CN113823165A - 一种地震模拟体验平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于地震模拟技术领域，具体涉及一种地震模拟体验平台，包括基座，基座安装有纵向震动部，纵向震动部安装有横向震动平台，横向震动平台安装有站立平台；纵向震动部包括有液压伸缩杆，横向震动平台包括有底板、围板以及面板，底板安装有第一滑轨，第一滑轨滑动连接有第二滑轨，第二滑轨与第一滑轨相垂直，第二滑轨滑动连接有储液箱，储液箱的液体表面放置有浮板，面板设置有球面铰接座，球面铰接座均转动连接有抛光球；站立平台包括有配重平板，配重平板连接有连杆，连杆与浮板固定连接；本发明通过将储液箱前后左右晃动，使得浮板不规律的在水平面运动，从而使配重平板不规律的在水平面运动，能够模拟不规律的地震横波。

Description

一种地震模拟体验平台

技术领域

本发明属于地震模拟技术领域，具体涉及一种地震模拟体验平台。

背景技术

地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。在地球内部传播的地震波称为体波，分为纵波和横波。地震时，纵波引起地面上下颠簸振动，横波能引起地面的水平晃动，纵波一般破坏力较小，横波是造成破坏的主要原因。

现如今，如何在地震发生时，保持冷静和自救成为一个重要的生存必备技能，因此，市面上修建了有许多的科普馆，其中，地震模拟体验平台就是一种科普地震知识以及训练人们自救技能的体验平台，因为纵波的破坏力较小，因此地震模拟体验平台主要以模拟破坏力较大的横波为主，然而现有的地震模拟体验平台在进行横波震动模拟时，通常是由前后左右四侧的运动来进行模拟，这样的震动模拟具有一定的规律性，而真实的地震横波是不具有规律性的，因此，我们提出一种地震模拟体验平台，能够模拟不规律的地震横波，使地震模拟体验更加真实。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种地震模拟体验平台，能够模拟不规律的地震横波，使地震模拟体验更加真实。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种地震模拟体验平台，包括基座，所述基座安装有纵向震动部，所述纵向震动部上侧安装有横向震动平台，所述横向震动平台上侧安装有站立平台；

所述纵向震动部包括有若干液压伸缩杆，所述横向震动平台包括有从下到上依次固定连接的底板、围板以及面板，所述液压伸缩杆端部与所述底板固定连接；

所述底板安装有第一滑轨，所述第一滑轨滑动连接有第二滑轨，所述第二滑轨与所述第一滑轨相垂直，所述第二滑轨滑动连接有储液箱，所述储液箱上侧开设有圆形开口，所述储液箱内部盛装液体，所述储液箱的液体表面放置有浮板，所述第一滑轨两端分别安装有第一推动机构和第一回弹机构，所述储液箱两侧分别与所述第一推动机构以及所述第一回弹机构相抵接，所述第二滑轨两端分别安装有第二推动机构和第二回弹机构，所述储液箱另外两侧分别与所述第二推动机构以及第二回弹机构相抵接，所述面板位于所述储液箱上侧，所述面板开设有与所述圆形开口相匹配的圆槽，所述面板表面设置有若干均匀分布的球面铰接座，各个所述球面铰接座均转动连接有抛光球；

所述站立平台包括有配重平板，所述配重平板底部与各个所述抛光球相抵接但不固定，所述配重平板底部固定连接有连杆，所述连杆依次穿过所述圆槽和所述圆形开口后与所述浮板固定连接。

本发明通过将储液箱前后左右晃动，使储液箱中盛装的液体不规律的翻动，使得浮板不规律的在水平面运动，从而使配重平板跟随浮板不规律的在水平面运动，能够模拟不规律的地震横波，使地震模拟体验更加真实。

所述第一推动机构包括有第一步进电机，所述第一滑轨一端固定连接有所述第一步进电机相匹配的第一机架，所述第一步进电机的输出轴固定连接有第一凸轮，所述第一回弹机构包括有第一推板，所述第一滑轨另一端固定连接有第一安装板，所述第一安装板与第一推板之间固定连接有若干第一弹簧。

