带限位保护系统三维文物隔震装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种带限位保护系统三维文物隔震装置，包括平行设置的底板和顶板、竖向设置在底板和顶板之间的相面对的第一连杆系统和第二连杆系统、以及与顶板下方连接的能够沿竖直方向伸缩的弹性构件，其中第一连杆系统和第二连杆系统在底板上的投影连线形成矩形；第一和第二连杆系统包括至少两根竖向连杆，连杆的上端部通过第一销轴与顶板的伸出部分铰接，连杆的下端部通过第二销轴与一连接板的一端铰接，第一销轴和第二销轴的轴向平行并且与第一和第二连杆系统在底板上的投影线垂直，连接板的另一端通过水平向枢轴与底板枢接，水平向枢轴的轴向与上述投影线平行。本实用新型专利技术的装置在地震发生时能够确保顶板始终水平，从而确保文物不会倾倒损坏。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种文物隔震装置，更具体地说，涉及一种带限位保护系统三维文物隔震装置。
技术介绍
故宫博物院拥有可移动文物200余万件，占全国文物的1/6，这些可移动文物是世界文化遗产的重要组成部分，具有极其重要的文化、历史及文物价值，保护意义重大。对这些文物的保护，不仅有防火、防盗要求，还应有防震要求。一方面，北京属8度地震设防区，历史上地震发生多次，如自1420年建立至今，北京城遭受地震至少222次，含8度以上地震5次。而大量文物震害表明浮放文物在地震烈度为3 4度时，就有可能产生严重破坏。由于地震的不可预见性及巨大的破坏性，使得对这些文物采取及时有效的防震措施迫在眉睫。另一方面，近年来世界地震发生频繁，如2008年我国汶川8. O级特大地震、2010年我国玉树7. I级地震、2011年日本东海9. O级特大地震等，造成了可移动文物巨大损失，这无疑使得先进的、可行的文物隔震装置的开发及应用尤为紧迫。从馆藏浮放文物隔震装置的研发现状来看，国内方面在此方面严重不足，而国外方面如日本、美国、意大利等国家已普遍推广使用不同类型文物隔震装置以实现基于先进技术的文物防震保护。滚轮式、滚轴式、滚珠式、滑块式、摩擦摆式等不同类型隔震装置得以研发，空气弹簧、恒力弹簧、磁石、形状记忆合金等不同类型隔震材料得以应用，使得文物隔震装置的开发前景广阔。然而从文物隔震装置的隔震效果来看，实现构造简单、小容积、低传导比(文物的响应加速度峰值与输入地震波加速度峰值之比)及避免文物竖向摇摆，并保证隔震装置的可靠性、耐久性仍是一个重要的课题。
技术实现思路
现有的文物隔震装置大都以水平向隔震为主，而对于城市直下型地震而言，竖向地震分量往往占举足轻重的地位。从水平恢复力部件角度讲，传统的弹簧需要竖向双层设置方可实现水平任意向隔震；而基于重力恢复力的曲面滚轮或滚珠装置则很容易发生由于水平地震力过大而造成部件飞出的问题；从竖向恢复力部件角度讲，传统的弹簧由于静挠度过大而容易产生竖向弯曲问题，且部件构造复杂，占据竖向空间较大。基于此，本技术试图通过带限位保护系统三维文物隔震装置的研发来解决上述问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是提出了一种带限位保护系统三维文物隔震装置，包括平行设置的底板和顶板、竖向设置在所述底板和所述顶板之间的相面对的第一连杆系统和第二连杆系统、以及与所述顶板下方连接的能够沿竖直方向伸缩的弹性构件，其特征在于所述第一连杆系统和所述第二连杆系统在所述底板上的投影连线形成矩形；所述第一连杆系统和所述第二连杆系统包括至少两根竖向连杆，所述连杆的上端部通过第一销轴与所述顶板的伸出部分铰接，所述连杆的下端部通过第二销轴与一连接板的一端铰接，所述第一销轴和所述第二销轴的轴向平行并且与所述第一连杆系统和所述第二连杆系统在所述底板上的投影线垂直，所述连接板的另一端通过水平向枢轴与所述底板枢接，所述水平向枢轴的轴向与所述第一连杆系统和所述第二连杆系统在所述底板上的投影线平行。优选地，所述第一连杆系统和所述第二连杆系统还包括水平连杆，所述水平连杆通过第三销轴与所述竖向连杆铰接。优选地，所述竖向连杆为通过所述第三销轴铰接在一起的两段式连杆。