CN210565995U - 一种正交导轨式的隔震装置及隔震平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正交导轨式的隔震装置，包括上板、下板两个上下设置的隔震平板和一套隔震组件，所述隔震组件包括两组直线导轨组件、一组滑动座、两组复位连接件；分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件正交设置；一个滑动座同时与一上一下的两组直线导轨组件连接，且一个滑动座同时与两组复位连接件的浮动端连接，两组复位连接件远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。本实用新型增强了隔震装置的整体抗倾覆力，新结构的隔震装置可以单独使用。

Description

一种正交导轨式的隔震装置及隔震平台

技术领域

本实用新型涉及隔震技术领域，具体的说，是一种正交导轨式的隔震装置及由多个隔震装置组成的隔震平台。

背景技术

地震愈发频繁，我国是受到地震灾害威胁最严重的国家之一。国之重器，灾防先行。为了有效的保护我国受到地震威胁地区各行各业领域重要设备和物资的地震安全，我们需要采取科学有效的地震保护措施。因此为了提高精密设备或者重要文物的防震性能，采取有效的减震隔震的措施与保护提高灾防安全系数是非常必要的。

目前，国内针对该类精密设备所采用的抗震保护措施主要包括弹簧支座、夹层橡胶支座等比较传统和低效的方法，其原理为延长周期、摩擦耗能和刚性限位，但效果比较差。在近现代地震中，采用该类传统抗震保护方法的设备仍会有较大的振动及侧向位移，尤其是大型地震作用下，仍然受到较大加速度及振动，即使没有造成倾覆的破坏，功能性也在剧烈振动中丧失。针对博物馆展厅以及库房内的文物，目前市面上主要的防震保护措施为支、卡、粘、绑等传统手段，这些方式在一定程度上能起到加固作用，但由于没有进行过科学的抗震设计，真正大震来临时，文物很难得到有效的保护，抗震效果不可控，效能比较差，同时还严重影响文物的美感。随着国内外减隔震技术的发展，发达国家已经将建筑结构上应用的减震隔震技术应用到了精密的设备以及珍贵文物上的保护，并且得到很好的保护效果。利用减隔震原理，将装置放置于精密设备下面或者放置于文物以及展柜、储藏柜下面，在地震来临时，高效的隔震，大大折减装置上方放置的设备或者文物的晃动加速度，有效的保障文物不受损坏，保障了精密设备的功能性完整性。目前市面上陆续出现一些利用此类技术研发的相关产品，其中比较突出的是利用导轨实现任意自由度的运动，同时利用弹簧等弹性装置来拉回整个装置的运动，外加一些阻尼耗能元件来消耗地震能量。专利号CN201080031825.X的专利提供一类具有代表性的隔震装置，利用两个分别带有一个滑块的直线导轨，通过一个中间板相互正交连接，再分别将两个导轨的轨道与上下两个板沿对角线方向固定连接，底板放置于地面，顶板用于放置文物或设备等需要防震保护的物品，中间加设弹簧等阻尼装置起回复作用。地震发生时，该类的隔震装置能起到比较好的隔震作用。但由于其结构特点，两个带滑块的直线导轨与中间连接板正交连接过程中往往会出现精度不够，稳定性不好，垂直度不好控制，导致整个装置出现一定程度的拼接误差；同时由于运动发生时，上下两个导轨发生相互错位运动，顶部放置物体重心很容易超出底板的范围，就有可能引发整个结构的不稳定，发生倾覆。同时，由于导轨及滑块正交连接的方式以及导轨滑块组合本身的抗弯能力的薄弱，导致整个装置独立使用过程中，上板平台不能放置太重的物品，否则会导致中间导轨滑块结构的破坏。因此该类型的隔震产品致命缺点就是不能独立单独使用，必须以组合形式使用，从而避免上部重物重心偏移导致的倾覆问题以及导轨抗弯问题的解决。然而许多实际工况由于空间的限制，不允许拼接占据大量空间，例如博物馆展柜里面陈设文物需要设置隔震装置时，或者放置的物品重量偏重时，就会导致隔震装置出现问题。因此该类产品的缺点导致其实际使用工况大大受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种正交导轨式的隔震装置，解决隔震装置的上板与下板发生错位运动时因上板重心超过下板范围而导致隔震装置倾覆的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种正交导轨式的隔震装置，包括上板、下板两个上下设置的隔震平板和一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件，所述隔震组件包括两组直线导轨组件、一组滑动座、两组复位连接件；一个隔震平板上安装一组直线导轨组件形成一个隔震板组件，隔震平板为上板的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件正交设置；一个滑动座同时与一上一下的两组直线导轨组件连接，且一个滑动座同时与两组复位连接件的浮动端连接，两组复位连接件远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。

本实用新型提供的一种正交导轨式的隔震装置，主要由上下两层平板结构和中间的隔震组件组成。上板、下板之间通过两组正交布局的直线导轨组件和同时与两组直线导轨组件滑动连接的一个滑块形成一个整体。正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域，因此隔震装置不易倾覆。当发生相对移动的上板其重心超出两个隔震平板相互重合的区域后，上板倾斜，此时隔震装置无法再通过复位连接件进行自动复位，无法再继续发挥隔震的作用，只能等待人工修复。

