一种叠层三维隔震装置的制作方法

本实用新型涉及减振支座技术领域，特别是一种叠层三维隔震装置。

背景技术：

文物隔震技术是指在文物底座安装隔震设备，使得地震作用下，隔震设备发挥减隔震作用，从而减轻或避免支座上文物的震害。目前，我国博物馆在陈列文物时以传统防震技术为主，主要方法包括：纯浮放、降低重心法、侧支法、卡固法、胶粘法、栓线法、磁铁法、内支法和木楔固定法等，虽然它们能在一定程度上减轻文物震害，但也存在影响文物外观、方法随意性强、防震性能无法定量评价等问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有水平、竖直隔震功能的叠层三维隔震装置。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种叠层三维隔震装置，包括底壳、夹层、盖板、水平隔震机构、竖直隔震机构，所述水平隔震机构包括第一活动端、第二活动端、第一驱动件、第二驱动件，所述底壳、第一驱动件、夹层、第二驱动件、盖板从下到上顺次叠层设置；所述第一活动端与夹层的底部固定连接，所述第一驱动件安装在底壳的上端面上，所述第一驱动件驱动第一活动端使得夹层进行左右往复直线运动；所述第二活动端与盖板的底部固定连接，所述第二驱动件安装在夹层的上端面上，所述第二驱动件驱动第二活动端使得盖板进行前后往复直线运动；所述底壳、夹层上分别设有第一加速度传感器、第二加速度传感器，所述第一加速度传感器与第一驱动件电性连接；所述竖直隔震机构设于第二活动端、盖板之间，所述竖直隔震机构包括竖直伸缩端、驱动竖直伸缩端上下运动的第三驱动件，所述竖直伸缩端与盖板的底部固定连接，所述第三驱动件设于第二活动端上，所述第二驱动件、第三驱动件分别与第二加速度传感器电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一驱动件包括滑块式电动推杆，所述滑块式电动推杆包括第一伺服电机、第一滑轨、第一滑块、螺杆、传动组件，第一滑块套接在第一滑轨上，所述螺杆设置在第一滑轨内部，所述第一伺服电机通过传动组件驱动螺杆转动，所述第一滑块内部设置有与螺杆配合的螺牙，所述第一滑块的螺牙与螺杆构成连接并且螺杆正、反转动时带动第一滑块沿第一滑轨进行左右往复直线运动，所述第一伺服电机、第一滑轨均固定设在底壳的上端面上，所述第一滑轨整体沿左右方向延伸设置，所述第一滑块与夹层的底部固定连接，所述第一加速度传感器与第一伺服电机电性连接；所述第一驱动件、第二驱动件为同一构件，所述第二驱动件包括第二伺服电机、第二滑轨、第二滑块，所述第二伺服电机、第二滑轨均固定设置在夹层的上端面上，所述第二滑轨整体沿前后方向延伸设置，所述第二滑块通过竖直隔震机构与盖板的底部固定连接，所述第二加速度传感器与第二伺服电机电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底壳、夹层上分别设有第一凹槽、第二凹槽，所述第一凹槽、第二凹槽均设有开口，所述开口朝上设置；所述第一驱动件、第二驱动件分别设于第一凹槽、第二凹槽内；所述第一滑轨的左端、右端分别抵接在第一凹槽的左侧壁、右侧壁上；所述第二滑轨的前端、后端分别抵接在第二凹槽的前侧壁、后侧壁上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖直隔震机构包括第三伺服电机、设有内螺纹的螺管，所述盖板、螺管、第三伺服电机从上到下顺次设置；所述第三伺服电机的底部固定设置在第二滑块的上端面上，所述第三伺服电机设有输出轴，所述输出轴与第二滑块的上端面垂直设置，所述输出轴设有外螺纹，所述螺管与输出轴旋合；所述螺管的上端面与盖板的底部固定连接；所述第二加速度传感器与第三伺服电机电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底壳内设置有电源，所述第一伺服电机、第二伺服电机、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三伺服电机分别与电源电性连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电源采用UPS电源。

