專利名稱：一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地震模擬裝置，具體涉及一種體驗(yàn)地震的地震模擬裝置。
背景技術(shù)：
地震是常見的自然災(zāi)害之一，強(qiáng)烈的地震會(huì)嚴(yán)重破壞建筑結(jié)構(gòu)，造成大量人員傷 亡。因此，科普工作中應(yīng)該讓人們對(duì)地震以及抗震防震方面的知識(shí)有一定的了解，制作可以 讓人體驗(yàn)真實(shí)地震感覺的地震模擬裝置，對(duì)提高人們防震意識(shí)、普及防震知識(shí)、提高防震減 災(zāi)意識(shí)具有重要的意義。授權(quán)公告號(hào)為CN 201392612Y的實(shí)用新型專利披露了一種“地震模擬裝置”，該裝 置包括一振動(dòng)平臺(tái)，該振動(dòng)平臺(tái)通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接。該專利方案的地震模 擬裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠模擬地震時(shí)地面的振動(dòng)狀況，讓人體驗(yàn)到地震時(shí)的感覺。但是，這種 地震模擬裝置只能讓人單純地感受建筑物在沒有隔震情況下地震時(shí)的感覺。眾所周知，為 了減輕地震給建筑結(jié)構(gòu)帶來的損害，目前很多重要的建筑結(jié)構(gòu)中都用到了隔震技術(shù)，起到 很好的減震效果。因此，如果能夠提供一種可以讓人體驗(yàn)地震時(shí)建筑物處于隔震和非隔震 狀態(tài)下的感受的地震模擬裝置，必將能夠提高人們對(duì)隔震技術(shù)的認(rèn)識(shí)。公開號(hào)為CN 101271640A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種“地震體驗(yàn)裝置”，該裝置 包括體驗(yàn)房、固定連接于體驗(yàn)房底部的上臺(tái)架和下臺(tái)架；其中，所述下臺(tái)架的頂面設(shè)有水平 第一運(yùn)動(dòng)軌道，上臺(tái)架可在該第一運(yùn)動(dòng)軌道上作水平運(yùn)動(dòng)，所述下臺(tái)架的下方設(shè)有固定于 地面的水平第二軌道，下臺(tái)架可在該第二軌道上作水平運(yùn)動(dòng)；下臺(tái)架與一雙活塞桿油缸的 活塞桿連接；上臺(tái)架和下臺(tái)架之間設(shè)有緩沖裝置和單活塞油缸，上臺(tái)架底部的兩端在單活 塞油缸對(duì)應(yīng)處設(shè)有限位塊；當(dāng)該單活塞油缸的活塞桿伸出壓在限位塊上時(shí)，上臺(tái)架和下臺(tái) 架被剛性地連在一起，體驗(yàn)房處于非隔震狀態(tài)；當(dāng)該單活塞油缸的活塞桿縮回時(shí)，所述的上 臺(tái)架和下臺(tái)架之間的緩沖裝置起作用，體驗(yàn)房處于隔震狀態(tài)。但是利用上述的單活塞缸來 實(shí)現(xiàn)隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換，需配備相應(yīng)的液壓系統(tǒng)，不僅結(jié)構(gòu)不緊湊，而且控制系統(tǒng)復(fù) 雜，投資大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地 震體驗(yàn)裝置，該地震體驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下—種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，該裝置包括振動(dòng)臺(tái)、設(shè)于振 動(dòng)臺(tái)上的底部具有隔震層的體驗(yàn)房和驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)力裝置；其中體驗(yàn)房的隔震層的每一 混凝土柱的底部均設(shè)有疊層橡膠隔震支座，其特征在于，所述體驗(yàn)房的隔震層的每一混凝 土柱與其底部的疊層橡膠隔震支座之間設(shè)有隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由 套在疊層橡膠隔震支座上方混凝土柱上的電磁線圈和套在疊層橡膠隔震支座外的轉(zhuǎn)換套 以及固定在轉(zhuǎn)換套上端面上的硅鋼板組成；其中，所述的轉(zhuǎn)換套由非導(dǎo)磁材料造成，且高于疊層橡膠隔震支座，并與疊層橡膠隔震支座的上連接板及下連接板動(dòng)配合；所述的硅鋼板 的中心設(shè)有穿越混凝土柱的通孔。上述體驗(yàn)裝置在振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，由于所述的轉(zhuǎn)換套將疊層橡膠隔震支座套在 其內(nèi)，上連接板及下連接板在水平方向無法產(chǎn)生相對(duì)位移，因此整個(gè)體驗(yàn)裝置處于非隔震 狀態(tài)；而一旦將所述的電磁線圈接通直流電，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力便可將所述的硅鋼板連同轉(zhuǎn) 換套吸起，使疊層橡膠隔震支座的下連接板脫離轉(zhuǎn)換套的約束，上連接板及下連接板便可 在水平方向產(chǎn)生相對(duì)位移，整個(gè)體驗(yàn)裝置則處于隔震狀態(tài)。