浮放物保護用三維減隔震平臺的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種浮放物保護用三維減隔震平臺。它包括基座板、橡膠座、復位彈簧、縱向導向軸支座、橫向導向軸厚支座、橫向導向軸薄支座、縱向阻尼器單元、橫向阻尼器單元、置物板、連接軸固定夾、連接軸、橫向復位彈簧短支柱、橫向復位彈簧長支柱、縱向復位彈簧短支柱、縱向復位彈簧長支柱。該三維減隔震平臺結構緊湊，具有初始剛度，能通過調節水平方向的阻尼力實現不同震級地震作用下浮放物的水平加速度和位移控制，并能抑制豎直方向振動，且能在地震結束后使浮放物自動回到初始位置。
【專利說明】浮放物保護用三維減隔震平臺
【技術領域】
[0001]本發明屬于減隔震【技術領域】，具體涉及一種適用于藝術展品、精密儀器、電子設備等室內浮放物的三維減隔震平臺。
【背景技術】
[0002]對一些重要場所，如信息中心、醫院、博物館、高科技企業等，其建筑結構的抗震設計雖然能夠保證主結構在地震中不產生災害性破壞，卻難以防止放置在室內地面、臺面上的藝術展品、精密儀器、電子設備等浮放物因傾覆、相互碰撞或從臺面上墜落帶來的危害。對于有重大價值的室內浮放物，地震來襲時不但要避免其發生破壞，而且需把震動對其影響控制在安全范圍內，以保證浮放物的性能和壽命不會因地震作用發生改變。傳統的抗震設計方法很難達到這種要求，但如果在需要防震的浮放物與基礎之間應用減隔震技術，即將浮放物與可能引起破壞的地震地面運動或基礎運動分離開來，通過減少傳遞到浮放物的地震力和能量則可實現上述要求的防護。三維減隔震平臺即為一種應用減隔震技術的裝置，用其連接浮放物與基礎，可以減小浮放物在地震作用下的振動，保障浮放物的安全。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種浮放物保護用三維減隔震平臺，該三維減隔震平臺結構緊湊，具有初始剛度，能通過調節水平方向的阻尼力實現不同震級地震作用下浮放物的水平加速度和位移控制，并能抑制豎直方向振動，且能在地震結束后使浮放物自動回到初始位置。
[0004]為達到上述目的，本發明的浮放物保護用三維減隔震平臺包括基座板、橡膠座、復位彈簧、縱向導向軸支座、橫向導向軸厚支座、橫向導向軸薄支座、縱向阻尼器單兀、橫向阻尼器單元、置物板、連接軸固定夾、連接軸、橫向復位彈簧短支柱、橫向復位彈簧長支柱、縱向復位彈簧短支柱、縱向復位彈簧長支柱。
[0005]所述置物板固定在第一橡膠座、第二橡膠座、第三橡膠座和第四橡膠座上，第一橡膠座和第二橡膠座與第一橫向阻尼器單元的缸體相連，第三橡膠座和第四橡膠座與第二橫向阻尼器單元的缸體相連。
[0006]所述縱向阻尼器單元包括實心導向軸、空心導向軸、密封端蓋、缸體、活塞、推桿、環形調節片、滑動軸承、鋼球、流動介質、流動通道。
[0007]縱向阻尼器單元的活塞上分布有若干徑向孔，并在徑向孔內注入適當數量的鋼球，遠離活塞中心的鋼球與環形調節片相接觸，靠近活塞中心的鋼球與推桿的球型環槽相接觸；推桿安裝在空心導向軸的空腔內，一端由滑動軸承支承，滑動軸承固定在空心導向軸的空腔一端；推桿另一端和空心導向軸的空腔另一端形成螺紋副，推桿的螺旋運動帶動徑向孔內的鋼球，通過鋼球推動環形調節片改變流動通道截面積，實現縱向阻尼器單元阻尼力的調節。
