CN210466989U

CN210466989U - 一种简易地震模拟振动台演示装置

Info

Publication number: CN210466989U
Application number: CN201921436967.9U
Authority: CN
Inventors: 陈欣; 高艳龙; 徐佳垚
Original assignee: FIRST MONITORING CENTER OF CHINA EARTHQUAKE ADMINISTRATION
Current assignee: FIRST MONITORING CENTER OF CHINA EARTHQUAKE ADMINISTRATION
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2029-08-30

Abstract

本实用新型公开了一种简易地震模拟振动台演示装置。其包括：一振动平台板；一上下振动组件，所述上下振动组件用于驱动所述振动平台板上下振动；一左右摇晃组件，所述左右摇晃组件用于驱动所述上下振动组件左右摇晃；一前后摇晃组件，所述前后摇晃组件用于驱动所述左右摇晃组件前后摇晃；和一底座，所述底座用于固定及支撑所述前后摇晃组件。本实用新型设计精巧，结构简单，振动平台板能够上下、左右和前后振动，简单而有效地模拟了地震的振动，且方便运输，适用于教学演示。

Description

一种简易地震模拟振动台演示装置

技术领域

本实用新型属于科普演示装置技术领域，具体涉及一种简易地震模拟振动台演示装置。

背景技术

地震是一种严重的自然灾难，导致房屋倒塌、人员伤亡和财产损失等。地震产生地震波，地震波可分为纵波和横波，纵波到达地面时人感觉颠动，物体上下跳动；横波到达地面时人感觉摇晃，物体会来回摆动。为预防地震对建筑物带来的破坏，在建筑物建造之前一般会对建筑物的模型进行抗震试验，检验其抗震性。一般抗震试验采用的装置是地震模拟振动台，将建筑物模型固定在地震模拟振动台，对振动台施加模拟地震波的振动，以检验抗震性能。

普通老百姓尤其是青少年，通过观看地震抗震视频、地震振动台了解抗震知识及直观地了解地震对建筑物的破坏。然而地震振动台一般结构复杂，体积较为庞大，且只在大型实验室才有，因而难以方便运输以及在课堂上进行演示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简易地震模拟振动台演示装置，以有效解决现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种简易地震模拟振动台演示装置，包括一振动平台板；

一上下振动组件，所述上下振动组件用于驱动所述振动平台板上下振动；

一左右摇晃组件，所述左右摇晃组件用于驱动所述上下振动组件左右摇晃；

一前后摇晃组件，所述前后摇晃组件用于驱动所述左右摇晃组件前后摇晃；和

一底座，所述底座用于固定及支撑所述前后摇晃组件。

相对于现有技术，本实用新型简易地震模拟振动台演示装置，设计精巧，结构简单，振动平台板能够在上下、左右和前后三个方向上相互独立地振动，可以演示多种形式的振动，简单而有效地模拟了地震的振动，且方便运输，适用于教学演示。

进一步地，所述上下振动组件包括：

第一底板，所述第一底板与所述振动平台板的一侧铰接；

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述第一底板上，所述第一驱动电机的输出轴活动连接有第一凸轮，所述第一凸轮位于所述振动平台板下方，并作用在所述振动平台板的另一侧；和

第一滑轨，所述第一滑轨设置在所述第一底板的下端面上。

设置位于铰接点另一侧的第一凸轮，在第一驱动电机的带动下，该第一凸轮带动振动平台板绕着该铰接点上下振动，实现振动平台板的上下振动，通过改变第一驱动电机的转速，进而改变上下振动的频率；同时，第一凸轮活动连接在第一驱动电机的输出轴上，可以通过改变第一凸轮的大小，进而改变上下振动的幅度。

