本發明涉及一種地理學科中關于四季形成原因的演示教具。為了演示地理學科中地球公轉造成一年四季的現象，獲得最大相似度地再現教科書中插圖情境的演示效果，尤其采用簡單的連桿和齒輪裝置來實現地球在公轉運動中的傾斜方向的穩定性，精確地演示了太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果，而且一具多用：可以演示四季形成，可以演示極晝、極夜的形成，還可以演示地球的遠日點在夏至、近日點在冬至，從而實現一種全新的連桿式多功能四季演示教具。

背景技術：

教科書中關于地球公轉造成一年四季的形成原因，多是采用插圖來說明。然而要學生真正理解這其中的原因，則需要很強的空間運動的想象能力，這一直以來都是學生學習掌握的難點。目前常用的四季演示教具是三星儀，但是三星儀中地球模型太小，很難展示地球公轉中太陽直射點的變化，演示效果不理想。

技術實現要素：

為了能夠在教學過程中更形象直觀地演示四季形成的原因，本發明采用的解決方案是：采用了一個簡單的曲軸和連桿裝置，來控制地球在圍繞太陽做運動時，地球傾斜的方向始終不變，也就是地球北極指向的方向不變，以最大相似度地再現教科書中插圖情境，更好地獲得太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果。

附圖說明

圖1是連桿式多功能四季演示教具結構圖，圖2是連桿式多功能四季演示教具原理圖。

具體實施

結合說明書附圖圖1具體說明：地球公轉軌道設計。地球安裝在一個曲軸的主軸上面，曲軸由上曲軸臂、曲軸連桿軸和下曲軸臂[地球輪]三個部分組成，曲軸的主軸安裝在一個帶柄圓環的搖臂上面，搖臂的圓環套在固定在底板中心的托芯上，推動搖臂，可以讓地球圍繞著托芯的中心點做圓形軌道的公轉。

控制地球傾斜方向的連桿設計。曲軸和連桿共同作用可以控制地球傾斜方向穩定性，連桿的一頭固定在太陽的中心位置。地球繞太陽公轉的軌道被設置成向左偏移的等圓上，向左偏移的量l和曲軸臂的長度l是一致的。連桿可以讓地球公轉時保持傾斜的方向保持一致，如說明書附圖圖2所示：由于地球的軌道偏移到了太陽中心點的左邊，當地球在春分時，由于連桿的作用，使曲軸臂指向3時的方向；當地球運動到夏至時，連桿把曲軸臂拉向6時的方向；當地球到達秋分時，連桿又控制著曲軸臂指向9時的方向；當地球在冬至時，連桿把曲軸臂推向12時的方向了。這樣一圈下來，地球受曲軸和連桿的共同作用，正好使傾斜的方向保持一致性。

控制地球傾斜轉動的齒輪組設計。地球在公轉過程中，曲軸臂的指向決定了地球傾斜的方向：地球繞太陽做逆時針旋轉一周，曲軸臂也圍繞曲軸的主軸做順時針旋轉一周。這里設計了一組齒輪來控制曲軸臂的轉動，太陽輪被固定在底板的中心位置，是不可轉動的；當推動搖臂時，太陽輪推動大小行星輪轉動；再由減速小行星輪推動地球輪轉動。齒輪組的轉動比例設計成(60:20)*(10:30)＝1:1，利用整個齒輪組達到轉向相反，轉速相等的傳動。

功能拓展設計。1、由于使用曲軸和連桿來控制地球的傾斜方向，使得連接地球和太陽的連桿巧妙地充當指針的第二個作用。利用這個特點，在連桿的太陽端設計了一個中直柱，在中直柱上安裝一個小燈泡，使小燈泡的光線沿連桿方向射向地球，模擬太陽光的照射。這樣，當地球運行在公轉的軌道上時，太陽的直射點會在南北回歸線之間移動，能形象直觀地展示四季的形成原因。2、在搖臂上面添加了一塊晝夜分割線的小擋板，有了這塊小擋板，就能夠直觀的展示地球上的極晝極夜的形成原因。3、由于地球繞太陽公轉的軌道被設置成太陽中心向左偏移的等圓上，這樣恰好和地球的遠日點在夏至、近日點在冬至的現象相吻合。

本發明的有益效果是，在太陽直射點變化引起四季形成原因的教學演示活動中，實現形象直觀、空間立體型強、運動變化控制精確的良好效果，學生對知識點掌握起來就很容易了。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種地理學科中關于四季形成原因的演示教具。為了演示地理學科中地球公轉造成一年四季的現象，獲得最大相似度地再現教科書中插圖情境的演示效果，尤其采用簡單的連桿和齒輪裝置來實現地球在公轉運動中的傾斜方向的穩定性，精確地演示了太陽直射點在南北回歸線之間移動的演示效果，而且一具多用：可以演示四季形成，可以演示極晝、極夜的形成，還可以演示地球的遠日點在夏至、近日點在冬至，從而實現一種全新的連桿式多功能四季演示教具。

技術研發人員：童躍
受保護的技術使用者：童躍
技術研發日：2017.04.23
技術公布日：2017.08.29