[发明专利]带限位保护系统三维文物隔震装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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8.0级特大地震、2010年我国玉树7.1级地震、2011年日本东海9.0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。

发明内容

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，本发明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，本发明采用的技术方案是：

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，本发明具有的有益效果是：

1.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1是本发明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1中的A部放大视图；