一种智能隔震展柜及控制方法技术

本发明专利技术提出了一种智能隔震展柜及其控制方法，涉及隔震技术领域，智能隔震展柜包括：震动测量机构、模糊控制机构以及依次连接的展柜底板、三维隔震模块和活动展台；活动展台上用于放置目标展品，固定在三维隔震模块上；展柜底板，其上设置三维隔震模块及其他部件；三维隔震模块包括：垂直隔震机构、第一水平隔震机构和第二水平隔震机构；分别控制活动展台在z轴、y轴和x轴三个方向上的运动；震动测量机构用于测量展柜底板的三维加速度和活动展台的三维加速度和三维位移；模糊控制机构用于采用模糊控制算法调节阻尼力的大小，以使展柜底板和活动展台之间的相对运动保持在指定范围中。和活动展台之间的相对运动保持在指定范围中。和活动展台之间的相对运动保持在指定范围中。

【技术实现步骤摘要】
一种智能隔震展柜及控制方法


[0001]本专利技术涉及隔震
，特别是涉及一种智能隔震展柜及控制方法。

技术介绍

[0002]文物是我国历史文化的重要载体，文物安全是文化安全的重要组成部分。发展馆藏文物防震技术，对于保护文物安全，保障文化传承具有非常重要的现实意义。隔震技术已经开始应用于珍贵文物的防震保护，显著提高了文物的抗震性能。
[0003]目前的隔震装置大多为水平隔震，主要作用是防止文物倾覆，而文物受到的竖向震动冲击往往会造成陶瓷类、雕塑类文物的碰撞破坏，迫切需要一种实用可靠的三维隔震装置。另外，现有隔震装置大多采用被动控制技术，其中的阻尼器仅针对单一频率设计，其阻尼特性不随时间变化，限制了阻尼器的适应能力，普遍存在智能化程度低、隔震适应性差的问题，在大脉冲地震动、长周期地震动等特殊地震作用下，隔震装置的效果将大大降低甚至失效。
[0004]针对上述传统的隔震装置仅能够简单的水平隔震且不够智能的问题，本申请提供了一种智能隔震展柜及控制方法，以减少展柜中的文物在地震作用下遭受的损伤。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种智能隔震展柜及控制方法，满足了全方面隔震的需求，提高了智能隔震展柜在不同类型地震作用的输入下的隔震性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种智能隔震展柜，其特征在于，所述智能隔震展柜包括：震动测量机构、模糊控制机构以及依次连接的展柜底板、三维隔震模块和活动展台；
[0007]所述活动展台，其上用于放置目标展品，固定于所述三维隔震模块上；
[0008]所述展柜底板，其上设置所述三维隔震模块及所述三维隔震模块上的部件；
[0009]所述三维隔震模块包括：垂直隔震机构、第一水平隔震机构和第二水平隔震机构；所述垂直隔震机构，用于控制所述活动展台在z轴方向上的运动；所述第一水平隔震机构，用于控制所述活动展台在y轴方向上的运动；所述第二水平隔震机构，用于控制所述活动展台在x轴方向上的运动；
[0010]震动测量机构，用于测量所述展柜底板的三维加速度和所述活动展台的三维加速度和三维位移；所述三维加速度包括x,y和z三个方向的加速度；所述三维位移包括x,y和z三个方向的位移；
[0011]模糊控制机构，用于根据所述展柜底板的三维加速度、所述活动展台的三维加速度和三维位移以及展台容许位移，采用模糊控制算法调节所述垂直隔震机构、所述第一水平隔震机构和所述第二水平隔震机构产生的阻尼力的大小，以使所述展柜底板和所述活动展台之间的相对运动保持在指定范围中。
[0012]可选地，所述智能隔震展柜还包括：
[0013]第一隔板，固定设置在所述第一水平隔震机构上，在所述第一隔板上固定所述垂直隔震机构及所述垂直隔震机构以上的部件；
[0014]第二隔板，固定设置在所述第二水平隔震机构上，所述第二隔板上固定所述第一水平隔震机构及所述第一水平隔震机构以上的部件。
[0015]可选地，所述智能隔震展柜还包括：
[0016]防护罩，罩在所述目标展品、所述活动展台和所述垂直隔震机构外部；
