CN114575199B - 一种竖向防震装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖向防震装置，包括下板，设置在下板正上方的上板，设置在下板和上板之间的至少一组减震组件，以及均匀分布在上板和下板之间的多个导向装置，减震组件包括摆臂装置和减震部件，摆臂装置包括两根位于上、下板之间、处于同一水平面的摆臂，以及设于上板底面、分别与两根摆臂对应设置的两个楔形挡板，摆臂通过竖向转动轴支立在下板上方，两个楔形挡板的光滑斜面分别与两根摆臂向背的侧板抵接，楔形挡板与摆臂的接触面为光滑斜面，光滑斜面自靠近摆臂端向远离摆臂端斜向下倾斜，减震部件两端分别与两个摆臂远离楔形挡板的端部连接，进行实现竖向减震效果。
Description
技术领域
本发明涉及防震设备技术领域，尤其是涉及一种竖向防震装置。
背景技术
现有防震装置，主要以防水平方向震动为主，对于竖向震动，以及以竖向震动为主的路面及轨道交通震动，水平防震装置起不到防震效果，而且仅有的竖向防震装置，在减震模块高度上需要较高设置，占用大量竖向空间，不适应竖向空间限制较大的保护客体，为同时达到地震竖向震动及交通震动下的高价值物品的震动防护，可靠、有效的竖向防震装置尤为关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种竖向防震装置，要解决水平防震装置无法在竖向防震时起到防震保护，以及在竖向空间受限时对客体竖向防震保护的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种竖向防震装置，包括下板，设置在下板正上方的上板，设置在下板和上板之间的至少一组减震组件，以及均匀分布在上板和下板之间的多个导向装置，所述减震组件包括摆臂装置和减震部件，所述摆臂装置包括两根悬浮于下板上方、处于同一水平面的摆臂，以及设于上板底面、分别与两根摆臂对应设置的两个楔形挡板，摆臂通过竖向转动轴支立在下板上方，所述竖向转动轴下端固定在下板顶面，上端与摆臂转动连接；两个楔形挡板的光滑斜面分别与两根摆臂向背的侧板抵接，所述楔形挡板与摆臂的接触面为光滑斜面，光滑斜面自靠近摆臂端向远离摆臂端斜向下倾斜，所述减震部件两端分别与两个摆臂远离楔形挡板的端部连接，且减震部件处于非工作状态时的长度小于两竖向转动轴间距，使两摆臂呈V型布设。
进一步的，所述导向装置包括导向内杆和导向外筒，所述导向外筒套在导向内杆上，所述导向内杆上端与上板底面固定连接，导向外筒下端与下板顶面固定连接，所述导向装置设置在上板、下板的边缘位置，优选的，所述导向装置设置在上板和下板的角部或上板和下板的边长中部。
更进一步的，所述导向内杆的长度不小于导向外筒的长度，所述导向外筒内径比导向内杆直径大1~3mm。
更进一步的，所述摆臂靠近减震部件的端部设有滑动杆，所述下板顶面、与滑动杆对应的位置上设有转向槽，所述转向槽为圆弧形凹槽，转向槽的圆心为竖向转动轴的中心，所述滑动杆上端与摆臂固定连接，滑动杆下部端头为内置于圆弧形凹槽内的圆柱形滑动部件，滑动杆高度方向垂直圆柱形滑动部件的轴线。
更进一步的，所述摆臂与楔形挡板的光滑斜面接触的部位设有滚动部件，随着上板的上下运动，滚动部件沿楔形挡板朝向摆臂的斜面所在的平面方向转动，所述滚动部件优选为滚珠或滚轴。
更进一步的，所述竖向转动轴位于摆臂的三分点处，所述减震部件到竖向转动轴的距离是摆臂与楔形挡板接触点到竖向转动轴的距离的2~3倍。
更进一步的，所述楔形挡板朝向摆臂的光滑斜面与上板平面之间的角度为30°~60°。
更进一步的，所述下板和上板均为水平放置的矩形板或圆形板，所述下板和上板均优选边长相等的正方形板。
更进一步的，所述减震部件采用具有沿两端轴向变形的弹性部件或轴向阻尼部件和弹性部件的联合体。
更进一步的，所述竖向转动轴上端与摆臂通过轴承连接。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
采用本发明的技术，地震发生时，楔形挡板连同上板相对下板发生竖向运动，同时挤压摆臂装置，推动摆臂装置在水平面内发生转动，进而带动减震模块发生水平变形，实现竖向减震效果；本发明可将地震或交通震动引起的竖向震动变形转化为水平方向的震动变形，不需要设置竖向减震模块即可实现竖向减震，节省了设置竖向减震模块的竖向空间，可以显著降低防震装置的构造高度，具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明平面结构示意图；
