一種可調(diào)擺式多維低頻文物減震裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可調(diào)擺式低頻文物減震裝置，包括上連桿、鋼化玻璃箱、錨固螺栓、可調(diào)式配重塊、下連桿、碟形彈簧、外展柜，其特征在于：所述上連桿上端與所述外展柜鉸接，所述上連桿下端與所述鋼化玻璃箱鉸接，所述鋼化玻璃箱底部用所述錨固螺栓固定所述可調(diào)式配重塊，所述下連桿上端與可調(diào)配重塊鉸接，所述下連桿下端與所述碟形彈簧鉸接，所述外展柜限制所述碟形彈簧水平位移。發(fā)生地震時，可調(diào)擺式文物低頻減震裝置以很低的頻率擺動，達(dá)到良好的隔震作用。
【專利說明】一種可調(diào)擺式多維低頻文物減震裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種文物減隔震裝置，屬于可移動文物的安全防護(hù)及動力分析領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]可移動文物是世界文化遺產(chǎn)的重要組成部分，具有極其重要的文化、歷史價值，保護(hù)意義重大。對這些文物的保護(hù)，不僅有防火、防盜要求，還應(yīng)有防震要求。大量震害表明，浮放文物在地震烈度為3?4度時，就有可能產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。由于地震的不可預(yù)見及巨大的破壞性，使得對這些文物采取及時有效的防震措施迫在眉睫。
[0003]從館藏浮放文物隔震裝置的研發(fā)現(xiàn)狀來看，國內(nèi)方面在此方面嚴(yán)重不足，而國外方面如日本、美國、意大利等國家已普遍推廣使用不同類型文物隔震裝置以實現(xiàn)基于先進(jìn)技術(shù)的文物防震保護(hù)。滾輪式、滾軸式、滾珠式、滑塊式、摩擦擺式等不同類型隔震裝置得以研發(fā)，空氣彈簧、恒力彈簧、磁石、形狀記憶合金等不同類型隔震材料得以應(yīng)用，使得文物隔震裝置的開發(fā)前景廣闊。然而從文物隔震裝置的隔震效果來看，實現(xiàn)構(gòu)造簡單、小容積、低傳導(dǎo)比(文物的響應(yīng)加速度峰值與輸入地震波加速度峰值之比)及避免豎向搖擺，并保證隔震裝置的可靠性、耐久性仍是一個重要的課題。
[0004]現(xiàn)有的文物隔震裝置大都以水平隔震為主，而豎向地震分量往往占重要地位。從水平恢復(fù)力部件角度講，傳統(tǒng)的彈簧需要豎向雙層設(shè)置方可實現(xiàn)水平任意向隔震。而基于重力恢復(fù)力的曲面滾輪或滾珠裝置則很容易發(fā)生由于水平地震力過大而造成部件飛出的問題。從豎向恢復(fù)力部件角度講，傳統(tǒng)的彈簧由于靜撓度過大而容易產(chǎn)生豎向彎曲問題，且部件構(gòu)造復(fù)雜，占據(jù)豎向空間較大。因此，需要研發(fā)制造簡便、機(jī)理明確、效果明顯的多維文物減震裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]現(xiàn)有的文物隔震裝置大都以水平隔震為主，而豎向地震分量往往占重要地位。從水平恢復(fù)力部件角度講，傳統(tǒng)的彈簧需要豎向雙層設(shè)置方可實現(xiàn)水平任意向隔震。而基于重力恢復(fù)力的曲面滾輪或滾珠裝置則很容易發(fā)生由于水平地震力過大而造成部件飛出的問題。從豎向恢復(fù)力部件角度講，傳統(tǒng)的彈簧由于靜撓度過大而容易產(chǎn)生豎向彎曲問題，且部件構(gòu)造復(fù)雜，占據(jù)豎向空間較大。基于此，本發(fā)明試圖通過可調(diào)擺式文物低頻減震裝置的研發(fā)解決上述問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，包括上連桿、鋼化玻璃箱、錨固螺栓、可調(diào)式配重塊、下連桿、碟形彈簧、外展柜；其中，所述上連桿一端與所述外展柜鉸接，所述上連桿另一端與所述鋼化玻璃箱鉸接；所述鋼化玻璃箱放置文物處用所述錨固螺栓固定可調(diào)式配重塊；所述下連桿一端與可調(diào)配重塊鉸接，下連桿另一端與所述碟形彈簧鉸接；所述外展柜限制所述碟形彈簧水平位移。
