度的天体运动运行情况演示的需要，该天球仪的天地球极轴、地平面模型、天体地平高度圈及方位角线球、天球模型可随着子午圈自由方便快捷地安装调整到需要演示的任意地理纬度，全球通用。

2.该天球仪由于在天球模型内设置了地平高度圈、方位角线、方位角盘、天顶垂线等，能够精确地演示给出任意地理纬度位置任意天体在任意时间的地平高度及方位角的准确数值，为天文观测尽快找到目标带来极大方便，为找星寻星的天文爱好者给与极大正确清晰指导，为天文教学给与极大帮助，从此，任何地点的天体位置再也不是模糊的概念。

3.由于天球模型内设置了地平面模型，使用该天球仪演示天体运动运行更加接近真实直观，容易理解，非常值得推广应用，经济社会效益双赢。

4.该天球仪设计新颖独特、美观，调节灵活方便，代表天球仪先进的设计和先进的功能。

5.使用时能够精确定位，演示测量天体位置理论上无误差，实际误差很小。演示时让人感到，该天球仪简便易用，功能强大。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是带地平高度及方位角调节机构的天球仪结构主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中I处放大图。

图中，1-底座；2-支柱；2-1-卡口一；2-2-支架；3-防极轴转动顶丝；4-天地球极轴；5-滑动锁套及顶丝；6-地平圈；6-1-北卡口；6-2-南卡口；6-3-方向标记凸台；7-地平面模型；8-子午圈；8-1-子午圈天球模型赤纬线刻度；8-2-天赤道时间读取指针；9-天球模型；10-天体地平高度圈及方位角线球；10-1-地平高度圈；10-2-方位角线； 10-3-天顶点；10-4-天顶垂线； 11-方位角盘；12-地球模型；13-地平面支撑；13-1-角度刻线；14-天赤道；15-黄道；16连接支撑轴；17-子午豁槽滑块；18-子午豁槽。

具体实施方式

实施例，参照附图1、图2、图3，带地平高度及方位角调节机构的天球仪是在底座1上装有可拆卸的支柱2，在支柱2的顶端水平设卡口一2-1，在支柱2的顶端圆周面上设有成90°固定的四个1/4圆环形支架2-2。在支架2-2上面固定设有带角度刻度的地平圈6，在地平圈6外围成90°设东西南北四个方向标记凸台6-3，在地平圈6的内圈的北南方向分别设北卡口6-1和南卡口6-2，子午圈8可任意旋转或调换位置卡装在卡口一2-1、北卡口6-1和南卡口6-2三个卡口上。在子午圈8上设有子午圈天球模型赤纬线刻度8-1 。在天球模型9内，地平面模型下方固定设有半圆环形地平面支撑13，在地平面支撑13上用滑动锁套及顶丝5调节固定天地球极轴4与地平面模型7的夹角。在子午圈8上用防极轴转动顶丝3固定天地球极轴4防止其转动。地平面模型7上方的天地球极轴4设有子午豁槽滑块17穿过天体地平高度圈及方位角线球10上的子午豁槽18，天地球极轴4及子午豁槽滑块17可以在子午豁槽18中从地平高度0°至90°范围内滑动，以调节极轴4与地平面模型7的夹角，以便调节与该天球仪演示所在地的地理位置的纬度相适应。在地平面模型7上面固定连接天体地平高度圈及方位角线球10。天地球极轴4同轴装有过极点的天球模型9和地球模型12，在方位角盘11和地平面模型7的中央是地球模型12，地球模型12上刻有纬度线，在地球模型12的赤道直径上设东、西两个连接支撑轴16，用以连接支撑地球模型12和地平面模型7，并以此二轴为基线调节天地球极轴4与地平面模型7的夹角。方位角盘11带有角度刻线，设在天体地平高度圈及方位角线球10的下边。在天球模型9上成360°设有天赤道14，与天赤道14成23.43°角围绕天球模型9设有黄道15。在天赤道14上设有按每小时或每15°分成的24个刻度，每小时或每15°再分成60个刻度，这样，每个刻度表示1分钟。在子午圈8上与天赤道14对应的0°位置设有天赤道时间读取指针8-2，以此结合某天体出没时间或中天时间，用以推算任意时间天体位置。在黄道15上设有太阳每天位置标识刻度。在天体地平高度圈及方位角线球10的正上方为天顶点10-3，从天顶点10-3垂直到地平面模型7的中心设有天顶垂线10-4。在天体地平高度圈及方位角线球10上平行地平面模型7的不同高度位置设有地平高度圈10-1，过天顶点10-3在球10表面圆弧下垂至地平面模型7上的方位角盘11边缘处与对应刻度设有方位角线10-2。天球模型9、天体地平高度圈及方位角线球10和方位角盘11均采用透明的工程塑料制成，便于观察确定天体的地平高度和方位角数值。

带地平高度及方位角调节机构的天球仪的使用方法

一、天球内地平面型与天地球极轴的调节

使用时，天球模型9内的天地球极轴4与地平面模型7所成的角要调节成与所演示的地理纬度一致。如果地理纬度是α，那么，天地球极轴4与地平面模型7的夹角就是α。调节时，根据地平面模型7下面的半圆环形地平面支撑13上的角度刻线13-1找好对应的纬度位置值，把滑动锁套及顶丝5滑动到该位置拧紧顶丝固定，同时使地平面模型7上面的天地球极轴4上的子午豁槽滑块17滑动到地平高度圈及方位角线球10上的地平高度位置与地理纬度相等。然后，把天球模型9的两个半球的极点穿到天地球极轴4上接合好固定，之后，安装到子午圈8上，使天顶点10-3与子午圈8上下相重合。为防止天地球极轴4转动，在子午圈8上天地球极轴4端点处部位用防极轴转动顶丝3固定即可。

