Действующая модель системы "солнце - земля - луна"
Изобретение относится к области образования. Модель системы включает глобусы Земли и Луны. В центре тяжести системы "Земля-Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля-Луна". Коленчатый вал укреплен в кривошипе под углом к эклиптике и обеспечивает отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателитовых передач. Две другие ременно-сателитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды. Четвертая ременно-сателитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля-Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателитовой и конической зубчатой передач. К основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля-Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца. К раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна". 3 ил.
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к области производства физических приборов для Министерства образования, а также может относиться к областям производств живых рекламных щитов, видеоклипов для образования и для ТВ, заставок для компьютера, детских игрушек-конструкторов, сувениров с рекламными щитами, календарей лунных и других, аттракционов для парков культуры и отдыха.
Известны два варианта действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна» (последний из них называется «Теллурий»), которые не способны более точно копировать действий живой системы «Солнце-Земля-Луна», как этого делает и показывает заявленное изобретение.
Известна схема системы «Земля-Луна» из учебника «Физика, 8 класс» (1988 года).
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является модель системы "Солнце-Земля-Луна", включающая кронштейны, водило-радиус, электрический мотор-редуктор, связанный валом ременной передачи водила-радиуса системы "Земля-Луна, для вращения ее вокруг Солнца, ременно-сателитовые передачи, имеющие по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через водило-радиус, и две ременно-сателитовые передачи, расположенные на двух уровнях и обеспечивающие постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды (см. документ SU №1781696, кл. G09B 27/00, 1992).
Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение качества и уровня образования и культуры детей и взрослых людей в школах, на улицах, в домах, на аттракционах парков культуры и отдыха.
Техническим результатом изобретения является повышение точности моделирования движения системы «Солнце-Земля-Луна».
Указанный технический результат достигается тем, что действующая модель системы "Солнце-Земля-Луна", включает глобусы Земли и Луны, кронштейны, водила-радиусы, комбинированный редуктор, включающий съемную рукоятку или электрический мотор-редуктор, связанные с ведущим валом конической зубчатой передачи водило-радиуса системы "Земля-Луна, для вращения ее вокруг Солнца, коническую зубчатую передачу, при этом ременно-сателитовые передачи имеют по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через центр водила-радиуса, а сателлиты установлены на одной оси, причем в центре тяжести системы "Земля-Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля-Луна", укрепленный в кривошипе под углом к эклиптике, обеспечивающий отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателитовых передач, при этом две другие ременно-сателитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды, а четвертая ременно-сателитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля-Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателитовой и конической зубчатой передач, к основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля-Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца, а к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна".
Заявленное изобретение помогает увидеть следующие действия живой системы «Солнце-Земля-Луна»:
1) обращение системы «Земля-Луна» вокруг Солнца;
2) вращение системы «Земля-Луна» вокруг собственного центра тяжести;
3) вращение или движение Земли вокруг пяти осей одновременно;
4) затмение Солнца;
5) затмение Луны;
6) отклонение орбиты Луны от эклиптики;
7) изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра тяжести системы «Земля-Луна»;
8) сохранение 23,5 градусного наклона оси суточного вращения Земли в сторону Полярной звезды постоянно;
9) смена времен года: зима-весна-лето-осень;
10) смена дня и ночи;
11) вращение системы «Солнце-Земля-Луна» вокруг центра тяжести Галактики, это вращение можно увидеть тогда, когда учитель на руках вращает вокруг своей оси действующую модель системы «Солнце-Земля-Луна».
Изобретение поясняется фиг.1-3.
Краткое описание кинематической схемы действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна».
