CN205260708U - 一种博物馆文物隔震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种博物馆文物隔震支座。本实用新型的文物隔震支座包括：上滑板、中滑板、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；本实用新型通过两层互相垂直的直线轴承滑轨的滑动和两个滚轮的滚动实现水平位移，并通过两组互相垂直的弹性装置提供恢复力，使得滑板复位；在地震力的作用下，上滑板和中滑板分别沿Y轴方向和X轴方向滑动，分别挤压上层弹性装置和下层弹性装置，提供恢复力，从而不断地将地震产生的动能转换为势能，减小上部文物受到的地震力；同时，在滑移过程中，直线轴承滑轨的摩擦阻力又消耗一部分地震能量，使得体系受力更加合理，保护整个文物体系的安全，延长了周期，达到隔震的目的。

Description

一种博物馆文物隔震支座

技术领域

本实用新型涉及文物保护领域，具体涉及一种博物馆文物隔震支座。

背景技术

目前，我国博物馆在陈列文物时以传统防震技术为主，主要方法包括：纯浮放、降低重心法、侧支法、卡固法、胶粘法、栓线法、磁铁法、内支法和木楔固定法等。虽然它们能在一定程度上减轻文物震害，但也存在影响文物外观、方法随意性强、防震性能无法定量评价等问题。

文物隔震技术是指在文物底座安装隔震设备，使得地震作用下，隔震设备发挥减隔震作用，从而减轻或避免支座上文物的震害。与传统的防震手段相比，隔震装置具有隔震效果明显，使用方便，不影响展示效果等明显优势。

文物隔震支座在国外博物馆应用比较普遍，如日本研制成功的调谐形制轨道文物隔震支座。该装置由上下两层平台组成，每个平台有4个轮子和4个可调轨道。水平地震作用下，该装置可在水平向自由运动。通过调整轨道曲率改变支座刚度，可错开地震波卓越频率，产生隔震效果。

然而，由于隔震装置在文物保护领域的研发应用相对于在建筑、机械、航空等领域应用较晚，文物隔震支座的研制和开发明显不足。

实用新型内容

针对传统文物防震方法应用的局限性、措施的片面性和标准的模糊性等缺点，本实用新型提出一种博物馆文物隔震支座，从而解决国内文物保护领域隔震装置研制和开发不足的问题。

本实用新型的目的在于提供一种博物馆文物隔震支座。

本实用新型的博物馆文物隔震支座包括：上滑板、中滑板、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；上滑板与中滑板之间通过沿Y轴方向的上直线轴承滑轨连接；中滑板与下固板之间通过沿X轴方向的下直线轴承滑轨连接；下固板与下部的展台固定连接；其中，上滑板包括平板状的上固定框及其中间的孔洞，孔洞的一侧边缘的形状为两条相交成钝角的直线段，形成上滑动侧面，两条直线段相交形成的钝角的角平分线沿X轴方向；上滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与上滑板一致，与上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，上滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，上滚轮可沿上滑动侧面滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与中滑板的上层孔洞一致，中间开设多个沿X轴方向的通孔；中滑板包括中固定框、上导轨和上层弹性装置，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨，与上滑板的上固定框的下表面连接；中滑板中间的孔洞分为上下两层，多根沿X轴方向的上导轨分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿中滑板的上层孔洞，并且关于上滑动侧面形成的钝角的角平分线对称；每根上轨道外均套有上层弹性装置，上层弹性装置夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；下层孔洞的一侧边缘的形状为两条相交成钝角的直线段，形成下滑动侧面，两条直线段相交形成的钝角的角平分线沿Y轴方向；下滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与中滑板的下层孔洞一致，与下滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，下滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而下滚轮镶嵌在下滚轮镶嵌块上，下滚轮可沿中滑板内的下滑动侧面滚动，下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设多个沿Y轴方向的通孔；下固板包括下固定框、下导轨和下层弹性装置，平板状的下固定框中间开设孔洞，下固定框的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨，与中滑板的中固定框的下表面连接；多根沿Y轴方向的下导轨分别穿过下导轨滑动块中的孔洞贯穿下固板中的孔洞，并且关于下滑动侧面形成的钝角的角平分线对称；每根下轨道外均套有下层弹性装置，下层弹性装置夹在下导轨滑动块与下固板的孔洞的一侧之间。