通过将第一机架的第一步进电机启动，能够带动第一凸轮转动，当第一凸轮的凸起部转至储液箱时，能够推动储液箱，进而使储液箱带动第二滑轨在第一滑轨中滑动，同时，储液箱会推动第一推板向着第一安装板运动，克服第一弹簧的弹力，将第一弹簧压缩；而当第一凸轮的凸起部转离储液箱时，第二弹簧弹性回弹，从而使储液箱回位，如此往复，能够使储液箱能够沿着第一滑轨来回震动。

所述第一推板固定连接有第一定位杆，所述第一定位杆套设于所述第一弹簧内侧，所述第一安装板开设有与所述第一定位杆相匹配的第一定位孔。

通过第一定位杆与第一定位孔之间的配合，能够使储液箱在沿着第一滑轨来回震动时更加稳定。

所述第二推动机构包括有第二步进电机，所述第二滑轨一端固定连接有所述第二步进电机相匹配的第二机架，所述第二步进电机的输出轴固定连接有第二凸轮，所述第二回弹机构包括有第二推板，所述第二滑轨另一端固定连接有第二安装板，所述第二安装板与第二推板之间固定连接有若干第二弹簧。

通过将第二机架的第二步进电机启动，能够带动第二凸轮转动，当第二凸轮的凸起部转至储液箱时，能够推动储液箱，进而使储液箱在第二滑轨中滑动，同时，储液箱会推动第二推板向着第二安装板运动，克服第二弹簧的弹力，将第二弹簧压缩；而当第二凸轮的凸起部转离储液箱时，第二弹簧弹性回弹，从而使储液箱回位，如此往复，能够使储液箱能够沿着第二滑轨来回震动。

所述第二推板固定连接有第二定位杆，所述第二定位杆套设于所述第二弹簧内侧，所述第二安装板开设有与所述第二定位杆相匹配的第二定位孔。

通过第二定位杆与第二定位孔之间的配合，能够使储液箱在沿着第二滑轨来回震动时更加稳定。

所述第二滑轨底部安装有若干与所述第一滑轨相匹配的第一滚轮，所述储液箱底部安装有若干与所述第二滑轨相匹配的第二滚轮。

设置第一滚轮，能够使第一滑轨在沿着第一滑轨滑时，能够减小摩擦力，同时设置第二滚轮，能够使储液箱在沿着第二滑轨滑动时，能够减小摩擦力，从而减少第一步进电机以及第二步进电机的负载。

所述配重平板安装有围栏，所述基座与所述面板之间安装有爬梯。

体验人员能够通过爬梯从基座爬上配重平板上进行地震体验，在地震体验过程中，体验人员能够手抓围栏，从而避免体验人员在配重平板上摔倒或从配重平板上跌落。

所述基座与所述底板之间安装有定位机构，所述定位机构包括有第三定位杆和定位套筒，所述第三定位杆与所述底板固定连接，所述定位套筒与所述基座固定连接，所述第三定位杆套设于所述定位套筒中。

通过设置定位杆和定位套筒，能够使液压伸缩杆带动横向震动平台上下震动时更加稳定。

在装置使用时，工作人员先将配重平板扶住，使配重平板不在面板上滑动，直至体验人员站立在站立平台的配重平板上，工作人员松手，通过纵向震动部工作，能够带动配重平板上下震动，模拟地震使时的纵波，横向震动平台同时启动后，能够使浮板无序运动，由于浮板通过连杆与配重平板固定，因此，浮板在储液箱中不会上下翻动只会在水平面无序运动，在浮板的运动下，通过连杆能够带动配重平板无序的运动，从而模拟地震时横波带来的无序震动，使地震时的模拟体验更加真实。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种地震模拟体验平台实施例的结构示意图一；