[0008]第一縱向阻尼器單元和第二縱向阻尼器單元相對放置，第一縱向阻尼器單元的實心導向軸和空心導向軸的一端分別穿過第一密封端蓋和第二密封端蓋，并分別與第一縱向導向軸支座和第二縱向導向軸支座相連，第一縱向阻尼器單元的實心導向軸和空心導向軸的另一端分別與活塞的兩端相連；第二縱向阻尼器單元的實心導向軸和空心導向軸的一端分別穿過第一密封端蓋和第二密封端蓋，并分別與第三縱向導向軸支座和第四縱向導向軸支座相連，第二縱向阻尼器單元的實心導向軸和空心導向軸的另一端分別與活塞的兩端相連；第一縱向導向軸支座、第二縱向導向軸支座、第三縱向導向軸支座和第四縱向導向軸支座固定在基座板上；第一縱向復位彈簧短支柱和第二縱向復位彈簧短支柱與第一縱向阻尼器單元的缸體相連，第一復位彈簧和第二復位彈簧的一端分別與第一縱向復位彈簧短支柱和第二縱向復位彈簧短支柱相連，第一復位彈簧和第二復位彈簧的另一端分別與第一縱向復位彈簧長支柱和第二縱向復位彈簧長支柱相連；第三縱向復位彈簧短支柱和第四縱向復位彈簧短支柱與第二縱向阻尼器單元的缸體相連，第三復位彈簧和第四復位彈簧的一端分別與第三縱向復位彈簧短支柱和第四縱向復位彈簧短支柱相連，第三復位彈簧和第四復位彈簧的另一端分別與第三縱向復位彈簧長支柱和第四縱向復位彈簧長支柱相連；第一縱向復位彈簧長支柱、第二縱向復位彈簧長支柱、第三縱向復位彈簧長支柱和第四縱向復位彈簧長支柱固定在基座板上。
[0009]所述橫向阻尼器單兀包括實心導向軸、空心導向軸、密封端蓋、缸體、活塞、推桿、環形調節片、滑動軸承、鋼球、流動介質、流動通道。
[0010]橫向阻尼器單元的活塞上分布有若干徑向孔，并在徑向孔內注入適當數量的鋼球，遠離活塞中心的鋼球與環形調節片相接觸，靠近活塞中心的鋼球與推桿的球型環槽相接觸；推桿安裝在空心導向軸的空腔內，一端由滑動軸承支承，滑動軸承固定在空心導向軸的空腔一端；推桿另一端和空心導向軸的空腔另一端形成螺紋副，推桿的螺旋運動帶動徑向孔內的鋼球，通過鋼球推動環形調節片改變流動通道截面積，實現橫向阻尼器單元阻尼力的調節。
[0011]第一橫向阻尼器單元和第二橫向阻尼器單元相對放置，第一橫向阻尼器單元的空心導向軸和實心導向軸的一端分別穿過第一密封端蓋和第二密封端蓋，并分別與第一橫向導向軸厚支座和第一橫向導向軸薄支座相連，第一橫向阻尼器單兀的空心導向軸和實心導向軸的另一端分別與活塞的兩端相連；第二橫向阻尼器單元的空心導向軸和實心導向軸的一端分別穿過第一密封端蓋和第二密封端蓋，并分別與第二橫向導向軸厚支座和第二橫向導向軸薄支座相連，第二橫向阻尼器單元的空心導向軸和實心導向軸的另一端分別與活塞的兩端相連；第一橫向導向軸厚支座和第二橫向導向軸厚支座固定在第一縱向阻尼器單元的缸體上，第一橫向導向軸薄支座和第二橫向導向軸薄支座固定在第二縱向阻尼器單兀的缸體上；第一橫向復位彈簧短支柱和第二橫向復位彈簧短支柱與第一橫向阻尼器單元的缸體相連，第五復位彈簧和第六復位彈簧的一端分別與第一橫向復位彈簧短支柱和第二橫向復位彈簧短支柱相連，第五復位彈簧和第六復位彈簧的另一端分別與第一橫向復位彈簧長支柱和第二橫向復位彈簧長支柱相連，第一橫向復位彈簧長支柱和第二橫向復位彈簧長支柱固定在第一連接軸固定夾上；第三橫向復位彈簧短支柱和第四橫向復位彈簧短支柱與第二橫向阻尼器單元的缸體相連，第七復位彈簧和第八復位彈簧的一端分別與第三橫向復位彈簧短支柱和第四橫向復位彈簧短支柱相連，第七復位彈簧和第八復位彈簧的另一端分別與第三橫向復位彈簧長支柱和第四橫向復位彈簧長支柱相連，第三橫向復位彈簧長支柱和第四橫向復位彈簧長支柱固定在第二連接軸固定夾上；第一連接軸固定夾和第二連接軸固定夾安裝在連接軸上，連接軸的兩端分別與第三橫向導向軸薄支座和第四橫向導向軸薄支座相連，第三橫向導向軸薄支座和第四橫向導向軸薄支座分別固定在第一縱向阻尼器單兀的缸體上和第二縱向阻尼器單元的缸體上。
[0012]本發明與現有技術相比，優勢在于:
[0013]縱向阻尼器單元和橫向阻尼器單元采用共面布局，使三維減隔震平臺的結構更為緊湊。