本实用新型通过两层互相垂直的直线轴承滑轨的滑动和两个滚轮的滚动实现水平位移，并通过两组互相垂直的弹性装置提供恢复力，使得滑板复位。在正常展陈状态下，文物隔震支座静止，上滚轮和下滚轮分别位于上滑动侧面和下滑动侧面形成的钝角的顶点处，上层弹性装置和下层弹性装置处于自由伸长或初步预压状态；当地震发生时，在地震力的作用下，上滑板和中滑板分别沿Y轴方向和X轴方向滑动，通过滚轮，带动上滑块和下滑块分别沿着上滑动侧面和下滑动侧面移动，上滑块和下滑块移动的同时，分别挤压上层弹性装置和下层弹性装置；上层弹性装置和下层弹性装置的压缩变形达到一定程度后开始复原，提供恢复力，分别使上滑板和中滑板复位，从而不断地将地震产生的动能转换为势能，减小上部文物受到的地震力；同时，在滑移过程中，上直线轴承滑轨和下直线轴承滑轨上的摩擦阻力又消耗一部分地震能量，使得体系的受力更加合理，延长了支座和上部文物组成体系的周期，达到了隔震的目的，保护了整个文物体系的安全。

上滑板和中滑板是滑动部件，分别实现Y轴方向和X轴方向的平动。上直线轴承滑轨和下直线轴承滑轨接触面摩擦力小，滑动平稳、流畅。

上层弹性装置需夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间，若上层弹性装置的长度不够，则在上导轨外还套有上层套筒，上层套筒与上层弹性装置之间通过上层垫片连接，从而依次串行连接的上层弹性装置、上层垫片和上层套筒，紧密卡固在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；同样，在下导轨外还套有下层套筒，下层套筒与下层弹性装置之间通过下层垫片连接，从而依次串行连接的下层弹性装置、下层垫片和下层套筒，紧密卡固在下导轨滑动块与下固板的孔洞的侧面之间。

上滚轮和下滚轮分别通过螺栓连接夹片，从而分别镶嵌在上滚轮镶嵌块中和下滚轮镶嵌块中。上滚轮和下滚轮分别与上滚轮镶嵌块和下滚轮镶嵌块上的夹片保持1mm以上的间隔，以保证滚轮的灵活性，可以使滚轮在滑板内孔洞的斜侧面上自由滚动。

上滑动侧面和下滑动侧面，分别为两条直线段形成的钝角，在上滚轮和下滚轮滑动时，分别挤压上层弹性装置和下层弹性装置，提供恢复力，这种直线形的滑动侧面，提供的恢复力与滑动距离是线性关系。上滑动侧面形成的钝角，以及下滑动侧面形成的钝角，角度在150°～170°之间。上滑动侧面和下滑动侧面的长度与地震时的最大滑动距离有关，最大滑动距离受滑动支座的空间布局限制，并且与上滑板和下滑板的尺寸有关，根据最大滑动距离，设定上滑动侧面和下滑动侧面的长度，一条直线段的长度在20cm～30cm之间。

本实用新型的博物馆文物隔震支座的隔震方法，包括以下步骤：

1)根据实际展陈条件及文物质量确定文物隔震支座的固有频率和最大滑动距离，固有频率避开地震波的卓越频率，并根据最大滑动距离设定上滑动侧面和下滑动侧面的长度，根据选用的材料种类和支座尺寸确定文物隔震支座中各层结构的质量和刚度，进而计算出上层弹性装置和下层弹性装置的刚度和数量；

2)按照计算结果加工制备文物隔震支座，完成后进行现场安装，在展陈现场，文物隔震支座的下固板与下部的展台固定连接，上滑板的顶面放置固定展板，文物放置在展板上；

3)在正常展陈状态下，上滚轮和下滚轮分别位于上滑动侧面和下滑动侧面形成的钝角的顶点处，上层弹性装置卡固在中滑板的上层孔洞内，下层弹性装置卡固在下固板的孔洞内，上层弹性装置和下层弹性装置处于自由伸长或初步预压状态，具有一定的刚度，支座上部文物或展板处于正常工作状态；

地震发生时，在地震力的作用下，上滑板和中滑板分别沿Y轴方向和X轴方向滑动，带动上滑块和下滑块分别沿着上滑动侧面和下滑动侧面移动，上滑块和下滑块移动的同时，分别挤压上层弹性装置和下层弹性装置；上层弹性装置和下层弹性装置的压缩变形达到一定程度后开始复原，提供恢复力，分别使上滑板和中滑板复位，从而不断地将地震产生的动能转换为势能，减小上部文物受到的地震力；同时，在滑移过程中，上直线轴承滑轨和下直线轴承滑轨上的摩擦阻力又消耗一部分地震能量，使得体系的受力更加合理，延长了支座和上部文物组成体系的周期，达到了隔震的目的，保护了整个文物体系的安全。

