CN220474171U - 一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，包括模拟空间，模拟空间设置有地震平台、晃灯机构、用于驱动地震平台晃动的第一驱动机构；所述晃灯机构包括固定于模拟空间上部内壁的底板，底板上设置有电机、连杆组件、晃灯组件和轴组件，连杆组件的一端连接到电机输出端、另一端连接到晃灯组件上，晃灯组件的一端载有灯珠依次穿过轴组件、底板设置；该装置可以让体验者在进行体验时，深刻的了解到地震的真实性，同时在体验过程中自己进行学习如何避险。

Description

一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置

技术领域

本实用新型涉及地震模拟技术领域，尤其涉及一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置。

背景技术

现有的科普用地震模拟装置在对地震的模拟上不够客观，不能更全面的展示出地震的横波与纵波作用于地面、房屋时的真实情景，导致缺乏真实性与互动性，导致体验者对于地震缺少真实的认知，导致科普效果降低。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，可以让体验者在进行体验时，深刻的了解到地震的真实性，同时在体验过程中自己进行学习如何避险。

本实用新型提出的一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，包括模拟空间，模拟空间设置有地震平台、晃灯机构、用于驱动地震平台晃动的第一驱动机构；所述晃灯机构包括固定于模拟空间上部内壁的底板，底板上设置有电机、连杆组件、晃灯组件和轴组件，连杆组件的一端连接到电机输出端、另一端连接到晃灯组件上，晃灯组件的一端载有灯珠依次穿过轴组件、底板设置。

进一步地，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端固定于电机的输出端、另一端与第二连杆的一端转动连接，第二连杆的另一端与晃灯组件在远离晃灯的一端转动连接。

进一步地，所述连杆组件包括偏心轮和第二连杆，偏心轮固定于电机的输出端，第二连杆的一端与偏心轮偏心连接、另一端与晃灯组件在远离晃灯的一端转动连接。

进一步地，所述轴组件包括第一轴承座、第二轴承座和转轴，第一轴承座和第二轴承座分别设置于晃灯组件两侧并固定于底板上，转轴的两端分别插入第一轴承座、第二轴承座中设置，晃灯组件穿过转轴设置。

进一步地，所述第一驱动机构包括竖向气缸、固定于模拟空间底部内壁的支撑板，竖向气缸的一端与支撑板铰接、另一端与地震平台铰接。

进一步地，所述第一驱动机构还包括第一挡板、第二挡板和横向气缸，第一挡板的一端固定于支撑板上，第二挡板的一端固定于地震平台的下表面，横向气缸的两端分别与第一挡板的自由端和第二挡板的自由端铰接。

进一步地，第一挡板和第二挡板平行设置，横向气缸的伸缩方向与竖向气缸的伸缩方向垂直。

进一步地，所述第一驱动机构还包括限位杆，两个限位杆的分别设置于竖向气缸的两侧并固定于地震平台底部，两个限位杆的自由端向模拟空间的底部延伸但是与模拟空间的底部留有间隙。

进一步地，所述地震平台上方设置有防护柱，多个防护柱在地震平台上依次设置形成环绕空间；模拟空间中还设置有拼接屏。

进一步地，该装置还包括晃门机构，所述晃门机构包括晃门电机、第三连杆、第四连杆、连接块和用于固定电机的电机支架；

电机支架固定于模拟空的上侧内壁，第三连杆的一端连接到晃门电机的输出端、另一端与第四连杆转动连接，第四连杆的另一端与连接块转动连接，转动块与开设在模拟空间侧面的门窗固定连接。

本实用新型提供的一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，在模拟空间中设置晃灯机构、晃门机构并安装场景家具模型以搭建一个真实的室内模型，并通过震动平台、拼接屏、场景营造等方式，让体验者在进行体验时，深刻的了解到地震的真实性，同时在体验过程中自己进行学习如何避险；驱动机构、晃灯机构和晃门机构的配合设置，使得体验者可以在视觉方面、身体不可控方面以及听觉方面全方位体验地震时的真实感受，以达到沉浸式体验的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为驱动机构的结构示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为晃灯机构的结构示意图；

图6为晃门机构的结构示意图；

其中，1-模拟空间，2-地震平台，3-晃灯机构，4-驱动机构，5-防护栏，6-拼接屏，7-晃门机构，8-门窗，31-底板，32-晃灯电机，33-连杆组件，34-晃灯组件，35-轴组件，36-灯珠，41-竖向气缸，42-支撑板，43-第一挡板，44-第二挡板，45-横向气缸，46-限位杆，71-晃门电机，72-第三连杆，73-第四连杆，74-连接块，75-电机支架，331-第一连杆，332-第二连杆，351-第一轴承座，352-第二轴承座，353-转轴。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至6所示，本实用新型提出的一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，包括模拟空间1，模拟空间1设置有地震平台2、晃灯机构3、用于驱动地震平台2晃动的驱动机构4。