[0017]第一方向限定机构，设置在所述活动展台和所述防护罩之间，所述第一方向限定机构一端固定于所述活动展台侧壁凹陷处，一端活动连接于所述防护罩侧壁，用于限定所述活动展台沿z轴方向活动；
[0018]第二方向限定机构，设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，用于限定所述活动展台和所述垂直隔震机构沿y轴方向活动；所述第二方向限定机构一端固定在所述第一隔板下表面，另一端活动连接于所述第二隔板上表面；
[0019]第三方向限定机构，设置在所述第二隔板和所述展柜底板之间，用于限定所述活动展台、所述垂直隔震机构和所述第一水平隔震机构沿x轴方向活动；所述第三方向限定机构一端固定在所述第二隔板下表面，另一端活动连接于所述展柜底板上表面。
[0020]可选地，所述垂直隔震机构包括：z轴压电变摩擦阻尼器、X型支撑机构、横向弹簧和竖向弹簧；
[0021]所述z轴压电变摩擦阻尼器，包括z轴固定部和z轴活动部；所述z轴固定部用于限定所述z轴活动部沿z轴方向运动；所述z轴固定部设置在所述活动展台底面和所述第一隔板之间，所述活动展台底面与所述z轴固定部对应的地方开有凹槽；
[0022]所述X型支撑机构，包括交叉设置的两根支撑杆，所述两根支撑杆的交叉点固定于所述z轴活动部上，每根支撑杆的两个端部分别与所述活动展台底面和所述第一隔板上表面活动接触，用于支撑所述活动展台；
[0023]所述支撑杆的两端分别通过所述竖向弹簧和所述横向弹簧与另一根所述支撑杆的两端连接。
[0024]可选地，所述第一水平隔震机构包括：y轴压电变摩擦阻尼器、若干个前向倾斜弹簧和若干个后向倾斜弹簧；所述前向倾斜弹簧和所述后向倾斜弹簧个数相同；
[0025]y轴压电变摩擦阻尼器，包括y轴固定部和y轴活动部；所述y轴固定部用于限定所述y轴活动部沿y轴方向运动；所述y轴固定部设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间；所述y轴固定部固定在所述第二隔板上表面；所述y 轴活动部与所述第一隔板下表面固定连接；
[0026]所述前向倾斜弹簧一端连接所述第一隔板前沿，另一端连接所述第二隔板后沿；所述后向倾斜弹簧一端连接所述第一隔板后沿，另一端连接所述第二隔板前沿；
[0027]所述第二水平隔震机构包括：x轴压电变摩擦阻尼器、若干个左向倾斜弹簧和若干个右向倾斜弹簧；所述左向倾斜弹簧和所述右向倾斜弹簧个数相同；
[0028]x轴压电变摩擦阻尼器，包括x轴固定部和x轴活动部；所述x轴固定部用于限定所述x轴活动部沿x轴方向运动；所述x轴固定部设置在所述第二隔板和所述展柜底板之间；所述x轴固定部固定在所述展柜底板上表面；所述x 轴活动部与所述第二隔板下表面固定连接；
[0029]所述左向倾斜弹簧一端连接所述第二隔板左沿，另一端连接所述展柜底板右沿；所述右向倾斜弹簧一端连接所述第二隔板右沿，另一端连接所述展柜底板左沿。
[0030]可选地，所述震动测量机构包括：
[0031]展台加速度传感器，设置在所述活动展台下表面，用于采集所述活动展台的三维加速度；
[0032]z轴直线位移传感器，一端固定于所述第一隔板上表面，另一端与所述活动展台下表面连接，用于采集所述活动展台z轴方向上的位移；所述活动展台 z轴方向上的位移为所述活动展台在z轴方向上与所述第一隔板的相对位移；
[0033]y轴位移传感器，设置在所述第一隔板下表面，用于采集所述活动展台y 轴方向上的位移；所述活动展台y轴方向上的位移为所述第一隔板在y轴方向上与所述第二隔板的相对位移；
[0034]x轴位移传感器，设置在所述第二隔板下表面，用于采集所述活动展台x 轴方向上的位移；所述活动展台x轴方向上的位移为所述第二隔板在x轴方向上与所述展柜底板的相对位移；
