Коперниканский планетарий

 

305502

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски»

«СоцналиртиЧеокй» ..

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.Х1.1968 (№ 1281724/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.Ч1.1971. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 29Ч11.1971

МПК С 09Ь 27/02

Комитет 00 делаю иаовратвккй н открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 521.12(086.5) (088.8) ABTOpbl изобретения

О. A Богомолов, Б. М. Никифоров, Г. С. Хромов, В. H. Сорокин, Р. И. Цветов и А. Б. Поляков

Заявитель

КОПЕРН И КАНСКИ Й ПЛАНЕТАРИЙ

<)

Изобретение относится к области приборостроения при разработке учебных наглядных пособий.

Известны коперниканские планетарии, содержащие горизонтальную ферму, модели

Меркурия, Венеры, Земли, связанной с Луной посредством водила, Марса, Юпитера и Сатурна с кольцом, электродвигатель и трансмиссию с валом и раздаточными редукторами.

Однако в известных устройствах не учтены эллиптич ность орбит планет и неравномерность скоростей орбитального движения каждой планеты, не обеспечено такое вращение орбиты Луны, при котором остается постоянным угол наклона плоскости орбиты Луны к плоскости орбиты Земли, не сохраняется постоянная ориентация в пространстве плоскости кольца Сатурна, а также не предусмотрена возможность быстрой точной установки одной или нескольких планет по заданным гелиоцентрическим долготам.

Предлагаемый планетарий отличается тем, что в нем установлены следящая система, вспомогательный электродвигатель, связанный с трансмиссией посредством вспомогательной электромагнитной муфты, и шесть цевочных колец, эксцентрично расположенных относительно «Солнца» и связанных с фермой посредством опорных катков, а с раздаточными редукторами трансмиссии посредством последовательно расположенных звездочки и контактной электромагнитной муфты, причем на каждом из колец укреплена прозрачная модель планеты с маской и осветителем внутри

5 нее, в модели Земли у.становлен привод Луны, в модели Сатурна — привод его кольца, а на валу. трансмиссии между цевочными кольцами, несущими модели Юпитера и Марса, установлена электромагнитная муфта. Следящая

10 система планетария содержит шесть шаговых электродвигателей с контактными стрелками на их валу, шесть задающих устройств, каждое из которых выполнено в виде круговой шкалы с задающей контактной стрелкой, и

15 равномерно расположенные на цевочных кольцах флажки, по обе стороны которых у каждого кольца размещены осветитель и фотоэлемент, связанный с соответствующим шаговым электродвигателем, причем контактная стрел20 ка шагового электродвигателя и задающая контактная стрелка установлены соосно и вместе с соответствующей контактной электромагнитной муфтой замкнуты в одну электрическую цепь.

Привод Луны состоит из наклонного вала с подшипником, моторедуктора и двух кинематически связанных с моторедуктором вертикальных валов, причем наклонный вал свя30 зан с водилом и посредством кардана с одним

305502 из вертикальных валов, а другой вертикальный вал связан с подшипником.

Привод кольца Сатурна состоит из электромагнита и храпового механизма, содержащего храповое колесо, кинематически связанное с вертикальной осью, и ползун с зубом, сцепленным с храповым колесом, причем обмотка электромагнита связана с фотоэлементом следящей системы, установленным у цевоч ого кольца Сатурна, якорь электромагнита кинематически связан с ползуном, а вертикальная ось связана с кольцом Сатурна.

Такое конструктивное выполнение планетария позволяет сохранить истинную конфигурацию планетных орбит, правильное соотношение периодов обращения планет и добиться быстрой точной установки одной или нескольких планет по заданным гелиоцентрическим долготам. Кроме того, в данном планетарии обеспечено такое вращение орбиты Луны, при котором остается постоянным угол наклона плоскости орбиты Луны к плоскости орбиты Земли, а также обеспечена постоянная ориентация в пространстве плоскости кольца

Сатурна.

На фиг. 1 изображен общий вид планетария; на фиг. 2 — общий вид следящей системы; на фиг. 3 — схема привода Луны и на фиг. 4 — привод кольца Сатурна.

Планетарий содержит ферму 1 с укрепленными на ней катками 2, между которыми расположено шесть цевочных колец 8. Цевочные кольца 3 установлены эксцентрично относительно Солнца, и на каждом из них укреплена модель одной из планет: Меркурия 4, Венеры 5, Земли 6 с Луной 7, Марса 8, Юпитера 9 и Сатурна 10 с кольцом 11. Модели планет выполнены в виде прозрачных шаров с размещенными внутри осветителями (не показано) и масками, установленными на той стороне модели, которая противоположна модели Солнца. На ферме 1 укреплены также электродвигатели 12 и 13, связанные с цевочными кольцами 8 при помощи трансмиссии, состоящей из вала 14, редукторов 15, электромагнитных муфт 16, 17 и 18 и звездочек 19.

