浮放物保护用三维减隔震平台的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种浮放物保护用三维减隔震平台。它包括基座板、橡胶座、复位弹簧、纵向导向轴支座、横向导向轴厚支座、横向导向轴薄支座、纵向阻尼器单元、横向阻尼器单元、置物板、连接轴固定夹、连接轴、横向复位弹簧短支柱、横向复位弹簧长支柱、纵向复位弹簧短支柱、纵向复位弹簧长支柱。该三维减隔震平台结构紧凑，具有初始刚度，能通过调节水平方向的阻尼力实现不同震级地震作用下浮放物的水平加速度和位移控制，并能抑制竖直方向振动，且能在地震结束后使浮放物自动回到初始位置。
【专利说明】浮放物保护用三维减隔震平台
【技术领域】
[0001]本发明属于减隔震【技术领域】，具体涉及一种适用于艺术展品、精密仪器、电子设备等室内浮放物的三维减隔震平台。
【背景技术】
[0002]对一些重要场所，如信息中心、医院、博物馆、高科技企业等，其建筑结构的抗震设计虽然能够保证主结构在地震中不产生灾害性破坏，却难以防止放置在室内地面、台面上的艺术展品、精密仪器、电子设备等浮放物因倾覆、相互碰撞或从台面上坠落带来的危害。对于有重大价值的室内浮放物，地震来袭时不但要避免其发生破坏，而且需把震动对其影响控制在安全范围内，以保证浮放物的性能和寿命不会因地震作用发生改变。传统的抗震设计方法很难达到这种要求，但如果在需要防震的浮放物与基础之间应用减隔震技术，即将浮放物与可能引起破坏的地震地面运动或基础运动分离开来，通过减少传递到浮放物的地震力和能量则可实现上述要求的防护。三维减隔震平台即为一种应用减隔震技术的装置，用其连接浮放物与基础，可以减小浮放物在地震作用下的振动，保障浮放物的安全。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种浮放物保护用三维减隔震平台，该三维减隔震平台结构紧凑，具有初始刚度，能通过调节水平方向的阻尼力实现不同震级地震作用下浮放物的水平加速度和位移控制，并能抑制竖直方向振动，且能在地震结束后使浮放物自动回到初始位置。
[0004]为达到上述目的，本发明的浮放物保护用三维减隔震平台包括基座板、橡胶座、复位弹簧、纵向导向轴支座、横向导向轴厚支座、横向导向轴薄支座、纵向阻尼器单兀、横向阻尼器单元、置物板、连接轴固定夹、连接轴、横向复位弹簧短支柱、横向复位弹簧长支柱、纵向复位弹簧短支柱、纵向复位弹簧长支柱。
[0005]所述置物板固定在第一橡胶座、第二橡胶座、第三橡胶座和第四橡胶座上，第一橡胶座和第二橡胶座与第一横向阻尼器单元的缸体相连，第三橡胶座和第四橡胶座与第二横向阻尼器单元的缸体相连。
[0006]所述纵向阻尼器单元包括实心导向轴、空心导向轴、密封端盖、缸体、活塞、推杆、环形调节片、滑动轴承、钢球、流动介质、流动通道。
[0007]纵向阻尼器单元的活塞上分布有若干径向孔，并在径向孔内注入适当数量的钢球，远离活塞中心的钢球与环形调节片相接触，靠近活塞中心的钢球与推杆的球型环槽相接触；推杆安装在空心导向轴的空腔内，一端由滑动轴承支承，滑动轴承固定在空心导向轴的空腔一端；推杆另一端和空心导向轴的空腔另一端形成螺纹副，推杆的螺旋运动带动径向孔内的钢球，通过钢球推动环形调节片改变流动通道截面积，实现纵向阻尼器单元阻尼力的调节。