进一步地，所述隔震平板安装直线导轨的安装面为正方形或切角正方形，安装在均质的隔震平板上的一组直线导轨组件沿安装面的一条非对角线的中心轴线设置。

由于隔震平板是均质的平板，其重心位于两条非对角线的中心轴线的交点，而直线导轨组件的长度不超过隔震平板的边长，而且滑块本身也有一定的长度、宽度，因此即使滑块受地震能量驱使而移动至两个直线导轨的端部这一极限位置时，两个隔震平板的重心仍然位于覆盖区域，而不会发生上板的倾覆。当然，当地震级别超出该隔震装置所能承受的最高地震级别时，滑块会突破直线导轨的限制而冲出，导致整个隔震装置的不可自行恢复的破坏，不属于正常工作的范畴。

进一步地，一种正交导轨式的隔震装置其一组直线导轨组件由两个平行的直线导轨组成；一组滑动座由四个独立的滑块组成；一组复位连接件由四个复位弹簧组件组成；一组滑动座中的每个滑块同时与一个安装在上板的直线导轨、一个安装在下板的直线导轨滑动连接，且一组滑动座中的每个滑块同时与一个固定端安装在上隔震板组件上的复位弹簧组件、一个固定端安装在下隔震板组件上的复位弹簧组件连接。

当一组直线导轨组件由两个平行的直线导轨组成；一组滑动座由四个独立的滑块组成；一组复位连接件由四个复位弹簧组件组成时，安装在上板的两个平行的直线导轨和安装在下板的两个平行的直线导轨成“井”字形正交设置，四个直线导轨两两相交之处设置滑块。该滑块的上端与安装在上板的一个直线导轨连接且该滑块的下端与安装在下板的一个直线导轨连接，同时两组复位连接件中的一个复位弹簧组件与该滑块连接。

此结构的一个创新重点在于：一组滑动座中的四个滑块是相互独立的，实体不连在一起的独立式结构。相对于四个滑块实体连接在一起的整体式结构，独立式结构能承受大偏心、大弯矩、大扭矩。具体是指，当上板相对于下板发生位移且上板的重心或上板负载后的重心超出四个滑块圈出的区域时，滑动座需要承受一定的抗弯抗扭承重力：若滑动座为整体式结构，整个滑动座一端受压、一端受拉，其抗弯抗扭的承重力只能适用于小偏心小弯矩小扭矩的应用；若滑动座为独立式结构，与安装在上板的同一个直线导轨滑动连接的两个独立的滑块一个滑块受拉、一个滑块受压，而整个滑块的拉压承重力是比较高的，因此独立式结构的抗弯抗扭的承重力大大提高。因此，多个独立的滑块所形成的独立式结构的滑动座可以很好的解决单个滑块或整体式结构的滑动座弯矩承载力少的问题。此时，一个正交导轨式的隔震装置单独使用也能适应地震时产生大偏心大弯矩大扭矩的状态，而无需拼接组合使用。

进一步地，另一种正交导轨式的隔震装置其一组直线导轨组件由一个直线导轨组成；一组滑动座由一个滑块组成；一组复位连接件由一个或者两个复位弹簧组件组成；一个滑块同时与安装在上板的直线导轨、安装在下板的直线导轨滑动连接，且一个滑块同时与固定端安装在上隔震板组件上的复位弹簧组件、固定端安装在下隔震板组件上的复位弹簧组件连接。

此结构的一个创新重点在于：隔震装置在保证正常使用时不易倾覆的前提下结构非常精简。均质的方形的隔震平板的重心与其安装面多条中轴线的交点重合，而直线导轨组件的长度不超过隔震平板的边长，而且滑块本身也有一定的长度、宽度，当地震级别不超过该隔震装置预设的最大可承受地震级别时，无论上板与下板发生怎样的相对位移，由于滑块始终与两个直线导轨滑动连接，因此即使滑块受地震能量驱使而移动至两个直线导轨的端部这一极限位置时，两个隔震平板的重心仍然位于覆盖区域，而不会发生上板的倾覆。

进一步地，所述复位弹簧组件的固定端设置在隔震平板安装面的另一条非对角线的中心轴线设置；即初始状态时，与同一个隔震平板连接的一组直线导轨组件、一组复位连接件正交设置，且两组复位连接件正交设置。

所述隔震组件采用“四个直线导轨、四个滑块、两组复位连接件”的结构时，在初始状态时一组复位连接件中的四个复位弹簧组件两两共线。因此，初始状态时，两组复位连接件呈“井”字形的正交设置，与同一个隔震平板连接的两个直线导轨、四个复位弹簧组件呈“井”字形的正交设置。

所述隔震组件采用“两个直线导轨、一个滑块、两组复位连接件”的结构时，在初始状态时一组复位连接件中的两个复位弹簧组件共线。因此，初始状态时，两组复位连接件呈“十”字形的正交设置，与同一个隔震平板连接的一组直线导轨、一组复位弹簧组件呈“十”字形的正交设置。

进一步地，所述复位弹簧组件包括复位弹簧、与复位弹簧的一端连接的第一连接件、与复位弹簧的另一端连接的第二连接件、与隔震板组件连接的阻尼柱；所述第二连接件上设置一个与阻尼柱过盈配合的柱孔；所述复位弹簧通过第一连接件与滑动座的滑块连接的一端为浮动端，复位弹簧通过第二连接件及套接在柱孔中的阻尼柱与隔震板组件连接的另一端为固定端。

