Хоризонтален слънчев часовник
Употреба: устройства за определяне на времето по слънцето. Същността на изобретението: хоризонтален слънчев часовник съдържа циферблат 1, гномон с праволинейно лице 3, а ъгълът на наклона на лицето 3 спрямо циферблата 1 в работно положение на гномона е равен на стойността на географската ширина на мястото на измерване на времето, обемната основа 4 с кухина 5 за гномона в работно положение и страната 6 на основата 4 на мястото мент на циферблата 1, изход 7 от тази страна на основата и циферблата за гномона, означава 8 на шарнирната връзка на гномона от основата 4, докато гномонът е направен под формата на квадрант, средството 8 на шарнирната връзка на гномона с основата включва ос на въртене на квадранта 14, часовникът е снабден с блокировка на ъгловото положение на гномона 1 c.p . f-ly, 3 ил.
Изобретението се отнася до устройства за определяне на времето по слънцето.
Предпочитаното приложение на изобретението е в открити астрономически зони на училища, планетариуми, както и пътници, движещи се в меридианна посока, а също и като сувенир.
Предшестващото състояние на техниката е представено от следните аналози.
Първият аналог. Известен е хоризонтален слънчев часовник, съдържащ циферблат, трясък с праволинеен ръб, като стойността на ъгъла на наклона на ръба спрямо циферблата е равна на стойността на географската ширина на мястото на измерване на времето, триизмерна основа със страна за поставяне на циферблата /см. Б. Радченко, Московски слънчев часовник, сп. "Собеседник", 1986, 9, с.55-58, фиг.2 "Слънчев часовник, монтиран в Московския планетариум на астрономическата платформа"/.
Втори аналог. Наборът от функции е същият като в първия аналог. Устройството се основава на факта, че слънцето на различни географски ширини е по различно време под различни ъгли. (следователно тези ъгли ще бъдатзависят от географската ширина на мястото и затова те трябва да се изчисляват за всяка точка на земното кълбо по формулата: tg = tgAsin където g е желаният ъгъл за определяне на часа, A е истинското слънчево време, изразено в градуси / I h 15 o /, е географската ширина на мястото в градуси. /А.Д. Сисоев, 100 нагледни пособия и устройства по география, Челябинско книгоиздателство, 1965 г., стр. 131-132 /.
Причините, възпрепятстващи получаването на необходимия технически резултат е фиксираната стойност на ъгъла на наклона на лицето на гномона и неговата основа, тъй като всяка географска ширина на мястото се нуждае от свой гном /и свой циферблат/.
При изпълнение на изобретението може да се получи следният технически резултат: намаляване на консумацията на материали поради унифициран гномон, подходящ за всички географски ширини при производството на партида часовници.
Този технически резултат се постига от факта, че в известния хоризонтален слънчев часовник, съдържащ циферблат, гномон с праволинейно лице, като ъгълът на наклона на лицето към циферблата в работно положение на гномона е равен на стойността на географската ширина на мястото на измерване на времето, триизмерна основа с кухина за гномона в неработно положение и страна на основата за поставяне на ди ал, изрез от тази страна на основата и циферблата за гномона, средство за шарнирно свързване на гномона с основата, допълнително се изпълнява следното: гномонът е направен под формата на квадрант, средството за шарнирно свързване на гномона с основата включва оста на въртене на квадранта, часовникът е оборудван с фиксатор на ъгловото положение на квадранта.
Същият резултат се постига чрез факта, че фиксаторът на позицията на гномона се комбинира с транспортната скала на стойностите на географската ширина.
Причинно-следствена връзка между съвкупността от съществени признаци на заявеното изобретение и постигнатите техническиРезултатът е следният: изпълнението на гномона под формата на квадрант, едната страна на който служи за образуване на контур на сянка, завъртян около оста си на въртене, като излишната част от гномона остава вътре в основата, а ъгловата позиция на гномона се фиксира от фиксатора на позицията, ви позволява да направите един гномон, една основа, един фиксатор на позицията на гномона за всякакви географски ширини: само ди всички се променят с прехода към друга географска ширина. Това спестява материал и повишава степента на обединение.