作为上述技术方案的进一步改进，所述底壳、夹层、盖板均由不锈钢材制成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种叠层三维隔震装置，上部物品置于盖板上，第一加速度传感器用于检测底壳的水平运动，第一驱动件用于驱动夹层往底壳运动的相反方向运动；第二加速度传感器用于检测夹层水平、竖直方向的运动，第二驱动件用于驱动盖板往夹层水平运动的相反方向运动，起到水平隔震的作用，第三驱动件用于驱动盖板往夹层竖直运动的相反方向运动，起到竖向隔震的作用；其使用方便、且具有良好的水平和竖向隔震作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例中竖直隔震机构的剖视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1和图2，一种叠层三维隔震装置，包括底壳100、夹层 110、盖板120、水平隔震机构、竖直隔震机构180，所述水平隔震机构包括第一活动端、第二活动端、第一驱动件、第二驱动件，所述底壳100、第一驱动件、夹层110、第二驱动件、盖板120从下到上顺次叠层设置；所述第一活动端与夹层110的底部固定连接，所述第一驱动件安装在底壳100的上端面上，所述第一驱动件驱动第一活动端使得夹层110进行左右往复直线运动；所述第二活动端与盖板120的底部固定连接，所述第二驱动件安装在夹层110的上端面上，所述第二驱动件驱动第二活动端使得盖板120进行前后往复直线运动；所述底壳100、夹层110上分别设有第一加速度传感器131、第二加速度传感器132，所述第一加速度传感器131与第一驱动件电性连接；所述竖直隔震机构180设于第二活动端、盖板120之间，所述竖直隔震机构180包括竖直伸缩端、驱动竖直伸缩端上下运动的第三驱动件，所述竖直伸缩端与盖板120的底部固定连接，所述第三驱动件设于第二活动端上，所述第二驱动件、第三驱动件分别与第二加速度传感器 132电性连接。上部物品置于盖板120上，当外界激励使得底壳100、夹层110发生水平晃动时，第一加速度传感器131用于检测底壳100 水平的运动，当第一加速度传感器131检测底壳100的水平运动后，发送信号至第一驱动件，第一驱动件通过驱动第一活动端，来驱动夹层110往底壳100水平运动的相反方向运动；第二加速度传感器132 为三轴加速度传感器，除了可以检测水平方向的运动，还可以检测竖直方向的运动，第二加速度传感器132用于检测夹层110水平、竖直的运动，当第二加速度传感器132检测到夹层110水平的运动后，发送信号至第二驱动件，第二驱动件通过驱动第二活动端，来驱动盖板 120往夹层110水平运动的相反方向运动，从而保持上部物品水平方向位置不动，起到水平隔震的作用；当外界激励使得夹层110发生竖直方向的晃动时，第二加速度传感器132发送信号至第三驱动件，第三驱动件驱动竖直伸缩端进行伸缩，从而把盖板120往夹层110竖直运动的相反方向运动，从而保持上部物品竖直方向位置不动，起到竖直隔震的作用。

进一步作为优选的实施方式，所述第一驱动件包括滑块式电动推杆，所述滑块式电动推杆包括第一伺服电机141、第一滑轨142、第一滑块、螺杆、传动组件，第一滑块套接在第一滑轨142上，所述螺杆设置在第一滑轨142内部，所述第一伺服电机141通过传动组件驱动螺杆转动，所述第一滑块内部设置有与螺杆配合的螺牙，所述第一滑块的螺牙与螺杆构成连接并且螺杆正、反转动时带动第一滑块沿第一滑轨142进行左右往复直线运动，所述第一伺服电机141、第一滑轨142均固定设在底壳100的上端面上，所述第一滑轨142整体沿左右方向延伸设置，所述第一滑块与夹层110的底部固定连接，所述第一加速度传感器131与第一伺服电机141电性连接；所述第一驱动件、第二驱动件为同一构件，所述第二驱动件包括第二伺服电机151、第二滑轨152、第二滑块153，所述第二伺服电机151、第二滑轨152 均固定设置在夹层110的上端面上，所述第二滑轨152整体沿前后方向延伸设置，所述第二滑块153通过竖直隔震机构180与盖板120的底部固定连接，所述第二加速度传感器132与第二伺服电机151电性连接。第一活动端为第一滑块，第二活动端为第二滑块153。第一驱动件、第二驱动件为同一构件，均采用滑块式电动推杆。还包括第一控制器、第二控制器，第一控制器、第二控制器分别固定设置在底壳 100、夹层110上。当第一加速度传感器131检测底壳100水平的运动后，发送信号至第一控制器，第一控制器再发送信号至第一伺服电机141，第一伺服电机141通过驱动第一滑块在第一滑轨142上运动，带动夹层110往底壳100水平运动的相反方向运动；第二加速度传感器132检测到夹层110水平、竖直的运动后，发送信号至第二控制器，第二控制器再发送信号至第二伺服电机151或者第三驱动件，第二伺服电机151通过驱动第二滑块153在第二滑轨152上运动，带动盖板 120往夹层110水平运动的相反方向运动，从而保持上部物品位置不动，起到水平隔震的作用；当第三驱动件接收到第二控制器发送的信号后，第三驱动件驱动竖直伸缩端进行伸缩，从而把盖板120往夹层 110竖直运动的相反方向运动，从而保持上部物品竖直方向位置不动，起到竖直隔震的作用。竖直隔震机构180设于第二滑块153与盖板 120之间，第二滑块153通过竖直隔震机构180与盖板120的底部固定连接，第二滑块153运动时，同时带动竖直隔震机构180运动。本实施例里的一种叠层三维隔震装置，可以解决被动隔震效率频带窄的问题，对于提高结构抵抗外界激励不确定性的能力，直接减少输入的干扰，以及在震动发生时连续自动的调整结构动力特性方面相较于被动隔震均有改善。