驱动机构4驱动地震平台3晃动，使得处于地震平台3上的人员能明显体验到不可控的晃动感，同时配合晃灯机构3的晃动效果，使得人员在视觉上感受地震晃动的情形。

另外地震平台2上方设置有防护栏5，多个防护栏5在地震平台2上依次设置形成环绕空间，以对地震平台2上的人员进行防护；另外模拟空间1中还设置有拼接屏6，可以采用46寸拼接屏多媒体视频播放系统用以模拟窗户与窗外景物。

其中模拟空间1内部可以安装场景家具模型，通过真实的房屋建筑场景模拟与沉浸式体验方式，实现了让观众体验到更加真实的地震情景，从而使观众了解到真实的地震情景，提高了对地震的科普效果，同时可以配置多媒体解说，在体验过程中演示室外环境的地震状态，并在体验前将建筑抗震、减灾原理和相关知识通过视频进行科普教育。

在本实施例中，所述晃灯机构3包括固定于模拟空间1上部内壁的底板31，底板31上设置有晃灯电机32、连杆组件33、晃灯组件34和轴组件35，连杆组件33的一端连接到晃灯电机32输出端、另一端连接到晃灯组件34上，晃灯组件34的一端载有灯珠依次穿过轴组件35、底板31设置。

其中连杆组件33的结构可以有两种，第一种：连杆组件33包括第一连杆331和第二连杆332，第一连杆331的一端固定于晃灯电机32的输出端、另一端与第二连杆332的一端转动连接，第二连杆332的另一端与晃灯组件34在远离晃灯的一端转动连接。第二种：连杆组件33包括偏心轮和第二连杆332，偏心轮固定于晃灯电机32的输出端，第二连杆332的一端与偏心轮偏心连接、另一端与晃灯组件34在远离晃灯的一端转动连接。

连杆组件33的两种方式都是为了实现第二连杆332的的左右循环运动，第二连杆332带动晃灯组件34转动，其中设置轴组件35的作用是一方面是为了支撑晃灯组件34，另一方面是辅助晃灯组件34的转动，使得晃灯组件34能实现稳定转动。

其中，轴组件35包括第一轴承座351、第二轴承座352和转轴353，第一轴承座351和第二轴承座352分别设置于晃灯组件34两侧并固定于底板31上，转轴353的两端分别插入第一轴承座351、第二轴承座352中设置，晃灯组件34穿过转轴353设置。转轴353可以绕着第一轴承座351、第二轴承座352转动，不会阻碍晃灯组件34在连杆组件33的驱动下的转动问题。

在本实施例中，驱动机构4包括竖向气缸41、固定于模拟空间1底部内壁的支撑板42，竖向气缸41的一端与支撑板42铰接、另一端与地震平台2铰接。

其中竖向气缸41的设置数量可以根据实际情况设置，在本实施例中竖向气缸41设置两个，为了提高地震平台2的稳定性，可以在地震平台2下方设置一个支持柱，支持柱的上端部直接与地震平台2底部抵接，同时支持柱的上端部可以设置成弧形，以便于地震平台2在驱动机构4的作用下，能够以支持柱的上端部无障碍的实现晃动。

驱动机构4还包括第一挡板43、第二挡板44和横向气缸45，第一挡板43的一端固定于支撑板42上，第二挡板44的一端固定于地震平台2的下表面，横向气缸45的两端分别与第一挡板43的自由端和第二挡板44的自由端铰接。

其中优选地，第一挡板43和第二挡板44平行设置，横向气缸45的伸缩方向与竖向气缸41的伸缩方向垂直，以对地震平台2进行不同方向的晃动，更好的模拟地震时造成的空间晃动感。

由于地震平台2与支持柱是弧度抵接关系，因而在竖向气缸41与地震平台2铰接的横向运动范围内，通过横向气缸45驱动地震平台2的横向有点运动，使得地震平台2相对于支持柱发生一定的位移，由于人员站在地震平台2上，地震平台2的一点运动都会给人员造成加倍的感知；当将竖向气缸41与横向气缸45结合使用，人员的感知会加倍增加，再配合晃灯机构3、拼接屏(6)上显示的模拟地震时的场景变化等，可以让人员沉浸式体验地震情景，提高了对地震的科普效果。

另外本实施例中的驱动机构4可以采用现有的其他机构，以能实现振动平台2的有效晃动为准。

另外驱动机构4还包括限位杆46，两个限位杆46的分别设置于竖向气缸41的两侧并固定于地震平台2底部，两个限位杆46的自由端向模拟空间1的底部延伸但是与模拟空间1的底部留有间隙。两个限位杆46的设置一方面对地震平台2的倾斜角度进行限定，避免地震平台2因倾斜过大造成人员掉落或者人员重叠于一起的现象，另一方面对于竖向气缸41、横向气缸45的行程进行限定，提高驱动机构4的稳定驱动效果以及驱动机构4的结构稳定性。

