一种大体积重量规格的斗屏结构抗震系统的制作方法

1.本发明涉及体育馆斗屏结构减震技术领域，更具体地说，涉及一种大体积重量规格的斗屏结构抗震系统。


背景技术：

2.作为现代社会信息发布的重要媒介，led显示屏技术近年得到迅速发展，在国内外的大型体育场馆中，led显示屏作为新型显示装置已成为主流。一方面，led显示屏在发挥其对体育比赛精彩瞬间捕捉、慢镜头回放、实况直播同步、赛事信息播报、计时记分等功能，另一方面，巨幅的广告画面直接推送到体育场馆数万观众面前，具有极大的渲染力，能够烘托和营造热烈的赛场氛围，由此也带动了场馆led显示屏需求的快速增长。行业内主要通过在大型体育馆的场地中央悬挂漏斗形的中央led电子显示屏来实现上述功能，因形似漏斗称之为斗屏。
3.目前市场上已安装的斗屏大多无移动能力，在地震中仅为荷载作用，不利于主体体育场馆的整体抗震性能提升，尤其对于大体积大重量规格的斗屏结构而言，如何实现其对于主体体育场馆的减震作用已经成为目前关注的热点问题。


技术实现要素：

4.1.发明要解决的技术问题
5.本发明的目的在于针对目前体育场馆中斗屏结构在地震中仅为荷载作用，不利于主体体育场馆整体抗震性的情况，拟提供一种大体积重量规格的斗屏结构抗震系统，能够将对主体体育馆不利的斗屏质量引起的地震惯性力荷载转变为对主体体育馆有利的调谐质量力，从而实现对主体体育场馆的减震。
6.2.技术方案
7.为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
8.本发明的一种大体积重量规格的斗屏结构抗震系统，包括安装框架和外部的斗屏屏幕，安装框架外部设有框架安装面，斗屏屏幕安装于框架安装面上，且斗屏屏幕与框架安装面之间设有竖向弹簧单元、弹簧减震单元和轴向减震单元。
9.更进一步地，竖向弹簧单元包括设于框架安装面两侧的滚轮轨道，滚轮轨道下方设有固定台，两侧滚轮轨道之间配合安装有竖向振动块，竖向振动块底部与固定台之间通过竖向振动弹簧和竖向振动导向件连接，竖向振动弹簧套设于竖向振动导向件外部；斗屏屏幕安装于竖向振动块外侧。
10.更进一步地，弹簧减震单元包括横向振动块，竖向振动块两侧安装有横向弹簧固定块，横向振动块位于两侧横向弹簧固定块之间，且横向振动块与两侧的横向弹簧固定块之间分别通过横向振动弹簧和横向振动导向件连接，横向振动弹簧套设于横向振动导向件外部；斗屏屏幕安装于横向振动块外侧。
11.更进一步地，轴向减震单元包括安装于横向振动块上的轴向振动弹簧和轴向振动
导向件，轴向振动弹簧套设于轴向振动导向件外部；斗屏屏幕与横向振动块之间通过轴向振动弹簧和轴向振动导向件连接。
12.更进一步地，滚轮轨道内开设有t型槽，竖向振动块的两侧对应设有t型配合部嵌入该t型槽内。
13.更进一步地，竖向振动块的t型配合部两侧还分别设有至少一组滚轮，用于与滚轮轨道的t型槽滚动配合。
14.更进一步地，滚轮的周向外壁面以及轴向外端面分别与滚轮轨道t型槽的对应内壁面配合接触。
15.更进一步地，固定台与竖向振动块底部之间均匀间隔设有多组竖向振动弹簧和竖向振动导向件，其中固定台上开设有多个安装槽，竖向振动导向件和竖向振动弹簧的底部均嵌入在该安装槽内；对应地，竖向振动块底部开设有多个配合槽，竖向振动导向件和竖向振动弹簧的顶部均嵌入该配合槽内。
16.更进一步地，横向弹簧固定块与横向振动块之间均匀间隔设有多组横向振动弹簧和横向振动导向件；其中横向弹簧固定块与横向振动块相对的壁面上均分别设有多个安装嵌槽，横向振动弹簧和横向振动导向件的两端分别固定在安装嵌槽内。
