一种复原张衡地动仪内部结构和测振原理的测振装置。地震或其它原因引起的振动位移的水平分量使“都柱”和“八道”中由悬垂摆体和倒立摆体通过傍靠排列，即“傍行”耦合而成的、动力臂小于阻力臂的、具有复式杠杆特征的杠杆组合，沿八个受限方向产生惯性摆动，在传递振动的同时将位移放大上千倍。摆动最大的一侧首先触发“首衔铜丸”和“机发吐丸”的夹持机构“牙机”，同时关闭确保“虽一龙发机，而七首不动”的制约装置“巧制”。具备“验之以事，合契若神”和测知“地不觉动”的微震的功能，并对“合盖隆起”、“覆盖周密无际”和“如有地动，尊则振龙”等史书描述全部都有明确体现，可用于涉及历史、语文和物理等诸多方面的教学、研究和展示。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测振装置，特别是涉及一种复原和再现张衡地动仪内部结构和工作原理的测振装置，可以用于测量地震或其它原因引起的振动，更可用于涉及历史、语文、物理等诸多方面的教学和展示。
技术介绍
《后汉书.张衡传》在描述地动仪时写到“中有都柱，傍行八道，施关发机”，随后强调“其牙机巧制，皆隐在尊中”。这可以理解为，“牙机”是指“施关发机”的“机”，“巧制”涉及“施关发机”的“关”。也就是说，“都柱”、“八道”、“牙机”和“巧制”是地动仪内部结构的四个组成部分。从地动仪的工作方法可以看出，“牙机”应该是指用以“首衔铜丸”、“机发吐丸”的夹持和释放机构，“巧制”主要包括确保“虽一龙发机，而七首不动”的制约或关闭装置。触发“牙机”和“巧制”所需的动力和位移来源于地震或其它原因的振动。当微弱的振动远远不足以完成触发时，接收和放大微弱的振动而输出足够的动力和位移就成为“都柱”和“八道”应当具备的功能。以往对复原张衡地动仪所做的长期的、多样的尝试，即使没有根据史书记载准确理解或说明“都柱”、“八道”、“牙机”和“巧制”四类部件，但基本上都是围绕着接收、放大、触发和制约等方面进行的。接收或测知振动通常认为应该利用悬垂摆体或者倒立摆体，而如何进一步将其放大则一直没有令人满意的和广为认同的答案，这致使现有的复原方案不能完全具备史书中描述的灵敏而实用的测振功能。
技术实现思路
使“都柱”和“八道”具备接收和放大微弱振动并输出足以触发“牙机”和“巧制”的动力和位移的功能，是复原张衡地动仪内部结构的首要的和核心的技术问题。将地动仪中央的“都柱”与周围“八道”中的一个或若干个杠杆，作为悬垂或倒立的摆体，与地面垂直或接近垂直放置，通过傍靠排列，即“傍行”，和/或连杆连接等方式，相互耦合成为动力臂小于阻力臂的、具有复式杠杆特征的杠杆组合，并使“都柱”具有足够大的质量平衡杠杆另一侧的阻力和系统中的摩擦力，能够在受到振动后形成摆动，即可在传递振动的同时将位移放大一定的倍数，可以是上千倍。【附图说明】图1是本专利技术实施例1的悬垂都柱地动仪的剖面示意图。图2是层屉式安装的轮辐式结构的机架和带有龙纹装饰的摆动杆件的示意图。图3是本专利技术实施例5的牙机巧制合一的地动仪的剖面示意图。【具体实施方式】实施例1:悬垂都柱地动仪设置上层机架11和下层机架12，与“尊”7刚性连接。机架可以设计成层屉式安装的轮辐式结构，便于保持整个系统的水平方向的中心对称性，和垂直方向的上下对应性。每层每侧机架由左右平行的两条横梁组成，摆体杠杆组合等构件通过转动支点安装在横梁上并处于两条横梁之间。连接横梁和摆体杠杆等构件的转动支点可使用刀口和刀承的形式，以减小表面摩擦。“都柱”1悬挂于上层机架11中央，并能够向各个方向灵活摆动。