CN102221704B - 带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置 - Google Patents

Abstract

一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置，它由樽体、都柱、甬道、推力板机关构成。隔板以都柱为中心分隔出八条甬道，在甬道里安装机关，利用地震波产生的推力触发机关击落铜丸，能够准确测报出各个方向发生的地震。结构简单、高灵敏度、高抗干扰性的优点。复原装置完全符合文献资料记载，具有极高的史料价值、考古价值、科研价值，适应于科研、教学、展览、收藏、玩具、工艺品等。

Description

带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置

所属技术领域：

本发明涉及一种利用简单机械，采取方位隔离法对地震进行定向测报的技术，尤其是涉及一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置

背景技术：

目前，复原张衡候风地动仪的研究主要是采用的“惯性原理”。如：王振铎的“倒立杆装置”、冯锐等人的“悬垂摆装置”(专利号：200920220257.2)都是这种惯性原理。这个原理的缺点是明显的，对垂直地面的震动无感觉，在地震的震中位置不能测出地震；同时这些装置还存在“灵敏度与稳定度的矛盾”；这个原理超越了当时的科技水平，且“倒立杆”和“悬垂摆”是活动的“柱”子，与“中有都柱”不符，与文献资料记载不符。可以说，他们还是没有复原出张衡地动仪。

发明内容：

本发明的目的在于提供了一种利用简单力学原理设计出的简单机械装置，能够准确测报出各个方位上发生地震的仪器装置，该装置符合古代科技水平、完全符合文献资料记载，具有结构简单合理、高灵敏度、高抗干扰性的优点，调试简单。复原装置完全符合文献资料记载，具有极高的史料价值、考古价值、科研价值，适应于科研、教学、展览、收藏、玩具工艺品等。

本发明所采用的技术方案：

一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置，它由樽体、都柱、甬道、推力板机关构成，樽体由樽底1、樽壁2、樽盖3和樽顶盖4组成，樽壁上有龙口5、龙首6、铜丸7、蟾蜍8和窗口9，樽底1有甬道口10，都柱12为圆形柱子且长度小于樽壁高度，甬道11由两块隔板13围成，推力板14机关由推力板14、一级放大杠杆15、顶杆(二级放大杠杆)16、关闩17、关闩杆18、牙机19、月牙盘20、牙机杆21、都柱锤22、龙机杆23和横梁24组成；樽壁与樽底固接、樽盖为锥形且盖在樽壁上、在樽盖的顶部开有一个小圆孔且孔上装有活动樽顶盖，在樽壁上半部分均匀开有八个龙口且分别指向八个方向、龙首固接在龙口上且龙口带有铜丸，樽壁中偏下的部位均匀开有八个窗口、窗口用八个蟾蜍进行封口、窗口下沿到樽底的距离约等于隔板的高度，在樽底靠近樽壁的地方按“米”字形方位开有八个甬道口、且口的长度不超过樽底半径的二分之一；都柱立于樽中心且与樽底固定连接、其上端与龙口下沿通过八根横梁固定连接，樽内八条扇形甬道是用八块隔板以都柱为中心将樽底分隔而成、隔板与樽壁樽底都柱固定连接、且两隔板所夹的弧度为四十五度、每条甬道都装有推力板机关，推力板可翻转地铰接在都柱或两隔板上半部位，推力板与一根小杆子固接、小杆子另一端与一级放大杠杆铰接、铰接点到端点的距离约小于一级放大杠杆的二分之一的地方，一级放大杠杆的这个端点铰接在樽壁上且另一端点与顶杆端点铰接、在距顶杆端点三分一的地方与关闩铰接、顶杆另一端与牙机杆上月牙盘抵近，关闩架为“且”字形固接在两块隔板上、关闩架上有关闩杆，牙机杆下端有牙机和固定月牙盘、牙机为齿状且钩在关闩杆上、牙机杆的顶端与都柱锤柄的下端销接，都柱锤柄中间与横梁铰接、且该铰接点到都柱中心线的距离与该铰接点到都柱锤中心线距离相等，都柱锤柄的下部还与龙机杆铰接、龙机杆与龙口里的铜丸相抵近；所述的甬道对应的甬道口、推力板、窗口、蟾蜍、龙口、龙首、横梁、都柱锤和都柱中心线都在樽底上的同一垂直平面内；所述的都柱锤柄与横梁的夹角保持在七十五度到八十五度之间；所述的推力板，与地面夹角保持零至五度，长度不超过甬道口边沿垂直线一厘米。