17.更进一步地，横向振动块和斗屏屏幕之间设有多组均匀分布的轴向振动弹簧和轴向振动导向件，其中横向振动块和斗屏屏幕相对的壁面上均分别设有多个安装嵌槽，轴向振动弹簧和轴向振动导向件的两端分别固定在安装嵌槽内。
18.3.有益效果
19.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
20.本发明的斗屏结构抗震系统，能够让屏幕在空间中具有十二自由度，并且实现竖向和水平向同时减震，其减震原理是竖直向通过竖向振动块在滚轮轨道、竖向振动导向件、竖向振动弹簧的配合与限制下，保证竖向振动块在竖直向的移动；水平向通过横向振动块在横向弹簧固定块、横向振动导向件、横向振动弹簧的配合与限制下，保证横向振动块在水平向的移动；轴向通过横向振动块、轴向振动导向件、轴向振动弹簧的配合与限制下，保证斗屏屏幕在轴向的移动。通过四块斗屏屏幕各自独立的三个自由度总计12自由度，从三个方向的共同作用来缓冲地震作用产生的能量，通过调整三个方向弹簧刚度和不变的斗屏质量来与主体体育馆结构自振频率形成调谐效果，实现主体体育馆结构三个方向同时减震的目的。
附图说明
21.图1为本发明的抗震系统整体轴测图；
22.图2为本发明的抗震系统正视图；
23.图3为本发明的抗震系统俯视图；
24.图4为本发明去除屏幕和安装框架后的正视图；
25.图5为本发明去除屏幕和安装框架后的俯视图；
26.图6为本发明中轨道和滚轮零件图；
27.图7为本发明中竖向固定支撑零件图；
28.图8为本发明中竖向固定支撑零件剖面图；
29.图9为本发明中振动零件主体正视图；
30.图10为本发明中振动零件主体剖面图；
31.图11为本发明中竖向振动块零件图；
32.图12为本发明中去除横向振动块的振动零件主体正视图；
33.图13为本发明中横向振动块零件图；
34.图14为本发明中横向振动块零件剖面图。
35.示意图中的标号说明：
36.4-安装框架；5-框架安装面；6-斗屏屏幕；7-滚轮轨道；8-固定台；9-竖向振动块；10-竖向振动弹簧；11-横向弹簧固定块；12-横向振动弹簧；13-横向振动块；14-轴向振动弹簧；15-轴向振动导向件；16-滚轮；17-横向振动导向件；18-竖向振动导向件。
具体实施方式
37.为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
40.实施例1
41.如图1-图14所示，本实施例的一种大体积重量规格的斗屏结构抗震系统，包括安装框架4和四周的斗屏屏幕6，安装框架4的顶部四周焊接有连接杆，用于将整体抗震系统安装至所需位置，安装框架4的各个连接杆之间通过焊接固定连接；安装框架4四周焊接设有框架安装面5，斗屏屏幕6安装于框架安装面5上，且斗屏屏幕6与框架安装面5之间设有竖向弹簧单元、弹簧减震单元和轴向减震单元。
42.本实施例中的竖向弹簧单元包括设于框架安装面5两侧的滚轮轨道7，滚轮轨道7下方设有固定台8，两侧滚轮轨道7之间配合安装有竖向振动块9，竖向振动块9底部与固定台8之间通过竖向振动弹簧10和竖向振动导向件18连接，竖向振动弹簧10套设于竖向振动导向件18外部；斗屏屏幕6安装于竖向振动块9外侧。更具体地，如图7和图8所示，固定台8与竖向振动块9底部之间均匀间隔设有多组竖向振动弹簧10和竖向振动导向件18，如图8中所示采用四组；其中固定台8上开设有多个安装槽，竖向振动导向件18和竖向振动弹簧10的底部均嵌入在该安装槽内；对应地，如图11所示，竖向振动块9底部开设有多个配合槽，竖向振动导向件18和竖向振动弹簧10的顶部均嵌入该配合槽内。