本实用新型的优点：

本实用新型采用了滑板、直线轴承滑轨、滑块和弹性装置，实现了地震作用下隔震支座沿X轴方向和Y轴方向的平动，通过弹性装置的弹性变形和直线轴承滑轨的滑动摩擦消耗地震能量，延长了体系的周期，达到减震的效果。与传统的防震措施相比，本实用新型的最大优点是隔震效果好，同时具有复位机制，加工简单，安装、使用方便，不影响文物外观等特点。

附图说明

图1为本实用新型的博物馆文物隔震支座的一个实施例的轴侧图；

图2为本实用新型的博物馆文物隔震支座的上滑板的一个实施例的俯视图；

图3为本实用新型的博物馆文物隔震支座的上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上的局部放大的沿Z轴方向的剖面图；

图4为本实用新型的博物馆文物隔震支座的中滑板的一个实施例的示意图，其中，(a)为俯视图，(b)为沿X轴方向的剖面图；

图5为本实用新型的博物馆文物隔震支座的下固板的一个实施例的俯视图；

图6为本实用新型的博物馆文物隔震支座的一个实施例的剖面图，其中，(a)为沿X轴方向的剖面图，(b)为沿Y轴方向的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实施例的博物馆文物隔震支座包括：上滑板1、中滑板2、下固板3、上直线轴承滑轨4、下直线轴承滑轨5、上滚轮6、下滚轮7、上滑块8和下滑块9；上滑板1与中滑板2之间通过上直线轴承滑轨4连接，上直线轴承滑轨包括两个沿Y轴方向的滑轨；中滑板2与下固板3之间通过下直线轴承滑轨5连接，下直线轴承滑轨包括两个沿X轴方向的滑轨；下固板3与下部的展台通过螺栓固定连接。

如图2所示，上滑板1包括平板状的上固定框11及其中间的孔洞12；上固定框11的外轮廓为正方形，中间的孔洞12的形状为五边形，关于X轴对称，五边形的孔洞中有两条边与X轴平行，一条边与Y轴平行，其余两边与Y轴成一定角度形成钝角，并在交叉处形成圆角，形成上滑动侧面，钝角的角平分线沿X轴方向。

上滑块8包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与上滑板1一致，与上滑动侧面相对的一端镶嵌上滚轮6，上滚轮可沿上滑动侧面滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与中滑板的上层孔洞22一致，中间开设3个沿X轴方向的通孔。上滚轮镶嵌块与上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片81，扁圆柱体的上滚轮6中间穿过螺栓61，螺栓61的两端分别连接夹片81，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，并且与夹片之间的距离在1mm以上，如图3所示。下滚轮的镶嵌方式同上滚轮。

如图4所示，中滑板2包括中固定框21、上导轨24、上层弹性装置25、上垫片26和上套筒27，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框21的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨4，与上固定框11的下表面连接；中固定框的外轮廓为正方形，中间的孔洞分为上下两层，3根沿X轴方向的上导轨24分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿中滑板的上层孔洞22，并且关于X轴对称分布；每根上轨道外均套有上层弹性装置25，上层弹性装置25依次串行连接上垫片26和上套筒27紧密卡固在上导轨滑动块与上层孔洞22的侧面之间；下层孔洞23为五边形，关于Y轴对称，五边形的孔洞中有两条边与Y轴平行，一条边与X轴平行，其余两边与X轴成一定角度形成钝角，并在交叉处形成圆角，形成下滑动侧面，钝角的角平分线沿Y轴方向。上层弹性装置25采用弹簧。

下滑块9包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与中滑板的下层孔洞23一致，与下滑动侧面相对的一端镶嵌下滚轮7，下滚轮可沿中滑板内的下滑动侧面滚动；下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设3个沿Y轴方向的通孔。

如图5所示，下固板3包括下固定框31、下导轨34和下层弹性装置35、下垫片36和下套筒37，平板状的下固定框31中间开设孔洞，下固定框的外轮廓为正方形，内部的孔洞为正方形；下固定框31的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨5，与中滑板的中固定框21的下表面连接；3根沿Y轴方向的下导轨分别穿过下导轨滑动块中的孔洞贯穿下固板中的孔洞，并且关于Y轴对称分布；每根下轨道外均套有下层弹性装置35，下层弹性装置35依次串行连接下垫片36和下套筒37紧密卡固在下导轨滑动块与下固板的孔洞的侧面之间。下层弹性装置35采用弹簧。