图3为本发明摆臂结构示意图；
图4为本发明导向装置结构示意图。
附图标记：1、上板；2、下板；3、楔形挡板；4、摆臂；5、减震部件；6、竖向转动轴；7、转向槽；8、滑动杆；9、滚动部件；10、导向装置；11、导向内杆；12、导向外筒。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本发明公开了一种竖向防震装置，如图1和图2所示，包括下板2，设置在下板2正上方的上板1，设置在下板2和上板1之间的至少一组减震组件，以及均匀分布在上板1和下板2之间的导向装置10，所述减震组件包括摆臂装置和减震部件5，下板2和上板1均为水平放置的矩形板或圆形板，下板2和上板1均优选边长为500mm的正方形板。
如图2和图4所示，导向装置10为均匀分布在上板1和下板2之间的多个导向装置10，导向装置设置在上板1、下板2的边缘位置，优选的，所述导向装置10设置在上板1和下板2的角部或上板1和下板2的边长中部，导向装置10包括导向内杆11和导向外筒12，导向外筒12套在导向内杆11上，导向内杆11上端与上板1底面固定连接，导向外筒12下端与下板2顶面固定连接，其中，导向内杆11的长度不小于导向外筒12的长度，导向内杆11的直径小于导向外筒12的内径，优选的，导向外筒12内径比导向内杆11直径大1~3mm。
如图2和图3所示，摆臂装置包括两根悬浮于下板2上方、处于同一水平面的摆臂4，设置在下板2和摆臂4之间的竖向转动轴6，以及设置在摆臂4下方的滑动杆8，竖向转动轴6下端垂直固定在下板2顶面，竖向转动轴6上端与摆臂4转动连接，竖向转动轴6与摆臂4的连接方式优选为竖向转动轴6上端与摆臂4通过轴承连接，摆臂4可围绕竖向转动轴6在水平面内任意角度转动，滑动杆8设于摆臂4靠近减震部件5的端部，滑动杆8上端与摆臂4固定连接，下板2顶面、与滑动杆8对应的位置设有转向槽7，转向槽7为圆弧形凹槽，圆弧形凹槽的圆心为竖向转动轴6的中心，滑动杆8下端随着摆臂4的转动在转向槽7内滑动，滑动杆8下部端头为内置于圆弧形凹槽内的圆柱形滑动部件，滑动杆8高度方向垂直圆柱形滑动部件的轴线，圆柱形滑动部件限位在转向槽7内沿着圆弧形转向槽7自由滑动，转向槽7内部宽度大于圆柱形滑动部件的直径，圆柱形滑动部件的直径大于转向槽7槽口的宽度；上板1底面、分别与两根摆臂4对应位置设有两个楔形挡板3，楔形挡板3固定在上板1底面，两个楔形挡板3的光滑斜面分别与两根摆臂4向背的侧板抵接，所述楔形挡板3与摆臂4的接触面为光滑斜面，光滑斜面自靠近摆臂4端向远离摆臂4端斜向下倾斜，优选的，楔形挡板3朝向摆臂4的光滑斜面与上板1平面的角度为30°~60°；摆臂4与楔形挡板3的光滑斜面接触的部位设有滚动部件9，随着上板1的上下运动，滚动部件9沿楔形挡板3朝向摆臂4的斜面所在的平面方向转动，滚动部件优选为滚珠或滚轴，滚动部件将摆臂4相对楔形挡板3之间的相对位移所发生的滑动摩擦转换为滚动摩擦，减小摆臂4和楔形挡板3之间的摩擦力，增加摆臂4相对于楔形挡板3之间运动的顺滑程度；所述减震部件5两端分别与两个摆臂4远离楔形挡板3的端部连接，且减震部件5处于非工作状态时的长度小于两竖向转动轴6间距，使两摆臂4呈V型布设，优选的，减震部件5采用具有沿两端轴向变形的弹性部件或轴向阻尼部件与弹性部件的联合体，通过摆臂4之间相对变形，减震部件5对摆臂4提供刚度和阻尼；竖向转动轴6位于摆臂4的三分点处，减震部件5到竖向转动轴6的距离是摆臂4与楔形挡板3接触点到竖向转动轴6的距离的2~3倍。
竖向震动时，上板1上方的物体在震动作用下对上板1施加向下的作用力，上板1将受到的作用力传导至上板1下方的楔形挡板3，楔形挡板3朝向摆臂4的斜面将部分竖向作用力通过与摆臂4的接触位置转换为对摆臂4的水平作用力，推动摆臂4沿竖向转动轴6在水平面内转动，进而使摆臂4远离楔形挡板3的一端带动减震部件5发生拉伸变形，进行实现减震效果。
