CN204440799U - 一种移动式地震模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动式地震模拟装置，包括多个地震模拟单元和连接地面板，各个地震模拟单元使用各自的可控旋转角度的电机作为动力源，所述电机依次带动减速器、曲柄摇杆机构、模拟地面板连接；所述各个可控旋转角度的电机与一个电机控制器电连接；所述的模拟地面板和连接地面板之间或连接地面板之间通过连接器刚性连接。本实用新型采用多个自带动力的地震模拟单元，各电机通过统一的电机控制，实现刚性连接的模拟地面完全一致的运动。多个模拟地震模块通过连接地面板可以快速组合，形成一大块完整的模拟地面，可以容纳更多的人参观和学习，简单拆解后，体积较小的地震模拟单元和连接地面板可以方便的移动和运输。

Description

一种移动式地震模拟装置

技术领域

本实用新型涉及一种移动式地震模拟装置，是一种教学装置，是一种机电一体化装置。

背景技术

现有的地震模拟装置通常有一个整体模拟地面，模拟地面上设有护栏或模拟的房屋。模拟地面的面积不能太大。模拟地面的平台如果加大，首先是动力问题。由于平台上要站上许多人，人的重量需要考虑，同时整个平台的重量，由于安全考虑，必须做的十分结实，其重量也十分可观，因此，使用一个动力系统，动力无法均匀分配到一个大平面的各个位置。同时由于电机功率的要求，也需要使用单个体积较大的大功率电机，电机的体积过大，则难于布置在模拟地面的下面，产生不好的效果。其次，模拟地面的平台太大不便于运输。由于现代社会提倡保护人身安全的普及教育，模拟地震这样的设施经常需要在各地巡回展示，以便更多人能够体会、了解和学习防止地震侵害的知识。因此，现有的固定式的地震模拟平台不能满足更多的防灾减灾知识普及的需求。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种移动式地震模拟装置，所述的装置带有动力模块和连接平板，可以快速的组装和拆卸，便于移动。

本实用新型的目的是这样实现的：一种移动式地震模拟装置，包括多个地震模拟单元和连接地面板，所述的各个地震模拟单元使用各自的可控旋转角度的电机作为动力源，所述电机依次带动减速器、曲柄摇杆机构、模拟地面板连接；所述的电机、减速器和曲柄摇杆机构固定安装在支撑架上，所述各个可控旋转角度的电机与一个电机控制器电连接；各个地震模拟单元的支撑架设有在地面上固定的固定装置，所述的模拟地面板和连接地面板之间或连接地面板之间通过连接器刚性连接。

进一步的，所述的可控制旋转角度的电机是伺服电机或步进电机中的一种，所述的电机控制器是与伺服电机或步进电机相配合的伺服电机控制器或步进电机控制器中的一种。

进一步的，所述的模拟地面板由口型方钢焊接矩形框架，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板。

进一步的，所述的连接地面板由口型方钢焊接矩形框架，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板。

进一步的，所述的连接器是槽钢制作的条带，所述的槽钢的凹槽嵌入连接地板或模拟地面板的侧面，槽钢脊部通过螺栓与连接地板或模拟地面板的侧面连接。

进一步的，所述的连接器是带钢或角钢制作的条带，所述的带钢或角钢上打孔与连接地面板或模拟地面板螺栓连接。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型采用多个自带动力的地震模拟单元，各个动力源是可控制旋转角度的电机，各个地震模拟单元之间通过连接地面板刚性连接，形成一块完整的模拟地面。各电机通过统一的电机控制，使各个电机的旋转角度完全一致，实现刚性连接的模拟地面完全一致的运动。解决了各个模块的模拟地面板和连接地面板由于不能同步的运动而产生人身安全事故的问题。同时多个电机的动力共同作用，解决了动力不均匀和不足的问题。多个模拟地震模块通过连接地面板可以快速组合，形成一大块完整的模拟地面，可以容纳更多的人参观和学习，简单拆解后，体积较小的地震模拟单元和连接地面板可以方便的移动和运输。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的实施例一所述装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一所述装置的两个地震模拟单元和1个连接地面板连接的示意图，是图1中A向视图；