进一步地，所述直线导轨的端部设置缓冲吸能垫。

进一步地，所述直线导轨和滑块间设置分别和直线导轨、滑块曲面接触的滚珠。

本实用新型还提供了一种正交导轨式的隔震装置，所述隔震装置仅由上板、下板两个上下设置的隔震平板、一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件组成；所述隔震组件由两组直线导轨组件、一组滑动座、两组复位连接件组成；一个隔震平板上安装一组直线导轨组件形成一个隔震板组件，隔震平板为上板的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件正交设置；一个滑动座同时与一上一下的两组直线导轨连接，且一个滑动座同时与两组复位连接件的浮动端连接，两组复位连接件远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。

本实用新型还提供了一种正交导轨式的隔震装置，所述隔震装置仅由上板、下板两个上下设置的隔震平板、一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件、连接两个隔震平板的制动片组成；所述隔震组件由两组直线导轨组件、一组滑动座、两组复位连接件组成；一个隔震平板上安装一组直线导轨组件形成一个隔震板组件，隔震平板为上板的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件正交设置；一个滑动座同时与一上一下的两组直线导轨连接，且一个滑动座同时与两组复位连接件的浮动端连接，两组复位连接件远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。

为了更好的实现本实用新型，进一步，所述隔震平板的外周设置有用于安装制动片的连接孔。初始状态时，所述上板、下板两个隔震平板通过制动片连接。

两个隔震平板通过制动片连接后，在没有地震发生时，制动片限制隔震平板的运动，减少对上部负载（物品）的移动。当地震来临时，当地震烈度大于设定值时，制动片会断裂，而隔震平板因此开始运动，通过隔震耗能减少地震对上部负载（物品）的破坏。

本实用新型还提供了一种基于上述正交导轨式隔震装置的隔震平台，由多个正交导轨式的隔震装置拼接组成。

本实用新型中所述隔震平板为均质的方形的平板，且隔震平板的方形的安装面具有两条非对角线的中轴线。所述隔震平板安装直线导轨的安装面为边长不相等的矩形时，中轴线有两条；隔震平板安装直线导轨的安装面为正方形时，中轴线有四条，其中包括了两条对角线。若隔震平板采用安装面为边长不相等的矩形的结构，则直线导轨的长度不超过短边的长度才能保证此时的隔震装置在正常使用时上板重心始终位于下板对应区域内。若隔震平板采用安装面为边长相等的正方形的结构，则直线导轨的长度不超过边长的长度就能保证此时的隔震装置在正常使用时，上板重心始终位于下板对应区域内。

本实用新型中，上板、下板均为隔震平板，其结构、材料完全相同，且上板、下板可以相互替换。

进一步，所述隔震平板的材料可为不锈钢、普通钢、铝合金、高密度高强度塑料中任意一种。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型的隔震组件主要由两组正交设置的直线导轨组件、一组滑动座、两组复位连接件组成，且直线导轨组件沿均质的方形的隔震平板其非对角线的中轴线安装，大大提高整个隔震装置的防倾覆性；

（2）本实用新型中上板、下板之间仅通过一个隔震组件连接，减少中间层结构，大大的节约了隔震装置的占用空间；

（3）本实用新型公开的一种隔震装置，分别在一个均质的方形的隔震平板上设置一组由两个平行设置的直线导轨组成的直线导轨组件，通过四个滑块将包含四个直线导轨的两组直线导轨组件相互正交连接，同时直线导轨与上板、下板分别以平行于侧边中轴线的方式安装，同时带有自复位功能、阻尼耗能功能、缓冲限位功能；此结构的隔震装置更具防倾覆的稳定性和抗弯性。

附图说明

图1为隔震组件主要由四个直线导轨、四个滑块、八个复位弹簧组件组成时一种隔震装置的主要部件爆炸示意图。

图2为隔震组件主要由四个直线导轨、四个滑块、八个复位弹簧组件组成时一种隔震装置的主要零件爆炸示意图。

图3为隔震组件主要由四个直线导轨、四个滑块、八个复位弹簧组件组成时一种隔震装置内部的结构示意图。

图4为四个直线导轨与四个滑块连接的立体结构示意图。

图5为图4的一个侧视图。

图6为图4的另一个侧视图。

图7为图4中直线导轨滑块组件的受力图。

图8为图2中与上板连接的一组复位连接件的结构示意图。

图9为图2中与下板连接的一组复位连接件的结构示意图。

图10为两个直线导轨与一个滑块连接的立体结构示意图。

图11为图10中直线导轨滑块组件的受力图。

图12为隔震装置采用对角线正交结构时，滑块移动到极限位置时，两个隔震平板相对位置关系其重心位置关系的示意图。

图13为隔震装置采用边中轴线正交结构时，滑块移动到极限位置时，两个隔震平板相对位置关系其重心位置关系的示意图。

图14为制动扣的两种结构示意图。

图15为本实用新型的外观示意图。

其中：

100、上板；200、上板；310、直线导轨组件；320、滑动座；330、复位连接件；331、复位弹簧；332、第一连接件；333、第二连接件；334、阻尼柱；400、制动件；001、连接孔；

