一种承载无关型摆式防震装置，自上而下包括盖板、上限位板、下限位板和底板；盖板的底面设球冠状曲面；上限位板对应球冠状曲面的位置安装万向球状滚轮；上限位板底面设短柱，短柱穿过下限位板与底板固连成固定组合体；下限位板上表面设竖向挡板，竖向挡板与盖板固连形成移动组合体；当受到震动作用时，固定组合体相对底部支撑面保持不动，移动组合体相对固定组合体发生位移，万向球状滚轮在原位置自由滚动并依靠重力场作用回归原始平衡位置。本发明专利技术构造简单，使用方便，效果可靠，装置动力特性仅与装置本身构造尺寸有关，满足任意承载条件下的防震保护需求，实现在平面内任意方向自由平动的同时防止竖向脱离，适用于高价值物品的防震保护。
【技术实现步骤摘要】
一种承载无关型摆式防震装置
本专利技术涉及文物藏品、精密仪器和重要物品等高价值物品防震/振保护领域，具体涉及一种承载无关型摆式防震装置，适用于各种承载下的震/振动隔离。
技术介绍
我国地处两大地质构造板块交界位置，地震频发带来的危害巨大，人们生命和财产安全受到威胁。目前，我国地震设防设计，以尽量减少地震造成的人员伤亡为目标，对于建筑物内的物品防震安全考虑较少，地震中室内物品损毁严重，重要物品、文物藏品和精密仪器等高价值物品的安全保障意义重大，迫在眉睫。博物馆是让文物等藏品在保护和利用中活起来的载体，可移动藏品大量流向博物馆集中保存，也加大了突发灾害下大量损毁的可能性。目前我国博物馆4900余座，60％以上博物馆处在强震多发地震带上，其中，百余座国家一级博物馆中，90座以上位于地震区，69座位于7度以上高烈度地震区。此外，随着城市发展日新月异，城市路面交通及轨道交通高速发展，其给建筑群带来的振动影响越来越难以忽视。现有防震/振装置，动力特性与承载物品重量(承载)相关，防震/振装置刚度参数受限，尤其对质量较小的高价值物品，防震/振效率难以保证和提升；对于质量较大的高价值物品，同样受承载物品质量影响，现有防震/振装置刚度元件尺寸及刚度参数均较大，影响整体装置效果，不便于物品存储与展示。因此，针对重要物品、文物藏品和精密仪器等高价值物品的防震/振保护，开发有效、可靠的防震/振装置势在必行。
技术实现思路
本专利技术提供一种承载无关型摆式防震装置，解决现有文物藏品、精密仪器和重要物品等高价值物品缺乏有效、可靠的防震/振装置，以及现有装置特性受限于上部质量的技术难题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种承载无关型摆式防震装置，其特征在于：自上而下包括盖板、上限位板、下限位板和底板，四者均为水平设置的平面板；所述盖板的底面内凹形成若干间隔设置的、尺寸相同的球冠状曲面，球冠状曲面曲率半径为R，则防震/振装置自振周期为球冠状曲面关于盖板中心呈平面对称或中心对称布置；所述上限位板的面板上对应球冠状曲面的位置分别安装万向球状滚轮，所述万向球状滚轮可在原位置自由滚动，其原始平衡状态的球心与球冠状曲面的中心平面位置相同；所述上限位板的底面竖向设置有短柱，所述短柱从下限位板中心开设的圆孔内穿过后，底端与底板固连，形成固定组合体；所述下限位板的上表面设有若干竖向挡板，所述竖向挡板顶端与盖板的底面固连，形成移动组合体；所述竖向挡板设于上限位板周围，与上限位板的侧边之间预留缓冲距离，所述上限位板位于盖板、下限位板和竖向挡板围合形成的区域内；所述底板外形尺寸与盖板相同，其面板边缘开设安装孔，所述安装孔内设连接件与底部支撑面固定；可安装地脚直接放置在地面或楼面上，也可通过安装螺栓将装置与展台面板连接；承载物置于盖板上，可直接放置或配合安装组件或限位组件放置，当受到外界震/振动作用时，底板与上限位板组成的固定组合体相对底部支撑面保持不动，盖板和下限位板形成的移动组合体相对固定组合体发生位移，万向球状滚轮在原位置自由滚动，盖板相对万向球状滚轮产生平面内任意方向的相对运动，并依靠重力场作用回归原始平衡位置。