发明内容
本发明的目的是解决目前还没有一种能够直观的展示地震震源、震级、烈度对地震破坏的影响的地震模拟演示器的问题。
本发明采用的技术方案是:一种地震模拟演示器,它包括地面情景演示台,所述地面情景演示台上设有演示台面,演示台面上设有小屋晃动装置、地表陷落装置、断层错动装置,所述演示台面的一侧设有护栏,护栏上设有能够控制小屋晃动装置、地表陷落装置和断层错动装置的控制台;
所述小屋晃动装置包括若干个晃动小屋、晃动装置,所述晃动小屋包括基板、若干个房柱、屋面、固接于房住之间的房梁,所述的基板固定连接在演示台面上,所述的屋面活动连接在房柱上;所述晃动装置包括传动轴、电机座、步进电机、扇形齿轮、主动齿轮、传动齿轮和若干个相互平行的主轴,所述电机座与基板固定连接,所述房柱与基板之间通过主轴活动连接、所述的扇形齿轮固定连接在其中一个主轴上,所述的步进电机固定连接在电机座上,所述的主动齿轮固定连接在步进电机的输出轴上,所述传动轴固定连接在电机座上,所述的传动齿轮活动连接在传动轴上,所述的传动齿轮与主动齿轮啮合传动,所述的扇形齿轮与传动齿轮啮合传动;
所述地表陷落装置包括框架、陷落片和传动装置,所述框架包括固定框架和传动框架,所述传动装置设置在固定框架上,所述固定框架上固定连接有电机固定板和托架导轨,所述的传动框架活动连接在托架导轨上并能够沿托架导轨滑动,所述陷落片与传动框架固定连接;所述传动装置包括第一电机、传动丝杆副、第一直线轴承、第一连杆、第二连杆、第一顶板,所述第一电机固定连接在电机固定板上,所述第二连杆的一端固接在电机固定板上、另一端固接有位于第一顶板下方的活动板,所述的第一直线轴承固接在所述的活动板上,所述的第一直线轴承与第一连杆活动连接使得第一直线轴承能够沿第一连杆活动,所述的传动丝杆副的一端活动连接在电机固定板上且传动丝杆副的端部伸出电机固定板的端面、传动丝杆副的另一端活动连接在活动板上,第一电机的输出轴上和传动丝杆副的端部上均设有第一同步轮、2个第一同步轮之间通过第一同步带传动,所述传动丝杆副的螺母上固接有推板,所述推板上固接有压板,压板和推板的配合使得传动丝杆副的螺母在传动丝杆副转动时能够沿传动丝杆副的丝杆做直线运动,所述第一连杆的一端与第一顶板固定连接、另一端与推板固定连接,所述第一顶板与传动框架固定连接;
所述断层错动装置包括固定架、运动断层、运动装置,所述固定架上固连有固定板;所述运动装置包括第二顶板、电机座、传动固定架、第一光轴,轴承座、第一滑块座,所述第二顶板与运动断层固定连接,所述电机座、轴承座和第一滑块座均设置在固定板上,所述电机座上固定连接有第二电机,所述轴承座上活动连接有滚珠丝杆副,所述的第一滑块座上固接有第一光轴,所述的传动固定架与第二顶板固连且与滚珠丝杆副的螺母固连,所述传动固定架上设有第二直线轴承,所述第二直线轴承与第一光轴活动连接使得第二直线轴承能够沿第一光轴运动,所述滚珠丝杆副的一端端部和第二电机的输出轴上均设有第二同步轮、2个第二同步轮之间通过第二同步带传动,当启动第二电机使所述运动断层相对于演示台面下降时、演示台面在演示台面与运动断层的交界处形成断面。
作为本发明的进一步改进,所述断面与演示台面之间的夹角为120度,运动断层与演示台面的断面之间的间隙大于等于10mm。
作为本发明的进一步改进,所述的固定板上固接有第二滑块座,所述的第二滑块座有两个、两个第二滑块座位于的固定板两侧且沿固定板的中心线呈对称分布,所述第二滑块座上固定连接有第二光轴,所述第二光轴上活动连接有能够沿着第二光轴活动的第二滑块,所述的第二滑块与第二顶板固定连接。
作为本发明的进一步改进,所述第一光轴的直径为10mm、所述第二光轴的直径为20mm。
作为本发明的进一步改进,所述地面情景演示台的侧面固接有墙体投影区。
作为本发明的进一步改进,所述的墙体投影区有两个。作为本发明的进一步改进,所述2个墙体投影区的一端相连为一体使得2个墙体投影区整体呈L形,更进一步改进,它还包括固连于2个墙体投影区上的投影顶板,投影顶板上固接有能够向演示台面和墙体投影区投影的投影仪。
作为本发明的进一步改进,所述的地面情景演示台上设有电视,更进一步改进,所述的电视有3台。
本发明采用的有益效果是:采用了这种结构后,这种地震模拟演示器能够直观的展示地震震源、震级、烈度对地震破坏的影响,使得人们能够清晰的认识地震。
具体实施方式