[0014]縱向阻尼器單元和橫向阻尼器單元的缸體內充滿流動介質，賦予了三維減隔震平臺阻尼特性和初始剛度。
[0015]縱向阻尼器單元和橫向阻尼器單元的缸體可在地震結束后通過復位彈簧自動回到初始位置。
[0016]縱向阻尼器單元和橫向阻尼器單元的流動通道截面積可變，實現三維減隔震平臺阻尼力的調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1A是本發明三維減隔震平臺含局部分解的整體結構圖。 [0018]圖1B是本發明三維減隔震平臺的另一角度含局部分解的整體結構圖。
[0019]圖2A是本發明縱向阻尼器單元中缸體和復位彈簧的連接示意圖。
[0020]圖2B是本發明三維減隔震平臺中縱向阻尼器單元的結構圖。
[0021]圖3是本發明三維減隔震平臺中橫向阻尼器單元的結構圖。
[0022]圖中:1.基座板2A~D.橡膠座 3A~H.復位彈簧
[0023]4A~D.縱向導向軸支座 5A~B.橫向導向軸厚支座
[0024]6A~B.縱向阻尼器單兀 601.實心導向軸 602A~B.密封端蓋
[0025]603.缸體 604.活塞 605.空心導向軸 606.推桿 607.流動介質
[0026]608.環形調節片609.滑動軸承610.鋼球 611.流動通道
[0027]7A~D.橫向導向軸薄支座
[0028]8A~B.橫向阻尼器單元 801.推桿802.空心導向軸
[0029]803A~B.密封端蓋 804.缸體805.活塞806.實心導向軸
[0030]807.流動介質808.環形調節片809.鋼球810.流動通道
[0031]811.滑動軸承
[0032]9.置物板IOA~B.連接軸固定夾11.連接軸
[0033]12A~D.橫向復位彈簧短支柱13A~D.橫向復位彈簧長支柱
[0034]14A~D.縱向復位彈簧短支柱15A~D.縱向復位彈簧長支柱
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。
[0036]參見圖1A、圖1B和圖2A所示，浮放物保護用三維減隔震平臺包括基座板1、橡膠座2A~D、復位彈簧3A~H、縱向導向軸支座4A~D、橫向導向軸厚支座5A~B、縱向阻尼器單兀6A~B、橫向導向軸薄支座7A~D、橫向阻尼器單兀8A~B、置物板9、連接軸固定夾IOA?B、連接軸11、橫向復位彈簧短支柱12A?D、橫向復位彈簧長支柱13A?D、縱向復位彈簧短支柱14A?D、縱向復位彈簧長支柱15A?D。
[0037]參見圖1A和圖1B和所示，置物板9固定在橡膠座2A、橡膠座2B、橡膠座2C和橡膠座2D上，橡膠座2B和橡膠座2C與橫向阻尼器單元8A的缸體804相連，橡膠座2A和橡膠座2D與橫向阻尼器單元SB的缸體804相連，實現豎直方向振動的抑制。
[0038]參見圖2B所示，縱向阻尼器單元6A?B均包括實心導向軸601、密封端蓋602A?B、缸體603、活塞604、空心導向軸605、推桿606、流動介質607、環形調節片608、滑動軸承609、鋼球610和流動通道611。
[0039]缸體603內充滿流動介質607 ;活塞604上分布有若干徑向孔6041，并在徑向孔6041內注入適當數量的鋼球610，遠離活塞中心的鋼球610與環形調節片608相接觸，靠近活塞中心的鋼球610與推桿606的球型環槽6061相接觸；推桿606安裝在空心導向軸605的空腔6051內，一端由滑動軸承609支承，滑動軸承609固定在空心導向軸605的空腔6051一端；推桿606另一端和空心導向軸605的空腔6051另一端形成螺紋副,推桿606的螺旋運動帶動徑向孔6041內的鋼球610，通過鋼球610推動環形調節片608改變流動通道611的截面積，實現縱向阻尼器單元6A?B阻尼力的調節。