进一步作为优选的实施方式，所述底壳100、夹层110上分别设有第一凹槽161、第二凹槽162，所述第一凹槽161、第二凹槽162 均设有开口，所述开口朝上设置；所述第一驱动件、第二驱动件分别设于第一凹槽161、第二凹槽162内；所述第一滑轨142的左端、右端分别抵接在第一凹槽161的左侧壁、右侧壁上；所述第二滑轨152 的前端、后端分别抵接在第二凹槽162的前侧壁、后侧壁上。第一驱动件、第二驱动件分别设于第一凹槽161、第二凹槽162内，一方面，其外观整洁大方，另一方面，保护第一伺服电机141、第一滑轨142、第二伺服电机151、第二滑轨152不受灰尘等的侵扰。第一滑轨142、第二滑轨152的两端均设有安装座，安装座抵接在第一凹槽161、第二凹槽162的侧壁上，对第一滑块、第二滑块153的运动起到限位的作用。

进一步作为优选的实施方式，所述竖直隔震机构180包括第三伺服电机181、设有内螺纹的螺管182，所述盖板120、螺管182、第三伺服电机181从上到下顺次设置；所述第三伺服电机181的底部固定设置在第二滑块153的上端面上，所述第三伺服电机181设有输出轴 183，所述输出轴183与第二滑块153的上端面垂直设置，所述输出轴183设有外螺纹，所述螺管182与输出轴183旋合；所述螺管182 的上端面与盖板120的底部固定连接；所述第二加速度传感器132与第三伺服电机181电性连接。竖直伸缩端为螺管182。第二滑块153 通过第三伺服电机181、螺管182与盖板120的底部固定连接，第二滑块153通过第三伺服电机181、螺管182带动盖板120运动。当第二加速度传感器132检测到夹层110竖直的运动后，发送信号至第二控制器，第二控制器再发送信号至第三伺服电机181，第三伺服电机 181的输出轴183旋转，由于第三伺服电机181的底部固定在第二滑块153上，输出轴183旋转，通过螺纹带动螺管182旋转，螺管182 可以相对于输出轴183进行上下运动，从而带动盖板120往夹层110 竖直运动的相反方向运动，从而保持上部物品竖直方向位置不动，起到竖直隔震的作用。

进一步作为优选的实施方式，所述底壳100内设置有电源170，所述第一伺服电机141、第二伺服电机151、第一加速度传感器131、第二加速度传感器132、第三伺服电机181分别与电源170电性连接。电源170用于给整个装置供电。

进一步作为优选的实施方式，所述电源170采用ups电源。电源 170采用UPS电源，UPS电源(Uninterruptible Power System\ Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，其优点在于它的不间断供电能力，在市电交流输入正常时，UPS把交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成稳定无杂质的交流电，给后级负载使用，一旦市电交流输入异常，比如欠压、停电或者频率异常，那么UPS会启用备用能源-蓄电池，UPS的整流电路会关断，相应的会把蓄电池的直流电逆变成稳定无杂质的交流电，继续给后级负载使用。

进一步作为优选的实施方式，所述底壳100、夹层110、盖板120 均由不锈钢材制成。不锈钢材具有良好的耐化学腐蚀和电化学腐蚀、耐热耐高温、耐低温耐超低温的性能，并且坚固耐用，方便加工，因此底壳100、夹层110、盖板120均可以由不锈钢材制成。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。