本发明装置在地震发生时，楔形挡板连同上板相对下板发生竖向运动，同时挤压摆臂装置，推动摆臂装置在水平面内发生转动，进而带动减震模块发生水平变形，实现竖向减震效果；本发明可将地震或交通震动引起的竖向震动变形转化为水平方向的震动变形，不需要设置竖向减震模块即可实现竖向减震，节省了设置竖向减震模块的竖向空间，可以显著降低防震装置的构造高度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种竖向防震装置，其特征在于：包括下板(2)，设置在下板(2)正上方的上板(1)，设置在下板(2)和上板(1)之间的至少一组减震组件，以及均匀分布在上板(1)和下板(2)之间的多个导向装置(10)，所述减震组件包括摆臂装置和减震部件(5)，所述摆臂装置包括两根悬浮于下板(2)上方、处于同一水平面的摆臂(4)，以及设于上板(1)底面、分别与两根摆臂(4)对应设置的两个楔形挡板(3)，摆臂(4)通过竖向转动轴(6)支立在下板(2)上方，所述竖向转动轴(6)下端固定在下板(2)顶面，上端与摆臂(4)转动连接；两个楔形挡板(3)的光滑斜面分别与两根摆臂(4)向背的侧板抵接，所述楔形挡板(3)与摆臂(4)的接触面为光滑斜面，光滑斜面自靠近摆臂(4)端向远离摆臂(4)端斜向下倾斜，所述减震部件(5)两端分别与两个摆臂(4)远离楔形挡板(3)的端部连接，且减震部件(5)处于非工作状态时的长度小于两竖向转动轴(6)间距，使两摆臂(4)呈V型布设。
2.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述导向装置(10)包括导向内杆(11)和导向外筒(12)，所述导向外筒(12)套在导向内杆(11)上，所述导向内杆(11)上端与上板(1)底面固定连接，导向外筒(12)下端与下板(2)顶面固定连接，所述导向装置(10)设置在上板(1)、下板(2)的边缘位置，所述导向装置(10)设置在上板(1)和下板(2)的角部或上板(1)和下板(2)的边长中部。
3.根据权利要求2所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述导向内杆(11)的长度不小于导向外筒(12)的长度，所述导向外筒(12)内径比导向内杆(11)直径大1~3mm。
4.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述摆臂(4)靠近减震部件(5)的端部设有滑动杆(8)，所述下板(2)顶面、与滑动杆(8)对应的位置上设有转向槽(7)，所述转向槽(7)为圆弧形凹槽，转向槽(7)的圆心为竖向转动轴(6)的中心，所述滑动杆(8)上端与摆臂(4)固定连接，滑动杆(8)下部端头为内置于圆弧形凹槽内的圆柱形滑动部件，滑动杆(8)高度方向垂直圆柱形滑动部件的轴线。
5.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述摆臂(4)与楔形挡板(3)的光滑斜面接触的部位设有滚动部件(9)，随着上板(1)的上下运动，滚动部件(9)沿楔形挡板(3)朝向摆臂(4)的斜面所在的平面方向转动，所述滚动部件(9)为滚珠或滚轴。
6.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述竖向转动轴(6)位于摆臂(4)的三分点处，所述减震部件(5)到竖向转动轴(6)的距离是摆臂(4)与楔形挡板(3)接触点到竖向转动轴(6)的距离的2~3倍。
7.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述楔形挡板(3)朝向摆臂(4)的光滑斜面与上板(1)平面之间的角度为30°~60°。
8.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述下板(2)和上板(1)均为水平放置的矩形板或圆形板，所述下板(2)和上板(1)均为边长相等的正方形板。
9.根据权利要求1所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述减震部件(5)采用具有沿两端轴向变形的弹性部件或轴向阻尼部件和弹性部件的联合体。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的一种竖向防震装置，其特征在于：所述竖向转动轴(6)上端与摆臂(4)通过轴承连接。
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