技术原理有三。其一，地震波隔断技术，八块隔板以都柱为中心将樽底分隔成八条甬道，隔断了甬道里地震波的互相传播，特别是阻止了地震波向背面的甬道传播；地震时，面对地震源的甬道最先得到地震波而触发机关落下铜丸，实现定向测震的功能。其二，地震波转化成推力技术，推力板放在甬道的地面上或埋于泥土里，一端销接在都柱或隔板上，地震波传来时，推力板会绕销接点转动，产生推力触发机关落下铜丸，实现报震功能。其三，都柱锤加入到机关装置中，地震波触发机关使都柱锤落到都柱上，带动龙机杆推落铜丸，同时，一只都柱锤占据在都柱上，其它都柱锤不能正常落下，也就不能带动龙机杆推落铜丸，而实现“一龙发机，而七首不动”的功能。

本发明的有益效果：

该地动仪结构简单，易于制作，高抗干扰性，高灵敏度，操作简便，调试简单。复原装置完全符合文献资料记载，具有极高的史料价值、考古价值、科研价值，适应于科研、教学、展览、收藏、玩具工艺品等。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1——樽体外形图

樽底1、樽体(壁)2、樽盖3、樽顶盖4、龙口5、龙首6、铜丸7、蟾蜍8、窗口9、甬道口10。

图2——八甬道平面图

樽底1、樽体(壁)2、甬道口10、甬道11、都柱12、隔板13、推力板14。

图3——地动仪其中一道机关图

都柱12、隔板13、推力板14、一级放大杠杆15、顶杆(二级放大杠杆)16、关闩17、关闩杆18、牙机19、月牙盘20、牙机杆21、都柱锤22、龙机杆23、铜丸7、横梁24.

具体实施方式：

如图1所示：该地动仪由樽体2、都柱12、甬道11、推力板14机关构成。樽体圆形由樽盖3、樽壁2、樽底1组成。在樽盖3的顶部开有一个小圆孔，装有活动的樽顶盖4；在樽壁2上半部分均匀开有八个龙口5，龙首6接在龙口5上；樽壁2中偏下的部位均匀开有八个窗口9，窗口9用八个蟾蜍8进行封口；在樽底1靠近樽壁2的地方，按“米”字形位置开八个甬道口10，其中心线与龙口5、蟾蜍8在同一垂直平面内。

如图2、图3所示：都柱12立于樽底1正中心，与樽底1固定连接，上部与龙口5通过八根横梁24固定连接。甬道11共有八条，是用八块隔板13以都柱12为中心将樽底1分隔而成；隔板13与樽壁2、樽底1、都柱12固定连接。推力板机关共有八道，是由推力板14、一级放大杠杆15、顶杆(二级放大杠杆)16、关闩17、关闩杆18、牙机19、牙机杆21、月牙盘20、都柱锤22、龙机杆23、铜丸7构成。

本装置在安装时，樽体下部埋入地下，降低了重心、增强稳定度、提高抗干扰性。都柱、甬道、推力板机关都装在樽体内部，樽底开有甬道口，开口向下，既防止地面的震动干扰、又能成为地震波的入口通道。

在甬道里铺上泥土，地震发生时，面对地震源方向的那条甬道，地震波由甬道口进入甬道，隔板与都柱阻止这些地震波向其它甬道传播，特别是阻止了地震波向背面甬道的传播，实现定向测震的功能。地震波对甬道里的推力板产生推力，触发机关落下铜丸，报震。

推力板一端销接在都柱上或两隔板上，与一级放大杠杆连接，再与关闩上的顶杆(二级放大杠杆)连接，顶杆与牙机杆的月牙盘相抵近；关闩是“且”字形，固定在甬道两边隔板上；牙机杆上牙机呈齿状，钩住关闩杆，上端与都柱锤的柄尾销接；都柱锤柄销接在横梁上，都柱上只能容纳一只锤头，都柱锤的柄尾又与龙机杆连接；龙机杆能推顶龙口里的铜丸，使铜丸落下。

