技术领域：
本发明属于文物安全保护领域，具体涉及一种用于文物保护的三维隔震装置。
背景技术：
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文物是人类在社会活动中遗留下来的具有历史、艺术、科学价值的遗物和遗迹，是世界文化遗产的重要组成部分，具有极其重要的文化、历史及文物价值，保护意义重大。对文物进行归类时，可将其划分为不可移动文和可移动文物，可移动文物根据保管、研究、陈列的需要可随意移动，变换地点，这对其本身的价值不仅没有影响，而且是更好地发挥文物的作用。但是由于文物的特性具有稀有性和不可复制性，一旦发生破坏就会造成无法挽回的损失。因此在对可移动文物或同类浮放物进行陈列时，除了防火、防盗要求外，还有防震要求。防震时通常会在陈列展柜底部或内部设置隔震装置，通过隔震装置来减弱地震对陈列装置上浮放物品产生的震动，避免文物收到损坏。现在有三维隔震装置采用直线弹簧方式实现隔震，但是其竖向高度过高，也使文物放置装置整体高度过高。
技术实现要素：
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本发明为克服现有应用直线弹簧的隔震装置整体高度过高的缺陷，提供了一种用于文物保护的三维隔震装置，该装置不仅可以降低水平方向的地震动和机械振动，而且降低了隔震装置的竖向高度。
本发明采用的技术方案在于：一种用于文物保护的三维隔震装置，包括：上下平行设置的上板和下板，以及固定在上板和下板之间的隔震组件，所述隔震组件包括上层连杆机构、下层连杆机构和扭转连接机构，所述上层连杆机构转动安装在下层连杆机构顶部，所述上层连杆机构和下层连杆机构均通过扭转连接机构分别固定在上板和下板的相对面上，所述隔震组件能够根据上板顶部承载物的重量实现竖向自复位和水平自复位功能。
优选地，所述上层连杆机构和下层连杆机构均能实现竖向和水平一个方向的移动，且下层连杆机构沿中心轴水平旋转90度后转动安装在上层连杆机构的下方，使下层连杆机构的运动方向与上层连杆机构的运动方向不同。
优选地，所述下层连杆机构包括两组并列设置的连杆结构以及用来连接两组连杆结构的连接件和阻尼器，每组连杆结构的纵截面均呈“<”型，所述连接件将两组连杆结构的中部实现连接，所述阻尼器为两个，两个阻尼器的一端均转动套设在一组连杆结构的中部，阻尼器的另一端分别转动套设在另一组连杆结构的上部和下部上，且两个阻尼器形成的纵截面形状与双连杆的纵截面形状和设置方向均相同。
优选地，所述连杆结构包括两组并排设置的至少两组双连杆以及用来连接相邻双连杆的连轴，所述双连杆由一端铰接在一起的上连杆和下连杆组成，所述连轴包括由上至下水平设置的上部连轴、中部连轴和下部连轴，上部连轴、中部连轴和下部连轴的两端分别与上连杆和/或下连杆的一端铰接。
优选地，所述连接件为水平连杆，所述水平连杆的两端分别设置在两组连杆结构的中部连轴上。
优选地，所述水平连杆为两个，分别位于阻尼器的两侧，且在每个水平连杆与其相邻的上连杆之间分别设有扭转弹簧。
优选地，所述上层连杆机构与下层连接结构结构相同，也包括两组并列设置的连杆结构以及用来连接连杆结构的连接件和阻尼器，所述上层连杆机构中的下部连轴采用连杆轴结构，上层连杆机构与下层连接结构通过连杆轴实现转动连接。
优选地，所述扭转连接机构包括挡板和弹簧合页，所述弹簧合页分别固定在上板和下板的相对面上，上层连杆机构和下层连杆机构分别通过挡板与弹簧合页建立连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过上层连杆机构、下层连杆机构和扭转连接机构可实现三维隔震功能，而且不仅可以降低水平方向的地震动和机械振动，还可以降低竖向的地震动和机械振动对承载物产生的影响。
2、本发明用上层连杆机构和下层连杆机构取代了常见的直线弹簧结构，而且与采用直线弹簧的三维隔震装置相比，本发明具有竖向高度更低、可变性范围更高、竖向运动范围更大的优势。
3、本发明具有重力自复位功能，利用上板顶部承载物的重力作为恢复力，不仅在竖向可实现自复位，又因为采用具有扭转功能的弹簧合页，使竖向会对水平方向施加影响，进而也可实现水平方向的自复位。
