[發(fā)明專利]反饋式地震拾振器機(jī)械擺及其設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910168304.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109709600A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚振靜;段艷麗;李立新;李亞南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 防災(zāi)科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G01V1/143
• 分類號(hào): G01V1/143;G01V1/18
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 王金寶

1.一種反饋式地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，包括：機(jī)械擺震動(dòng)部件和機(jī)械擺約束部件；所述機(jī)械擺震動(dòng)部件包括通過(guò)螺栓(3)由上至下依次固定連接的配重(1)、上重錘(5)、下重錘(13)、線圈支架(10)和大磁線圈(11)；

所述機(jī)械擺約束部件包括依次固定連接的上壓板(7)，簧片(6)，下壓板(8)，固定于所述下壓板(8)下方的垂直支架(9)，以及與所述垂直支架(9)下端固定連接的垂直向?qū)Т磐?12)；所述垂直支架(9)通過(guò)對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)小立柱(4)與小磁鋼座(2)固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述簧片(6)為中心對(duì)稱的三葉扇形金屬薄片，包括中心設(shè)有方形通孔的圓形邊框，以及沿著所述圓形邊框均勻排布的3個(gè)梯形旋轉(zhuǎn)葉片。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述圓形邊框的對(duì)邊分別設(shè)有兩個(gè)圓形通孔，通過(guò)螺栓(3)分別與上重錘(5)和下重錘(13)固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述梯形旋轉(zhuǎn)葉片上設(shè)有1個(gè)圓形通孔，通過(guò)螺絲與上壓板(7)和下壓板(8)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述簧片(6)由鈹青銅制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述線圈支架(10)的內(nèi)部固定有小磁線圈(14)，所述小磁線圈(14)鑲嵌在小磁鋼(15)的圓柱形凹槽內(nèi)，通過(guò)螺絲與所述小磁鋼座(2)固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述大磁線圈(11)和小磁線圈(14)上纏有銅線，通電后產(chǎn)生電磁力作用于重錘上，所述電磁力與重錘受到的慣性力大小相等，方向相反。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述簧片(6)通過(guò)震動(dòng)部件與約束部件在震動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的相對(duì)位移發(fā)生彈性形變，通過(guò)換能器將簧片(6)產(chǎn)生的彈性形變信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞到地震計(jì)的反饋電路中進(jìn)行信號(hào)采集。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震拾振器機(jī)械擺，其特征在于，所述上壓板(7)和下壓板(8)為圓環(huán)形金屬薄片，其邊緣設(shè)有一對(duì)對(duì)稱的半圓形缺口，通過(guò)兩個(gè)小立柱(4)固定于垂直支架(9)上。

10.一種反饋式地震拾振器機(jī)械擺的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

采用有限元法建立機(jī)械擺拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型；

根據(jù)上述拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型，使用ANSYS Workbench軟件的建模工具創(chuàng)建矩形簧片模擬結(jié)構(gòu)；

采用SIMP變密度法對(duì)所述矩形簧片模擬結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化；

通過(guò)迭代求解，在矩形簧片內(nèi)搜索優(yōu)化形狀，得到簧片的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

根據(jù)得到的簧片最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械擺的震動(dòng)部件和約束部件。