图2为本发明实施例的内部结构示意图；

图3为本发明实施例的纵向震动部和横向震动平台侧视结构示意图一；

图4为本发明实施例的面板结构示意图；

图5为本发明实施例的第一滑轨、第二滑轨以及储液箱的安装结构示意图一；

图6为本发明实施例的第一滑轨、第二滑轨以及储液箱的安装结构示意图二；

图7为本发明实施例的站立平台结构示意图；

主要元件符号说明如下：

基座1、爬梯11、纵向震动部2、液压伸缩杆21、横向震动平台3、底板31、围板32、面板33、圆槽331、第一滑轨34、第二滑轨35、球面铰接座36、抛光球361、站立平台4、配重平板41、连杆42、围栏43、储液箱51、圆形开口511、浮板52、第一步进电机61、第一机架62、第一凸轮63、第一推板64、第一定位杆641、第一安装板65、第一弹簧66、第二步进电机71、第二机架72、第二凸轮73、第二推板74、第二定位杆741、第二安装板75、第二弹簧76、第三定位杆81、定位套筒82、弹性气囊91、气泵92。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-图7所示，本发明的一种地震模拟体验平台，包括基座1，基座1安装有纵向震动部2，纵向震动部上侧安装有横向震动平台3，横向震动平台3上侧安装有站立平台4；

纵向震动部2包括有若干液压伸缩杆21，横向震动平台3包括有从下到上依次固定连接的底板31、围板32以及面板33，液压伸缩杆21端部与底板31固定连接；

底板31安装有第一滑轨34，第一滑轨34滑动连接有第二滑轨35，第二滑轨35与第一滑轨34相垂直，第二滑轨35滑动连接有储液箱51，储液箱51上侧开设有圆形开口511，储液箱51内部盛装液体，储液箱51的液体表面放置有浮板52，第一滑轨34两端分别安装有第一推动机构和第一回弹机构，储液箱51两侧分别与第一推动机构以及第一回弹机构相抵接，第二滑轨35两端分别安装有第二推动机构和第二回弹机构，储液箱51另外两侧分别与第二推动机构以及第二回弹机构相抵接，面板33位于储液箱51上侧，面板33开设有与圆形开口511相匹配的圆槽331，面板33表面设置有若干均匀分布的球面铰接座36，各个球面铰接座36均转动连接有抛光球361；

站立平台4包括有配重平板41，配重平板41底部与各个抛光球371相抵接但不固定，配重平板41底部固定连接有连杆42，连杆42依次穿过圆槽331和圆形开口511后与浮板52固定连接。

通过纵向震动部2的各个液压升缩杆21的伸缩，能够推动横向震动平台3以及站立平台4上下震动；第一推动机构能够推动储液箱51，使储液箱51带动第二滑轨35向着第一回弹机构滑动，同时第一回弹机构能够将储液箱51向着第一推动机构回弹运动；第二推动机构能够推动储液箱51向着第二回弹机构运动，同时第二回弹机构能够将储液箱51向着第二推动机构回弹运动；由于第二滑轨35与第一滑轨34相垂直，因此在第一推动机构和第一回弹机构以及第二推动机构和第二回弹机构的共同作用下，能够使储液箱51在水平面的前后左右方向上发生震动；通过储液箱51盛装液体，储液箱51在水平面震动后，能够使盛装的液体翻动，将液体表面放置的浮板52无序的推动；配重平板41底部与面板33的各个球面铰接座36的各个抛光球361抵接但不固定，能够使得配重平板41与面板33为滚动摩擦，从而使配重平板41能够相对面板33滑动且之间的摩擦力极小；

在装置使用时，工作人员先将配重平板41扶住，使配重平板41不在面板33上滑动，直至体验人员站立在站立平台4的配重平板41上，工作人员松手，通过纵向震动部2工作，能够带动配重平板41上下震动，模拟地震使时的纵波，横向震动平台3同时启动后，能够使浮板52无序运动，由于浮板52通过连杆42与配重平板41固定，因此，浮板52在储液箱51中不会上下翻动只会在水平面无序运动，在浮板52的运动下，通过连杆42能够带动配重平板41无序的运动，从而模拟地震时横波带来的无序震动，使地震时的模拟体验更加真实；

需要说明的是，连杆42因为依次穿过了圆槽331和圆形开口511，因此，在配重平板41运动时，连杆42只能够在储液箱51的圆形开口511以及面板33的圆槽331的共同区域内运动，从而避免了配重平板41从面板33上滑落；

本发明通过将储液箱51前后左右晃动，使储液箱51中盛装的液体不规律的翻动，使得浮板52不规律的在水平面运动，从而使配重平板41跟随浮板52不规律的在水平面运动，能够模拟不规律的地震横波，使地震模拟体验更加真实。

