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获奖项目

A11快乐星球——太阳系行星系统模型

设计与制造I

指导教师:高红 项目成员:朱星月、白欣茹、陈含冰、李馨蕾

项目海报

项目简介

项目概述

本项目是太阳系行星系统模型,目的是通过对机械模型的设计,精准实现八大行星的公转、太阳自转、地球自转、月球公转以及哈雷彗星的公转以达到科教的目的。

市场调研发现国外手工达人有制作过类似的模型,但纯手工制作制作成本极高,并未规模产业化。同时其模型仅涉及到八大行星公转,并未更加细节地考虑太阳、行星等的自转周期,也没有小行星带与哈雷彗星。目前市场上已流通的产品中仅有极为粗糙的木质静态简易模型。故此太阳系天体模拟机械模型在市场上较为欠缺。

本项目的特色在于能够实现精准的周期比以及纯机械结构单一动力源手摇驱动,向大众科普太阳系相关的天文知识。

项目目标

通过机械结构的设计模拟太阳系天体的运动,装置包含行星系统(太阳、八大行星及小行星带)、地月系和哈雷彗星三大部分。

1.行星系统

(1)精准实现八大行星公转方向与周期;

(2)实现太阳自转;

(3)实现单一动力源——手摇传动;

(4)八大行星的大小和间距合理尺寸设计;

2.地月系

在已实现地球公转的基础上,实现:

(1)地球自转(周期比+黄赤交角);

(2)月球公转;

(3)尺寸限制与轻量化要求;

3.  哈雷彗星

(1)哈雷彗星沿与黄道面呈约162.3°的倾角的椭圆轨道运动;

(2)减小哈雷彗星的周期误差。

项目成果

模型采用圆柱齿轮组、锥齿轮组、蜗轮蜗杆等结构顺利实现了预期的各个目的:精准的八大行星公转周期与方向、太阳自转、地球自转、月球公转、哈雷彗星轨道与周期、手摇传动……项目过程中设计出两套模型,二代模型较初代模型主要在齿轮等零件厚度及布局设计方面做出了改进,使得模型重心降低,更加稳定和美观。

小组成员利用相关建模软件进行建模、渲染、爆炸、动画导出等操作,得出了较为理想的模型,以达成该项目科教的主题。

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