3101、I#直线导轨；3102、II#直线导轨；3103、III#直线导轨；3104、IV#直线导轨；

3201、I#滑块；3202、II#滑块；3203、III#滑块；3204、IV#滑块；

3301、I#复位弹簧组件；3302、II#复位弹簧组件；3303、III#复位弹簧组件；3304、IV#复位弹簧组件；3305、V#复位弹簧组件；3306、VI#复位弹簧组件；3307、VII#复位弹簧组件；3308、VIII#复位弹簧组件；

3111、A#直线导轨；3112、B#直线导轨；

3211、A#滑块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚，下面将结合附图对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中正交是指两个向量夹角呈90°，下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

本实施例通过下述技术方案实现：一种正交导轨式的隔震装置，包括两个隔震平板和一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件，所述隔震组件包括两个直线导轨、一个滑块、四个复位弹簧组件。两个隔震平板分别为上板100、下板200且上板100、下板200一上一下设置。

两根直线导轨分别为A#直线导轨、B#直线导轨；

一个滑块为A#滑块；

四个复位弹簧组件分别为A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件、C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件。

所述隔震平板为均质的方形的平板，且隔震平板的方形安装面具有两条非对角线的中轴线：P中轴线、Q中轴线。

所述上板100沿P中轴线固定安装A#直线导轨3111，沿Q中轴线设置A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件；所述下板200沿P中轴线固定安装B#直线导轨3112、沿Q中轴线设置C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件；

所述A#滑块3211同时与正交设置的A#直线导轨3111、B#直线导轨3112滑动连接；

所述A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件、C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件的一端均与A#滑块3211连接，且A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件、C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件的另一端与不同的隔震平板连接。

上述正交导轨式的隔震装置，是为了解决因相对位移后隔震平板重心超出两个隔震平板重合区域而导致隔震装置倾覆这一问题的简易结构。此简易结构中一个滑块同时与安装在两个隔震平板上的两个直线导轨滑动连接，又因为正交设置的两个直线导轨又沿均质的方形隔震平板的非对角线的中轴线安装。

由于滑块必须在直线导轨上移动，而直线导轨全部都在隔震平板的区域中，再加上直线导轨沿方形隔震平板的非对接线的中轴线设置，两个隔震平板的重心始终在两个隔震平板重合的区域，因此不易发生倾覆。

本实施例中，上板100、下板200结构相同，均为均质的平板，且因安装直线导轨的平面为边长相等的正方形故记为方形的平板，作为一个安装面为正方形的方形平板，其安装面具有四条中轴线：两条对角线、两条垂直于边长的中轴线。本实用新型中直线导轨仅沿非对角线的中轴线设置，才能有效提高其防倾覆能力。如图12、图13所示，上板100重心位置用三角形表示，下板200重心位置用圆形表示，连接安装在上板100的直线导轨和安装在下板200的直线导轨的滑块用菱形表示。初始状态时，上板100、下板200在竖直方向重合，滑块恰好位于上板100、下板200重心位置。

当直线导轨沿隔震平板对角线正交设置时，单个隔震装置受地震波影响，用于放置负载的上板100相对于固定在地面的下板200发生移动，当滑块移动到两个导轨末端的极限位置时，如图12所示，表示上板100重心的三角形已经超出下板200的边缘，此情况下上板100就会倾覆。因此，沿对角线正交设置直线导轨的隔震装置通常不会单独使用，需要将多个隔震装置拼接成一整个隔震平台以避免倾覆。

而当直线导轨沿隔震平板侧边的中心轴线正交设置时，单个隔震装置受地震波影响，用于放置负载的上板100相对于固定在地面的下板200发生移动，当滑块移动到两个导轨末端的极限位置时，如图13所示，表示上板100重心的三角形仍然位于下板200的区域内，此情况下上板100不易倾覆。因此，沿隔震平板侧边中轴线P、中轴线Q正交设置直线导轨的隔震装置可以单独使用。当然，也可以组合成隔震平台进行大面积隔震。

进一步地，滑块具有四个分别与隔震平板的侧面平行的连接面，滑块的四个连接面分别与A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件、C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件连接。

进一步地，所述A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件共线安装在A#滑块的两侧；所述C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件共线安装在A#滑块3211的另外两侧。通常，初始状态时，同时安装在上板100的直线导轨和共线的一组复位连接件330呈正交设置。此时，初始状态时，共线的A#复位弹簧组件、B#复位弹簧组件和共线的C#复位弹簧组件、D#复位弹簧组件正交设置。

本实施例的隔震装置结构简单，上板100、下板200通过设置在两个隔震平板之间的一组隔震组件连接成一个整体，隔震组件中直线导轨沿均质的方形的隔震平板设置，且通过同一个滑块连接的两个直线导轨正交设置。此结构已经可以提高隔震装置的防倾覆能力。

在另一具体实施例中，直线导轨和滑块间设置分别和直线导轨、滑块曲面接触的滚珠。如图10所示，“十”字形正交设置的滑块-直线导轨组件，主要由两个正交设置的直线导轨和同时与两个直线导轨滑动连接的滑块组成。现有技术中，通过滚珠连接的滑块-直线导轨组件是非常成熟的技术，本身具有强大的压力与拉力的承重能力，但滑块与直线导轨全靠内部钢珠的接触作用形成滑动连接并使其产生一定的抗弯抗扭承重力，受其结构本身的局限性，其抗弯抗扭的承重力只能适用于小偏心小弯矩小扭矩的应用。因此，如图11所示，若采用“十”字形正交设置的滑块-直线导轨组件的隔震装置单独使用，地震时会产生大偏心大弯矩大扭矩的状态，一方面使滑块会产生破坏，并产生整体失稳。