下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11,对本发明做进一步的说明。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所示,本发明的一般实施例:一种地震模拟演示器,它包括地面情景演示台1,所述地面情景演示台上设有演示台面2,演示台面2上设有小屋晃动装置3、地表陷落装置4、断层错动装置5,所述演示台面1的一侧设有护栏6,护栏6上设有能够控制小屋晃动装置3、地表陷落装置4和断层错动装置5的控制台7;
所述小屋晃动装置3包括若干个晃动小屋、晃动装置,所述晃动小屋包括基板31、若干个房柱32、屋面33、固接于房住之间的房梁34,所述的基板31固定连接在演示台面2上,所述的屋面33活动连接在房柱32上;所述晃动装置包括传动轴35、电机座311、步进电机36、扇形齿轮37、主动齿轮38、传动齿轮39和若干个相互平行的主轴310,所述电机座311与基板31固定连接,所述房柱32与基板31之间通过主轴310活动连接、所述的扇形齿轮37固定连接在其中一个主轴310上,所述的步进电机36固定连接在电机座311上,所述的主动齿轮38固定连接在步进电机36的输出轴上,所述传动轴35固定连接在电机座311上,所述的传动齿轮39活动连接在传动轴35上,所述的传动齿轮39与主动齿轮38啮合传动,所述的扇形齿轮37与传动齿轮39啮合传动;
所述地表陷落装置4包括框架、陷落片41和传动装置,所述框架包括固定框架42和传动框架43,所述传动装置设置在固定框架42上,所述固定框架42上固定连接有电机固定板44和托架导轨45,所述的传动框架43活动连接在托架导轨45上并能够沿托架导轨45滑动,所述陷落片41与传动框架43固定连接;所述传动装置包括第一电机46、传动丝杆副47、第一直线轴承48、第一连杆49、第二连杆410、第一顶板411,所述第一电机46固定连接在电机固定板44上,所述第二连杆410的一端固接在电机固定板44上、另一端固接有位于第一顶板411下方的活动板412,所述的第一直线轴承48固接在所述的活动板412上,所述的第一直线轴承48与第一连杆49活动连接使得第一直线轴承48能够沿第一连杆49活动,所述的传动丝杆副47的一端活动连接在电机固定板44上且传动丝杆副47的端部伸出电机固定板44的端面、传动丝杆副47的另一端活动连接在活动板412上,第一电机46的输出轴上和传动丝杆副47的端部上均设有第一同步轮413、2个第一同步轮之间通过第一同步带414传动,所述传动丝杆副47的螺母上固接有推板415,所述推板上固接有压板416,压板416和推板415的配合使得传动丝杆副47的螺母在传动丝杆副47转动时能够沿传动丝杆副47的丝杆做直线运动,所述第一连杆49的一端与第一顶板411固定连接、另一端与推板415固定连接,所述第一顶板411与传动框架43固定连接;
所述断层错动装置5包括固定架51、运动断层52、运动装置,所述固定架51上固连有固定板53;所述运动装置包括第二顶板54、电机座55、传动固定架56、第一光轴57,轴承座58、第一滑块座59,所述第二顶板54与运动断层52固定连接,所述电机座55、轴承座58和第一滑块座59均设置在固定板53上,所述电机座55上固定连接有第二电机510,所述轴承座58上活动连接有滚珠丝杆副511,所述的第一滑块座59上固接有第一光轴57,所述的传动固定架56与第二顶板54固连且与滚珠丝杆副511的螺母固连,所述传动固定架56上设有第二直线轴承512,所述第二直线轴承512与第一光轴57活动连接使得第二直线轴承512能够沿第一光轴57运动,所述滚珠丝杆副511的一端端部和第二电机510的输出轴上均设有第二同步轮513、2个第二同步轮之间通过第二同步带514传动,当启动第二电机510使所述运动断层52相对于演示台面2下降时、演示台面2在演示台面2与运动断层52的交界处形成断面211。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所示,本发明优选例,一种地震模拟演示器,它包括地面情景演示台1,所述地面情景演示台上设有演示台面2,演示台面2上设有小屋晃动装置3、地表陷落装置4、断层错动装置5,所述演示台面1的一侧设有护栏6,护栏6上设有能够控制小屋晃动装置3、地表陷落装置4和断层错动装置5的控制台7;