进一步地，所述左右摇晃组件包括：

第二底板，所述第二底板的上端面上，对应所述第一滑轨，设置有第一滑槽；所述第二底板两侧延伸出第一侧板和第二侧板；

第二驱动电机，所述第二驱动电机设置在所述第一侧板上，所述第二驱动电机的输出轴活动连接有第二凸轮，所述第二凸轮作用在所述第一底板滑动方向上的一侧面；

若干的第二弹簧，若干的所述第二弹簧设置在所述第一底板相对于所述第二凸轮的另一侧面和所述第二侧板之间；和

第二滑轨，所述第二滑轨设置在所述第二底板的下端面上，且其设置方向与所述第一滑轨的设置方向垂直。

设置位于滑动方向一侧的第二凸轮，在第二驱动电机的带动下，该第二凸轮推动第一底板运动，在相对于第二凸轮的另一侧设置有第二弹簧，该第二弹簧使得第一底板与第二凸轮紧密接触，进而使得该第二凸轮推动第一底板正向滑动，该第二弹簧推动第一底板反向滑动，从而实现第一底板的左右摇晃，通过改变第二驱动电机的转速，进而改变左右摇晃的频率；同时，第二凸轮活动连接在第二驱动电机的输出轴上，可以通过改变第二凸轮的大小，进而改变左右摇晃的幅度。

进一步地，所述前后摇晃组件包括，

第三底板，所述第三底板设置在所述底座上，所述第三底板的上端面上，对应所述第二滑轨，设置有第二滑槽；

一联动齿轮，所述联动齿轮以可转动方式连接在所述第三底板上，并位于所述第二底板滑动方向上的一侧；

一连杆，所述连杆一端铰接在所述第二底板上，另一端铰接在所述联动齿轮的侧面；和

第三驱动电机，所述第三驱动电机设置在所述第三底板上，其输出端连接有一转动齿轮，所述转动齿轮与所述联动齿轮啮合匹配。

第三驱动电机运作，带动转动齿轮转动，进而带动联动齿轮转动，进一步带动连杆转动，从而带动第二底板来回往复运动，实现第二底板的前后摇晃，通过改变第三驱动电机的转速，进而改变前后摇晃的频率。

进一步地，所述联动齿轮的侧面上设置有多个与所述连杆另一端铰接的铰接位，所述铰接位与所述联动齿轮的转动轴心的距离均不相同。

通过将连杆铰接到不同的铰接位，可以改变连杆的转动幅度，进而改变第二底板前后晃动的幅度。

进一步地，所述上下振动组件还包括若干的第一弹簧，若干的所述第一弹簧设置在所述振动平台板和所述第一底板之间。

设置第一弹簧，可以提高振动平台板上下振动的稳定性。

更进一步地，所述第一底板沿其滑动方向的两侧面分别设置有若干的第一导管和若干的第二导管，所述第一导管活动穿设在所述第一侧板上，所述第二导管活动穿设在所述第二侧板上；所述第二弹簧套设在所述第二导管上。

设置第一导管和第二导管活动穿设在第一侧板和第二侧板上，以限定第一底板的活动范围，保证第一底板在同一直线上运动，从而提高左右摇晃的稳定性，同时也使得整体结构更为紧凑。

更进一步地，所述第三底板两侧延伸出第三侧板和第四侧板；所述第二底板沿其滑动方向的两侧面分别设置有第三导管和第四导管；所述第三导管活动穿设在所述第三侧板上，所述第四导管活动穿设在所述第四侧板上。

设置第三导管和第四导管活动穿设在第三侧板和第四侧板上，以限定第二底板的活动范围，保证第二底板在同一直线上运动，从而提高前后摇晃的稳定性，同时也使得整体结构更为紧凑。

更进一步地，所述前后摇晃组件还包括第三弹簧，所述第三弹簧套设在所述第四导管上。

设置第三弹簧，可以提高第二底板前后摇晃的稳定性。

为了能更清楚地理解本实用新型，以下将结合附图阐述本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1为本实用新型结构的示意图；