在另一具体实施例中，所述直线导轨的端部设置缓冲吸能垫。

在另一具体实施例中，所述复位弹簧组件包括复位弹簧331、与复位弹簧331的一端连接的第一连接件332、与复位弹簧331的另一端连接的第二连接件333、与隔震板组件连接的阻尼柱334；所述第二连接件333上设置一个与阻尼柱334过盈配合的柱孔；所述复位弹簧331通过第一连接件332与滑动座320的滑块连接的一端为浮动端，复位弹簧331通过第二连接件333及套接在柱孔中的阻尼柱334与隔震板组件连接的另一端为固定端。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行优化，如图1-图9所示，具体通过下述技术方案实现：一种正交导轨式的隔震装置，包括上板100、下板200两个上下设置的隔震平板和一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件，所述隔震组件包括四根直线导轨、四个滑块、八个复位弹簧组件。

四根直线导轨分别为I#直线导轨3101、II#直线导轨3102、III#直线导轨3103、IV#直线导轨3104；

四个滑块分别为I#滑块3201、II#滑块3202、III#滑块3203、IV#滑块3204；

八个复位弹簧组件分别为I#复位弹簧组件3301、II#复位弹簧组件3302、III#复位弹簧组件3303、IV#复位弹簧组件3304、V#复位弹簧组件3305、VI#复位弹簧组件3306、VII#复位弹簧组件3307、VIII#复位弹簧组件3308；

隔震平板的两条非对角线的中轴线分别为P中轴线、Q中轴线。

所述I#直线导轨3101、II#直线导轨3102平行安装在上板100上，且I#直线导轨3101、II#直线导轨3102沿上板100的一条非对角线的中轴线设置；所述III#直线导轨3103、IV#直线导轨3104平行安装在下板200上，且III#直线导轨3103、IV#直线导轨3104沿下板200的一条非对角线的中轴线设置；

所述I#滑块3201的上端与I#直线导轨3101滑动连接，同时I#滑块3201的下端与III#直线导轨3103滑动连接；

所述II#滑块3202的上端与II#直线导轨3102滑动连接，同时II#滑块3202的下端与III#直线导轨3103滑动连接；

所述III#滑块3203的上端与II#直线导轨3102滑动连接，同时III#滑块3203的下端与IV#直线导轨滑动连接；

所述IV#滑块3204的上端与I#直线导轨3101滑动连接，同时IV#滑块3204的下端与IV#直线导轨滑动连接；

所述I#复位弹簧组件3301的一端与I#滑块3201连接，且I#复位弹簧组件3301的另一端与上板100连接；

所述II#复位弹簧组件3302的一端与II#滑块3202连接，且II#复位弹簧组件3302的另一端与上板100连接；

所述III#复位弹簧组件3303的一端与III#滑块3203连接，且III#复位弹簧组件3303的另一端与上板100连接；

所述IV#复位弹簧组件3304的一端与IV#滑块3204连接，且IV#复位弹簧组件3304的另一端与上板100连接；

所述V#复位弹簧组件3305的一端与I#滑块3201连接，且V#复位弹簧组件3305的另一端与下板200连接；

所述VI#复位弹簧组件3306的一端与II#滑块3202连接，且VI#复位弹簧组件3306的另一端与下板200连接；

所述VII#复位弹簧组件3307的一端与III#滑块3203连接，且VII#复位弹簧组件3307的另一端与下板200连接；

所述VIII#复位弹簧组件3308的一端与IV#滑块3204连接，且VIII#复位弹簧组件3308的另一端与下板200连接。

所述I#直线导轨3101、II#直线导轨3102、III#直线导轨3103、IV#直线导轨3104呈“井”字形正交设置，且I#直线导轨3101、II#直线导轨3102分别通过I#滑块、II#滑块、III#滑块、IV#滑块与III#直线导轨3103、IV#直线导轨3104连接；即I#直线导轨3101、III#直线导轨3102同时与I#滑块3201滑动连接；II#直线导轨3102、III#直线导轨3103同时与II#滑块3202滑动连接；II#直线导轨3101、IV#直线导轨3104同时与III#滑块3203滑动连接；I#直线导轨3101、IV#直线导轨3104同时与IV#滑块3204滑动连接。

由于滑块必须在直线导轨上移动，而直线导轨全部都在隔震平板的区域中，再加上直线导轨沿方形隔震平板的非对接线的中轴线设置，两个隔震平板的重心始终在两个隔震平板重合的区域，因此不易发生倾覆。

本实施例中，上板100、下板200结构相同，均为均质的平板，且因安装直线导轨的平面为边长相等的正方形故记为方形的平板，作为一个安装面为正方形的方形平板，其安装面具有四条中轴线：两条对角线、两条垂直于边长的中轴线。本实用新型中直线导轨仅沿非对角线的中轴线设置，才能有效提高其防倾覆能力。如图12、图13所示，上板100重心位置用三角形表示，下板200重心位置用圆形表示，连接安装在上板100的直线导轨和安装在下板200的直线导轨的滑块用菱形表示。初始状态时，上板100、下板200在竖直方向重合，滑块恰好位于上板100、下板200重心位置。