[0040]參見圖1A、圖1B、圖2A和圖2B所示，縱向阻尼器單元6A和縱向阻尼器單元6B相對放置，縱向阻尼器單元6A的實心導向軸601和空心導向軸605的一端分別穿過密封端蓋602A和密封端蓋602B，并分別與縱向導向軸支座4A和縱向導向軸支座4B相連，縱向阻尼器單兀6A的實心導向軸601和空心導向軸605的另一端分別與活塞604的兩端相連；縱向阻尼器單元6B的實心導向軸601和空心導向軸605的一端分別穿過密封端蓋602A和密封端蓋602B，并分別與縱向導向軸支座4C和縱向導向軸支座4D相連，縱向阻尼器單元6B的實心導向軸601和空心導向軸605的另一端分別與活塞604的兩端相連；縱向導向軸支座4A?D固定在基座板I上；縱向復位彈簧短支柱14A和縱向復位彈簧短支柱14B與縱向阻尼器單元6A的缸體603相連，復位彈簧3A和復位彈簧3B的一端分別與縱向復位彈簧短支柱14A和縱向復位彈簧短支柱14B相連，復位彈簧3A和復位彈簧3B的另一端分別與縱向復位彈簧長支柱15A和縱向復位彈簧長支柱15B相連；縱向復位彈簧短支柱14C和縱向復位彈簧短支柱14D與縱向阻尼器單元6B的缸體603相連，復位彈簧3C和復位彈簧3D的一端分別與縱向復位彈簧短支柱14C和縱向復位彈簧短支柱14D相連，復位彈簧3C和復位彈簧3D的另一端分別與縱向復位彈簧長支柱15C和縱向復位彈簧長支柱I?相連；縱向復位彈簧長支柱15A?D固定在基座板I上。
[0041]參見圖3所示，橫向阻尼器單元8A?B均包括推桿801、空心導向軸802、密封端蓋803A?B、缸體804、活塞805、實心導向軸806、流動介質807、環形調節片808、鋼球809、流動通道810、滑動軸承811。
[0042]缸體804內充滿流動介質807 ;橫向阻尼器單元8A?B的活塞805上分布有若干徑向孔8051，并在徑向孔8051內注入適當數量的鋼球809，遠離活塞805中心的鋼球809與環形調節片808相接觸，靠近活塞805中心的鋼球808與推桿801的球型環槽8011相接觸；推桿801安裝在空心導向軸802的空腔8021內，推桿801的一端由滑動軸承811支承，滑動軸承811固定在空心導向軸802的空腔8021 —端；推桿801另一端和空心導向軸802的空腔8021另一端形成螺紋副，推桿801的螺旋運動帶動徑向孔8051內的鋼球809，通過鋼球809推動環形調節片808改變流動通道810的截面積，實現橫向阻尼器單元8的阻尼力調節。
[0043]參見圖1A、圖1B和圖3所示，橫向阻尼器單元8A和橫向阻尼器單元SB相對放置，橫向阻尼器單兀8A的空心導向軸802和實心導向軸806的一端分別穿過密封端蓋803A和密封端蓋803B，并分別與橫向導向軸厚支座5B和橫向導向軸薄支座7B相連，橫向阻尼器單兀8A的空心導向軸802和實心導向軸806的另一端分別與活塞805的兩端相連；橫向阻尼器單元8B的空心導向軸802和實心導向軸806的一端分別穿過密封端蓋803A和密封端蓋804B，并分別與橫向導向軸厚支座5A和橫向導向軸薄支座7D相連，橫向阻尼器單元8B的空心導向軸802和實心導向軸806的另一端分別與活塞805的兩端相連；橫向導向軸厚支座5A?B固定在縱向阻尼器單兀6A的缸體603上,橫向導向軸薄支座7D和橫向導向軸薄支座7B固定在縱向阻尼器單元6B的缸體603上；橫向復位彈簧短支柱12C和橫向復位彈簧短支柱12D與橫向阻尼器單元8A的缸體804相連，復位彈簧3