图2为本实用新型结构的俯视图；

图3为本实用新型结构的另一示意图；

其中，附图标记为：

1、振动平台板；5、底座；6、铰接位；21、第一底板；22、第一驱动电机；23、第一凸轮；24、第一弹簧；25、第一导管；26、第二导管；31、第二底板；31a、第一侧板；31b、第二侧板；32、第一滑槽；33、第二驱动电机；34、第二凸轮；35、第二弹簧；36、第三导管；37、第四导管；41、第三底板；41a、第三侧板；41b、第四侧板；42、第二滑槽；43、联动齿轮；44、连杆；45、第三驱动电机；46、转动齿轮；47、第三弹簧。

具体实施方式

为解决现有技术存在的不足与缺陷，本实用新型提供了一种简易地震模拟振动台演示装置，其结构简单，振动平台板能够上下、左右和前后振动，简单而有效地模拟了地震的振动，且方便运输，适用于教学演示。

如图1至图3所示，其中图1为本实用新型结构的示意图，图2为本实用新型结构的俯视图，图3为本实用新型结构的另一示意图。

本实用新型一种简易地震模拟振动台演示装置，包括振动平台板1、上下振动组件、左右摇晃组件、前后摇晃组件和底座5。

其中，振动平台板1为一矩形平板，其上开设有固定孔，用于定位和固定放置在其上的建筑物模型。所述上下振动组件用于驱动所述振动平台板1上下振动，所述左右摇晃组件用于驱动所述上下振动组件左右摇晃，前后摇晃组件，所述前后摇晃组件用于驱动所述左右摇晃组件前后摇晃，所述底座5用于固定及支撑所述前后摇晃组件。

具体地，所述上下振动组件包括第一底板21、第一驱动电机22、第一滑轨(图中未示)和第一弹簧24。其中，所述第一底板21与所述振动平台板1的一侧铰接，如图1所示。所述第一驱动电机22设置在所述第一底板21上，所述第一驱动电机22的输出轴活动连接有第一凸轮23，所述第一凸轮23位于所述振动平台板1下方，并作用在所述振动平台板1的另一侧，如图3所示，第一凸轮23与第一驱动电机22的输出轴活动连接的方式为常规技术手段，在此不做赘述。所述第一滑轨设置在所述第一底板21的下端面上，在本实施例中，该第一滑轨的数量为两个。所述第一弹簧24设置在所述振动平台板1和所述第一底板21之间，在本实施例中，该第一弹簧24设置有两个，分别设置在第一凸轮23的两侧，如图3所示。

具体地，所述左右摇晃组件包括第二底板31、第二驱动电机33、第二弹簧35和第二滑轨(图中未示)。其中，所述第二底板31的上端面上，对应所述第一滑轨，设置有第一滑槽32，该第一滑槽32对应设置有两个；同时，所述第二底板31两侧往上延伸出第一侧板31a和第二侧板31b，该第一侧板31a和第二侧板31b与所述第二底板31一体成型。所述第二驱动电机33设置在所述第一侧板31a上，所述第二驱动电机33的输出轴活动连接有第二凸轮34，所述第二凸轮34作用在所述第一底板21滑动方向上的一侧面，如图1所示，第二凸轮34与第二驱动电机33的输出轴活动连接的方式为常规技术手段，在此不做赘述。所述第二弹簧35设置在所述第一底板21相对于所述第二凸轮34的另一侧面和所述第二侧板31b之间，在本实施例中，该第二弹簧35的个数为两个，如图1所示。所述第二滑轨设置在所述第二底板31的下端面上，且其设置方向与所述第一滑轨的设置方向垂直，在本实施例中，该第二滑轨的数量为两个。