“八道”2中的悬垂摆体杠杆5的支点固定于上层机架11，倒立摆体杠杆6的支点固定于下层机架12。“都柱” I与摆体杠杆之间、摆体杠杆相互之间，通过傍靠排列，即“傍行”，和/或连杆连接等方式，耦合成为动力臂小于阻力臂的、具有复式杠杆特征的杠杆组合，并使“都柱” I具有足够大的质量平衡杠杆另一侧的阻力和系统中的摩擦力，能够在受到振动后形成摆动，即可在传递振动的同时放大位移。“都柱” I和“八道”2中的摆体在受到地震或其它原因的振动时，因其自身的惯性或惰性，与“尊” 7及其附着的地面产生相对运动，即摆动。以“傍行”或连杆连接等方式耦合而成的、具有复式杠杆特征的、动力臂小于阻力臂的杠杆组合，将摆动放大相当的倍数而达到足够的程度触发“牙机”和“巧制”。地动仪中摆体的摆动体现和放大的是测振地点振动位移在受限的八个“八道”方向上的水平分量。分量最大的一侧首先被触发，且当该分量的方向与其振源方向相反时，振源在被触发的龙首一侧左右夹角各为八分之一圆周的一半即22.5度的范围内。杠杆的级数、每级杠杆的比例以及不同摆体的搭配可以根据具体需要进行相应调整。三级以上的杠杆组合配合足够大质量的“都柱”就可以把微弱的振动位移放大上千倍，使地动仪可以对人为施加的振动做出灵敏和准确的反应，做到“验之以事，合契若神”，并且具有测知“地不觉动”的微弱地震的功能。“牙机”3是摆体杠杆，通过转动支点固定于上层机架11，就位静止时与“八道”2摆体杠杆组合外侧一端相傍靠，同时从下方支撑抵住“巧制”4。“巧制”4是组成制约和关闭装置的八个具有共同中心落点的、放射形环绕排列的活动杆件之一，内侧一端为圆柱体或球体，外侧一端与龙首9结合为一体，通过转动支点固定于上层机架11，并与龙首9和“铜丸，，10分别处于支点两侧，形成跷跷板的起落模式，重心设置在“巧制”4 一侧，就位静止时从下方被“牙机”3支撑抵住。龙首9与“尊”7靠拢夹持“铜丸”10而状如“ 口衔铜丸”。“巧制”4外侧一端向外向下指向龙首9，内侧一端向内向上指向“都柱” I上方、“尊”7内顶部的中心位置，形成内高外低的伞形布局，“合盖隆起”的“盖”8与之相适应，使地动仪重心低矮、结构紧凑。当“八道” 2摆体杠杆组合外侧一端向外推压“牙机” 3时，“牙机” 3转动移出支撑面，使“巧制”4和龙首9失去支撑，位于支点外侧的龙首9向外抬起，龙口开启，“铜丸”10掉落而“机发吐丸”;相对应的“巧制”4的内侧一端向内落下，占据“尊”7内顶部、“都柱”1上方的中心位置，使其它“巧制”内侧端即使相继失去“牙机”的支撑也无法完全落下，外侧龙首无法完全抬起，其它“铜丸”无法脱口落下，从而关闭了再次触发的功能，形成“巧制”，实现了 “虽一龙发机，而七首不动”。测振之后，将“铜丸” 10放回龙口并推入龙首9与“尊”7靠拢，“巧制”4内侧一端向上抬起，“牙机”3因其自身的摆体作用而复位，从下方支撑抵住“巧制”4。依次检查所有“龙首”，将其向内推入并使所有“牙机”全都复位。此时，“巧制”的关闭功能解除，“牙机”的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复原张衡地动仪内部结构的测振装置，其特征在于包括具有复式杠杆特征的杠杆组合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄坚，
申请(专利权)人：黄坚，
类型：发明
国别省市：北京;11
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