请参阅图5和图6，第一推动机构包括有第一步进电机61，第一滑轨34一端固定连接有第一步进电机61相匹配的第一机架62，第一步进电机61的输出轴固定连接有第一凸轮63，第一回弹机构包括有第一推板64，第一滑轨34另一端固定连接有第一安装板65，第一安装板65与第一推板64之间固定连接有若干第一弹簧66；

第一凸轮63加工为三角凸轮，三角凸轮各个凸起部的凸起程度不同，三角凸轮相邻两个凸起部之间加工为平面。

通过将第一机架62的第一步进电机61启动，能够带动第一凸轮63转动，当第一凸轮63的凸起部转至储液箱51时，能够推动储液箱51，进而使储液箱51带动第二滑轨35在第一滑轨34中滑动，同时，储液箱51会推动第一推板64向着第一安装板65运动，克服第一弹簧66的弹力，将第一弹簧66压缩；而当第一凸轮63的凸起部转离储液箱51时，第二弹簧66弹性回弹，从而使储液箱51回位，如此往复，能够使储液箱51能够沿着第一滑轨34来回震动；

并且将第一凸轮63加工为三角凸轮，能够使第一凸轮63在推动储液箱51使，能够具有三种不同程度的运动，从而进一步使储液箱51沿着第一滑轨34来回震动时具有三种振幅。

请参阅图5和图6，第一推板64固定连接有第一定位杆641，第一定位杆641套设于第一弹簧66内侧，第一安装板65开设有与第一定位杆641相匹配的第一定位孔。

通过第一定位杆641与第一定位孔之间的配合，能够使储液箱51在沿着第一滑轨34来回震动时更加稳定。

请参阅图5和图6，第二推动机构包括有第二步进电机71，第二滑轨35一端固定连接有第二步进电机71相匹配的第二机架72，第二步进电机71的输出轴固定连接有第二凸轮73，第二回弹机构包括有第二推板74，第二滑轨35另一端固定连接有第二安装板75，第二安装板75与第二推板74之间固定连接有若干第二弹簧76；

第二凸轮73加工为三角凸轮，三角凸轮各个凸起部的凸起程度不同，三角凸轮相邻两个凸起部之间加工为平面。

通过将第二机架72的第二步进电机71启动，能够带动第二凸轮73转动，当第二凸轮73的凸起部转至储液箱51时，能够推动储液箱51，进而使储液箱51在第二滑轨35中滑动，同时，储液箱51会推动第二推板74向着第二安装板75运动，克服第二弹簧76的弹力，将第二弹簧76压缩；而当第二凸轮73的凸起部转离储液箱51时，第二弹簧76弹性回弹，从而使储液箱51回位，如此往复，能够使储液箱51能够沿着第二滑轨35来回震动。

并且将第二凸轮73加工为三角凸轮，能够使第二凸轮73在推动储液箱51时，能够具有三种不同程度的运动，从而进一步使储液箱51沿着第二滑轨35来回震动时具有三种振幅。

请参阅图5和图6，第二推板74固定连接有第二定位杆741，第二定位杆741套设于第二弹簧76内侧，第二安装板75开设有与第二定位杆741相匹配的第二定位孔。

通过第二定位杆741与第二定位孔之间的配合，能够使储液箱51在沿着第二滑轨35来回震动时更加稳定。

第二滑轨35底部安装有若干与第一滑轨34相匹配的第一滚轮，储液箱51底部安装有若干与第二滑轨35相匹配的第二滚轮。

设置第一滚轮，能够使第一滑轨35在沿着第一滑轨34滑时，能够减小摩擦力，同时设置第二滚轮，能够使储液箱51在沿着第二滑轨35滑动时，能够减小摩擦力，从而减少第一步进电机61以及第二步进电机71的负载。

请参阅图1、图3和图4，配重平板41安装有围栏43，基座1与面板33之间安装有爬梯11。

体验人员能够通过爬梯11从基座1爬上配重平板41上进行地震体验，在地震体验过程中，体验人员能够手抓围栏43，从而避免体验人员在配重平板41上摔倒或从配重平板41上跌落。

请参阅图2和图3，基座1与底板31之间安装有定位机构，定位机构包括有第三定位杆81和定位套筒82，第三定位杆81与底板31固定连接，定位套筒82与基座1固定连接，第三定位杆81套设于定位套筒82中。