具体地，所述前后摇晃组件包括第三底板41、联动齿轮43、连杆44和第三驱动电机45。其中，所述第三底板41设置在所述底座5上，所述第三底板41的上端面上，对应所述第二滑轨，设置有第二滑槽42，该第二滑槽42对应设置有两个。所述联动齿轮43以可转动方式连接在所述第三底板41上，并位于所述第二底板31滑动方向上的一侧，在本实施例中，该联动齿轮43为锥齿轮，如图1所示。所述连杆44一端铰接在所述第二底板31位于滑动方向的一侧面上，另一端铰接在所述联动齿轮43的侧面，如图1所示；所述第三驱动电机45设置在所述第三底板41上，其输出端连接有一转动齿轮46，所述转动齿轮46与所述联动齿轮43啮合匹配，在本实施例中，该转动齿轮46也为锥齿轮。

更具体地，所述联动齿轮43的侧面上设置有多个与所述连杆44另一端铰接的铰接位6，所述铰接位6与所述联动齿轮43的转动轴心的距离均不相同。如图1和图2所示，该铰接位6为开设在联动齿轮43侧面的圆柱形孔，连杆44的端部设置有与该圆柱形孔匹配的圆柱体，每一个铰接位6即每一个圆柱形孔与联动齿轮43转动轴心的距离均不相同。

更具体地，如图1和图2所示，所述第一底板21沿其滑动方向的两侧面分别设置有第一导管25和第二导管26，在本实施例中，第一导管25和第二导管26的数量均为两个。所述第一导管25活动穿设在所述第一侧板31a上，所述第二导管26活动穿设在所述第二侧板31b上。在本实施例中，所述第二弹簧35套设在所述第二导管26上，且该第二弹簧35处于压缩状态。

更具体地，所述第三底板41两侧往上延伸出第三侧板41a和第四侧板41b，该第三侧板41a和第四侧板41b与所述第三底板41一体成型。所述第二底板31沿其滑动方向的两侧面分别设置有第三导管36和第四导管37，在本实施例中，第三导管36和第四导管37的数量均为两个，如图2所示。所述第三导管36活动穿设在所述第三侧板41a上，所述第四导管37活动穿设在所述第四侧板41b上。在本实施例中，所述第四导管37上还套设有第三弹簧47，如图2所示，该第三弹簧47可减缓第二底板31前后摇晃的冲击力。

本实用新型简易地震模拟振动台演示装置的工作原理如下：

将建筑物模型固定在振动平台板1上，按需启动第一驱动电机22、第二驱动电机33和第三驱动电机45。当只需模拟上下振动时，只启动第一驱动电机22，第一驱动电机22运作，带动第一凸轮23转动，进而带动振动平台板1上下振动，通过改变第一驱动电机22的转速，可改变上下振动的频率，而通过改变第一凸轮23的规格，可改变上下振动的幅度。当只需要模拟左右摇晃时，只启动第二驱动电机33，第二驱动电机33运作，带动第二凸轮34转动，进而带动第一底板21左右摇晃，通过改变第二驱动电机33的转速，可改变左右摇晃的频率，而通过改变第二凸轮34的规格，可改变左右摇晃的幅度。当只需模拟前后摇晃时，只启动第三驱动电机45，第三驱动电机45运作，带动传动齿轮转动，再带动联动齿轮43转动，进一步带动连杆44转动，进而带动第二底板31前后摇晃，通过改变第三驱动电机45的转速，可改变前后摇晃的频率，而通过将连杆44铰接在不同的铰接位6，可改变前后摇晃的幅度。

本实用新型简易地震模拟振动台演示装置，其上下振动、左后摇晃和前后摇晃相互独立并可同时进行，可自由组合成不同的振动形式，如启动第一驱动电机22和第二驱动电机33，则可形成上下振动和左右摇晃同时进行的振动；如启动第二驱动电机33和第三驱动电机45，则可形成左右摇晃和前后摇晃同时进行的振动。

相对于现有技术，本实用新型简易地震模拟振动台演示装置，设计精巧，结构简单，振动平台板能够在上下、左右和前后三个方向上相互独立地振动，可以演示单方向或多方向上的多种形式的振动，简单而有效地模拟了地震的振动，且体积较小，方便运输，适用于教学演示，具有较强的实用性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，包括：