Размеры моделей планет, радиусов цевочных колец 3 и передаточные отношения трансмиссии для каждого цевочного кольца устанавливаются такими, чтобы были соблюдены относительные размеры планет, их средние расстояния от Солнца и периоды их обращения относительно Солнца.

Следящая система состоит из флажков 20, равномерно размещенных на каждом цевочном кольце 8 и установленных у каждого цевочного кольца 8 по обе стороны от флажков

20 осветителя и фотоэлемента, связанного с шаговым электродвигателем 21, на валу которого установлена контактная стрелка 22.

Шаговый электродвигатель 21 и контактная стрелка 22 находятся на пульте управления (не показал), на котором также размещено шесть задающих устройств, каждое из которых выполнено в виде круговой шкалы 28 и

1О

65 задающей контактной стрелки 24. Стрелки 22 и 24 установлены на одной оси, проходящей через центр шкалы 23.

Привод модели Луны 7 установлен внутри модели Земли 6 и содержит моторедуктор 25, вертикальный вал 26, связанный с моторедуктором прп помощи шестерен 27 и 28, верт кальный вал 29, связанный с моторедуктором

25 посредсгвом шестерен 80 — 85 и наклонный вал 86, укрепленный в подшипнике 87:t связанный с валом 26 карданом 88. Подшипник 87 соединен с валом 29. Наклонный вал 36 жестко связан с водилом 39, несущим модель

Луны 7, Передаточное отношение систем шестерен 27, 28 и 80 — 35 устанавливают таким, чтобы отношение угловых скоростей вращения валов 86 и 29 было бы равно отношению угловой скорости вращения Луны вокруг Земли и и угловой скорости вращения лунной орбиты относительно оси, перпендикулярной плоскости орбиты Земли.

Привод кольца ll Сатурна 10 установлен внутри модели Сатурна и состоит из электромагнита 40 и храпового механизма, содержащего храповое колесо 41, связанное с вертикальной осью 42 при помощи шестерен 48 и

44, собачку 45, ползун 46 с зубом 47 и рычаг

48, связывающий при помощи шарниров 49 ползун 46 с якорем электромагнита 40. Оомотка последнего соединена с фотоэлементом (пе показан) следящей систем ы, уста новленны м у цевочного кольца 8 Сатурна 10, а на вертикальной оси 42 укреплена прозрачная полусфера 50, несущая кольцо 11 Сатурна 10.

Число зубьев храпового колеса 41 и передаточное отношение шестерен 43 и 44 устанавлиBàåòñÿ таким, чтобы обеспечить равенство углов lIQBopoTB цевочного кольца 8, несущего модель Сатурна 10 и углов поворота кольца 11 Сатурна 10 относительно оси 42.

Все цевочные кольца 8 оборудованы токопроводящими шинами, обеспечивающими питание от внешнего источника осветителей, размещенных внутри моделей планет, а также питание моторедуктора 25 и передачу сигналов следящей системы на электромагнит 40.

Планетарий работает следующим образом.

На пульте управления устанавливают задающие KQHTBKTHbfe стрелки 24 по круговой шкале 23 в голожение, соответствующее заранее заданным гелиоцентрическим долготам для каждои планеты. Включают муфты 16 и

18, а муфту 17 выключают. Затем включают электродвигатели 12 и 13, которые вращают вал 14 трансмиссии и через редукторы 15, муфты 18 и звездочки 19 это вращение передается на цевочные кольца 3, несущие модели планет. При вращении цевочных колец 3 флажки 20, размещенные на них, прерывают поток света, падающий от осветителя на соответствующий фотоэлемент. В результате в цепи фотоэлемента возникает импульс, поворачивающий вал шагового электродвигателя 21 и связанную с ним контактную стрелку 24 на угол, равный углу поворота соответствующе305502 го цевочного кольца 3 за время между двумя последовательными пересечениями флажками

20 световогэ потока.

В результате такого вращения контактные стрелки 22 и 24 замыкаются и возникающий при этом электрический импульс выключает соответствующую контактную электромагнитную муфту 18. При этом соответствующее цевочное кольцо 3 вместе с моделью планеты останавливается в пункте с заданной гелиоцентрической долготой.

После установки всех моделей планет в исходное положение двигатели 12 и 13 выключаются.

