Коперниканский планетарий

. СоцнелиртиЧескй Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 06.Х.1968 ( 1281724/26-25)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 04.Ч 1,1971, Бюллетень18Дата опубликования описания 29 Ч 11.1971 МПК С 09 Ь 27/02 Комитет оо делом иеосратвккй н открытий ори Совете Министров СССРЗаявитель 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 эллиптичность 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 установлен 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 шаговыхэлектродвигателей 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 стрел ка шагового электродвигателя и задающаяконтактная стрелка установлены соосно и вместе с соответствующей контактной электромагнитной муфтой замкнуты в одну электрическую цепь.25 Привод Луны состоит из наклонного валас подшипником, моторедуктора и двух кинематически связанных с моторедуктором вертикальных валов, причем наклонный вал свя зан с водилом и посредством кардана с однимиз 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 цевочпого 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 3. 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 3 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 3 и установленных у каждого цевочного кольца 3 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 23 и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 прн помощи шестерен 27 и 28, верт - кальный вал 29, связанный с моторедуктором 25 посредсгвом шестерен 30 - 35 и наклонный вал 36, укрепленный в подшипнике 37 н связанный с валом 26 карданом 38. Подшипник 37 соединен с валом 29. Наклонный вал 36 жестко связан с водилом 39, несущим модель Луны 7. Передаточное отношение систем шестерен 27, 28 и 30 - 35 устанавливают таким, чтобы отношение угловых скоростей вращения валов 36 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 11 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 43 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 системы, установленным у цевочного кольца 3 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 устанавливается таким, чтобы обеспечить равенство углов поворота цевочного кольца 3, несущего модель Сатурна 10 и углов поворота кольца 11 Сатурна 10 относительно оси 42. Все цевочные кольца 3 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 контактные 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 соответствующе 305502го 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 муфту 16, а мутртьт 17 и 18 включают. Затем включают осветители, расположенные внутри моделей планет и двигатель 12, который описанным выше способом приводит во вращение все цевочные кольца 3 и укрепленные на них модели планет.В момент возникновения движения модели Земли б автоматически включается моторедуктор 25, ьращающий валы 29 и 3 б, 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 вращении цевочного кольца 3, несущего модель Сатурна 10, сигнал от фотоэлемента следящей системы подается в обмотку электромагнита 40, При этом происходит перемещение якоря электромагнита 40, поворот рычага 48, смецтение ползуна 4 б 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 13 связывают с валом 14 при помощи соответствующего редуктора, а установку этих планет в исходное положение производят описанным выше способом. Предмет изобретения1. 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, отлгяагощийся тем, что, с целью соблюдения истинной кон 5 1 О 15 го г 5 зо 35 40 45 5 О 55 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 задавшая контактная стрелка установлены соосно и вместе с соответствующей контактной электромагнитной муфтой замкнуты в одну электрическую цепь.3, Планетарий по пп.и 2, отличагогггггг 1 ся 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 вертикальньтй 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 обътотка электромагттита связана с фотоэлементом следящей системы, установленным у цевочного кольца Сатурна, якорь электромагнита кттнематически связан с ползуном, а верттткальттая ось связана с кольцом Сатурна, 305502Составитель Ю. С. ЕвдокимовРедактор Ю. Д, Полякова Текрсд А. А. Камышникова Корректор Л. А. ЦарьковаЗаказ 1965/14 Изд М 853 Тираж 473 Г 1 одписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2