所述小屋晃动装置3包括若干个晃动小屋、晃动装置,所述晃动小屋包括基板31、若干个房柱32、屋面33、固接于房住之间的房梁34,所述的基板31固定连接在演示台面2上,所述的屋面33活动连接在房柱32上;所述晃动装置包括传动轴35、电机座311、步进电机36、扇形齿轮37、主动齿轮38、传动齿轮39和若干个相互平行的主轴310,所述电机座311与基板31固定连接,所述房柱32与基板31之间通过主轴310活动连接、所述的扇形齿轮37固定连接在其中一个主轴310上,所述的步进电机36固定连接在电机座311上,所述的主动齿轮38固定连接在步进电机36的输出轴上,所述传动轴35固定连接在电机座311上,所述的传动齿轮39活动连接在传动轴35上,所述的传动齿轮39与主动齿轮38啮合传动,所述的扇形齿轮37与传动齿轮39啮合传动;
所述地表陷落装置4包括框架、陷落片41和传动装置,所述框架包括固定框架42和传动框架43,所述传动装置设置在固定框架42上,所述固定框架42上固定连接有电机固定板44和托架导轨45,所述的传动框架43活动连接在托架导轨45上并能够沿托架导轨45滑动,所述陷落片41与传动框架43固定连接;所述传动装置包括第一电机46、传动丝杆副47、第一直线轴承48、第一连杆49、第二连杆410、第一顶板411,所述第一电机46固定连接在电机固定板44上,所述第二连杆410的一端固接在电机固定板44上、另一端固接有位于第一顶板411下方的活动板412,所述的第一直线轴承48固接在所述的活动板412上,所述的第一直线轴承48与第一连杆49活动连接使得第一直线轴承48能够沿第一连杆49活动,所述的传动丝杆副47的一端活动连接在电机固定板44上且传动丝杆副47的端部伸出电机固定板44的端面、传动丝杆副47的另一端活动连接在活动板412上,第一电机46的输出轴上和传动丝杆副47的端部上均设有第一同步轮413、2个第一同步轮之间通过第一同步带414传动,所述传动丝杆副47的螺母上固接有推板415,所述推板上固接有压板416,压板416和推板415的配合使得传动丝杆副47的螺母在传动丝杆副47转动时能够沿传动丝杆副47的丝杆做直线运动,所述第一连杆49的一端与第一顶板411固定连接、另一端与推板415固定连接,所述第一顶板411与传动框架43固定连接;
所述断层错动装置5包括固定架51、运动断层52、运动装置,所述固定架51上固连有固定板53;所述运动装置包括第二顶板54、电机座55、传动固定架56、第一光轴57,轴承座58、第一滑块座59,所述第二顶板54与运动断层52固定连接,所述电机座55、轴承座58和第一滑块座59均设置在固定板53上,所述电机座55上固定连接有第二电机510,所述轴承座58上活动连接有滚珠丝杆副511,所述的第一滑块座59上固接有第一光轴57,所述的传动固定架56与第二顶板54固连且与滚珠丝杆副511的螺母固连,所述传动固定架56上设有第二直线轴承512,所述第二直线轴承512与第一光轴57活动连接使得第二直线轴承512能够沿第一光轴57运动,所述滚珠丝杆副511的一端端部和第二电机510的输出轴上均设有第二同步轮513、2个第二同步轮之间通过第二同步带514传动,当启动第二电机510使所述运动断层52相对于演示台面2下降时、演示台面2在演示台面2与运动断层52的交界处形成断面211;
所述的固定板53上固接有第二滑块座515,所述的第二滑块座515有两个、两个第二滑块座515位于的固定板53两侧且沿固定板53的中心线呈对称分布,所述第二滑块座515上固定连接有第二光轴516,所述第二光轴516上活动连接有能够沿着第二光轴516活动的第二滑块517,所述的第二滑块517与第二顶板54固定连接,所述第一光轴57的直径为10mm、所述第二光轴516的直径为20mm,所述地面情景演示台1的侧面固接有墙体投影区11,所述的墙体投影区11有两个、两个墙体投影区11的一端相连为一体使得2个墙体投影区整体呈L形,这种地震模拟演示器还包括固连于2个墙体投影区11上的投影顶板12,投影顶板12上固接有能够向演示台面2和墙体投影区11投影的投影仪,所述的地面情景演示台1上设有电视13,所述的电视13有3台。
