TWM523732U - 簡易型扭轉震動台 - Google Patents

Description

簡易型扭轉震動台

本新型關於一種簡易型扭轉震動台，尤指一種藉由全方位多種調變功能之建置而可廣泛應用於各種震動需求用途上的震動平台應用技術。

由於台灣位處地震頻繁地帶，所以地震相關知識以及模擬體驗皆可有助於提升面對實際地震發生時的應變能力。許多學校或相關機關單位，都想要建立一套扭轉震動板來模擬地震的狀況；惟，目前尚無一種簡易實用，又可降低成本的扭轉震動板以供利用。再者，由於地殼經常會產生變動以釋放能量，致使世界各地區常發生地震，而地震又經常帶來極大的災害及損失。地震深植人心的陰影揮之不去，稍有地震發生，人們便驚恐不已。有鑑於地震的傷害重大，而一般人對於地震所知有限，因應能力缺乏，目前所知國家地震工程研究中心與英國文化協會在每年舉辦地震工程模型製作校際競賽。由參賽者設計製作地震工程模型來參加比賽。模擬地震的震動機台是競賽中常見的比賽作品。一般設計的概念是在震動機台上建置符合實際比例的建築物，再利用震動機台之震動機構所產生的模擬地震動作以對建築物進行測試，測試建築物的抗震能力。

依據目前所知，一般競賽之作品通常都是以簡單的木作材料製作而成，容易損壞，並無法做實際長時間的使用。至於現有實際使用的 地震模擬震動機，則因結構複雜以致造價昂貴，而無法普及利用。此外，也有人設計一種地震模擬遊戲裝置，例如中華民國第M424176號地震模擬遊戲裝置，係包括屋體、處理單元、主機、顯示器及複數個按鈕。當搖晃屋體時，水銀開關傳送訊號至處理單元，並偵測地震級數後，將地震級數之數據傳送至主機，主機令應用單元播放地震層級動畫，並顯示於顯示器上，同時顯示器播放地震常識問題，以供使用者按壓按鈕進行答題，藉以引導使用者學習地震時的應變措施及能力。然而，該第M424176號專利案並非模擬地震的機構設計，雖有輔助學習應變地震的功能，但並無法達到真實模擬地震的功效與目的。

再者，如中華民國第M265411號『地震模擬震動台結構』所示的專利，其主要係包括震動機及震動台。震動機以一推桿推動震動台往復滑動。震動台上設穿孔以供固定模型台座。然而，以電動缸、汽壓缸或油壓缸之推桿推動震動台，往復的動作及頻率慢，無法達到更接近地震的震動頻率，而且，整體結構的組合及穩定性仍未達到最佳的設計。

除此之外，本申請人已提出如中華民國第M489185號『雙向簡易型震動台』所示的專利，該專利雖然可以達到雙向線性滑動的模擬地震效果，惟，該專利無法產生更為真實地模擬各種地震狀態的擺動效果以及全方位震動的調變功能，因此，該專利確實未臻完善仍有再改善的必要性。

本新型創作人等經檢索各專利資料庫，並未發現有同時利用改變馬達驅動頻率、馬達轉盤偏心距以及扭轉擺動偏心距的相關論文或專利被提出，緣是，本新型創作人等乃積極努力研發，經多次的實作與實驗之下，終於研發出一套可以改善習知結構缺失的本新型。

本新型主要目的，在提供一種簡易型扭轉震動台，主要是藉由改變馬達驅動頻率、馬達轉盤偏心距以及扭轉擺動偏心距等全方位震動調變的機能建置，藉以調整扭轉震動台的扭轉角度大小與扭轉頻率，除了可以更為接近模擬真實地震的各種狀態之外，並可提升面對實際地震發生時的應變能力，因而具有成本低廉、大眾接受度較高、可廣泛應用於各種震動需求用途以及具備商業競爭力等特點。達成本新型目的之技術手段，係包括扭轉震動板、支撐柱、連動桿及馬達。支撐柱一端樞設於扭轉震動板的第一端，其另一端則固定於平面上。連動桿一端設於扭轉震動板的第二端，其另一端則與平面具有間距，連動桿貫穿設有第一長槽。馬達之心軸連動有轉盤，該轉盤之偏心位置向外突設有轉桿，當馬達驅動轉盤及轉桿旋轉時，轉桿則沿著第一長槽做往復的滑動，使扭轉震動板可受連動桿的帶動而以第一端為轉點做往復的擺動。