[0035]展柜底板加速度传感器，设置在所述展柜底板上，用于采集所述展柜底板的三维加速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能隔震展柜，其特征在于，所述智能隔震展柜包括：震动测量机构、模糊控制机构以及依次连接的展柜底板、三维隔震模块和活动展台；所述活动展台，其上用于放置目标展品，固定于所述三维隔震模块上；所述展柜底板，其上设置所述三维隔震模块及所述三维隔震模块上的部件；所述三维隔震模块包括：垂直隔震机构、第一水平隔震机构和第二水平隔震机构；所述垂直隔震机构，用于控制所述活动展台在z轴方向上的运动；所述第一水平隔震机构，用于控制所述活动展台在y轴方向上的运动；所述第二水平隔震机构，用于控制所述活动展台在x轴方向上的运动；震动测量机构，用于测量所述展柜底板的三维加速度和所述活动展台的三维加速度和三维位移；所述三维加速度包括x,y和z三个方向的加速度；所述三维位移包括x,y和z三个方向的位移；模糊控制机构，用于根据所述展柜底板的三维加速度、所述活动展台的三维加速度和三维位移以及展台容许位移，采用模糊控制算法调节所述垂直隔震机构、所述第一水平隔震机构和所述第二水平隔震机构产生的阻尼力的大小，以使所述展柜底板和所述活动展台之间的相对运动保持在指定范围中。2.根据权利要求1所述的智能隔震展柜，其特征在于，所述智能隔震展柜还包括：第一隔板，固定设置在所述第一水平隔震机构上，在所述第一隔板上固定所述垂直隔震机构及所述垂直隔震机构以上的部件；第二隔板，固定设置在所述第二水平隔震机构上，所述第二隔板上固定所述第一水平隔震机构及所述第一水平隔震机构以上的部件。3.根据权利要求2所述的智能隔震展柜，其特征在于，所述智能隔震展柜还包括：防护罩，罩在所述目标展品、所述活动展台和所述垂直隔震机构外部；第一方向限定机构，设置在所述活动展台和所述防护罩之间，所述第一方向限定机构一端固定于所述活动展台侧壁凹陷处，一端活动连接于所述防护罩侧壁，用于限定所述活动展台沿z轴方向活动；第二方向限定机构，设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间，用于限定所述活动展台和所述垂直隔震机构沿y轴方向活动；所述第二方向限定机构一端固定在所述第一隔板下表面，另一端活动连接于所述第二隔板上表面；第三方向限定机构，设置在所述第二隔板和所述展柜底板之间，用于限定所述活动展台、所述垂直隔震机构和所述第一水平隔震机构沿x轴方向活动；所述第三方向限定机构一端固定在所述第二隔板下表面，另一端活动连接于所述展柜底板上表面。4.根据权利要求3所述的智能隔震展柜，其特征在于，所述垂直隔震机构包括：z轴压电变摩擦阻尼器、X型支撑机构、横向弹簧和竖向弹簧；所述z轴压电变摩擦阻尼器，包括z轴固定部和z轴活动部；所述z轴固定部用于限定所述z轴活动部沿z轴方向运动；所述z轴固定部设置在所述活动展台底面和所述第一隔板之间，所述活动展台底面与所述z轴固定部对应的地方开有凹槽；所述X型支撑机构，包括交叉设置的两根支撑杆，所述两根支撑杆的交叉点固定于所述z轴活动部上，每根支撑杆的两个端部分别与所述活动展台底面和所述第一隔板上表面活动接触，用于支撑所述活动展台；
所述支撑杆的两端分别通过所述竖向弹簧和所述横向弹簧与另一根所述支撑杆的两端连接。5.根据权利要求3所述的智能隔震展柜，其特征在于，所述第一水平隔震机构包括：y轴压电变摩擦阻尼器、若干个前向倾斜弹簧和若干个后向倾斜弹簧；所述前向倾斜弹簧和所述后向倾斜弹簧个数相同；y轴压电变摩擦阻尼器，包括y轴固定部和y轴活动部；所述y轴固定部用于限定所述y轴活动部沿y轴方向运动；所述y轴固定部设置在所述第一隔板和所述第二隔板之间；所述y轴固定部固定在所述第二隔板上表面；所述y轴活动部与所述第一隔板下表面固定连接；所述前向倾斜弹簧一端连接所述第一隔板前...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉超，王涛，尚庆学，罗清宇，李海洋，高生，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：