В состав комбинированного редуктора входят следующие передачи:
1) прямая передача от съемной рукоятки автомобильного типа или
2) ременная передача от вала электрического мотора-редуктора к ведущему валу
3) конической зубчатой передачи водила-радиуса системы «Земля-Луна», которые сообща вращают систему «Земля-Луна» вокруг оси O1;
4) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 1:18, с помощью коленчатого вала, имеющего наклоненную ось системы «Земля-Луна», завернутую в кривошип под углом к эклиптике, обеспечивает отклонение орбиты Луны от эклиптики на 5 градусов 9 минут (совершает один оборот за 18,1 лет);
5) ременно-сателлитовая передача, с передаточным отношением 1:1 от оси O1 к оси O2 и
6) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 1:1 от оси О2 к оси O5, расположенные на двух этажах и соединенные между собой промежуточным пустотелым валиком, сообща обеспечивают постоянный наклон оси O4 в сторону Полярной звезды;
7) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 12,38 от оси O1 к оси О3, во-первых, обеспечивает один оборот системы «Земля-Луна» вокруг оси О3 за 29,5 суток, во-вторых, обеспечивает суточное вращение Земли вокруг наклоненной оси 04, с помощью
8) ременно-сателлитовой передачи от оси O2 к оси О5 и с помощью
9) конической зубчато-сателлитовой передачи от оси O5 к оси O4; но, к сожалению, передаточное отношение 29,5:1 в этих двух передачах заявленного изобретения трудно осуществимая задача, поэтому в этих двух передачах придется установить возможные передаточные отношения без ущерба изобретению;
10) прямая передача - рычаг, присоединяющий к оси O1 основания кулачок орбиты Луны с помощью металлической проволоки прикрепляет к оси O1 основания кулачок яйцеобразной орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна» (совместно со шкивом ременно-сателлитовой передачи суточного вращения Земли вокруг наклоненной оси O4) длинным радиусом в сторону Солнца (ось O1);
11) копирующий ролик, прикрепленный к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна», вращаясь по кулачку орбиты Луны, обеспечивает изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна» с помощью пружины, соединяющей две части изменяемого радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна».
Ременно-сателлитовые редукторы, включенные в состав заявленного изобретения, от планетарного редуктора отличаются тем, что
1) роль общего корпуса комбинированного редуктора выполняют собранные в единую конструкцию основание, кронштейн, корпус конической зубчатой передачи, оси-валики, водилы-радиусы;
2) ролей неподвижных коронных шестерен планетарных редукторов выполняют ремни совместно со шкивами, прикрепленными к основанию через центр водила-радиуса;
3) в ременно-сателлитовой передаче коленчатого вала всего один шкив-сателлит-кривошип, на наклоненной оси которого вращаются одновременно, разными угловыми скоростями, разные стороны, еще два шкива-сателлита других ременно-сателлитовых передач;
4) две ременно-сателлитовые передачи - резиновые кольца - между осью O1 и наклоненной осью О3 работают в условиях постоянного изменения расстояния между осями в результате вращения вокруг оси О2 коленчатого вала (с наклоненной осью системы «Земля-Луна», завернутой в кривошип под углом к эклиптике), предназначенного для обеспечения отклонения орбиты Луны от эклиптики.
Осуществление изобретения, с реализацией указанного заявителем назначения, возможно с помощью чертежей и деталей, приведенных на фигурах 1-3 и в кратком описании чертежей. Сборочные чертежи и детали помогут даже ребенку собрать действующую модель системы «Солнце-Земля-Луна» в детском конструкторе, где вместо глобусов Земли и Луны можно установить корзинки для кукол. А в действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна» аттракциона парка культуры и отдыха вместо глобусов Земли и Луны можно установить кабины для посетителей. Вот тогда людей действительно будут кататься на «Луне».
Краткое описание чертежей.
В состав комбинированного редуктора входят следующие детали и передачи, которые, собранные в единую конструкцию, точнее копируют действий живой системы «Солнце-Земля-Луна».
Фигура 1. Узлы и детали комбинированного редуктора в сборе:
1) основание;
2) электромотор-редуктор со шкивом в сборе - 1-6 об/мин;
3.1)болт М8-2 шт.;
4.1) кронштейн;
5) рукоятка;
6) ведущий валик конической зубчатой передачи;
7.1) шкив;
7.2) шкив;
7.3) шкив;
7.4) шкив;
8) заклепка;
9.1) шестерня, ведущая конической передачи;
10.1) корпус редуктора конической зубчатой передачи;
11.1) шпилька М8;
12) шайба пружинная;
13.1) ремень - кольцо резиновое;
13.2) ремень - кольцо резиновое;
13.3) ремень - кольцо резиновое;
13.4) ремень - кольцо резиновое;
Примечание: Кольца резиновые - самое тонкое место комбинированного редуктора, поэтому собраны как рессоры автомобиля из нескольких «листов» резинки для белья и закреплены с помощью иголки и нитки; удобны, дешевы и всегда в наличии; можно собрать любого размера; ведь дети могут отрезать кольца резиновые назло учителю.