10‧‧‧扭轉震動板

11‧‧‧滑塊

20‧‧‧支撐柱

30‧‧‧連動桿

31‧‧‧第一長槽

40‧‧‧馬達

41‧‧‧轉盤

410‧‧‧第二長槽

42‧‧‧轉桿

43‧‧‧固定手段

42a‧‧‧螺栓

430‧‧‧螺帽

50‧‧‧基座

51‧‧‧滑軌

A‧‧‧樞接位置

ß‧‧‧扭轉角

l‧‧‧扭轉偏心距為

R‧‧‧偏心距

w‧‧‧轉速為

圖1為本新型扭轉震動板扭轉幅度較大的動作實施示意圖。

圖2為本新型扭轉震動板扭轉幅度較小的動作實施示意圖。

圖3為本新型轉盤偏心距較大的實施示意圖。

圖4為本新型轉盤偏心距較大的另一實施示意圖。

圖5為本新型轉盤偏心距較小的實施示意圖。

圖6為本新型轉盤偏心距較小的另一實施示意圖。

圖7為本新型扭轉震動板扭轉幅度較大的俯視動作實施示意圖。

圖8為本新型扭轉震動板扭轉幅度較小的俯視動作實施示意圖。

圖9為本新型扭轉震動板於扭轉時的機構分析示意圖。

圖10為本新型扭轉震動板於扭轉時的另一機構分析示意圖。

為讓 貴審查委員能進一步瞭解本新型整體的技術特徵與達成本新型目的之技術手段，玆以具體實施例並配合圖式加以詳細說明如后。

請參看圖1~2所示，本新型之基本實施例，係包括一扭轉震動板10、一支撐柱20、一連動桿30及一馬達40等技術特徵。扭轉震動板10包含互為反向延伸的一第一端及一第二端。支撐柱20一端樞設於靠近扭轉震動板10的第一端，其另一端則固定於平面上。連動桿30一端設於靠近扭轉震動板10的第二端，其另一端則與平面具有一間距，且連動桿30貫穿設有第一長槽31。馬達40之心軸連動有轉盤41，該轉盤41之偏心位置向外突設有轉桿42，當馬達40驅動轉盤41及轉桿42旋轉時，轉桿42則沿著第一長槽31做往復的滑動，使扭轉震動板10可受連動桿30的帶動而以第一端為轉點往一軸向(如x軸)做往復的扭轉擺動。

請參看圖3~6所示為本新型調整轉盤41可調整偏心距的實施例，係於轉盤41之偏心位置設有一用以調整轉盤41之偏心距的第二長槽410，該轉桿42係以一固定手段43固定於第二長槽410的其中一個偏心位置上。具體來說，上述固定手段43包含一作為轉桿42的螺栓42a及螺帽430，該螺栓42a之一螺桿自轉盤41之內環面穿出至外環面，該螺帽430則螺合在穿出的螺桿上，使螺桿(即轉桿)固定於第二長槽410的其中一個偏心位置上。於具體運作時，使用者可以透過鬆開或鎖緊螺帽430來調整轉桿42固定於第二長槽410的偏心位置，當轉桿42固定於第二長槽410的外側時，則轉盤41的偏 心距R愈大，亦即，扭轉震動板10的扭轉擺動幅度愈大；當轉桿42固定於第二長槽410的內側時，則轉盤41的偏心距R愈小，亦即，扭轉震動板10的扭轉擺動幅度愈小。

除此之外，再請參看圖7~8所示，為達到更為平穩的導引擺動以及支撐效果，該扭轉震動板10靠近第二端的內面設有一與扭轉震動板10之往復擺轉軌跡對應的滑塊11，該馬達40設於一基座50，該基座50設有至少一可供滑塊11嵌合的滑軌51。

請參看圖9、10所示為本新型的機構分析示意，於具體實施運作時，馬達40可由控制模組(圖未示；如電腦或是微處理器)以及變頻器(圖未示；如PWM驅動模組)所控制驅動，並可藉由變頻器的變頻作用而實現控制馬達40轉速w之目的，亦即，可控制扭轉震動板10的往復扭轉擺動頻率；其次，轉盤41的偏心距R亦可改變，當轉盤41偏心距R愈大時，扭轉震動板10的擺動幅度則愈大；反之，當轉盤41偏心距R愈小時，扭轉震動板10的擺動幅度則愈小；再其次，扭轉震動板10與支撐柱20的樞接位置A亦可改變，於此即可改變樞接位置A的與連動桿30之間的扭轉偏心距l的大小，當樞接位置A愈靠近扭轉震動板10的第一端時，則扭轉偏心距l愈大；反之，當樞接位置A愈遠離扭轉震動板10的第一端時，則扭轉偏心距l愈小，可見，改變扭轉震動板10的樞接位置A即可改變扭轉偏心距l的大小，而且扭轉震動板10之扭轉角ß可依據上述變數w、R及l而調整其扭轉大小。再請參看圖6、7所示，其中，馬達40的轉速為w，轉盤41的偏心距為R，扭轉振動板之扭轉角為ß，則X=R cos θ，速度V_Xj為：

加速度a_X為：

扭轉偏心距為l，則X=sin β：

本新型於具體的運作實施例中，係可將模型房屋；或建築物；或是其他需要觀察地震影響的待測物固定於扭轉震動板10的頂面；接著，啟動馬達40，以驅動轉盤41及轉桿42旋轉，此時，轉桿42則會沿著第一長槽31做往復的滑動，並驅使扭轉震動板10以第一端為轉點做往復的扭轉擺動，進而使得扭轉震動板10上的模型房屋，或模型建築物，或其他待測物如同承受真實地震時地殼往x軸向往復滑移的震動力，於是即可達到有效模擬地震以供觀察更實際的地震狀態之目的，於此，即可有效地模擬單一軸向震動時，地震對建築物可能的破壞狀況，進而達到有效地對於地震在單向破壞的分析的功效。