图3是本实用新型的实施例一所述装置的4个地震模拟单元和5个连接地面板连接的示意图，是图1中A向视图；

图4是本实用新型的实施例三、四、五所述地面板和连接器的结构示意图，是图1中B-B处放大的向视图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种移动式地震模拟装置，如图1所示。本实施例包括多个地震模拟单元和连接地面板4，所述的各个地震模拟单元使用各自的可控旋转角度的电机1-4、2-4作为动力源，所述电机依次带动减速器1-3、2-3、曲柄摇杆机构1-2、2-2、模拟地面板1-1、2-1连接；所述的电机、减速器和曲柄摇杆机构固定安装在支撑架1-5、2-5上，所述各个电机与一个电机控制器5电连接，各个地震模拟单元的支撑架设有在地面上固定的固定装置6，所述的模拟地面板和连接地面板之间或连接地面板之间通过连接器3刚性连接。

图1只画出了两个地震模拟单元1、2，实际还可以有三个、四个或者更多个。图2是一种两个地震模拟单元（带有网格的方块表示）和一个连接地面板（没有网格的方块表示）连接的示意图，这种连接方式有两个动力源。图3是四个地震模拟单元和5个连接地面板连接的示意图，有四个动力源。

在过去的机械传动中，两个以上的电动机是不能同时带动同一个旋转轴的，但是在机电一体化的现代，由于可以十分精确的调整电机的旋转角度，同时有电机载荷传感器，以及智能控制器的加入，使两个电机带动一根旋转轴成为可能。其基本工作原理是：通过电机载荷传感器检测两个电机的正常载荷，如果出现异常则认为是两个动力电机产生了干涉，即通过智能控制器调整电机的旋转角度，排出干扰。这就如同两个人同时用力摇摇把，人可以通过自己的感受而调整自己的用力程度与另一个人配合。

本实施例正是利用这一原理，通过精确控制电机的旋转角度，使两个以上带有动力源的地震模拟单元的模拟地面板通过连接地面板刚性连接后能够同步运动，而不产生干涉。

模拟地面板通过连接地面板刚性连接的重要性在于安全保障。作为一种教学装置，保障参观学习者的人身安全最重要。如果模拟地面板和连接地面板不是刚性连接形成完整的一块模拟地面，模拟地面就可能出现不可控的起伏，危及参观学习者的人身安全。本实施例将模拟地面板通过连接地面板刚性连接在一起，使整块模拟地面的所有运动都是可以预测的，使工作人员可以有把握的指导参观学习者的动作行为，确保安全。

本实施例所述的地震模拟单元是一种可以独立完成地震模拟的装置，其本身带有产生模拟地震的所有设施。具有作为动力源的电机，以及减速器和曲柄摇杆机构。减速器可以使用标准的齿轮减速器或涡轮蜗杆减速器。曲柄摇杆机构是将电机的旋转运动变化为线性移动的装置，此类装置有许多标准设计，也可以有多种变形，例如可以使用凸轮机构等实现。

所述的支撑架放置在地面上，与地面应当有较大摩擦力，防止固定架的移动。或者使用固定装置固定在地面上，以防止支撑架移动。固定装置可以是螺栓或钉在地面的钎子等。支撑架是整个模块的基础，所有组件都安装在支撑架上。这个支撑架通常由型钢焊接而成。

所述的模拟地面板也可以使用型钢焊接框架后铺设非金属板，作为底板。

可控制旋转角度的电机可以是伺服电机或步进电机，相应的控制器是伺服电机控制器或步进电机控制器。控制器用一个，同时控制多个电机。在电机的枢轴上可以安装扭矩传感器或在电机的供电端设置电机载荷传感器，对电机进行实时检测，并根据检测的数据实时的调整电机的旋转角度。也可以不安装任何传感器，而是在装置制造过程中，检测传动系统和电机的差异，精确的计算各个电机的补偿角度，实现各个模拟地面板的同步运动。