由上面的描述可見，為降低磁 阻，減少漏磁，所述的硅鋼板最好選用硅鋼片疊合構(gòu)成，且其面積應(yīng)盡量大。本實(shí)用新型所述的體驗(yàn)裝置，其中所述的硅鋼板的上表面設(shè)有彈性層，以避免硅 鋼板被吸到電磁線圈上時(shí)產(chǎn)生過大的撞擊。所述的彈性層可以是橡膠，也可以是其它類似 的彈性材料。在上述技術(shù)方案中，由于振動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，所述的轉(zhuǎn)換套與疊層橡膠隔震支座 的上下連接板之間的撞擊力較大，如果所述的上下連接板較薄，最好在上下連接板相對(duì)的 面上增設(shè)防撞塊或設(shè)防撞環(huán)將其增厚。當(dāng)所述的上下連接板為圓形時(shí)，所述的增厚層為防 撞環(huán)，當(dāng)所述的上下連接板為矩形時(shí)，所述的增厚層為防撞塊，且設(shè)置在轉(zhuǎn)換套撞擊的對(duì)應(yīng) 邊上。本實(shí)用新型所述的體驗(yàn)裝置，其中，所述的動(dòng)力裝置可以由電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 組成，也可以是液壓系統(tǒng)，其具體設(shè)計(jì)方案可分別參照授權(quán)公告號(hào)為CN 201392612Y的實(shí) 用新型專利方案和公開號(hào)為CN 101271640A的發(fā)明專利申請(qǐng)所述的方案。本實(shí)用新型的體驗(yàn)裝置，通過由套在疊層橡膠隔震支座上方混凝土柱上的電磁線 圈和套在疊層橡膠隔震支座外的轉(zhuǎn)換套以及固定在轉(zhuǎn)換套上端面上的硅鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)換 裝置實(shí)現(xiàn)隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，無需輔助設(shè)備，制造成本相對(duì)較低。

圖1和圖2為本實(shí)用新型所述體驗(yàn)裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖 1為主視圖，圖2為左視圖。圖3 圖5為本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中 圖3為主視圖，圖4為圖3中去除振動(dòng)臺(tái)后的A-A剖視圖，圖5為圖3中去除振動(dòng)臺(tái)后的 B-B剖視圖。圖6為圖3 圖5所示轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)處于隔震狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的另一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1和圖2，振動(dòng)臺(tái)1設(shè)置于由兩條角鋼3以及基座4構(gòu)成的水平導(dǎo)向槽內(nèi)； 體驗(yàn)房2設(shè)在振動(dòng)臺(tái)1上，其底部的隔震層內(nèi)設(shè)有4根混凝土柱5，每一根混凝土柱5底部 設(shè)有疊層橡膠隔震支座10 ；動(dòng)力裝置由電機(jī)6、減速箱7和曲柄連桿機(jī)構(gòu)8依次連接組成。 所述動(dòng)力裝置的曲柄連桿機(jī)構(gòu)8與振動(dòng)臺(tái)1鉸接，振動(dòng)臺(tái)1在所述的導(dǎo)向槽內(nèi)作水平方向 振動(dòng)。[0019]參見圖3 圖5，體驗(yàn)房2的混凝土柱5由疊層橡膠隔震支座10支承在振動(dòng)臺(tái) 1上，其中，疊層橡膠隔震支座10中間的粘彈性層由疊層的橡膠和薄鋼板通過高溫硫化而 成，兩頭的上連接板9和下連接板11均為圓形。體驗(yàn)房2的隔震層的每一混凝土柱5與其 底部的疊層橡膠隔震支座10之間設(shè)有隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)如下所述疊 層橡膠隔震支座10上連接板9的下表面和下連接板11的上表面上分別設(shè)置一防撞環(huán)12， 該防撞環(huán)12的外徑與上連接板9和下連接板9的外徑相等；疊層橡膠隔震支座10的外側(cè) 套設(shè)有一個(gè)由不銹鋼制成的轉(zhuǎn)換套13，該轉(zhuǎn)換套13高于疊層橡膠隔震支座10且與上連接 板9和下連接板11動(dòng)配合；轉(zhuǎn)換套13的頂端設(shè)有由硅鋼片疊合而成的圓環(huán)形硅鋼板14， 所述硅鋼板14上設(shè)有穿越混凝土柱5的通孔，上表面設(shè)有一層由橡膠制成的彈性層15 ；硅 鋼板14的正上方的混凝土柱5外套設(shè)有電磁線圈16，該電磁線圈16的上端固定于混凝土 地梁17上。