在本实施例中，为了更好的实现地震模拟效果，在模拟空间1的侧面设置门窗8，通过门窗8的晃动，是人员更沉浸的感受地震，具体为：晃门机构7包括晃门电机71、第三连杆72、第四连杆73、连接块74和用于固定电机的电机支架75；电机支架75固定于模拟空间1的上侧内壁，第三连杆72的一端连接到晃门电机71的输出端、另一端与第四连杆73转动连接，第四连杆73的另一端与连接块74转动连接，转动块74与开设在模拟空间1侧面的门窗8固定连接。

第三连杆72、第四连杆73的设置驱动连接块74位移，使得连接块74带着门窗8实现位移，达到门窗8在人员眼中的晃动效果，另外第一连杆72和第四连杆73的结构只要是能实现连接块74的位移即可，在此不对其结构做限定，同理第一连杆331和第二连杆332也是只要能达到晃灯组件34转动即可，在此不对其结构做限定。

工作过程：模拟空间1放置于地面，内部固定安装场景家具模型，体验者站在地震平台2上并可以通过防护栏5稳定身形，避免体验者在进行体验过程中产生意外碰撞伤害，模拟空间1上侧内壁固定安装晃动机构3，晃动机构3上固定连接有灯珠36，模拟空间1一侧内壁固定安装46寸的拼接屏6，用以模拟窗户与窗外景物，模拟空间1另一侧内壁上可以固定安装厨具晃动机构，厨具晃动机构上固定安装多种厨具。

需要说明的是，厨具晃动机构也可以采用晃灯机构或者晃门机构的结构，即通过电机驱动连杆组件进而实现厨具的晃动，在此不赘述，也可采用现有的一些能实现厨具晃动的晃动组价，使得身处模拟空间1中的体验者实现沉浸式体验。另外该装置还可以配置VR眼睛使用，体验者佩戴VR眼睛站在地震平台2上，以更沉浸式体验地震问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，包括模拟空间(1)，模拟空间(1)设置有地震平台(2)、晃灯机构(3)、用于驱动地震平台(2)晃动的驱动机构(4)；

所述晃灯机构(3)包括固定于模拟空间(1)上部内壁的底板(31)，底板(31)上设置有晃灯电机(32)、连杆组件(33)、晃灯组件(34)和轴组件(35)，连杆组件(33)的一端连接到晃灯电机(32)输出端、另一端连接到晃灯组件(34)上，晃灯组件(34)的一端载有灯珠依次穿过轴组件(35)、底板(31)设置。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述连杆组件(33)包括第一连杆(331)和第二连杆(332)，第一连杆(331)的一端固定于晃灯电机(32)的输出端、另一端与第二连杆(332)的一端转动连接，第二连杆(332)的另一端与晃灯组件(34)在远离晃灯的一端转动连接。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述连杆组件(33)包括偏心轮和第二连杆(332)，偏心轮固定于晃灯电机(32)的输出端，第二连杆(332)的一端与偏心轮偏心连接、另一端与晃灯组件(34)在远离晃灯的一端转动连接。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述轴组件(35)包括第一轴承座(351)、第二轴承座(352)和转轴(353)，第一轴承座(351)和第二轴承座(352)分别设置于晃灯组件(34)两侧并固定于底板(31)上，转轴(353)的两端分别插入第一轴承座(351)、第二轴承座(352)中设置，晃灯组件(34)穿过转轴(353)设置。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述驱动机构(4)包括竖向气缸(41)、固定于模拟空间(1)底部内壁的支撑板(42)，竖向气缸(41)的一端与支撑板(42)铰接、另一端与地震平台(2)铰接。

6.根据权利要求5所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述驱动机构(4)还包括第一挡板(43)、第二挡板(44)和横向气缸(45)，第一挡板(43)的一端固定于支撑板(42)上，第二挡板(44)的一端固定于地震平台(2)的下表面，横向气缸(45)的两端分别与第一挡板(43)的自由端和第二挡板(44)的自由端铰接。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，第一挡板(43)和第二挡板(44)平行设置，横向气缸(45)的伸缩方向与竖向气缸(41)的伸缩方向垂直。

8.根据权利要求5所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述驱动机构(4)还包括限位杆(46)，两个限位杆(46)的分别设置于竖向气缸(41)的两侧并固定于地震平台(2)底部，两个限位杆(46)的自由端向模拟空间(1)的底部延伸但是与模拟空间(1)的底部留有间隙。

9.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，所述地震平台(2)上方设置有防护栏(5)，多个防护栏(5)在地震平台(2)上依次设置形成环绕空间；模拟空间(1)中还设置有拼接屏(6)。

10.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的地震场景模拟及避险训练装置，其特征在于，该装置还包括晃门机构(7)，所述晃门机构(7)包括晃门电机(71)、第三连杆(72)、第四连杆(73)、连接块(74)和用于固定电机的电机支架(75)；

电机支架(75)固定于模拟空间(1)的上侧内壁，第三连杆(72)的一端连接到晃门电机(71)的输出端、另一端与第四连杆(73)转动连接，第四连杆(73)的另一端与连接块(74)转动连接，连接块(74)与开设在模拟空间(1)侧面的门窗(8)固定连接。