当直线导轨沿隔震平板对角线正交设置时，单个隔震装置受地震波影响，用于放置负载的上板100相对于固定在地面的下板200发生移动，当滑块移动到两个导轨末端的极限位置时，如图12所示，表示上板100重心的三角形已经超出下板200的边缘，此情况下上板100就会倾覆。因此，沿对角线正交设置直线导轨的隔震装置通常不会单独使用，需要将多个隔震装置拼接成一整个隔震平台以避免倾覆。

而当直线导轨沿隔震平板侧边的中心轴线正交设置时，单个隔震装置受地震波影响，用于放置负载的上板100相对于固定在地面的下板200发生移动，当滑块移动到两个导轨末端的极限位置时，如图13所示，表示上板100重心的三角形仍然位于下板200的区域内，此情况下上板100不易倾覆。因此，沿隔震平板侧边中轴线P、中轴线Q正交设置直线导轨的隔震装置可以单独使用。当然，也可以组合成隔震平台进行大面积隔震。

进一步地，I#滑块、II#滑块、III#滑块、IV#滑块相互独立。四个不连接的独立的滑块受四个直线导轨的限制而同步移动。如图7所示，呈“井”字形正交的滑块-直线导轨组件能把整体结构的弯矩通过这特殊的结构方式分解为对于两个滑块的压力与拉力，而滑块的拉压承重力是十分高的。这样可以完美解决单个滑块的弯矩承载力少的问题，使采用“井”字形正交的滑块-直线导轨组件的隔震装置适用于单个使用的应用。当上板100、下板200发生相对位移时，尤其是上板100的重心超出四个滑块所围成的区域时，滑块的受力均衡，提高负载能力。

上述正交导轨式的隔震装置，通过四个一体式的滑块将上下两组正交设置的直线导轨连接，同时带有自复位功能、阻尼性能、缓冲型限位功能，更具备防倾覆稳定性高、抗弯承重能力强的特点，是一种任意自由度方向隔震的新型隔震装置。

在另一具体实施方式中，与上板100连接的I#复位弹簧组件、II#复位弹簧组件、III#复位弹簧组件、IV#复位弹簧组件为一组复位弹簧组件，与下板200连接的V#复位弹簧组件、VI#复位弹簧组件、VII#复位弹簧组件、VIII#复位弹簧组件为另一组复位弹簧组件。初始状态时，两组复位弹簧组件也呈“井”字形正交设置。

初始状态时，所述直线导轨与复位弹簧组件的结构关系主要有以下几种：

第一种，安装在同一隔震平板上的直线导轨与复位弹簧组件正交设置。

此结构具体是指：所述I#直线导轨3101、II#直线导轨3101沿上板100的P中轴线设置，I#复位弹簧组件、II#复位弹簧组件、III#复位弹簧组件、IV#复位弹簧组件沿上板100的Q中轴线设置；所述III#直线导轨3101、IV#直线导轨沿下板200的Q中轴线设置，V#复位弹簧组件、VI#复位弹簧组件、VII#复位弹簧组件、VIII#复位弹簧组件沿下板200的P中轴线设置。

此时，安装在同一隔震平板上的直线导轨与复位弹簧组件二者设置方向的夹角θ=90°。当上板100、下板200发生相对位移而时滑块离开初始位置时，因滑块受到复位弹簧331的回复力，几次波动后滑块会恢复初始位置。而且当θ=90°时，滑块受到的回复力最均衡。而且安装在同一个隔震平板上的直线导轨、复位弹簧组件正交设置可以进一步降低两个隔震平板间的距离，依此进一步减小隔震装置的厚度。

第二种，安装在同一隔震平板上的直线导轨与复位弹簧组件重合设置。

此结构具体是指：所述I#直线导轨3101、II#直线导轨3101沿上板100的P中轴线设置，I#复位弹簧组件、II#复位弹簧组件、III#复位弹簧组件、IV#复位弹簧组件沿上板100的P中轴线设置；所述III#直线导轨3101、IV#直线导轨沿下板200的Q中轴线设置，V#复位弹簧组件、VI#复位弹簧组件、VII#复位弹簧组件、VIII#复位弹簧组件沿下板200的Q中轴线设置。

此时，安装在同一隔震平板上的直线导轨与复位弹簧组件二者设置方向的夹角θ=0°。

第三种，安装在同一隔震平板上的直线导轨与复位弹簧组件二者设置方向的夹角为θ，且θ满足0°＜θ＜90°。

出于复位的稳定性，优选上述直线导轨与复位弹簧组件结构关系中的第一种结构关系。

在另一具体实施方式中，八个复位弹簧组件与隔震平板连接的固定端只要不连接在同一个隔震平板上即可实现隔震装置的复位。

通常，与同一个滑块连接的两个复位弹簧331其固定端分别安装在上板100、下板200。

在另一具体实施例中，所述复位弹簧组件包括复位弹簧331、与复位弹簧331的一端连接的第一连接件332、与复位弹簧331的另一端连接的第二连接件333、与隔震板组件连接的阻尼柱334；所述第二连接件333上设置一个与阻尼柱334过盈配合的柱孔；所述复位弹簧331通过第一连接件332与滑动座320的滑块连接的一端为浮动端，复位弹簧331通过第二连接件333及套接在柱孔中的阻尼柱334与隔震板组件连接的另一端为固定端。其中，复位弹簧331可为线性或非线性弹簧。