作为本专利技术的优选技术方案，所述盖板和底板为尺寸相等的矩形板，所述球冠状曲面有四个，在盖板底面上关于盖板中心呈平面对称或中心对称布置。进一步优选的，所述球冠状曲面的中心位置为平面圆盘，原始平衡状态下，所述平面圆盘与万向球状滚轮两者的竖向平面投影重合。进一步的，所述上限位板为以面板中心点呈中心对称的四角星板，四个侧边均呈V形，所述万向球状滚轮分别安装于四角星的四个角部；所述短柱为一根中心短柱，竖向设于上限位板的底面中心位置。进一步的，所述下限位板为中心开孔的十字形板，所述十字形板的四个端部分别设置竖向挡板。进一步的，所述竖向挡板为竖向设置的V形板，与上限位板的V形侧边适配，所述V形板的内侧设置柔性缓冲橡胶垫片。进一步的，原始平衡状态时，所述竖向挡板与对应上限位板侧边之间的缓冲距离等于球冠状曲面的底部平面半径r，即盖板与底板水平相对变形最大值为球冠状曲面的底部平面半径r，盖板与底板达到最大相对变形r时，固定于底板的上限位板，与同盖板固定连接的下限位板发生柔性接触，限制过大的水平变形。进一步的，所述下限位板由四块四角形板件对称拼接而成，所述四角形板件的外侧端部为与竖向挡板适配的V形边，内侧端部和左右两侧边均为弧形边。进一步的，原始平衡状态时，盖板与底板之间的距离最小，为hmin，所述竖向挡板的高度hs≤hmin-5mm；当受到外界震/振动作用时，盖板(1)与底板(4)之间的最大距离hmax等于万向球状滚轮的直径d。更进一步的，所述短柱的长度满足上限位板与下限位板之间的竖向间隙等于球冠状曲面的最大深度，保证水平相对变形，同时限制竖向过大的变形，避免竖向脱离。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点和有益效果：本专利技术针对现有文物藏品、精密仪器和重要物品等高价值物品缺乏有效、可靠的防震/振装置以及现有装置特性受限于上部质量的实际问题，提出一种构造简单、可靠有效的承载无关型摆式防震/振装置，其构造简单，使用方便，效果可靠，装置动力特性仅与装置本身构造尺寸有关，可以满足任意承载条件下的防震/振保护需求，在平面内任意方向自由平动同时可防止竖向脱离，适用于不同重量的文物藏品、精密仪器和重要物品等高价值物品的防震/振保护，具有较大的应用空间与市场推广价值。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1为本专利技术涉及的承载无关型摆式防震装置的整体结构示意图；图2为本专利技术涉及的承载无关型摆式防震装置的分解构造示意图；图3为本专利技术涉及的盖板的结构示意图；图4为图3的俯视图；图5为图4中A-A的剖面结构示意图；图6为本专利技术涉及的底板的结构示意图；图7为本专利技术涉及的上限位板的结构示意图；图8为本专利技术涉及的下限位板的结构示意图；图9为本专利技术涉及的柔性缓冲橡胶垫片的结构示意图。附图标记：1-盖板、1.1-球冠状曲面、2-上限位板、2.1-短柱、2.2-万向球状滚轮、3-下限位板、3.1-圆孔、3.2-竖向挡板、3.3-柔性缓冲橡胶垫片、3.4-四角形板件、4-底板、4.1-安装孔。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术的承载无关型摆式防震装置的实施例。