4、本发明具有结构简单、稳定性好、后期维护成本低，适用范围广的特点。
附图说明：
图1为本发明的三维图；
图2为图1的主视图；
图3为图2的侧视图；
图4为图2的后视图；
图5为下层连杆机构的结构示意图；
图6为连杆结构的结构示意图；
图7为双连杆的结构示意图；
图8为扭转连接机构的结构示意图；
其中：1上板、2隔震组件、21上层连杆机构、22下层连杆机构、221连杆结构、2211双连杆、22111上连杆、22112下连杆、2212连轴、22121上部连轴、22122中部连轴、22123下部连轴、22123’连杆轴、222水平连杆、223阻尼器、224扭转弹簧、23扭转连接机构、231挡板、232弹簧合页、3下板。
具体实施方式：
如图1至图4所示，本发明为一种用于文物保护的三维隔震装置，包括：上下平行设置的上板1和下板3，以及固定在上板1和下板3之间的隔震组件2，所述上板1的顶部用来承载文物等浮放物，所述下板3可以是安装底板，也可以是地面等外部放置平台，所述隔震组件2能够根据上板1顶部承载物的重量实现竖向自复位和水平自复位功能。
所述隔震组件2包括上层连杆机构21、下层连杆机构22和扭转连接机构23，扭转连接机构23分别固定在上板1和下板3的相对面上，上层连杆机构21和下层连杆机构22位于两组扭转连接机构23之间，所述扭转连接机构23包括挡板231和弹簧合页232，所述弹簧合页232的一端分别固定在上板1和下板3的相对面上，上层连杆机构21和下层连杆机构22分别通过挡板231与弹簧合页232的另一端建立连接，通过弹簧合页232使本装置在实现扭转的同时，还提供了扭转刚度。
所述上层连杆机构21和下层连杆机构22均能单个实现竖向和水平一个方向的移动，但是不会发生倾斜或扭转，下层连杆机构22沿中心轴水平旋转90度后转动安装在上层连杆机构21的下方，使下层连杆机构22的运动方向与上层连杆机构21的运动方向不同，这样设置就可以使本装置实现竖向和水平双向的移动。
如图5至图8所示，所述下层连杆机构22包括两组并列设置的连杆结构221以及用来连接两组连杆结构221的水平连杆222和阻尼器223，所述连杆结构221包括两组并排设置的双连杆2211以及用来连接两组双连杆2211的连轴2212，每组双连杆2211的纵截面呈“<”型，其由一端铰接在一起的上连杆22111和下连杆22112组成，并且上连杆22111和下连杆22112的结构和尺寸都相同。所述连轴2212包括由上至下水平设置的上部连轴22121、中部连轴22122和下部连轴22123，上部连轴22121、中部连轴22122和下部连轴22123的两端分别与上连杆22111和/或下连杆22112的一端铰接。
所述水平连杆222为平行设置的两个，每个水平连杆222的两端分别转动安装在两个中部连轴22122上，通过设置两个水平连接杆222可以确保两组连杆结构221中的上连杆22111和下连杆22112始终保持同步运动，并且在隔震组件2进行运动时，所述水平连杆222也始终保持水平状态。在每个水平连杆222与相邻的上连杆22111之间分别设有扭转弹簧224，且扭转弹簧224的两端分别固定在水平连杆222与相邻的上连杆22111的侧壁上，通过扭转弹簧224为上连杆22111和水平连杆222提供扭转刚度。
所述阻尼器223设置在两个水平连杆222之间，阻尼器223为两个，两个阻尼器223的一端均转动套设在一组连杆结构221的中部转轴22122上，阻尼器223的另一端分别转动套设在另一组连杆结构221的上部转轴22131和下部转轴22133上，并且两个斜拉设置的阻尼器223形成的纵截面形状呈“<”型，该截面形状与双连杆2211的纵截面形状和设置方向均相同，斜拉设置的阻尼器223使本装置在上下左右运动时，通过阻尼器长度的变化来实现工作耗能。
所述上层连杆机构21与下层连接结构22结构相同，也包括两组并列设置的连杆结构221以及用来连接两组连杆结构221的水平连杆222和阻尼器223，所述上层连杆机构21中的下部连轴22123采用连杆轴22123’结构，上层连杆机构21与下层连接结构22通过连杆轴22123’实现转动连接。
工作过程：