所述的连接器是将模拟地面板和连接地面板刚性连接的装置，可以使用螺栓配合各种固定条、型钢而成。为了保证安全，连接器最好做出长度较长的过梁，可以横跨整个模拟地面板和连接地面板，如图1所示。这样连接器起到梁的作用，可以是整块地面板十分安全，即使有多人在上面踩踏，也不会出现断裂甚至倾覆的现象。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于电机和控制器的细化。本实施例所述的可控制旋转角度的电机是伺服电机或步进电机中的一种，所述的电机控制器是与伺服电机或步进电机相配合的伺服电机控制器或步进电机控制器中的一种。

电机可以选择各种型号的伺服电机或步进电机。控制器可以选用单片机、嵌入式系统或工控单元等具有记忆和运算能力的数字处理系统。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于模拟地面板的细化。本实施例所述的模拟地面板由口型方钢焊接矩形框架4-1，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板4-2，如图4所示。

所述的口型方钢或称为方钢或方管，是一种中空，截面形状为口型的型钢。型钢可以使用角钢或槽钢等代替。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于连接地面板的细化。本实施例所述的连接地面板由口型方钢焊接矩形框架4-1，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板4-2，如图4所示。

框架使用的型钢还可使用角钢或槽钢等代替。

实施例五：

本实施例是实施例四的改进，是实施例四关于连接器的细化。本实施例所述的连接器是槽钢制作的条带，所述的槽钢的凹槽嵌入连接地板或模拟地面板的侧面，槽钢脊部通过螺栓与连接地板或模拟地面板的侧面连接，如图4所示。

本实施例所述的槽钢的长度应当接近于整块地面板的边长。例如图2中三块地面板的长度，槽钢3-1嵌入方管（见如图4）用螺栓3-3与有螺纹孔的长条3-2配合，使槽钢和方管紧密结合的刚性连接。

实施例六：

本实施例是实施例四的改进，是实施例四关于连接器的细化。本实施例所述的连接器是带钢或角钢制作的条带，所述的带钢或角钢上打孔与连接地面板或模拟地面板螺栓连接。

所述的带钢是一种截面形状为一字形的型钢。本实施例将两个支撑架或模拟地面板的对接处设置带有螺纹的螺栓孔，通过螺栓将两个支撑架或模拟地面板牢固的连接在一起，如图1所示。

图1是连接器设置在模拟地面板和连接地面板的侧面情况，也就是沿底板面的外边缘。在底板面的外边缘可以使用带钢或角钢，但如果连接器是设置在底板面的下面，则最好使用角钢，以增加抗弯强度。所述的连接器最好做成长度较长过梁形，可以起到较好的支撑作用。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如模拟地面板与连接地面本的连接方式、传动的形式、电机的形式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种移动式地震模拟装置，其特征在于，包括多个地震模拟单元和连接地面板，所述的各个地震模拟单元使用各自的可控旋转角度的电机作为动力源，所述电机依次带动减速器、曲柄摇杆机构、模拟地面板连接；所述的电机、减速器和曲柄摇杆机构固定安装在支撑架上，所述各个可控旋转角度的电机与一个电机控制器电连接；各个地震模拟单元的支撑架设有在地面上固定的固定装置，所述的模拟地面板和连接地面板之间或连接地面板之间通过连接器刚性连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的可控制旋转角度的电机是伺服电机或步进电机中的一种，所述的电机控制器是与伺服电机或步进电机相配合的伺服电机控制器或步进电机控制器中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的模拟地面板由口型方钢焊接矩形框架，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的连接地面板由口型方钢焊接矩形框架，在矩形框架的中间设置多个加强梁，在矩形框架上铺设非金属地板。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的连接器是槽钢制作的条带，所述的槽钢的凹槽嵌入连接地板或模拟地面板的侧面，槽钢脊部通过螺栓与连接地板或模拟地面板的侧面连接。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的连接器是带钢或角钢制作的条带，所述的带钢或角钢上打孔与连接地面板或模拟地面板螺栓连接。