图6为本实施例的博物馆文物隔震支座的剖面图，其中，(a)为沿X轴方向的剖面图，(b)为沿Y轴方向的剖面图。

本实用新型的文物隔震支座的优势在于采取附加装置安装在文物的底部，不仅不影响文物外观，而且在地震作用下，通过装置的运动，避开地震波的卓越频率，并大幅度降低文物受到的地震力，从而减轻甚至避免文物受到地震破坏。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本实用新型，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种博物馆文物隔震支座，其特征在于，所述文物隔震支座包括：上滑板、中滑板、下固板、上直线轴承滑轨、下直线轴承滑轨、上滚轮、下滚轮、上滑块和下滑块；所述上滑板与中滑板之间通过沿Y轴方向的上直线轴承滑轨连接；所述中滑板与下固板之间通过沿X轴方向的下直线轴承滑轨连接；所述下固板与下部的展台固定连接；其中，所述上滑板包括平板状的上固定框及其中间的孔洞，孔洞的一侧边缘的形状为两条相交成钝角的直线段，形成上滑动侧面，两条直线段相交形成的钝角的角平分线沿X轴方向；所述上滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为上滚轮镶嵌块，高度与上滑板一致，与上滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，上滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而上滚轮镶嵌在上滚轮镶嵌块上，上滚轮可沿上滑动侧面滚动，下部分为上导轨滑动块，高度与中滑板的上层孔洞一致，中间开设多个沿X轴方向的通孔；所述中滑板包括中固定框、上导轨和上层弹性装置，平板状的中固定框中间开设孔洞，中固定框的上表面设置沿Y轴方向的上直线轴承滑轨，与上滑板的上固定框的下表面连接；中滑板中间的孔洞分为上下两层，多根沿X轴方向的上导轨分别穿过上导轨滑动块中的孔洞贯穿中滑板的上层孔洞，并且关于上滑动侧面形成的钝角的角平分线对称；每根上轨道外均套有上层弹性装置，上层弹性装置夹在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；下层孔洞的一侧边缘的形状为两条相交成钝角的直线段，形成下滑动侧面，两条直线段相交形成的钝角的角平分线沿Y轴方向；所述下滑块包括连接为一体的上下两部分，上部分为下滚轮镶嵌块，高度与中滑板的下层孔洞一致，与下滑动侧面相对的一端设置有上下相对的一对夹片，下滚轮中间穿过螺栓，螺栓的两端分别连接夹片，从而下滚轮镶嵌在下滚轮镶嵌块上，下滚轮可沿中滑板内的下滑动侧面滚动，下部分为下导轨滑动块，高度与下固板一致，中间开设多个沿Y轴方向的通孔；所述下固板包括下固定框、下导轨和下层弹性装置，平板状的下固定框中间开设孔洞，下固定框的上表面设置沿X轴方向的下直线轴承滑轨，与中滑板的中固定框的下表面连接；多根沿Y轴方向的下导轨分别穿过下导轨滑动块中的孔洞贯穿下固板中的孔洞，并且关于下滑动侧面形成的钝角的角平分线对称；每根下轨道外均套有下层弹性装置，下层弹性装置夹在下导轨滑动块与下固板的孔洞的一侧之间。

2.如权利要求1所述的文物隔震支座，其特征在于，所述上滚轮与上滚轮镶嵌块上的夹片保持1mm以上的间隔；同样，所述下滚轮与下滚轮镶嵌块上的夹片保持1mm以上的间隔。

3.如权利要求1所述的文物隔震支座，其特征在于，在上导轨外还套有上层套筒，所述上层套筒与上层弹性装置之间通过上层垫片连接，从而依次串行连接的上层弹性装置、上层垫片和上层套筒，紧密卡固在上导轨滑动块与上层孔洞的侧面之间；同样，在下导轨外还套有下层套筒，下层套筒与下层弹性装置之间通过下层垫片连接，从而依次串行连接的下层弹性装置、下层垫片和下层套筒，紧密卡固在下导轨滑动块与下固板的孔洞的侧面之间。

4.如权利要求1所述的文物隔震支座，其特征在于，所述上滑动侧面形成的钝角，以及下滑动侧面形成的钝角，角度在150°～170°之间。

5.如权利要求1所述的文物隔震支座，其特征在于，所述上滑动侧面和下滑动侧面，一条直线段的长度在20cm～30cm之间。

6.如权利要求1所述的文物隔震支座，其特征在于，所述上层弹性装置和下层弹性装置采用弹簧。