如图3、4所示,本发明中的小屋晃动装置3,当步进电机36启动时,步进电机36的输出轴带动主动齿轮38转动,通过主动齿轮38、传动齿轮39、扇形齿轮37之间的传动带动扇形齿轮37转动进而带动其中一个主轴310转动、通过该主轴310与基板31活动连接的房柱32将随该主轴310的转动进而使房柱32发生倾斜,由于所述的屋面33活动连接在房柱32上,当一侧房柱32倾斜时通过屋面33带动另一侧的房柱32倾斜从而使得整个晃动小屋倾斜,当整个晃动小屋倾斜到一定角度时,通过控制使步进电机36的输出轴反向转动,这样晃动小屋就能反复晃动从而能够模拟地震时房屋的晃动;
如图5、6所示,本发明中的地表陷落装置4,当第一电机46启动时,由于第一电机46的输出轴上和传动丝杆副47的端部上均设有第一同步轮413、2个第一同步轮之间通过第一同步带414传动,所述第一电机46的输出轴转动带动传动丝杆副47转动,由于压板416和推板415的配合,所以传动丝杆副47的螺母沿着传动丝杆副47的丝杆直线运动从而带动推板415做直线运动,由于活动板412上固接有第一直线轴承48且活动板412与电机固定板44之间固连有第二连杆410,第一直线轴承48与第一连杆49活动连接使得第一直线轴承48能够沿第一连杆活动,所以推板415做直线运动时带动第一连杆49做直线运动进而带动第一顶板411运动,第二连杆410与活动板411的配合保证了第一连杆49运动时的稳定,第一顶板411运动带动传动框架43沿着托架导轨45运动,传动框架43运动带动陷落片41运动从而使得陷落片41上升或下降,这样能够通过改变第一电机46的输出轴转动方向来控制陷落片41上升或下降,从而能够模拟地震时地表的陷落;
如图7、8、9、10、11所示,本发明中的断层错动装置5,为了能够模拟断层的错动,采用滚珠丝杆副511,由于传动固定架56与第二顶板54固连且与滚珠丝杆副511的螺母固连且传动固定架56上的第二直线轴承512能够沿第一光轴57运动,所以当第二电机510的输出轴转动时,第二同步轮513带动滚珠丝杆副511的丝杆转动使得滚珠丝杆副511的螺母沿着滚珠丝杆副511的丝杆做直线运动,滚珠丝杆副511的螺母直线运动带动传动固定架56运动、同时第二直线轴承512沿第一光轴57运动,第一光轴57与第二直线轴承512的配合保证了滚珠丝杆副511的螺母在运动时的稳定,传动固定架56运动带动第二顶板54做直线运动,第二顶板54带动运动断层52运动,这样就能够模拟地震时断层的错动。
如图8所示,为了能够更加直观的暂时断层的错动,本发明优选例中,所述断面211与演示台面2之间的夹角为120度,运动断层52与演示台面的断面211之间的间隙为10mm,同时运动断层52与演示台面2的断面之间的间隙的也能够防防止运动断层52因与断面211的摩擦而导致运动断层52损坏;
如图9、10、11所示,为了加强第二顶板所能承载的重力,本发明优选例中,所述的固定板53上固接有第二滑块座515,所述的第二滑块座515有两个、两个第二滑块座515位于的固定板53两侧且沿固定板53的中心线呈对称分布,所述第二滑块座515上固定连接有第二光轴516,所述第二光轴516上活动连接有第二滑块517,所述的第二滑块517与第二顶板54固定连接,第一光轴57的直径为10mm,第二光轴516的直径为20mm,这样在不影响第二顶板运动的前提下加强了第二顶板所能承载的重力。
如图1、2所示,为了加强人们在视觉上的感受,本发明优选例中,地面情景演示台1的侧面固连有墙体投影区11,这样可以使用投影仪在墙体投影区11投射出地震的前兆现象;为了加强投影的效果,所述的墙体投影区11有两个,进一步改进,所述2个墙体投影区的一端相连为一体使得2个墙体投影区整体呈L形,为了能够进一步加强人们在视觉上的感受,进一步改进它还包括固连于2个墙体投影区11上的投影顶板12,投影顶板上12固接有能够向演示台面2和墙体投影区11投影的投影仪,这样投影仪能够方便的向演示台面2投射出震源使得人们能够直观的看到地震波的传播。为了能够进一步加强人们在视觉上的感受,地面情景演示台1上设有电视13,进一步改进,所述的电视13有3台,这样通过电视13播放一些地震时的画面加强人们在视觉上的感受。
本发明在使用时能够模拟地震时房屋的晃动、地表的陷落、断层的错动,再加上墙体投影区和演示台面的投影还有电视播放的画面,这样声、光、机电的结合让人们能够清晰的认识地震。
综上所述,采用了这种结构后,这种地震模拟演示器能够直观的展示地震震源、震级、烈度对地震破坏的影响,使得人们能够清晰的认识地震。