實(shí)施例2參見圖7，本例中，所述疊層橡膠隔震支座10的上連接板9和下連接板11為正方 形，上連接板9的下表面和下連接板11的上表面的四邊分別設(shè)置矩形的防撞塊12-1，每一 防撞塊12-1的外側(cè)面均與對(duì)應(yīng)的連接板9和下連接板11的外側(cè)面平齊。本實(shí)施例中其他實(shí)施方式與實(shí)施例1相同。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置的 工作原理描述如下參見圖3，當(dāng)電磁線圈16處于失電狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)換套13套于層橡膠隔震支座10的上 連接板9和下連接板11上，上連接板9和下連接板11在水平方向無法產(chǎn)生相對(duì)位移，即體 驗(yàn)房2處于非隔震模式；當(dāng)電磁線圈16處于得電狀態(tài)時(shí)，電磁線圈16產(chǎn)生磁場(chǎng)力，硅鋼板 14連同其下部的轉(zhuǎn)換套13被吸起，轉(zhuǎn)換套13的下端脫離下連接板11，上連接板9和下連 接板11可在水平方向產(chǎn)生相對(duì)位移，即體驗(yàn)房2處于隔震模式(參見圖6)。
權(quán)利要求1.一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，該裝置包括振動(dòng)臺(tái)(1)、設(shè)于 振動(dòng)臺(tái)(1)上的底部具有隔震層的體驗(yàn)房( 和驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)(1)的動(dòng)力裝置；其中體驗(yàn)房 (2)的隔震層的每一混凝土柱(5)的底部均設(shè)有疊層橡膠隔震支座(10)，其特征在于，所 述體驗(yàn)房O)的隔震層的每一混凝土柱(5)與其底部的疊層橡膠隔震支座(10)之間設(shè)有 隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由套在疊層橡膠隔震支座(10)上方混凝土柱 (5)上的電磁線圈(16)和套在疊層橡膠隔震支座(10)外的轉(zhuǎn)換套(1 以及固定在轉(zhuǎn)換 套(1 上端面上的硅鋼板(14)組成；其中，所述的轉(zhuǎn)換套(1 由非導(dǎo)磁材料造成，且高于 疊層橡膠隔震支座(10)，并與其內(nèi)的疊層橡膠隔震支座(10)的上連接板(9)及下連接板 (11)動(dòng)配合；所述的硅鋼板(14)的中心設(shè)有穿越混凝土柱(5)的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，其特征 在于，所述的硅鋼板(14)的上表面設(shè)有彈性層(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，其 特征在于，所述的上連接板(9)和下連接板(11)的橫截面是圓形；上連接板(9)的下表面 和下連接板(11)的上表面上均設(shè)有防撞環(huán)(12)，該防撞環(huán)(1 的外徑與對(duì)應(yīng)的上連接板 (9)和下連接板(11)的外徑相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，其 特征在于，所述的上連接板(9)和下連接板(11)的橫截面是矩形；上連接板(9)的下表面 和下連接板(11)的上表面的邊緣均設(shè)有防撞塊(12-1)，每一防撞塊(12-1)外側(cè)面分別與 對(duì)應(yīng)的上連接板(9)和下連接板(11)的外側(cè)面平齊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種地震模擬裝置，具體涉及一種可進(jìn)行隔震和非隔震模式轉(zhuǎn)換的地震體驗(yàn)裝置，該裝置包括振動(dòng)臺(tái)(1)、設(shè)于振動(dòng)臺(tái)(1)上的底部具有隔震層的體驗(yàn)房(2)和驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)(1)的動(dòng)力裝置；其中體驗(yàn)房(2)的隔震層的每一混凝土柱(5)的底部均設(shè)有疊層橡膠隔震支座(10)，其特征在于，所述體驗(yàn)房(2)的隔震層的每一混凝土柱(5)與其底部的疊層橡膠隔震支座(10)之間設(shè)有隔震和非隔震模式的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由套在疊層橡膠隔震支座(10)上方混凝土柱(5)上的電磁線圈(16)和套在疊層橡膠隔震支座(10)外的轉(zhuǎn)換套(13)以及固定在轉(zhuǎn)換套(13)上端面上的硅鋼板(14)組成。
文檔編號(hào)G09B9/00GK201927213SQ20102068059
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月26日
發(fā)明者李文彥, 沈朝勇, 譚宇昂, 譚平, 金建敏, 馬玉宏, 黃襄云 申請(qǐng)人:廣州大學(xué)