因此，藉由上述之具體實施例說明，本新型確實可藉由改變馬達驅動頻率、馬達轉盤偏心距以及扭轉擺動偏心距等全方位的震動調變機能建置，藉以調整扭轉震動台的扭轉角度大小與扭轉頻率，除了可以更為接近模擬真實地震的各種狀態之外，並可提升面對實際地震發生時的應變能力，因而具有成本低廉、大眾接受度較高、可廣泛應用於各種震動需求用途以及具備商業競爭力等特點。除了台灣之外，世界各國也都有地震的災害，若能行銷全世界，市場規模極大。

以上所述，僅為本新型之可行實施例，並非用以限定本新型之專利範圍，凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其 他變化的等效實施，皆應包含於本新型之專利範圍內。本新型所具體界定於請求項之結構特徵，未見於同類物品，且具實用性與進步性，已符合發明專利要件，爰依法具文提出申請，謹請 鈞局依法核予專利，以維護本申請人合法之權益。

10‧‧‧扭轉震動板

20‧‧‧支撐柱

30‧‧‧連動桿

31‧‧‧第一長槽

41‧‧‧轉盤

42‧‧‧轉桿

43‧‧‧固定手段

42a‧‧‧螺栓

430‧‧‧螺帽

50‧‧‧基座

51‧‧‧滑軌

A‧‧‧樞接位置

Claims (9)

1. 一種簡易型扭轉震動台，其包括：一扭轉震動板，其包含互為反向延伸的一第一端及一第二端；一支撐柱，其一端可轉動的設於靠近該扭轉震動板的該第一端，其另一端則固定置於一平面上；一連動桿，其一端設於靠近該扭轉震動板的該第二端，其另一端則與該平面具有一間距，該連動桿貫穿設有一縱向延伸的第一長槽；及一馬達，其心軸連動有一轉盤，該轉盤之一偏心位置向外突設有一轉桿，當該馬達驅動該轉盤及該轉桿旋轉時，該轉桿則沿著該第一長槽做往復的滑動，使該扭轉震動板可受該連動桿的帶動而以該第一端為轉點做往復的擺動。
2. 如請求項1所述之簡易型扭轉震動台，其中，該轉盤之該偏心位置設有一用以調整該轉盤之偏心距的第二長槽，該轉桿係以一固定手段固定於該第二長槽的其中一個偏心位置上。
3. 如請求項2所述之簡易型扭轉震動台，其中，該固定手段包含一作為該轉桿的螺栓及一螺帽，該螺栓之一螺桿自該轉盤之內環面穿出至外環面，該螺帽則螺合在穿出的該螺桿上，使該螺桿固定於該第二長槽的其中一個該偏心位置上。
4. 如請求項1所述之簡易型扭轉震動台，其中，該扭轉震動板靠近該第二端的內面設有一與該扭轉震動板之往復擺轉軌跡對應的滑塊，該馬達設於一基座，該基座設有至少一可供該滑塊嵌合的滑軌。
5. 如請求項1所述之簡易型扭轉震動台，其中，該震動板係呈矩形。
6. 一種簡易型扭轉震動台，其包括：一扭轉震動板，其包含互為反向延伸的一第一端及一第二端； 一支撐柱，其一端可轉動的設於靠近該扭轉震動板的該第一端，其另一端則固定置於一平面上；一連動桿，其一端設於該扭轉震動板的該第二端，其另一端則與該平面具有一間距，該連動桿貫穿設有一縱向延伸的第一長槽；及一馬達，其心軸連動有一轉盤，該轉盤之一偏心位置向外突設有一轉桿，當該馬達驅動該轉盤及該轉桿旋轉時，該轉桿則沿著該第一長槽做往復的滑動，使該扭轉震動板可受該連動桿的帶動而以該第一端為轉點做往復的擺動，其中，該轉盤之該偏心位置設有一用以調整該轉盤之偏心距的第二長槽，該轉桿係以一固定手段固定於該第二長槽的其中一個偏心位置上。
7. 如請求項6所述之簡易型扭轉震動台，其中，該固定手段包含一作為該轉桿的螺栓及一螺帽，該螺栓之一螺桿自該轉盤之內環面穿出至外環面，該螺帽則螺合在穿出的該螺桿上，使該螺桿固定於該第二長槽的其中一個該偏心位置上。
8. 如請求項6所述之簡易型扭轉震動台，其中，該震動板係呈矩形。
9. 如請求項6所述之簡易型扭轉震動台，其中，該扭轉震動板靠近該第二端的內面設有一與該扭轉震動板之往復擺轉軌跡對應的滑塊，該馬達設於一基座，該基座設有至少一可供該滑塊嵌合的滑軌。