[发明专利]磁力悬空三维文物隔震装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔震装置，特别涉及一种用于保护可移动文物免受地震损害的磁力悬空三维文物隔震装置。

背景技术

故宫博物院拥有可移动文物200余万件，占全国文物的1/6，这些可移动文物是世界文化遗产的重要组成部分，具有极其重要的文化、历史及文物价值，保护意义重大。对这些文物的保护，不仅有防火、防盗要求，还应有防震要求。一方面，北京属8度地震设防区，历史上地震发生多次，如自1420年建立至今，北京城遭受地震至少222次，含8度以上地震5次。而大量文物震害表明：浮放文物在地震烈度为3～4度时，就有可能产生严重破坏。由于地震的不可预见性及巨大的破坏性，使得对这些文物采取及时有效的防震措施迫在眉睫。另一方面，近年来世界地震发生频繁，如2008年我国汶川8.0级特大地震、2010年我国玉树7.1级地震、2011年日本东海9.0级特大地震等，造成了可移动文物巨大损失，这无疑使得先进的、可行的文物隔震装置的开发及应用尤为紧迫。

从馆藏浮放文物隔震装置的研发现状来看，国内方面在此方面严重不足，而国外方面如日本、美国、意大利等国家已普遍推广使用不同类型文物隔震装置以实现基于先进技术的文物防震保护。滚轮式、滚轴式、滚珠式、滑块式、摩擦摆式等不同类型隔震装置得以研发，空气弹簧、恒力弹簧、磁石、形状记忆合金等不同类型隔震材料得以应用，使得文物隔震装置的开发前景广阔。然而从文物隔震装置的隔震效果来看，实现构造简单、小容积、低传导比(文物的响应加速度峰值与输入地震波加速度峰值之比)及避免文物竖向摇摆，并保证隔震装置的可靠性、耐久性仍是一个重要的课题。

现有的文物隔震装置大都以水平向隔震为主，而对于城市直下型地震而言，竖向地震分量往往占举足轻重的地位。从水平恢复力部件角度讲，传统的弹簧需要竖向双层设置方可实现水平任意向隔震；而基于重力恢复力的曲面滚轮或滚珠装置则很容易发生由于水平地震力过大而造成部件飞出的问题；从竖向恢复力部件角度讲，传统的弹簧由于静挠度过大而容易产生竖向弯曲问题，且部件构造复杂，占据竖向空间较大。

基于此，本三维隔震装置的研发将解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种磁力悬空三维文物隔震装置，使其能够兼具水平向隔震与垂向隔震的功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种磁力悬空三维文物隔震装置，包括由上至下依次平行设置的顶板、中间板与底板，其中：

在该顶板下表面设有至少三个内套筒，在中间板的上表面设有相应数量的外套筒，内套筒对应插设在外套筒中，使顶板能够相对中间板竖直移动；在每一对内套筒与外套筒内分别设置有在垂向上相互排斥的磁石，顶板以及顶板上文物凭借磁石之间的斥力而悬浮；

在所述底板上设有至少三个相对于底板倾斜的倾斜面，所述至少三个倾斜面的形状与大小均相同并同向设置，各倾斜面上枢设有一个回转轴，各所述回转轴铰接一根回转臂，各回转臂朝向各相应倾斜面的最低位置延伸，且各所述回转臂的延伸端连接有一个连接块，各所述连接块均与所述中间板固定连接，各所述连接块向下连接一个万向脚，各万向脚下端与各相应倾斜面的最低位置接触。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1.一般情况下，顶板及其上文物由于磁石之间的排斥力而处于悬浮状态，且由于外套筒对内套筒的侧向约束作用，顶板及文物始终保持水平状态。

2.各万向脚下端均位于倾斜面的最低处，水平地震作用下，滚轮在倾斜面内同时绕各自的回转轴转动，而中间板及以上部分始终保持水平，可产生水平隔震效果。水平恢复力主要由中间板及上部重量自重提供。

3.竖向地震作用下，由于磁石之间的排斥力变化，使得顶板及文物产生竖向运动，但顶板及文物始终处于悬浮状态，因而可产生竖向隔震效果。与此同时，由于外套筒对内套筒的侧向约束作用，因而文物在竖向运动过程中保持水平状态，且由于复位弹簧对顶板的拉接作用，可避免内套筒因竖向位移过大而滑出外套筒。竖向恢复力主要由弹簧和磁石提供。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的分解结构示意图；

图2是本发明的第一实施例的组合结构示意图；

图3是本发明的第一实施例的正视图；

图4是本发明的第一实施例的侧视图；

图5是本发明的第一实施例的俯视图；

图6是本发明的第一实施例去除顶板与中间板之后的俯视图；

图7是本发明的第一实施例的侧视剖视图；