一振动平台板(1)；

一上下振动组件，所述上下振动组件用于驱动所述振动平台板(1)上下振动；

一底座(5)，所述底座(5)用于固定及支撑所述前后摇晃组件。

2.根据权利要求1所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述上下振动组件包括：

第一底板(21)，所述第一底板(21)与所述振动平台板(1)的一侧铰接；

第一驱动电机(22)，所述第一驱动电机(22)设置在所述第一底板(21)上，所述第一驱动电机(22)的输出轴活动连接有第一凸轮(23)，所述第一凸轮(23)位于所述振动平台板(1)下方，并作用在所述振动平台板(1)的另一侧；和

第一滑轨，所述第一滑轨设置在所述第一底板(21)的下端面上。

3.根据权利要求2所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述左右摇晃组件包括：

第二底板(31)，所述第二底板(31)的上端面上，对应所述第一滑轨，设置有第一滑槽(32)；所述第二底板(31)两侧延伸出第一侧板(31a)和第二侧板(31b)；

第二驱动电机(33)，所述第二驱动电机(33)设置在所述第一侧板(31a)上，所述第二驱动电机(33)的输出轴活动连接有第二凸轮(34)，所述第二凸轮(34)作用在所述第一底板(21)滑动方向上的一侧面；

若干的第二弹簧(35)，若干的所述第二弹簧(35)设置在所述第一底板(21)相对于所述第二凸轮(34)的另一侧面和所述第二侧板(31b)之间；和

第二滑轨，所述第二滑轨设置在所述第二底板(31)的下端面上，且其设置方向与所述第一滑轨的设置方向垂直。

4.根据权利要求3所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述前后摇晃组件包括，

第三底板(41)，所述第三底板(41)设置在所述底座(5)上，所述第三底板(41)的上端面上，对应所述第二滑轨，设置有第二滑槽(42)；

一联动齿轮(43)，所述联动齿轮(43)以可转动方式连接在所述第三底板(41)上，并位于所述第二底板(31)滑动方向上的一侧；

一连杆(44)，所述连杆(44)一端铰接在所述第二底板(31)上，另一端铰接在所述联动齿轮(43)的侧面；和

第三驱动电机(45)，所述第三驱动电机(45)设置在所述第三底板(41)上，其输出端连接有一转动齿轮(46)，所述转动齿轮(46)与所述联动齿轮(43)啮合匹配。

5.根据权利要求4所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述联动齿轮(43)的侧面上设置有多个与所述连杆(44)另一端铰接的铰接位(6)，所述铰接位(6)与所述联动齿轮(43)的转动轴心的距离均不相同。

6.根据权利要求2所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述上下振动组件(2)还包括若干的第一弹簧(24)，若干的所述第一弹簧(24)设置在所述振动平台板(1)和所述第一底板(21)之间。

7.根据权利要求3所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述第一底板(21)沿其滑动方向的两侧面分别设置有若干的第一导管(25)和若干的第二导管(26)，所述第一导管(25)活动穿设在所述第一侧板(31a)上，所述第二导管(26)活动穿设在所述第二侧板(31b)上；所述第二弹簧(35)套设在所述第二导管(26)上。

8.根据权利要求4所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述第三底板(41)两侧延伸出第三侧板(41a)和第四侧板(41b)；所述第二底板(31)沿其滑动方向的两侧面分别设置有第三导管(36)和第四导管(37)；所述第三导管(36)活动穿设在所述第三侧板(41a)上，所述第四导管(37)活动穿设在所述第四侧板(41b)上。

9.根据权利要求8所述的简易地震模拟振动台演示装置，其特征在于，所述前后摇晃组件还包括第三弹簧(47)，所述第三弹簧(47)套设在所述第四导管(37)上。