[0008]第一纵向阻尼器单元和第二纵向阻尼器单元相对放置，第一纵向阻尼器单元的实心导向轴和空心导向轴的一端分别穿过第一密封端盖和第二密封端盖，并分别与第一纵向导向轴支座和第二纵向导向轴支座相连，第一纵向阻尼器单元的实心导向轴和空心导向轴的另一端分别与活塞的两端相连；第二纵向阻尼器单元的实心导向轴和空心导向轴的一端分别穿过第一密封端盖和第二密封端盖，并分别与第三纵向导向轴支座和第四纵向导向轴支座相连，第二纵向阻尼器单元的实心导向轴和空心导向轴的另一端分别与活塞的两端相连；第一纵向导向轴支座、第二纵向导向轴支座、第三纵向导向轴支座和第四纵向导向轴支座固定在基座板上；第一纵向复位弹簧短支柱和第二纵向复位弹簧短支柱与第一纵向阻尼器单元的缸体相连，第一复位弹簧和第二复位弹簧的一端分别与第一纵向复位弹簧短支柱和第二纵向复位弹簧短支柱相连，第一复位弹簧和第二复位弹簧的另一端分别与第一纵向复位弹簧长支柱和第二纵向复位弹簧长支柱相连；第三纵向复位弹簧短支柱和第四纵向复位弹簧短支柱与第二纵向阻尼器单元的缸体相连，第三复位弹簧和第四复位弹簧的一端分别与第三纵向复位弹簧短支柱和第四纵向复位弹簧短支柱相连，第三复位弹簧和第四复位弹簧的另一端分别与第三纵向复位弹簧长支柱和第四纵向复位弹簧长支柱相连；第一纵向复位弹簧长支柱、第二纵向复位弹簧长支柱、第三纵向复位弹簧长支柱和第四纵向复位弹簧长支柱固定在基座板上。
[0009]所述横向阻尼器单兀包括实心导向轴、空心导向轴、密封端盖、缸体、活塞、推杆、环形调节片、滑动轴承、钢球、流动介质、流动通道。
[0010]横向阻尼器单元的活塞上分布有若干径向孔，并在径向孔内注入适当数量的钢球，远离活塞中心的钢球与环形调节片相接触，靠近活塞中心的钢球与推杆的球型环槽相接触；推杆安装在空心导向轴的空腔内，一端由滑动轴承支承，滑动轴承固定在空心导向轴的空腔一端；推杆另一端和空心导向轴的空腔另一端形成螺纹副，推杆的螺旋运动带动径向孔内的钢球，通过钢球推动环形调节片改变流动通道截面积，实现横向阻尼器单元阻尼力的调节。
[0011]第一横向阻尼器单元和第二横向阻尼器单元相对放置，第一横向阻尼器单元的空心导向轴和实心导向轴的一端分别穿过第一密封端盖和第二密封端盖，并分别与第一横向导向轴厚支座和第一横向导向轴薄支座相连，第一横向阻尼器单兀的空心导向轴和实心导向轴的另一端分别与活塞的两端相连；第二横向阻尼器单元的空心导向轴和实心导向轴的一端分别穿过第一密封端盖和第二密封端盖，并分别与第二横向导向轴厚支座和第二横向导向轴薄支座相连，第二横向阻尼器单元的空心导向轴和实心导向轴的另一端分别与活塞的两端相连；第一横向导向轴厚支座和第二横向导向轴厚支座固定在第一纵向阻尼器单元的缸体上，第一横向导向轴薄支座和第二横向导向轴薄支座固定在第二纵向阻尼器单兀的缸体上；第一横向复位弹簧短支柱和第二横向复位弹簧短支柱与第一横向阻尼器单元的缸体相连，第五复位弹簧和第六复位弹簧的一端分别与第一横向复位弹簧短支柱和第二横向复位弹簧短支柱相连，第五复位弹簧和第六复位弹簧的另一端分别与第一横向复位弹簧长支柱和第二横向复位弹簧长支柱相连，第一横向复位弹簧长支柱和第二横向复位弹簧长支柱固定在第一连接轴固定夹上；第三横向复位弹簧短支柱和第四横向复位弹簧短支柱与第二横向阻尼器单元的缸体相连，第七复位弹簧和第八复位弹簧的一端分别与第三横向复位弹簧短支柱和第四横向复位弹簧短支柱相连，第七复位弹簧和第八复位弹簧的另一端分别与第三横向复位弹簧长支柱和第四横向复位弹簧长支柱相连，第三横向复位弹簧长支柱和第四横向复位弹簧长支柱固定在第二连接轴固定夹上；第一连接轴固定夹和第二连接轴固定夹安装在连接轴上，连接轴的两端分别与第三横向导向轴薄支座和第四横向导向轴薄支座相连，第三横向导向轴薄支座和第四横向导向轴薄支座分别固定在第一纵向阻尼器单兀的缸体上和第二纵向阻尼器单元的缸体上。
[0012]本发明与现有技术相比，优势在于:
[0013]纵向阻尼器单元和横向阻尼器单元采用共面布局，使三维减隔震平台的结构更为紧凑。
[0014]纵向阻尼器单元和横向阻尼器单元的缸体内充满流动介质，赋予了三维减隔震平台阻尼特性和初始刚度。
[0015]纵向阻尼器单元和横向阻尼器单元的缸体可在地震结束后通过复位弹簧自动回到初始位置。
[0016]纵向阻尼器单元和横向阻尼器单元的流动通道截面积可变，实现三维减隔震平台阻尼力的调节。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1A是本发明三维减隔震平台含局部分解的整体结构图。 [0018]图1B是本发明三维减隔震平台的另一角度含局部分解的整体结构图。
[0019]图2A是本发明纵向阻尼器单元中缸体和复位弹簧的连接示意图。
[0020]图2B是本发明三维减隔震平台中纵向阻尼器单元的结构图。
[0021]图3是本发明三维减隔震平台中横向阻尼器单元的结构图。
[0022]图中:1.基座板2A~D.橡胶座 3A~H.复位弹簧
[0023]4A~D.纵向导向轴支座 5A~B.横向导向轴厚支座
[0024]6A~B.纵向阻尼器单兀 601.实心导向轴 602A~B.密封端盖
[0025]603.缸体 604.活塞 605.空心导向轴 606.推杆 607.流动介质
[0026]608.环形调节片609.滑动轴承610.钢球 611.流动通道
[0027]7A~D.横向导向轴薄支座
[0028]8A~B.横向阻尼器单元 801.推杆802.空心导向轴
[0029]803A~B.密封端盖 804.缸体805.活塞806.实心导向轴
[0030]807.流动介质808.环形调节片809.钢球810.流动通道
[0031]811.滑动轴承
[0032]9.置物板IOA~B.连接轴固定夹11.连接轴
[0033]12A~D.横向复位弹簧短支柱13A~D.横向复位弹簧长支柱
[0034]14A~D.纵向复位弹簧短支柱15A~D.纵向复位弹簧长支柱
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0036]参见图1A、图1B和图2A所示，浮放物保护用三维减隔震平台包括基座板1、橡胶座2A~D、复位弹簧3A~H、纵向导向轴支座4A~D、横向导向轴厚支座5A~B、纵向阻尼器单兀6A~B、横向导向轴薄支座7A~D、横向阻尼器单兀8A~B、置物板9、连接轴固定夹IOA?B、连接轴11、横向复位弹簧短支柱12A?D、横向复位弹簧长支柱13A?D、纵向复位弹簧短支柱14A?D、纵向复位弹簧长支柱15A?D。
[0037]参见图1A和图1B和所示，置物板9固定在橡胶座2A、橡胶座2B、橡胶座2C和橡胶座2D上，橡胶座2B和橡胶座2C与横向阻尼器单元8A的缸体804相连，橡胶座2A和橡胶座2D与横向阻尼器单元SB的缸体804相连，实现竖直方向振动的抑制。
[0038]参见图2B所示，纵向阻尼器单元6A?B均包括实心导向轴601、密封端盖602A?B、缸体603、活塞604、空心导向轴605、推杆606、流动介质607、环形调节片608、滑动轴承609、钢球610和流动通道611。
[0039]缸体603内充满流动介质607 ;活塞604上分布有若干径向孔6041，并在径向孔6041内注入适当数量的钢球610，远离活塞中心的钢球610与环形调节片608相接触，靠近活塞中心的钢球610与推杆606的球型环槽6061相接触；推杆606安装在空心导向轴605的空腔6051内，一端由滑动轴承609支承，滑动轴承609固定在空心导向轴605的空腔6051一端；推杆606另一端和空心导向轴605的空腔6051另一端形成螺纹副,推杆606的螺旋运动带动径向孔6041内的钢球610，通过钢球610推动环形调节片608改变流动通道611的截面积，实现纵向阻尼器单元6A?B阻尼力的调节。