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种承载无关型摆式防震装置，其特征在于：自上而下包括盖板(1)、上限位板(2)、下限位板(3)和底板(4)，四者均为水平设置的平面板；/n所述盖板(1)的底面内凹形成若干间隔设置的、尺寸相同的球冠状曲面(1.1)；/n所述上限位板(2)的面板上对应球冠状曲面(1.1)的位置分别安装万向球状滚轮(2.2)，所述万向球状滚轮(2.2)原始平衡状态的球心与球冠状曲面(1.1)的中心平面位置相同；/n所述上限位板(2)的底面竖向设置有短柱(2.1)，所述短柱(2.1)从下限位板(3)中心开设的圆孔(3.1)内穿过后，底端与底板(4)固连，形成固定组合体；/n所述下限位板(3)的上表面设有若干竖向挡板(3.2)，所述竖向挡板(3.2)的顶端与盖板(1)的底面固连，形成移动组合体；/n所述竖向挡板(3.2)设于上限位板(2)周围，与上限位板(2)的侧边之间预留缓冲距离，所述上限位板(2)设在盖板(1)、下限位板(3)和竖向挡板(3.2)围合形成的区域内；/n所述底板(4)的面板边缘开设安装孔(4.1)，所述安装孔(4.1)内设连接件与底部支撑面固定；/n承载物置于盖板(1)上；当受到外界震/振动作用时，底板(4)与上限位板(2)组成的固定组合体相对底部支撑面保持不动，盖板(1)和下限位板(3)形成的移动组合体相对固定组合体发生位移，万向球状滚轮在原位置自由滚动，盖板(1)相对万向球状滚轮产生平面内任意方向的相对运动，并依靠重力场作用回归原始平衡位置。/n...
【技术特征摘要】
1.一种承载无关型摆式防震装置，其特征在于：自上而下包括盖板(1)、上限位板(2)、下限位板(3)和底板(4)，四者均为水平设置的平面板；
所述盖板(1)的底面内凹形成若干间隔设置的、尺寸相同的球冠状曲面(1.1)；
所述上限位板(2)的面板上对应球冠状曲面(1.1)的位置分别安装万向球状滚轮(2.2)，所述万向球状滚轮(2.2)原始平衡状态的球心与球冠状曲面(1.1)的中心平面位置相同；
所述上限位板(2)的底面竖向设置有短柱(2.1)，所述短柱(2.1)从下限位板(3)中心开设的圆孔(3.1)内穿过后，底端与底板(4)固连，形成固定组合体；
所述下限位板(3)的上表面设有若干竖向挡板(3.2)，所述竖向挡板(3.2)的顶端与盖板(1)的底面固连，形成移动组合体；
所述竖向挡板(3.2)设于上限位板(2)周围，与上限位板(2)的侧边之间预留缓冲距离，所述上限位板(2)设在盖板(1)、下限位板(3)和竖向挡板(3.2)围合形成的区域内；
所述底板(4)的面板边缘开设安装孔(4.1)，所述安装孔(4.1)内设连接件与底部支撑面固定；
承载物置于盖板(1)上；当受到外界震/振动作用时，底板(4)与上限位板(2)组成的固定组合体相对底部支撑面保持不动，盖板(1)和下限位板(3)形成的移动组合体相对固定组合体发生位移，万向球状滚轮在原位置自由滚动，盖板(1)相对万向球状滚轮产生平面内任意方向的相对运动，并依靠重力场作用回归原始平衡位置。
2.根据权利要求1所述的一种承载无关型摆式防震装置，其特征在于：所述盖板(1)和底板(4)为尺寸相等的矩形板，所述球冠状曲面(1.1)有四个，在盖板(1)底面上关于盖板中心呈平面对称或中心对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种承载无关型摆式防震装置，其特征在于：所述球冠状曲面(1.1)的中心位置为平面圆盘，原始平衡状态下，所述平面圆盘与万向球状滚轮(2.2...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋毛毛，葛家琪，马伯涛，张玲，张曼生，管志忠，吴思，
申请(专利权)人：中国航空规划设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。