实施例1测震报震：在地上挖个圆坑，将地动仪放入坑内，深度以地面与蟾蜍尾相平。地震发生时，面向地震源的甬道口最先进来了地震波，隔板和都柱阻止地震波向其它甬道传播，特别是阻止了地震波向背面的甬道传播。地震波推动推力板，推力板通过放大杠杆将力传给顶杆，顶挤牙机杆上月牙盘，产生位移，使牙机杆上的牙机脱离关闩杆，都柱锤落在都柱顶端，推动龙机杆击落铜丸，发出地震报警声并指示地震方向。都柱锤落在都柱上，使其它都柱锤不能正常落下，实现“一龙发机，而七首不动”。

实施例2复原和调试：打开樽盖上的樽顶盖，将都柱锤复位、使牙机钩住关闩杆。将蟾蜍口中的铜丸放入龙口，取下蟾蜍，露出窗口，伸手进入窗口，将推力板、顶杆调整好，准备下次测震。

Claims (3)

1.一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置，其特征是：由樽体、都柱、甬道、推力板机关构成，樽体由樽底(1)、樽壁(2)、樽盖(3)和樽顶盖(4)组成，樽壁上有龙口(5)、龙首(6)、铜丸(7)、蟾蜍(8)和窗口(9)，樽底(1)有甬道口(10)，都柱(12)为圆形柱子且长度小于樽壁高度，甬道(11)由两块隔板(13)围成，推力板(14)机关由推力板(14)、一级放大杠杆(15)、顶杆(16)、关闩(17)、关闩杆(18)、牙机(19)、月牙盘(20)、牙机杆(21)、都柱锤(22)、龙机杆(23)和横梁(24)组成；樽壁与樽底固接、樽盖为锥形且盖在樽壁上、在樽盖的顶部开有一个小圆孔且孔上装有活动樽顶盖，在樽壁上半部分均匀开有八个龙口且分别指向八个方向、龙首固接在龙口上且龙口带有铜丸，樽壁中偏下的部位均匀开有八个窗口、窗口用八个蟾蜍进行封口、窗口下沿到樽底的距离约等于隔板的高度，在樽底靠近樽壁的地方按“米”字形方位开有八个甬道口、且口的长度不超过樽底半径的二分之一；都柱立于樽中心且与樽底固定连接、其上端与龙口下沿通过八根横梁固定连接，樽内八条扇形甬道是用八块隔板以都柱为中心将樽底分隔而成、隔板与樽壁樽底都柱固定连接、且两隔板所夹的弧度为四十五度、每条甬道都装有推力板机关，推力板可翻转地铰接在都柱或两隔板上半部位，推力板与一根小杆子固接、小杆子另一端与一级放大杠杆铰接、铰接点到端点的距离约小于一级放大杠杆的二分之一的地方，一级放大杠杆的这个端点铰接在樽壁上且另一端点与顶杆端点铰接、在距顶杆端点三分一的地方与关闩铰接、顶杆另一端与牙机杆上月牙盘抵近，关闩架为“且”字形固接在两块隔板上、关闩架上有关闩杆，牙机杆下端有牙机和固定月牙盘、牙机为齿状且钩在关闩杆上、牙机杆的顶端与都柱锤柄的下端销接，都柱锤柄中间与横梁铰接、且该铰接点到都柱中心线的距离与该铰接点到都柱锤中心线距离相等，都柱锤柄的下部还与龙机杆铰接、龙机杆与龙口里的铜丸相抵近；所述的甬道对应的甬道口、推力板、窗口、蟾蜍、龙口、龙首、横梁、都柱锤和都柱的中心线都在樽底上的同一垂直平面内。 

2.根据权利要求1所述的一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置，其特征是：所述的都柱锤，都柱锤柄与横梁的夹角保持在七十五度到八十五度之间。 

3.根据权利要求1或者2所述的一种带八条甬道固定都柱和推力板机关的张衡地动仪装置，其特征是：所述的推力板，推力板与地面夹角保持零至五度、且长度不超过甬道口边沿垂直线一厘米。 

Images