[发明专利]基于电磁感应空间定位的强震可复位隔震垫装置及使用方法

权利要求书

1.一种基于电磁感应空间定位的强震可复位隔震垫装置，包括上固定钢板(1)、下固定钢板(2)、导电金属棒a(3)、导电金属棒b(4)、导电金属棒c(5)、限位棒a(6)、限位棒b(7)、限位棒c(8)、导电金属板(9)、第一定位线槽(10)、第二定位线槽(11)、第三定位线槽(12)、下连接钢板(13)、上连接钢板(14)、保护橡胶层(15)、感应接收器(16)、强震可复位隔震垫层(33)、电磁定位仪(17)、计算机(18)、开关控制器(19)、直流电源(20)、预留孔a(21)、预留孔b(22)、预留孔c(23)、预留孔d(24)、预留孔e(25)、预留孔f(26)；

强震可复位隔震垫层(33)上侧与上连接钢板(14)相连，下侧与下连接钢板(13)相连，强震可复位隔震垫层(33)外侧紧贴有保护橡胶层(15)；第一定位线槽(10)、第二定位线槽(11)和第三定位线槽(12)布设在强震可复位隔震垫层(33)上，强震可复位隔震垫层(33)定位线槽的内壁上贴附有感应接收器(16)；

上固定钢板(1)与上连接钢板(14)相连，下固定钢板(2)与下连接钢板(13)相连；下连接钢板(13)上有预留孔a(21)、预留孔b(22)和预留孔c(23)，预留孔a(21)在第一定位线槽(10)的正下方，预留孔b(22)在第二定位线槽(11)的正下方，预留孔c(23)在第三定位线槽(12)的正下方；下固定钢板(2)与下连接钢板(13)预留孔相应的位置有预留孔d(24)、预留孔e(25)、预留孔f(26)；限位棒a(6)穿过预留孔d(24)和预留孔a(21)进入第一定位线槽(10)，限位棒b(7)穿过预留孔e(25)和预留孔b(22)进入第二定位线槽(11)，限位棒c(8)穿过预留孔f(26)和预留孔c(23)进入第三定位线槽(12)；三根限位棒穿过各自上部的预留孔，到达已恢复的强震可复位隔震垫层使恢复完毕的部分随下固定钢板(2)一起发生位移，直至到达最顶端后三根限位棒再降回初始位置；

第一定位线槽(10)、第二定位线槽(11)、第三定位线槽(12)围绕强震可复位隔震垫轴线两两相隔120°布设；导电金属棒a(3)固定在下固定钢板(2)靠近第一定位线槽(10)的一侧，与第一定位线槽(10)和强震可复位隔震垫轴线在同一平面上，导电金属棒b(4)固定在下固定钢板(2)靠近第二定位线槽(11)的一侧，与第二定位线槽(11)和强震可复位隔震垫轴线在同一平面上，导电金属棒c(5)固定在下固定钢板(2)靠近第三定位线槽(12)的一侧，与第三定位线槽(12)和强震可复位隔震垫轴线在同一平面上；导电金属棒a(3)顶部布置有可伸缩的滑动触点a(27)，导电金属棒b(4)顶部布置有可伸缩的滑动触点b(28)，导电金属棒c(5)顶部布置有可伸缩的滑动触点c(29)；滑动触点a(27)、滑动触点b(28)和滑动触点c(29)在导电金属板(9)表面自由滑动；导电金属板(9)固定在上固定钢板(1)的下表面；导电金属棒a(3)、导电金属棒b(4)和导电金属棒c(5)连接于开关控制器(19)；

感应接收器(16)与电磁定位仪(17)相连，电磁定位仪(17)与计算机(18)相连，开关控制器(19)与计算机(18)相连，开关控制器(19)与直流电源(20)相连，导电金属板(9)与直流电源(20)相连；开关控制器(19)在计算机(18)的控制下逐次给导电金属棒a(3)、导电金属棒b(4)和导电金属棒c(5)通电，通电后导电金属棒产生同心圆式闭合磁场；感应接收器(16)感应到磁场强度传递给电磁定位仪(17)，电磁定位仪(17)将信息反馈给计算机(18)，由计算机(18)进行处理分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应空间定位强震可复位隔震垫装置的使用方法，其特征在于：

以待测强震可复位隔震垫内贴附的感应接收器(16)为基本测量单元，将震后强震可复位隔震垫整体的空间变形曲线在计算机上显示出来，并获得其形变量使其体现在感应接收器(16)在X、Y方向的坐标变化；由强震可复位隔震垫每层的三个感应接收器作为顶点可作一等边三角形，其轴线位置为等边三角形的外接圆圆心，且等边三角形的大小形状均不会发生改变；

采用逐层复位的方式，先以贴附在强震可复位隔震垫底部第一层的第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)为测量单元，开关控制器(19)在计算机(18)的控制下给导电金属棒a(3)通电，根据第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)感应到的磁场强度分别计算出第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)距导电金属棒a(3)的距离；通过计算机(18)控制开关控制器(19)切换为为导电金属棒b(4)通电，根据第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)感应到的磁场强度计算出第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)距导电金属棒b(4)的距离；再通过计算机(18)控制开关控制器(19)切换为为导电金属棒c(5)通电，根据第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)感应到的磁场强度计算出第一感应接收器(30)、第二感应接收器(31)和第三感应接收器(32)距导电金属棒c(5)的距离；利用各感应接收器距三根导电金属棒的距离确定第一感应接收器的位置x(42)、第二感应接收器的位置y(34)和第三感应接收器的位置z(35)及坐标；根据等边三角形的特点可得出第一层强震可复位隔震垫层轴线的位置q(36)，q(36)的坐标为第一层三个感应接收器坐标之和的三分之一；强震可复位隔震垫底部第一层的第一感应接收器初始位置为u(37)、第二感应接收器的初始位置为v(38)、第三感应接收器的初始位置为w(39)、轴线的初始位置为p(40)；根据变形前后的位置可作向量和表示强震可复位隔震垫底部第一层轴线的位移，将下固定钢板(2)按移动使第一层的轴线先复位，初步复位完成后第一感应接收器的位置变为s(41)，可作向量由下式表示

us→=ux→-pq→---(1)]]>

得出后便计算出角α，如下所示

α=2arcsin|us→|2|pu→|---(2)]]>

使下固定钢板(2)按向量的方向旋转角α，便可使强震可复位隔震垫第一层完全复位；然后将限位棒a(6)升至该层第一定位线槽(10)，将限位棒b(7)升至该层第二定位线槽(11)，将限位棒c(8)升至该层第三定位线槽(12)；再通过计算机(18)控制开关控制器(19)逐次给导电金属棒a(3)、导电金属棒b(4)和导电金属棒c(5)通电，以第二层的三个感应接收器为测量单元测出强震可复位隔震垫变形后第二层的三个感应接收器的坐标，利用类似对第一层复位的操作对第二层进行复位，第二层完全复位后分别将限位棒a(6)、限位棒b(7)、限位棒c(8)升至第二层的第一定位线槽(10)、第二定位线槽(11)、第三定位线槽(12)；利用此种方法逐层的将强震可复位隔震垫复位，待全部复位结束后将三根限位棒降到初始位置。