[0040]参见图1A、图1B、图2A和图2B所示，纵向阻尼器单元6A和纵向阻尼器单元6B相对放置，纵向阻尼器单元6A的实心导向轴601和空心导向轴605的一端分别穿过密封端盖602A和密封端盖602B，并分别与纵向导向轴支座4A和纵向导向轴支座4B相连，纵向阻尼器单兀6A的实心导向轴601和空心导向轴605的另一端分别与活塞604的两端相连；纵向阻尼器单元6B的实心导向轴601和空心导向轴605的一端分别穿过密封端盖602A和密封端盖602B，并分别与纵向导向轴支座4C和纵向导向轴支座4D相连，纵向阻尼器单元6B的实心导向轴601和空心导向轴605的另一端分别与活塞604的两端相连；纵向导向轴支座4A?D固定在基座板I上；纵向复位弹簧短支柱14A和纵向复位弹簧短支柱14B与纵向阻尼器单元6A的缸体603相连，复位弹簧3A和复位弹簧3B的一端分别与纵向复位弹簧短支柱14A和纵向复位弹簧短支柱14B相连，复位弹簧3A和复位弹簧3B的另一端分别与纵向复位弹簧长支柱15A和纵向复位弹簧长支柱15B相连；纵向复位弹簧短支柱14C和纵向复位弹簧短支柱14D与纵向阻尼器单元6B的缸体603相连，复位弹簧3C和复位弹簧3D的一端分别与纵向复位弹簧短支柱14C和纵向复位弹簧短支柱14D相连，复位弹簧3C和复位弹簧3D的另一端分别与纵向复位弹簧长支柱15C和纵向复位弹簧长支柱I?相连；纵向复位弹簧长支柱15A?D固定在基座板I上。
[0041]参见图3所示，横向阻尼器单元8A?B均包括推杆801、空心导向轴802、密封端盖803A?B、缸体804、活塞805、实心导向轴806、流动介质807、环形调节片808、钢球809、流动通道810、滑动轴承811。
[0042]缸体804内充满流动介质807 ;横向阻尼器单元8A?B的活塞805上分布有若干径向孔8051，并在径向孔8051内注入适当数量的钢球809，远离活塞805中心的钢球809与环形调节片808相接触，靠近活塞805中心的钢球808与推杆801的球型环槽8011相接触；推杆801安装在空心导向轴802的空腔8021内，推杆801的一端由滑动轴承811支承，滑动轴承811固定在空心导向轴802的空腔8021 —端；推杆801另一端和空心导向轴802的空腔8021另一端形成螺纹副，推杆801的螺旋运动带动径向孔8051内的钢球809，通过钢球809推动环形调节片808改变流动通道810的截面积，实现横向阻尼器单元8的阻尼力调节。
[0043]参见图1A、图1B和图3所示，横向阻尼器单元8A和横向阻尼器单元SB相对放置，横向阻尼器单兀8A的空心导向轴802和实心导向轴806的一端分别穿过密封端盖803A和密封端盖803B，并分别与横向导向轴厚支座5B和横向导向轴薄支座7B相连，横向阻尼器单兀8A的空心导向轴802和实心导向轴806的另一端分别与活塞805的两端相连；横向阻尼器单元8B的空心导向轴802和实心导向轴806的一端分别穿过密封端盖803A和密封端盖804B，并分别与横向导向轴厚支座5A和横向导向轴薄支座7D相连，横向阻尼器单元8B的空心导向轴802和实心导向轴806的另一端分别与活塞805的两端相连；横向导向轴厚支座5A?B固定在纵向阻尼器单兀6A的缸体603上,横向导向轴薄支座7D和横向导向轴薄支座7B固定在纵向阻尼器单元6B的缸体603上；横向复位弹簧短支柱12C和横向复位弹簧短支