Хоризонтален слънчев часовник съдържа /см. Фиг.1/ циферблат 1, гномон 2 /ограден на фиг.1 с пунктир, като в прототипа е направен по друг начин, виж и фиг. 2/ с прав ръб 3, и /см. фигура 3/ ъгълът на наклона на лицевата страна 3 спрямо циферблата 1 в работно положение на гномона е равен на стойността на географската ширина на мястото на измерване на времето, обемна /cm. 1 и 3/ основа 4 с кухина 5 за гномона в неактивно положение и страна 6 на основата 4 за поставяне на циферблата 1, изреза 7 от тази страна на основата и циферблата 1 за гномона 2, средствата 8 на въртящия се гномон с основата 4 / оградени на фигури 1 и 3 с пунктирана линия, т.е. направен е по различен начин от прототипа/.
Новите функции са следните.
Гномон 2 завършен / вижте. фигура 2 и 3/ под формата на квадрант 9, означава 8 въртящ се гномон основа включва /см. Фиг.1-3/ ос 10 на въртене на квадранта, с който е оборудван часовника /вж. фигура 3/ фиксатор 11 на ъгловото положение на гномона 2 /обградено с пунктир/, съчетано с транспортната скала 12 на стойностите на географските ширини.
Даваме описание на това, което е показано на фигурите.
Фигура 1 показва, че хоризонталният слънчев часовник съдържа циферблат 1, разположен от страната 6 на обемната основа 4, в примера за използванена изобретението под формата на паралелепипед, изрез 7 в основата, в който е поставен гномонът 2 /ограден с пунктирана линия/ под формата на квадрант 9, неподвижно закрепен върху оста на въртене 10, фиксиран върху основата 4 със скоби 13, поставени извън циферблата 1. От една страна, оста 10 завършва с изправена глава 14, от от друга страна, лостът 15 на ключалката 11 на ъгловото положение на гномона, на който е монтиран фиксиращият винт 16. Лостът 15 е в положение, когато гномонът - квадрант 9 е вдлъбнат в гнездото 7 и лицевата му страна 3 съвпада с равнината 17 на циферблата, не е перпендикулярна на равнината 17 /и равнината на чертежа/. На външната повърхност 17 на циферблата 1 са нанесени часовите числа и линии 18, преминаващи от числата към проекцията на геометричния център 19 на гномон-квадрант върху повърхност 17.
Фигура 2 показва, че гномонът 2 е направен под формата на квадрант 9, твърдо закрепен върху оста на въртене 10, и геометричен: оста 20 на обемната ос 10 съвпада с центъра 19 на гномона и двете са разположени на външната повърхност 17 на циферблата. Квадрант 9 е показан вдлъбнат в изрез 7 в транспортно положение.
На фигура 3 аксонометричното изображение на хоризонтален слънчев часовник в работно положение за географската ширина на Челябинск (ъгъл = 55 10) показва, че часовникът съдържа циферблат 1, разположен от страната 6 на обемната основа 4, изрез 7 в основата 4 и циферблат 1, в който гномонът 2 е завъртян под формата на квадрант 9, с праволинейно лице 3, a ъгъл 2 на наклона на лице 3 спрямо лице 1 на qi е равен на стойността на географската ширина на мястото на намерението на времето, в този случай = 55 10 за град Челябинск, а скалата на циферблата е направена за същата географска ширина. През геометричния център 19 на квадранта преминава геометричната ос 20 на въртене на обемната ос 10, а оста 20 е разположена в равнината 17 на циферблата 1. Оста 10 е фиксирана върху основата 4скоби 13, извадени от циферблата. От една страна оста 10 завършва с изправена глава 14, а от друга страна лостът 15 на резето 11 /ограден с пунктир/ на ъгловото положение на гномона.