在使用时，将文物等浮放物放置在上板1的顶部，在承载物自身的重力作用下隔震组件2带动上板1向下运动，当地震发生时，通过阻尼器长度的变化，利用阻尼特性来消耗或减缓地震动和机械振动，从而实现减震的作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
1.一种用于文物保护的三维隔震装置，包括：上下平行设置的上板(1)和下板(3)，以及固定在上板(1)和下板(3)之间的隔震组件(2)，其特征在于，所述隔震组件(2)包括上层连杆机构(21)、下层连杆机构(22)和扭转连接机构(23)，所述上层连杆机构(21)转动安装在下层连杆机构(22)顶部，所述上层连杆机构(21)和下层连杆机构(22)均通过扭转连接机构(23)分别固定在上板(1)和下板(3)的相对面上，所述隔震组件(2)能够根据上板(1)顶部承载物的重量实现竖向自复位和水平自复位功能。
2.如权利要求1所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述上层连杆机构(21)和下层连杆机构(22)均能实现竖向和水平一个方向的移动，且下层连杆机构(22)沿中心轴水平旋转90度后转动安装在上层连杆机构(21)的下方，使下层连杆机构(22)的运动方向与上层连杆机构(21)的运动方向不同。
3.如权利要求2所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述下层连杆机构(22)包括两组并列设置的连杆结构(221)以及用来连接两组连杆结构(221)的连接件和阻尼器(223)，每组连杆结构(221)的纵截面均呈“<”型，所述连接件将两组连杆结构(221)的中部实现连接，所述阻尼器(223)为两个，两个阻尼器(223)的一端均转动套设在一组连杆结构(221)的中部，阻尼器(223)的另一端分别转动套设在另一组连杆结构(221)的上部和下部上，且两个阻尼器(223)形成的纵截面形状与双连杆(2211)的纵截面形状和设置方向均相同。
4.如权利要求3所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述连杆结构(221)包括两组并排设置的至少两组双连杆(2211)以及用来连接相邻双连杆(2211)的连轴(2212)，所述双连杆(2211)由一端铰接在一起的上连杆(22111)和下连杆(22112)组成，所述连轴(2212)包括由上至下水平设置的上部连轴(22121)、中部连轴(22122)和下部连轴(22123)，上部连轴(22121)、中部连轴(22122)和下部连轴(22123)的两端分别与上连杆(22111)和/或下连杆(22112)的一端铰接。
5.如权利要求3或4所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述连接件为水平连杆(222)，所述水平连杆(222)的两端分别设置在两组连杆结构(221)的中部连轴(22122)上。
6.如权利要求5所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述水平连杆(222)为两个，分别位于阻尼器(223)的两侧，且在每个水平连杆(222)与其相邻的上连杆(22111)之间分别设有扭转弹簧(224)。
7.如权利要求4所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述上层连杆机构(21)与下层连接结构(22)结构相同，也包括两组并列设置的连杆结构(221)以及用来连接连杆结构(221)的连接件和阻尼器(223)，所述上层连杆机构(21)中的下部连轴(22123)采用连杆轴(22123’)结构，上层连杆机构(21)与下层连接结构(22)通过连杆轴(22123’)实现转动连接。
8.如权利要求1至4任一所述的一种用于文物保护的三维隔震装置，其特征在于：所述扭转连接机构(23)包括挡板(231)和弹簧合页(232)，所述弹簧合页(232)分别固定在上板(1)和下板(3)的相对面上，上层连杆机构(21)和下层连杆机构(22)分别通过挡板(231)与弹簧合页(232)建立连接。
技术总结