如图3、图8、图9所示的复位弹簧组件，复位弹簧组件两端分别与隔震平板、滑块连接，当两个隔震平板发生相对位移时，复位弹簧组件会将隔震装置拉回到原始位置。进一步，直线导轨两端均设置高性能的橡胶，当滑块移动到极限边缘碰到橡胶时，能起到缓冲吸收能量的效果。

进一步地，如图8、图9分别为连接到上板100、下板200的复位弹簧组件；如图1、图3所示，两组复位连接件330同样成正交布置。此结构的特征在于，第二连接件333带有阻尼柱334，当滑块移动时，滑块会拉动复位弹簧331使其伸长，复位弹簧331的固定端会以阻尼柱334为轴心旋转，当旋转时，可通过第二连接件333对阻尼柱334的摩擦产生阻尼效果。

进一步地，阻尼柱334的接触面可有高纤维橡胶组成，通过调节橡胶的摩擦系数，配合不同质量的物品，达到最佳的阻尼效果。

本实施例中“井”字形正交结构的滑块-直线导轨组件，采用的是双平行正交直线导轨结构。在一体式双平行正交导轨的之间设置有复位连接件330作为弹性恢复装置，整体效果能使上板100与下班的相对运动自由度达到360度。下板200放置于地面或固定平面之上，而上板100之上则放置需要隔震保护的物件。地震来临时，上板100及安放在上板100上的物体会与安设在地板的下板200产生360度方向的相对运动，在复位弹簧组件的阻尼作用下，起到消能隔震效果，拉低由于地动加速度传递到带有负载的上板100本身的加速度，从而进一步保护负载。

在另一具体实施例中，直线导轨和滑块间设置分别和直线导轨、滑块曲面接触的滚珠。

进一步地，直线导轨和滑块之间的滑动摩擦系数控制在0.004左右。

在另一具体实施例中，所述直线导轨的端部设置缓冲吸能垫。当地震强度使滑块超出最大移动范围时，滑块会碰撞到缓冲吸能垫上，一方面起限位作用，另一方面起吸能作用，使上部物件所受到的冲击大大减少。

进一步地，缓冲吸能垫采用高分子泡沫或塑料制作而成。

如图4所示，两组双平行设置直线导轨同时与一组滑动座320的四个独立设置的滑块滑动连接。需要重点说明的是，如图4、图5、图6所示，一组滑动座320中四个滑块均为独立部件，四个滑块的实体并不连接，但因双平行设置直线导轨和滑块本身结构限制，上板100相对于下板200浮动时，四个滑块同步移动。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

一种正交导轨式的隔震装置，包括上板100、下板200两个隔震平板、一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件、连接两个隔震平板的制动件400组成；所述隔震组件由两组直线导轨组件310、一组滑动座320、两组复位连接件330组成。

一个隔震平板上安装一组直线导轨组件310形成一个隔震板组件，隔震平板为上板100的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板200的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件310正交设置；一个滑动座320同时与一上一下的两组直线导轨连接，且一个滑动座320同时与两组复位连接件330的浮动端连接，两组复位连接件330远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。所述隔震平板采用隔震方盘。

如图1、图15所示，位于上方的隔震平板为上板100，用于承装负载；位于下方的隔震平板为下板200，用于固定在地面等工作基面。上板100、下板200结构相同，可以互换。所述隔震平板四周的侧面设置连接孔001，以供安装制动件400。在没有地震发生时，制动件400限制上板100、下板200的相对运动，减少对负载的移动。当地震来临时，当地震烈度大于制动件400能承受的设定值时，制动件400会断裂，而两个隔震平板开始相对运动，缓冲并消耗地震对负载的破坏。所述制动件400的结构可以采用图14中任意一种结构。

一体式的采用正交结构的滑块-直线导轨组件能确保上、下两个直线轨道90度垂直的精度，市面上的使用中间连接板组成的正交轨道，在保证正交的精度上会比一体式制作而成的正交轨道要小，从而一定程度地影响隔震平台在全方位360度自由移动的效能，这影响会使需要保护的上部物件承受一定的冲击，使隔震性能不能发挥到极致。

在另一具体实施例中，直线导轨和滑块间设置分别和直线导轨、滑块曲面接触的滚珠。

本实施例所述的隔震装置，相对于现有技术的第一个重要改进点为：两组正交安装的直线导轨沿均质、正方形隔震平板中非对角线的中轴线设置，如图13所示，隔震装置初始状态时以及两个隔震平板发生可自行复位的相对位移时，上板100的重心、下板200的重心始终位于两个隔震平板重合的区域。因此，若将上板100上的负载调整到其重心与上板100的重心重合，一般烈度的地震不会使上板100负载后的重心超出下板200区域，因此降低了倾覆的风险。当然，当两个隔震平板倾覆后，就无法通过复位弹簧组件自行复位，而是需要工作人员重新检修。