优选地，所述弹性构件为螺旋弹簧、橡胶弹簧或气弹簧。优选地，所述弹性构件下端连接有能够在所述底板上滑动的滑动部件。 优选地，所述滑动部件为万向滚轮、滑块或滚珠。优选地，所述弹性构件包括内套筒、外套筒以及设置在所述内套筒和所述外套筒 之间的螺旋弹簧，其中所述内套筒和所述外套筒之间形成气密密封。优选地，所述顶板和所述底板的形状为矩形、圆形或椭圆形。与现有技术相比较，本技术具有的有益效果是I.本装置无需设置双层水平隔震轨道或单独设置竖向隔震部件。2.万向滚轮、滑块或滚珠的设置，可满足三维地震作用下装置的转动方向需求。3.弹簧滚轮的设置不仅可增大装置的周期，而且可限制装置在地震作用下的转动。4.由于顶板始终保持水平且内外套筒的相互作用，因此竖向弹簧不存在纵向弯曲的问题。5.内外套筒之间设置密封圈，可增大装置的恢复力并提供部分阻力，有利于装置隔震效果的发挥。6.本装置构造简单、造价低、效果好、加工及维修方便。附图说明图I是本技术带限位保护系统三维文物隔震装置第一实施例的透视图；图2是图I中的A部放大视图；图3是图I中的B部放大视图；图4是本技术竖向可伸缩弹性机构的放大视图；图5是本技术竖向可伸缩弹性机构的剖视图；图6是图I的文物隔震装置的变形实施例的透视图；图7是将展柜和文物放置在图6所示实施例的隔震装置上，并且该隔震装置在遭受地震波影响时发生变形的透视图；图8是本技术第二实施例的透视图；图9是本技术第三实施例的透视图；图10是图9所示实施例的侧视图。具体实施方式以下参照附图对本技术的带限位保护系统三维文物隔震装置的优选实施方式进行详细说明。如图I所示，本技术的带限位保护系统三维文物隔震装置包括底板I、顶板4、竖向设置在 底板I和顶板4之间的相面对的第一连杆系统和第二连杆系统、以及与顶板4下方连接的能够沿竖直方向伸缩的弹性构件，其中第一连杆系统和第二连杆系统在底板I上的投影连线形成矩形。第一连杆系统和第二连杆系统的结构完全相同，下面仅以第一连杆系统为例来描述其详细结构。如图1-3所示，第一连杆系统包括两根分别设置在顶板4两端的竖向连杆7，该连杆7的上端部通过第一销轴6与顶板4的伸出部分5铰接，其下端部通过第二销轴61与水平方向的第一连接板8铰接。所述第一连杆系统还包括设置在底板I上的水平向枢轴10和第二连接板9，其中第二连接板9的一端与第一连接板8正交焊接，另一端与底板I通过水平向枢轴10铰接，这样，第二连接板9仅能绕水平向枢轴10沿前后方向转动。上述水平向枢轴10的轴向与第一连杆系统和第二连杆系统在底板I上的投影线平行，第一销轴6和第二销轴61的轴向平行并且与第一连杆系统和第二连杆系统在底板I上的投影线垂直。在可替换的实施例中，上述竖向连杆7的根数可以是三根、四根，或者更多，但它们均通过第一销轴6和第二销轴61相互平行地设置在底板I和顶板4之间。另外，第一连接板8和第二连接板9可以做成整体，而且其断面形状不限于图2所示的矩形，它可以采用例如圆弧形等本领域技术人员能够想到的任何形状，只要其两个端部的延长线相互垂直即可，这样可确保水平向枢轴10的轴向与第一销轴6和第二销轴61的轴向垂直。如图4所示，是本技术的能够沿竖直方向伸缩的弹性构件的放大示意图，其包括套筒3、万向轴2和装配于万向轴2的滚轮，其中万向轴2的下部通过滚轮与底板I接触。图5是该弹性构件的剖视图，其包括内套筒12、弹簧14以及外套筒15，其中内套筒12和外套筒15之间通过橡胶密封圈13密封，内套筒12的上端通过导杆11与顶板4连接，夕卜套筒15的下端与万向轴2固定，弹簧14设于内套筒12和外套筒15之间。本技术的带限位保护系统三维文物隔震装置的隔震机理为本技术的装置在使用时，将内置有文物的展柜置于本技术装置的顶板4之上，当地震波沿左右方向作用时，竖向连杆7绕第一销轴6和第二销轴61转动，这时顶板4的高度降低，展柜及文物的重量通过导杆11对弹簧14施加竖直向下的力，因此弹簧14将收缩。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周乾，闫维明，纪金豹，周锡元，
申请(专利权)人：故宫博物院，
类型：实用新型
国别省市：