[发明专利]“支樽支伞顶球”地动仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械式探测地震震动的方法及采用此方法的设备---“支樽支伞顶球”地动仪，“支樽支伞顶球”地动仪是张衡“候风地动仪”的一种复原方案。

背景技术

张衡（78～139），东汉太史令，发明并制作了皇家观象台用的“候风地动仪”。但“候风地动仪”失传了。《后汉书·张衡传》记载“候风地动仪”如下：

“阳嘉元年，复造候风地动仪，以精铜铸成。员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，旁行八道，施关发机。外有八龙，首衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振，龙机发，吐丸而蟾蜍衔之，振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方向，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。尝一龙机发，而地不觉动，京师学者咸怪其无征，后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记地动所从方起。” 

本发明主要对比文件有两个：

1、对比文件1：经达华的“一种机械式探测水平震动的方法及采用此方法的地动仪”

本人经达华于２０１０年申请了“一种机械式探测水平震动的方法及采用此方法的地动仪”专利（专利申请号２０１０１０５６８５４３．５）。以下称该复原方案为“莲叶摆顶球”。其说明书摘要：都柱上顶莲叶摆（莲叶状的感应水平震动的摆），都柱与莲叶摆之间万向节连接，莲叶摆的莲杆端上托天洞丸，天洞丸处于上下贯穿的天洞内，上述四个零件均处于同一铅垂线上。 “莲叶摆顶球”发明有探测以水平震动为主的地震波功能并可以指示地震的方位，有一定的抗干扰能力，结构简单，操作简单，都柱矗立不动符合中国古代关于都柱的概念。 

对比文件1的“莲叶摆顶球”原理见图1。  

2、对比文件2：王焕明的“地动仪的内部结构装置”

王焕明于 2010年10月9日申请“地动仪的内部结构装置”专利（专利申请号： 201010503104.6）。其说明书摘要：一种地动仪的内部结构装置，其特征在于：包括立于樽底的立柱、立柱内具有头重脚轻两头尖的棒杆、立柱顶部具有辅助棒杆直立的顶球、限位顶球的支架和支架中部挟持顶球的孔洞、该立柱底部中央还具有一限位棒杆底端的底孔，顶球限位于该底孔的正上方，支架牢固连接于立柱顶部，所述棒杆下端插入底孔，顶端依靠顶球的最低端直立于立柱内，可左右倾倒，还包括樽壁内侧部均布的8个能触发含球的杠杆机件和立柱内含8个弧形受杆的杠杆机件，及对应的8条连杆。本发明构思巧妙，灵活运用了“倒垂摆”原理，按本发明可复原出与史料记载相吻合的地动仪，可实用于地震验震和文化教育。

对比文件2的“倒垂摆”原理见图2。

发明内容

为了实现单纯利用简单的机械方法探测微弱的地震震动,本发明提供一种“支樽支伞顶球”地动仪。

一、本发明解决其技术问题所采用的工作原理及其技术方案：

1、“支樽伞顶球”总方案：

大都柱1支着樽体2，从而构成支摆，樽体2为空心容器可装入水或沙子类重物来调节樽体的重心，樽体2顶部中心带小都柱6，小都柱6支着杆7，杆7的下部罩着小都柱6使杆7绕小都柱6的顶点只能在一定范围内摆动，伞8穿在杆7上，杆7的杆端顶着天洞球9，天洞球9位于天洞10内，压管11压着天洞球9；杆7极易因为水平震动而摆动偏离地动仪的中轴线，这时天洞球9落在伞8的伞面，再落在樽体2的顶面，天洞球9被一路导向进入龙口后的通道，天洞球9撞击龙舌4，龙舌4把铜丸3推出龙口，铜丸3落入蟾蜍口。 

2、“支樽支伞顶球”有六种工作模式：

图3（二}为“支樽支伞顶球”模式，伞8处于杆7的上部，伞8和杆7的整体重心在支点上方；

图3（三）为“支樽支摆顶球”模式，伞8处于杆7的下部，伞8和杆7的整体重心在支点下方；

图3（四}为“支樽支杆顶球”模式，伞8取消，或伞8与杆7合为一体，整体重心在支点上方。

把前面3种“支樽”模式的大都柱1拿掉，“支樽支伞顶球”变换成三种“非支樽”模式：

图3（二}的“支伞顶球”模式；

图3（三}的“支摆顶球”模式；

图3（四}的“支杆顶球”模式。

3、“支樽支伞顶球”原理：