[0007]所述上連桿與下連桿，選用輕質(zhì)且強(qiáng)度高的材料，如金屬基復(fù)合材料；上連桿長度與下連桿長度之比大于2。[0008]所述可調(diào)式配重塊，材料選用鉛合金、鋅合金、鑄鐵，所述可調(diào)式配重塊長寬與所述鋼化玻璃箱相同，所述可調(diào)式配重塊用所述錨固螺栓固定于所述鋼化玻璃箱底部，可以通過改變所述可調(diào)式配重塊數(shù)量來改變質(zhì)量大小。
[0009]所述鋼化玻璃箱使用全鋼化玻璃，所述鋼化玻璃箱內(nèi)置摩擦墊層。
[0010]所述碟形彈簧可通過改變簧片數(shù)量來改變剛度。
[0011]當(dāng)隔震文物柜受到地震作用時，碟形彈簧受到拉伸和壓縮，來抵抗豎直方向的地震作用，鋼化玻璃箱與上連桿和下連桿鉸接，并以低頻率在水平方向擺動，抵抗水平方向的地震作用，進(jìn)而達(dá)到隔震的目的。
[0012]本發(fā)明采用單擺和倒擺并聯(lián)隔振系統(tǒng)原理，鋼化玻璃箱和可調(diào)質(zhì)量塊質(zhì)量和為m，鋼化玻璃箱上端與長為L1上連桿鉸接，構(gòu)成單擺，稱之為正擺；可調(diào)配重塊下端通過與一長為L2的下連桿鉸接，下連桿下端與剛度為Ks的碟形彈簧鉸接，構(gòu)成倒擺。單擺與倒擺通過鋼化玻璃箱和可調(diào)配重塊并聯(lián)在一起，桿長比L = L1Zl2，碟形彈簧初始壓縮量為AL，系統(tǒng)處
于平衡位置時，系統(tǒng)剛度為
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:包括上連桿(I)、鋼化玻璃箱(2)、錨固螺栓(3 )、可調(diào)式配重塊(4)、下連桿(5 )、碟形彈簧(6 )、外展柜(7 );其中，所述上連桿(I)一端與所述外展柜(7)鉸接，上連桿(I)另一端與鋼化玻璃箱(2)鉸接；所述鋼化玻璃箱(2)放置文物處用所述錨固螺栓(3)固定可調(diào)式配重塊(4);所述下連桿(5) —端與可調(diào)配重塊(4)鉸接，下連桿(5)另一端與所述碟形彈簧(6)鉸接；所述外展柜(7)限制所述碟形彈簧(6)水平位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:所述上連桿(1)與下連桿(5)，選用輕質(zhì)且強(qiáng)度高的材料，如金屬基復(fù)合材料；上連桿(I)長度與下連桿(5)長度之比大于2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:所述可調(diào)式配重塊(4)，材料選用鉛合金、鋅合金、鑄鐵；所述可調(diào)式配重塊(4)長寬與所述鋼化玻璃箱(2)相同；所述可調(diào)式配重塊(4)用所述錨固螺栓(3)固定于所述鋼化玻璃箱(2)底部，可以通過改變所述可調(diào)式配重塊(4)數(shù)量來改變質(zhì)量大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:所述鋼化玻璃箱(2)使用全鋼化玻璃，所述鋼化玻璃箱(2)內(nèi)置摩擦墊層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:所述碟形彈簧(6)可通過改變簧片數(shù)量來改變剛度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)擺式文物低頻減震裝置，其特征在于:當(dāng)隔震文物柜受到地震作用時，碟形彈簧(6)受到拉伸和壓縮，來抵抗豎直方向的地震作用，鋼化玻璃箱(2)與上連桿(I)和下連桿(5)鉸接，并以低頻率在水平方向擺動，抵抗水平方向的地震作用，進(jìn)而達(dá)到隔震的目的。
【文檔編號】F16F15/06GK103821863SQ201410087581
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月9日
【發(fā)明者】何浩祥, 李瑞峰, 陳奎, 呂永偉 申請人:北京工業(yè)大學(xué)