Для демонстрации движения планет выключают задающие контактные стрелки 24 и муфTv 16, а му рты 17 и 18 включают. Затем включают осветители, расположенные внутри моделей планет и двигатель 12, который описанным выше способом приводит во вращение все цевочные кольца 8 и укрепленные на них модели планет.

В момент возникновения движения модели

Земли б автоматически включается моторедуктор 25, ьращающий валы 29 и 86, в результате чего происходит вращение модели Луны

7 вокруг модели Земли б и вращение плоскости орбиты модели Луны 7 вокруг оси, перпендикулярной плоскости орбиты модели Земли б.

При врац,ении цевочного кольца 8, несущего модель Сатурна 10, сигнал от фотоэлемента следящей системы подается в обмотку электромагнита 40. При этом происходит перемещение якоря электромагнита 40, поворот рычага 48, смещение ползуна 46 с зубом 47 и поворот храпового колеса 41, вызывающий поворот шестерен 43 и 44, оси 42, прозрачной полусферы 50 и кольца 11 Сатурна 10.

В данном планетарии может быть продемонстрировано движение только одной или нескольких планет, для чего необходимо включить только одну или несколько соответствующих муфт 18.

Для быстрой установки моделей Сатурна 10 и Юпитера 9 в заданное исходное положение возможно увеличение скорости вращения моделей этих планет более чем в 10 раз. Для этого двигатель 18 связывают с валом 14 при помощи соответствующего редуктора, а установку этих планет в исходное положение производят описанным выше способом.

Предмет изобретения

1. Коперниканский планетарий, содержащий горизонтальную ферму, модели Меркурия, Венеры, Земли, связанной с Луной посредством водила, Марса, Юпитера и Сатурна с кольцом, электродвигатель и трансмиссию с валом и раздаточными редукторами, отличающийся тем, что, с целью соблюдения истинной кон5

З0

60 фигурацип планетных орбит, правильного соотношения периодов обращения планет и быстрой точной установки одной или нескольких планет по заданным гелиоцентрическим долготам, в нем установлены следящая система, вспомогательный электродвигатель, связанный с трансмиссией посредством вспомогательной электромагнитной муфты. и шесть цевочных колец, эксцентрично расположенных относительно модели Солнца и связанных с фермой посредством опорных катков, а с раздаточными редуктора ми трансмиссии посредством последовательно расположенных звездочки и контактной электромагнитной муфты, причем на каждом пз колец укреплена прозрачная модель планеты с маской и осветителем внутри нее. в модели Земли установлен привод

Луны, в модели Сатурна — привод его кольца, а на валу трансмиссии между цевочными кольцами, несущими модели Юпитера и Марса, установлена электромагнитная муфта.

2. Планетарий по п. 1, отличающийся тем, что следящая система содержит шесть шаговых электродвигателей с контактными стрелкамп на их валу, шесть задающих устройств, каждое из которых выполнено в виде круговой шкалы с задающей контактной стрелкой, и равномерно расположенные на цевочных кольцах флажки, по обе стороны которых у каждого кольца размещены осветитель и фотоэлемент, связанный с соответствующим шаговым элек родвигателем, причем контактная стрелка шагового электродвигателя и задающая контактная стрелка установлены соосно и вместе с соответствующей контактной электромагнитной муфтой замкнуты в одну электрическую цепь.

3. Планетарий по пп. и 2, отличаюипшся тем, что, с целью вращения орбиты Луны, обеспечивающего постоянство угла наклона плоскости орбиты Луны к плоскости орбиты

Земли, привод Луны состоит из наклонного вала с подшипником, моторедуктора и двух кинематически связанных с моторедуктором вертикальных валов, причем наклонный вал связан с водилом и посредством кардана с одним из вертикальных валов, а другой вертикальньN вал связан с подшипником.

4. Планетарий по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что. с целью сохранения ориентации в пространстве плоскости кольца Сатурна. привод кольца Сатурна состоит из электромагнита и храпового механизма, содержащего храповое колесо, кпнематически связанное с вертикальной осью, и ползун с зубом. сцепленным с храповым колесом, причем обмотка электромагнита связана с фотоэлементом следящей системы, установленным у цевочного кольца Сатурна, якорь электромагнита кинематически связан с ползуном, а вертикальная

Acb e 3 H е Koëböîì Сатурна.

305502

5-b

4ß <8 Ф5 47 4Ю

Составитель Ю. С. Евдокимов

Редактор Ю. Д. Полякова Текрсд А. А. Камышникова Корректор Л. А. Царькова

Заказ 1965/14 Изд. Ко 853 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2