二、子午圈的放置方法

上述一叙述的过程完成后，天球仪的核心部件固定在了子午圈8上，只要把子午圈8正确地放置在支架的三个卡口6-1、6-2、2-1上即可。放置时对准南北卡口，使子午圈平面竖直插入三个卡口，到位后，天球模型9内地平面模型7与地平圈6在同一平面。

三、确定天体的地平高度和方位角的方法

所在的地理纬度确定后，天体的位置与时间密切相关，时间不同天体的地平高度和方位角也不同。由于地球的自传转动是按照每4分钟1°均匀转动的，相对于天球每4分钟绕着极轴转1°。在该天球仪天赤道14上设置了一周24小时时圈时间刻度，每小时又增设置了60个时间刻度，即每个刻度为1分钟。在子午圈8上0°位置，即与天赤道14对应的位置，设有天赤道时间读取指针8-2。这样，就可以根据某一天体的出没时间或中天时间用该天球仪真实模拟演示任意时间的星空。由于在贴近该天球模型9内部球面处设置了天体地平高度圈和方位角线球，布设了地平高度圈网和方位角线网，模拟演示过程中所有天体的地平高度和方位角都十分精确的被展现出来。太阳是我们的常见天体，地球上任意地点太阳每天的出没和中天时刻非常容易在网络和书籍中查得，在该天球仪天球模型9的黄道上设有太阳每天运行动态位置刻度标识，这样，就可以以太阳的出没或中天时间来演示其它天体在任意时间的地平高度和方位角。

Claims (4)

1.一种带地平高度及方位角调节机构的天球仪，包括底座（1）、支柱（2）、支架（2-2）、地球模型（12）、地平面模型（7）、方位角盘（11）、天体地平高度圈及方位角线球（10）、天球模型（9）、子午圈（8）、地平面支撑（13）、滑动锁套及顶丝（5）、连接支撑轴（16），其特征在于，在支柱（2）的顶端圆周面上设有成90°的四个1/4圆弧形支架（2-2），在支架（2-2）上面固定设有带角度刻线的地平圈（6），在地平圈（6）外围成90°设东西南北四个方向标记凸台（6-3），在地平圈（6）的内圈南北方向设有南卡口（6-2）、北卡口（6-1），子午圈（8）卡装在南卡口（6-2）、北卡口（6-1）和支柱（2）顶端设的卡口一（2-1）上，在子午圈（8）上设有天球模型赤纬刻度（8-1），在天球模型（9）内设有圆形地平面模型（7），地平面模型（7）上面设方位角盘（11），地平面模型（7）下面设有地平面支撑（13），在地平面支撑（13）上设有滑动锁套及顶丝（5），在地平面模型（7）上设有天体地平高度圈及方位角线球（10），该球是个半球，天体地平高度圈及方位角线球（10）边口与地平面模型（7）边缘固定连接，在地球模型（12）的赤道直径两端地平面模型（7）东西方向安装连接支撑轴（16），连接支撑轴（16）固定在地平面模型（7）上，在子午圈（8）上天地球极轴（4）端点处设有防极轴转动顶丝（3），在天体地平高度圈及方位角线球（10）的正上方设天顶点（10-3），在天体地平高度圈及方位角线球（10）上，沿子午圈（8）从地平面模型（7）北点起至天顶点开有 0°至90°的子午豁槽（18），使天地球极轴（4）在其内滑动，天地球极轴（4）穿过地球模型（12）和天球模型（9）极点，在天球模型（9）上与天地球极轴（4）垂直的大圆为天赤道（14），与天赤道（14）成23.43°的大圆是黄道（15），在子午圈（8）上0°位置与天赤道（14）对应位置设有天赤道时间读取指针（8-2），在黄道（15）上设太阳每日位置标识的刻度，在天体地平高度圈及方位角线球（10）上水平设有不同高度的地平高度圈（10-1），地平高度圈（10-1）均平行地平面模型（7），在天体地平高度圈及方位角线球（10）的球面上过天顶点（10-3）沿大圆线下垂至地平面模型（7）上的方位角盘（11）边缘刻度处设有方位角线（10-2）。

2.根据权利要求1所述的带地平高度及方位角调节机构的天球仪，其特征在于，在天顶点（10-3）处设天顶垂线（10-4），天顶垂线（10-4）垂直地平面模型（7），指向地球模型（12）球心。

3.根据权利要求1所述的带地平高度及方位角调节机构的天球仪，其特征在于，在天赤道（14）上设有按每小时分成的24个刻度，每小时刻度内分成60个分刻度，每一刻度对应1分钟时间。

4.根据权利要求1所述的带地平高度及方位角调节机构的天球仪，其特征在于，地平高度圈（10-1）平行地平面模型（7），方位角线（10-2）刻度数与方位角盘（11）刻度数一致，方位角线（10-2）所在平面垂直地平面模型（7）。