14.1) колесо зубчатое ведомое конической передачи;
4.2) кронштейн фонарика;
15.1) винт М4-2 шт.;
16.1) водило-радиус оси системы «Земля-Луна»;
17) ось-гайка М8;
18.1) гайка М8-2 шт.;
19) проволока ⌀ 2 мм;
20) фонарик карманный.
Фигура 2. Узлы и детали комбинированного редуктора в сборе:
19) проволока ⌀ 2 мм;
21) ролик копирующий;
3.2) болт с двумя гайками М5;
18.2) гайка М5-2 шт.;
22) радиус раздвижной (орбиты Луны);
4.3) кронштейн глобуса Луны;
18.3) гайка Мб-7 шт.;
23) шайба 0 6 мм-3 шт.;
24) глобус Луны;
11.2) шпилька М6;
11.3) шпилька М6;
11.4) шпилька М6;
11.5) шпилька М6;
11.6.1) шпилька пустотелая M10;
11.6.2) шпилька пустотелая M14;
3.3) болт с двумя гайками, М4;
25) пружина;
15.2) винт М4;
7.5.1) шкив-гайка М10;
7.5.2) шкив-кривошип-гайка М6;
7.5.3) шкив-гайка M14;
7.5.4) шкив-гайка М6;
7.6.) шкив;
15.3) винт М3;
26) щит рекламный;
27.1) подшипник скользящий ⌀ 6 мм;
27.2) подшипник скользящий ⌀ 10 мм;
27.3) подшипник скользящий ⌀ 6 мм;
16.1) водило-радиус оси системы «Земля-Луна» вокруг Солнца;
16.2) водило-радус - двухплечивый рычаг системы «Земля-Луна»;
16.3) водило-радиус глобуса Земли;
28) подкладка;
14.2) колесо зубчатое коническое;
29.1) ремень - кольцо резиновое;
29.2) ремень - кольцо резиновое;
29.3) ремень - кольцо резиновое;
29.4) ремень - кольцо резиновое;
29.5) ремень - кольцо резиновое;
30) кулачок орбиты Луны;
11.6.3) шпилька пустотелая;
9.2) шестерня ведомая;
32) глобус Земли.
Фигура 3. Схема кинематическая комбинированного редуктора:
33) передача ременная;
34.1) передача прямая - рукоятка;
34.2) передача прямая - проволока;
35.1) передача зубчатая коническая;
36.1) передача ременно-сателлитовая;
36.2) передача ременно-сателлитовая;
36.3) передача ременно-сателлитовая;
36.4) передача ременно-сателлитовая;
36.5) передача ременно-сателлитовая;
37) передача зубчато-сателлитовая;
38) ролик копирующий раздвижного радиуса Луны.
Действующая модель системы "Солнце - Земля - Луна", включающая глобусы Земли и Луны, кронштейны, водила-радиусы, комбинированный редуктор, включающий съемную рукоятку или электрический мотор-редуктор, связанные с ведущим валом конической зубчатой передачи водило-радиуса системы "Земля - Луна" для вращения ее вокруг Солнца, коническую зубчатую передачу, при этом ременно-сателлитовые передачи имеют по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через центр водило-радиуса, а сателлиты установлены на одной оси, причем в центре тяжести системы "Земля - Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля - Луна", укрепленный в кривошипе под углом к эклиптике, обеспечивающий отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателлитовых передач, при этом две другие ременно-сателлитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды, а четвертая ременно-сателлитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля - Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателлитовой и конической зубчатой передач, к основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля - Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца, а к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля - Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля - Луна".