通过设置定位杆81和定位套筒82，能够使液压伸缩杆21带动横向震动平台3上下震动时更加稳定。

请参阅图5和图6，水箱51上侧安装有复位机构，复位机构包括有安装于圆形开口511的弹性气囊91，水箱51安装有与弹性气囊91相连通的气泵92。

在地震体验结束后，液压升缩杆21、第一推动机构、第一回弹机构、第二推动机构和第二回弹机构停止运行，通过气泵92向弹性气囊91中充入气体，即可通过弹性气囊91鼓起，如图5所示，将推动连杆42以及浮板52运动至圆形开口511中心处，从而使站立平台4能够快速复位且不会再发生运动，从而不需要工作人员手扶配重平板41，装置的稳定性安全性更好；在地震体验开始前，体验人员在配重平板41中站好后，通过气泵92排出气体，即可使弹性气囊91泄气变瘪，如图6所示，从而正常进行地震体验。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种地震模拟体验平台，包括基座，其特征在于：所述基座安装有纵向震动部，所述纵向震动部上侧安装有横向震动平台，所述横向震动平台上侧安装有站立平台；

所述纵向震动部包括有若干液压伸缩杆，所述横向震动平台包括有从下到上依次固定连接的底板、围板以及面板，所述液压伸缩杆端部与所述底板固定连接；

所述底板安装有第一滑轨，所述第一滑轨滑动连接有第二滑轨，所述第二滑轨与所述第一滑轨相垂直，所述第二滑轨滑动连接有储液箱，所述储液箱上侧开设有圆形开口，所述储液箱内部盛装液体，所述储液箱的液体表面放置有浮板，所述第一滑轨两端分别安装有第一推动机构和第一回弹机构，所述储液箱两侧分别与所述第一推动机构以及所述第一回弹机构相抵接，所述第二滑轨两端分别安装有第二推动机构和第二回弹机构，所述储液箱另外两侧分别与所述第二推动机构以及第二回弹机构相抵接，所述面板位于所述储液箱上侧，所述面板开设有与所述圆形开口相匹配的圆槽，所述面板表面设置有若干均匀分布的球面铰接座，各个所述球面铰接座均转动连接有抛光球；

所述站立平台包括有配重平板，所述配重平板底部与各个所述抛光球相抵接但不固定，所述配重平板底部固定连接有连杆，所述连杆依次穿过所述圆槽和所述圆形开口后与所述浮板固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述第一推动机构包括有第一步进电机，所述第一滑轨一端固定连接有所述第一步进电机相匹配的第一机架，所述第一步进电机的输出轴固定连接有第一凸轮，所述第一回弹机构包括有第一推板，所述第一滑轨另一端固定连接有第一安装板，所述第一安装板与第一推板之间固定连接有若干第一弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述第一推板固定连接有第一定位杆，所述第一定位杆套设于所述第一弹簧内侧，所述第一安装板开设有与所述第一定位杆相匹配的第一定位孔。

4.根据权利要求1所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述第二推动机构包括有第二步进电机，所述第二滑轨一端固定连接有所述第二步进电机相匹配的第二机架，所述第二步进电机的输出轴固定连接有第二凸轮，所述第二回弹机构包括有第二推板，所述第二滑轨另一端固定连接有第二安装板，所述第二安装板与第二推板之间固定连接有若干第二弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述第二推板固定连接有第二定位杆，所述第二定位杆套设于所述第二弹簧内侧，所述第二安装板开设有与所述第二定位杆相匹配的第二定位孔。

6.根据权利要求1所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述第二滑轨底部安装有若干与所述第一滑轨相匹配的第一滚轮，所述储液箱底部安装有若干与所述第二滑轨相匹配的第二滚轮。

7.根据权利要求1所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述配重平板安装有围栏，所述基座与所述面板之间安装有爬梯。

8.根据权利要求1所述的一种地震模拟体验平台，其特征在于：所述基座与所述底板之间安装有定位机构，所述定位机构包括有第三定位杆和定位套筒，所述第三定位杆与所述底板固定连接，所述定位套筒与所述基座固定连接，所述第三定位杆套设于所述定位套筒中。

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