柱12D与横向阻尼器单元8A的缸体804相连，复位弹簧3C和复位弹簧3D的一端分别与横向复位弹簧短支柱12C和横向复位弹簧短支柱12D相连，复位弹簧3C和复位弹簧3D的另一端分别与横向复位弹簧长支柱13B和横向复位弹簧长支柱13D相连；横向复位弹簧短支柱12A和横向复位弹簧短支柱12B与横向阻尼器单元SB的缸体804相连，复位弹簧3G和复位弹簧3H的一端分别与横向复位弹簧短支柱12A和横向复位弹簧短支柱12B相连，复位弹簧3G和复位弹簧3H的另一端分别与横向复位弹簧长支柱13C和横向复位弹簧长支柱13A相连；横向复位弹簧长支柱13A?B固定在连接轴固定夹IOA上，横向复位弹簧长支柱13C?D固定在连接轴固定夹IOB上；连接轴固定夹IOA?B安装在连接轴11上，连接轴11的两端分别与横向导向轴薄支座7A和横向导向轴薄支座7C相连,横向导向轴薄支座7A和横向导向轴薄支座7C分别固定在纵向阻尼器单元6A的缸体603和纵向阻尼器单元6B的缸体603上。
[0044]本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。
【权利要求】
1.一种适合于浮放物保护用三维减隔震平台，其特征在于:该三维减隔震平台包括基座板(I)、橡胶座(2A~D)、复位弹簧(3A~H)、纵向导向轴支座(4A~D)、横向导向轴厚支座(5A~B)、纵向阻尼器单兀(6A~B)、横向导向轴薄支座(7A~D)、横向阻尼器单兀(8A~B)、置物板(9)、连接轴固定夹(10A~B)、连接轴(11)、横向复位弹簧短支柱(12A~D)、横向复位弹簧长支柱(13A~D)、纵向复位弹簧短支柱(14A~D)、纵向复位弹簧长支柱(15A ~D)。 纵向阻尼器单兀(6A~B)包括实心导向轴(601)、密封端盖(602A~B)、缸体(603)、活塞(604)、空心导向轴(605)、推杆(606)、流动介质(607)、环形调节片(608)、滑动轴承(609)、钢球(610)和流动通道(611);横向阻尼器单元(8A~B)包括推杆(801)、空心导向轴(802)、密封端盖(803A~B)、缸体(804)、活塞(805)、实心导向轴(806)、流动介质(807)、环形调节片(808)、钢球(809)、流动通道(810)、滑动轴承(811)。
2.根据权利要求1所述的三维减隔震平台，其特征在于:所述纵向阻尼器单元(6A~B)和横向阻尼器单元(8A~B)采用共面布局。
3.根据权利要求1所述的三维减隔震平台，其特征在于:所述纵向阻尼器单元(6A~B)的缸体(603)内充满流动介质(607)，横向阻尼器单元(8A~B)的缸体(804)内充满流动介质(807)。
4.根据权利要求1所述的三维减隔震平台，其特征在于:所述纵向阻尼器单元(6A~B)通过改变流动通道(611)的截面积，实现阻尼力调节，横向阻尼器单元(8A~B)通过改变流动通道(810)的截面积，实现阻尼力调节。
5.根据权利要求1所述的三维减隔震平台，其特征在于:所述纵向阻尼器单元(6A~B)的缸体(603)通过复位弹簧(3A~D)返回初始位置，横向阻尼器单元(8A~B)的缸体(804)通过复位弹簧(3E~H)返回初始位置。
6.根据权利要求1所述的三维减隔震平台，其特征在于:所述横向阻尼器单元(8A~B)的缸体(804)和置物板(9)间连接有橡胶座(2A~D)。
【文档编号】F16F15/08GK103982589SQ201410217740
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】梁杰, 张兴华 申请人:郑州大学