На лоста 11 е монтиран заключващ винт 16, лостът е снабден със стрелка 21, а страната 22 на основата 4 е снабдена с транспортна скала 12 на стойностите на географските ширини на местата за измерване на времето. Ако две равнини 23 се начертаят през геометричната ос на въртене 20, в която е разположена лицето 3 на квадранта, и равнината 24, в която е разположена надлъжната ос 25 на лоста 15, тогава между тези равнини ще има ъгъл , чиято стойност надвишава стойността от 90 o . Това се прави така, че когато ъгълът b е близо до 90 o , лостът 15 с фиксиращия винт 16 няма да излезе извън нивото на циферблата, а транспортната скала 12 може да има стойности от 0 до 90 o .
Има и други възможности за използване на изобретението, които не излизат извън обхвата на претенциите. Например, оста 10 може да бъде фиксирана и квадрантът 9 е свързан към оста чрез отвор в нейното тяло. В този случай ключалката 11 на ъгловото положение на гномон-квадрант трябва да бъде направена по различен начин, например под формата на U-образен край на изреза 7 / или пружинна облицовка на тялото със същия изрез /, в който квадрантът 9 може да се премества, за да преодолее силите на триене. Мащабът на транспортира в този вариант се прилага към квадранта. Квадрантът трябва да има инструмент за изрязване 7.
Хоризонталните слънчеви часовници се използват по следния начин. Според известната географска ширина местата за измерване на времето се избират или правят самостоятелно от циферблата на часовника, ъглите на часовите линии от центъра към дадения чай спрямо централната обедна линия се отлагат наляво и надясно и стойностите им се изчисляват поформула: tg = tgAsin където g е желаният ъгъл за определяне на часа; А истинското слънчево време, изразено в градуси / 1 час 15 o /, v е географската ширина на мястото, където времето се измерва в градуси.
След това се прави изрез 7 в циферблата и циферблатът 1 се поставя от страната 6 на основата 4, така че числото 12 да е на ръба на изреза срещу оста 10. След това гномонът 2 се прехвърля в работно положение, за което винтът 16 леко се развива, главата 14 се завърта с една ръка, а лостът 15 се завърта с другата ръка до необходимия ъгъл, чиято стойност е прочетете на скалата 12 по стрелката 21. След това основата 4 се поставя в позиция, в която: 1 / център на линия 19 знакът 12 часа е насочен от юг на север, числото 12 е разположено от северната страна; 2/ равнина 17 на циферблата е хоризонтална; 3/ Часовникът се сверява на тъмно място.
При тези условия сянката от квадрант 9 на гномон 2, ограничена от неговата праволинейна повърхност, ще се движи по циферблата, последователно пресичайки линиите и съвпадайки с тях на съответните часове на циферблата.
При използване на изобретението се постига следният технически резултат при преместване от едно място на друго с различни географски ширини, не е необходимо да се променят гномоните, достатъчно е да се промени ъгълът на наклона на квадранта и равнината на циферблата и да се смени циферблатът. Така се постига икономия на материали. Ако това изобретение беше известно в края на 18 век, когато всеки провинциален град получи слънчев часовник, направен за географската ширина, съответстваща на местоположението на главния град на тази административно-териториална единица, тогава технологията за производство на тези часовници щеше да бъде опростена, всички гномони щяха да бъдат направени еднакви, а часовникът щеше да се различава само по циферблата.
1. Хоризонтален слънчев часовник,съдържащ гномон с праволинеен ръб, куха основа с възможност за поставяне на гномон в нея, средство за шарнирно свързване на гномона с основата, циферблат е поставен от едната страна на основата и е направен проходен изрез за гномона, характеризиращ се с това, че гномонът е направен под формата на квадрант, средството за шарнирно свързване на гномона с основата включва ос на въртене на ква drant, часовникът е снабден с блокировка на ъгловата позиция на гномона.
2. Часовник съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че заключването на позицията на гномона е комбинирано с допълнително въведена скала на стойностите на географската ширина.