[發明專利]磁力懸空三維文物隔震裝置

無效

• 申請號: 201110365465.3
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102401081A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 周乾;閆維明;紀金豹;周錫元
• 申請（專利權）人: 故宮博物院
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F16F6/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;姚衛華

技術領域

本發明涉及一種隔震裝置，特別涉及一種用于保護可移動文物免受地震損害的磁力懸空三維文物隔震裝置。

背景技術

故宮博物院擁有可移動文物200余萬件，占全國文物的1/6，這些可移動文物是世界文化遺產的重要組成部分，具有極其重要的文化、歷史及文物價值，保護意義重大。對這些文物的保護，不僅有防火、防盜要求，還應有防震要求。一方面，北京屬8度地震設防區，歷史上地震發生多次，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為3～4度時，就有可能產生嚴重破壞。由于地震的不可預見性及巨大的破壞性，使得對這些文物采取及時有效的防震措施迫在眉睫。另一方面，近年來世界地震發生頻繁，如2008年我國汶川8.0級特大地震、2010年我國玉樹7.1級地震、2011年日本東海9.0級特大地震等，造成了可移動文物巨大損失，這無疑使得先進的、可行的文物隔震裝置的開發及應用尤為緊迫。

從館藏浮放文物隔震裝置的研發現狀來看，國內方面在此方面嚴重不足，而國外方面如日本、美國、意大利等國家已普遍推廣使用不同類型文物隔震裝置以實現基于先進技術的文物防震保護。滾輪式、滾軸式、滾珠式、滑塊式、摩擦擺式等不同類型隔震裝置得以研發，空氣彈簧、恒力彈簧、磁石、形狀記憶合金等不同類型隔震材料得以應用，使得文物隔震裝置的開發前景廣闊。然而從文物隔震裝置的隔震效果來看，實現構造簡單、小容積、低傳導比(文物的響應加速度峰值與輸入地震波加速度峰值之比)及避免文物豎向搖擺，并保證隔震裝置的可靠性、耐久性仍是一個重要的課題。

現有的文物隔震裝置大都以水平向隔震為主，而對于城市直下型地震而言，豎向地震分量往往占舉足輕重的地位。從水平恢復力部件角度講，傳統的彈簧需要豎向雙層設置方可實現水平任意向隔震；而基于重力恢復力的曲面滾輪或滾珠裝置則很容易發生由于水平地震力過大而造成部件飛出的問題；從豎向恢復力部件角度講，傳統的彈簧由于靜撓度過大而容易產生豎向彎曲問題，且部件構造復雜，占據豎向空間較大。

基于此，本三維隔震裝置的研發將解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于：提供一種磁力懸空三維文物隔震裝置，使其能夠兼具水平向隔震與垂向隔震的功能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種磁力懸空三維文物隔震裝置，包括由上至下依次平行設置的頂板、中間板與底板，其中：

在該頂板下表面設有至少三個內套筒，在中間板的上表面設有相應數量的外套筒，內套筒對應插設在外套筒中，使頂板能夠相對中間板豎直移動；在每一對內套筒與外套筒內分別設置有在垂向上相互排斥的磁石，頂板以及頂板上文物憑借磁石之間的斥力而懸浮；

在所述底板上設有至少三個相對于底板傾斜的傾斜面，所述至少三個傾斜面的形狀與大小均相同并同向設置，各傾斜面上樞設有一個回轉軸，各所述回轉軸鉸接一根回轉臂，各回轉臂朝向各相應傾斜面的最低位置延伸，且各所述回轉臂的延伸端連接有一個連接塊，各所述連接塊均與所述中間板固定連接，各所述連接塊向下連接一個萬向腳，各萬向腳下端與各相應傾斜面的最低位置接觸。

與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是：

1.一般情況下，頂板及其上文物由于磁石之間的排斥力而處于懸浮狀態，且由于外套筒對內套筒的側向約束作用，頂板及文物始終保持水平狀態。

2.各萬向腳下端均位于傾斜面的最低處，水平地震作用下，滾輪在傾斜面內同時繞各自的回轉軸轉動，而中間板及以上部分始終保持水平，可產生水平隔震效果。水平恢復力主要由中間板及上部重量自重提供。

3.豎向地震作用下，由于磁石之間的排斥力變化，使得頂板及文物產生豎向運動，但頂板及文物始終處于懸浮狀態，因而可產生豎向隔震效果。與此同時，由于外套筒對內套筒的側向約束作用，因而文物在豎向運動過程中保持水平狀態，且由于復位彈簧對頂板的拉接作用，可避免內套筒因豎向位移過大而滑出外套筒。豎向恢復力主要由彈簧和磁石提供。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施例的分解結構示意圖；

圖2是本發明的第一實施例的組合結構示意圖；

圖3是本發明的第一實施例的正視圖；

圖4是本發明的第一實施例的側視圖；

圖5是本發明的第一實施例的俯視圖；

圖6是本發明的第一實施例去除頂板與中間板之后的俯視圖；

圖7是本發明的第一實施例的側視剖視圖；