C和復位彈簧3D的一端分別與橫向復位彈簧短支柱12C和橫向復位彈簧短支柱12D相連，復位彈簧3C和復位彈簧3D的另一端分別與橫向復位彈簧長支柱13B和橫向復位彈簧長支柱13D相連；橫向復位彈簧短支柱12A和橫向復位彈簧短支柱12B與橫向阻尼器單元SB的缸體804相連，復位彈簧3G和復位彈簧3H的一端分別與橫向復位彈簧短支柱12A和橫向復位彈簧短支柱12B相連，復位彈簧3G和復位彈簧3H的另一端分別與橫向復位彈簧長支柱13C和橫向復位彈簧長支柱13A相連；橫向復位彈簧長支柱13A?B固定在連接軸固定夾IOA上，橫向復位彈簧長支柱13C?D固定在連接軸固定夾IOB上；連接軸固定夾IOA?B安裝在連接軸11上，連接軸11的兩端分別與橫向導向軸薄支座7A和橫向導向軸薄支座7C相連,橫向導向軸薄支座7A和橫向導向軸薄支座7C分別固定在縱向阻尼器單元6A的缸體603和縱向阻尼器單元6B的缸體603上。
[0044]本發明中所述具體實施案例僅為本發明的較佳實施案例而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應作為本發明的技術范疇。
【權利要求】
1.一種適合于浮放物保護用三維減隔震平臺，其特征在于:該三維減隔震平臺包括基座板(I)、橡膠座(2A~D)、復位彈簧(3A~H)、縱向導向軸支座(4A~D)、橫向導向軸厚支座(5A~B)、縱向阻尼器單兀(6A~B)、橫向導向軸薄支座(7A~D)、橫向阻尼器單兀(8A~B)、置物板(9)、連接軸固定夾(10A~B)、連接軸(11)、橫向復位彈簧短支柱(12A~D)、橫向復位彈簧長支柱(13A~D)、縱向復位彈簧短支柱(14A~D)、縱向復位彈簧長支柱(15A ~D)。 縱向阻尼器單兀(6A~B)包括實心導向軸(601)、密封端蓋(602A~B)、缸體(603)、活塞(604)、空心導向軸(605)、推桿(606)、流動介質(607)、環形調節片(608)、滑動軸承(609)、鋼球(610)和流動通道(611);橫向阻尼器單元(8A~B)包括推桿(801)、空心導向軸(802)、密封端蓋(803A~B)、缸體(804)、活塞(805)、實心導向軸(806)、流動介質(807)、環形調節片(808)、鋼球(809)、流動通道(810)、滑動軸承(811)。
2.根據權利要求1所述的三維減隔震平臺，其特征在于:所述縱向阻尼器單元(6A~B)和橫向阻尼器單元(8A~B)采用共面布局。
3.根據權利要求1所述的三維減隔震平臺，其特征在于:所述縱向阻尼器單元(6A~B)的缸體(603)內充滿流動介質(607)，橫向阻尼器單元(8A~B)的缸體(804)內充滿流動介質(807)。
4.根據權利要求1所述的三維減隔震平臺，其特征在于:所述縱向阻尼器單元(6A~B)通過改變流動通道(611)的截面積，實現阻尼力調節，橫向阻尼器單元(8A~B)通過改變流動通道(810)的截面積，實現阻尼力調節。
5.根據權利要求1所述的三維減隔震平臺，其特征在于:所述縱向阻尼器單元(6A~B)的缸體(603)通過復位彈簧(3A~D)返回初始位置，橫向阻尼器單元(8A~B)的缸體(804)通過復位彈簧(3E~H)返回初始位置。
6.根據權利要求1所述的三維減隔震平臺，其特征在于:所述橫向阻尼器單元(8A~B)的缸體(804)和置物板(9)間連接有橡膠座(2A~D)。
【文檔編號】F16F15/08GK103982589SQ201410217740
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】梁杰, 張興華 申請人:鄭州大學