43.本实施例中滚轮轨道7内开设有t型槽，竖向振动块9的两侧分别对应设有t型配合部嵌入该t型槽内，实现竖向振动块9在滚轮轨道7内的滑动配合。更进一步地，竖向振动块9的每个t型配合部两侧还分别设有至少一组滚轮16，如图9所示为t型配合部每侧各设有上下相邻分布的两组滚轮16，用于与滚轮轨道7的t型槽滚动配合，进一步降低摩擦力。且更进一步地，滚轮16的周向外壁面以及轴向外端面分别与滚轮轨道7的t型槽的对应内壁面配合接触。即如图5所示，滚轮16是突出于竖向振动块9的t型配合部长度方向的两端外部，滚轮
16轴向外端面分别与滚轮轨道7的t型槽的长度方向内壁相接触，滚轮16的周向外壁面则与滚轮轨道7的t型槽的宽度方向内部相接触，以保障竖向振动块9在竖向移动过程中的稳定导向。
44.同理，本实施例中弹簧减震单元包括横向振动块13，竖向振动块9两侧安装有横向弹簧固定块11，横向振动块13位于两侧横向弹簧固定块11之间，且横向振动块13与两侧的横向弹簧固定块11之间分别通过横向振动弹簧12和横向振动导向件17连接，横向振动弹簧12套设于横向振动导向件17外部；斗屏屏幕6安装于横向振动块13外侧。更具体地，横向弹簧固定块11与横向振动块13之间均匀间隔设有多组横向振动弹簧12和横向振动导向件17，如图12所示为每侧设有三组；其中横向弹簧固定块11与横向振动块13相对的壁面上均分别设有多个安装嵌槽，横向振动弹簧12和横向振动导向件17的两端分别固定在安装嵌槽内。
45.本实施例中轴向减震单元包括安装于横向振动块13上的轴向振动弹簧14和轴向振动导向件15，轴向振动弹簧14套设于轴向振动导向件15外部；斗屏屏幕6与横向振动块13之间通过轴向振动弹簧14和轴向振动导向件15连接。更进一步地，横向振动块13和斗屏屏幕6之间设有多组均匀分布的轴向振动弹簧14和轴向振动导向件15，如图13所示为采用呈方形矩阵排布的四组轴向振动弹簧14和轴向振动导向件15；其中如图14所示，横向振动块13和斗屏屏幕6相对的壁面上均分别设有多个安装嵌槽，轴向振动弹簧14和轴向振动导向件15的两端分别固定在安装嵌槽内。
46.本实施例的斗屏结构抗震系统，能够让屏幕在空间中具有十二自由度，并且实现竖向和水平向同时减震，其减震原理是竖直向通过竖向振动块9在滚轮轨道7、竖向振动导向件18、竖向振动弹簧10的配合与限制下，保证竖向振动块9在竖直向的移动；水平向通过横向振动块13在横向弹簧固定块11、横向振动导向件17、横向振动弹簧12的配合与限制下，保证横向振动块13在水平向的移动；轴向通过横向振动块13、轴向振动导向件15、轴向振动弹簧14的配合与限制下，保证斗屏屏幕6在轴向的移动。通过四块斗屏屏幕各自独立的三个自由度总计12自由度，从三个方向的共同作用来缓冲地震作用产生的能量，通过调整三个方向弹簧刚度和不变的斗屏质量来与主体体育馆结构自振频率形成调谐效果，实现主体体育馆结构三个方向同时减震的目的。
47.本实施例的斗屏结构抗震系统，斗屏屏幕6按照相同的方式安装在安装框架的四个面上，非地震状态时此抗震系统处于平衡位置；地震作用发生时，竖直向输入的地震能量通过竖向振动弹簧10的伸缩而消耗；水平向输入的地震能量通过横向振动弹簧12和轴向振动弹簧14的伸缩而消耗；地震发生后，结构重新达到平衡状态。本实施例的抗震系统，有助于减小主结构即体育场馆的振动，利用斗屏自身的大质量，无需在主结构体育场馆上附加质量，而通过弹簧刚度将斗屏自身质量与体育馆主体结构的调谐关系，转换为在地震中能够反地震作用的力，发挥积极效果，且本实施例的斗屏结构抗震系统具有十二自由度，对应主结构体育场馆更多的振型，不仅可以对主结构体育场馆的主振型形成调谐，还可以对主结构体育场馆的多振型形成调谐作用，减震效果更加好。
48.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。