本实施例所述的隔震装置，相对于现有技术的第三个重要改进点为：所述隔震装置为仅有上板100、下板200两个隔震平板的双板结构，上板100、下板200之间并无其他连接板层。本实施例中用“直线导轨、滑块、直线导轨”的滑块导轨副直接将上板100、下板200两个隔震平板连接成一个整体，相较于其他三层及三层以上板100结构，本申请的隔震装置整体厚度更小。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1-3任一项的基础上，进一步优化。所述滑块整体为一个六面体结构。所述滑块的顶面和底面分别开设一个与直线导轨滑动连接的滑槽，两个滑槽的延伸方向正交90度；所述滑块的侧面用于安装复位连接件330的浮动端。

再此基础上，一种正交的隔震装置包括两个结构相同的方盘组件和一个滑动座320，两个方盘组件一上一下设置且两个方盘组件相对旋转90度后通过一个滑动座320连接成一个整体，同时方盘组件与滑动座320还通过两组复位连接件330连接；所述方盘组件由一个均质的、安装面为正方形的平板以及安装在平板安装面的一组直线导轨组件310组成；一组直线导轨组件310中仅有一个直线导轨组件310，或者一组直线导轨组件310有两个平行设置的直线导轨组件310。

本实施例的其他部分与实施例1-3任一项的内容相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正交导轨式的隔震装置，包括上板（100）、下板（200）两个上下设置的隔震平板和一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件，其特征在于：所述隔震组件包括两组直线导轨组件（310）、一组滑动座（320）、两组复位连接件（330）；

一个隔震平板上安装一组直线导轨组件（310）形成一个隔震板组件，隔震平板为上板（100）的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板（200）的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件（310）正交设置；一个滑动座（320）同时与一上一下的两组直线导轨组件（310）连接，且一个滑动座（320）同时与两组复位连接件（330）的浮动端连接，两组复位连接件（330）远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。

2.根据权利要求1所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述隔震平板安装直线导轨的安装面为正方形或切角正方形，安装在均质的隔震平板上的一组直线导轨组件（310）沿安装面的一条非对角线的中心轴线设置。

3.根据权利要求2所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：一组直线导轨组件（310）由两个平行的直线导轨组成；一组滑动座（320）由四个独立的滑块组成；一组复位连接件（330）由四个复位弹簧组件组成；

一组滑动座（320）中的每个滑块同时与一个安装在上板（100）的直线导轨、一个安装在下板（200）的直线导轨滑动连接，且一组滑动座（320）中的每个滑块同时与一个固定端安装在上隔震板组件上的复位弹簧组件、一个固定端安装在下隔震板组件上的复位弹簧组件连接。

4.根据权利要求2所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：一组直线导轨组件（310）由一个直线导轨组成；一组滑动座（320）由一个滑块组成；一组复位连接件（330）由一个或者两个复位弹簧组件组成；

一个滑块同时与安装在上板（100）的直线导轨、安装在下板（200）的直线导轨滑动连接，且一个滑块同时与固定端安装在上隔震板组件上的复位弹簧组件、固定端安装在下隔震板组件上的复位弹簧组件连接。

5.根据权利要求3所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述复位弹簧组件的固定端设置在隔震平板安装面的另一条非对角线的中心轴线设置；即初始状态时，与同一个隔震平板连接的一组直线导轨组件（310）、一组复位连接件（330）正交设置，且两组复位连接件（330）正交设置。

6.根据权利要求3-5任一项所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述复位弹簧组件包括复位弹簧（331）、与复位弹簧（331）的一端连接的第一连接件（332）、与复位弹簧（331）的另一端连接的第二连接件（333）、与隔震板组件连接的阻尼柱（334）；所述第二连接件（333）上设置一个与阻尼柱（334）过盈配合的柱孔；所述复位弹簧（331）通过第一连接件（332）与滑动座（320）的滑块连接的一端为浮动端，复位弹簧（331）通过第二连接件（333）及套接在柱孔中的阻尼柱（334）与隔震板组件连接的另一端为固定端。

7.根据权利要求3或4所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述直线导轨的端部设置缓冲吸能垫。

8.根据权利要求3或4所述的一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述直线导轨和滑块间设置分别和直线导轨、滑块曲面接触的滚珠。

9.一种正交导轨式的隔震装置，其特征在于：所述隔震装置由上板（100）、下板（200）两个上下设置的隔震平板、一套设置在两个隔震平板之间的隔震组件、连接两个隔震平板的制动片组成；所述隔震组件由两组直线导轨组件（310）、一组滑动座（320）、两组复位连接件（330）组成；

一个隔震平板上安装一组直线导轨组件（310）形成一个隔震板组件，隔震平板为上板（100）的隔震板组件为上隔震板组件，隔震平板为下板（200）的隔震板组件为下隔震板组件，分别安装在两个隔震平板上的两组直线导轨组件（310）正交设置；一个滑动座（320）同时与一上一下的两组直线导轨连接，且一个滑动座（320）同时与两组复位连接件（330）的浮动端连接，两组复位连接件（330）远离滑动组件的固定端分别安装在两个隔震板组件上；正常工作状态时，隔震组件限制每个隔震平板的重心始终位于两个隔震平板相互重合的区域。

10.一种正交导轨式的隔震平台，其特征在于：由多个根据权利要求1-9任一项所述的正交导轨式的隔震装置拼接组成。

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