[发明专利]一种模拟地震演示平台系统及其演示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于教学、科普的演示平台系统，更具体地，涉及一种模拟地震的演示平台系统及其演示方法。

背景技术

近年来，在我国地震频发，大部分人对地震的形成、以及地震发生的状况仍处于未知状态，从而在心理上对地震感到畏惧，为了向公众进行地震的科普或实验教学，当前也存在一些模拟地震的演示系统。

现有的模拟地震演示系统一般采用液压或机械式震动平台方式模拟地震。系统包括电力输入、液压或机械臂传动等结构，通过液压缸或机械臂支撑平台进行上下左右运动。然而现有的模拟地震演示系统，大多由机械或液压传动系统、多连杆连接支撑系统、电力输入系统组成。一方面，传统地震平台演示系统一般采用气缸、连杆等硬性连接结构，只能实现多个自由度的约束运动。另一方面，传统地震平台采用液压、电力等动力供给方式，此方式缺陷在于：耗能大，动力释放缓慢，震动效果不逼真。因此现有的模拟地震演示系统的缺点主要有：体积大，自重高，能耗大、震动平台震动生硬、自由度低，不符合实际地震时震动情形。

发明内容

本发明正是为了克服上述缺陷，而提出了一种改进的模拟地震演示平台系统及其演示方法。

一方面，本发明的实施例提供了一种模拟地震演示平台系统，包括用户操作系统、模拟断层沙盘、阻尼式能量积蓄和释放系统、六自由度悬挂系统、模拟地表沙盘；所述用户操作系统包括两个操作杆，两个操作杆中的每个均与所述阻尼式能量积蓄和释放系统相连接；所述模拟断层沙盘耦合到所述阻尼式能量积蓄和释放系统；所述六自由度悬挂系统设置在所述模拟断层沙盘上；所述六自由度悬挂系统支撑所述模拟地表沙盘。

其中，所述阻尼式能量积蓄和释放系统包括用于积蓄外力的阻尼式能量积蓄机构。

其中，所述六自由度悬挂系统为对称结构，在所述六自由度悬挂系统的每一侧均包括支撑柱、磁体对、支撑弹簧以及滚轮组。

其中所述支撑柱设置在对应的模拟断层沙盘上；所述支撑弹簧设置在对应的支撑柱上；所述磁体对中的磁体分别设置在每个支撑柱朝向内部的侧面以及模拟地表沙盘的底部凸块的对应侧面，其中每个磁体对的两个磁体彼此相对；所述滚轮组的一侧与相应的支撑弹簧附接，而另一侧支撑模拟地表沙盘。

其中所述六自由度悬挂系统包括两个支撑柱、两个磁体对、两个支撑弹簧以及两个滚轮组。

其中，所述阻尼式能量积蓄和释放系统为对称结构，两侧均包括压缩弹簧、弹簧套杆、阻尼滑块、压簧轴承、行程限位板。

其中，所述弹簧套杆与用户操作系统的操作杆进行套装，所述弹簧套杆与操作杆之间放置所述压缩弹簧，所述弹簧套杆耦合所述阻尼滑块，所述阻尼滑块下方靠近所述压簧轴承的一角为45度倒角，所述压簧轴承和所述行程限位板固定于展台底座。

本发明还提供了一种利用上述模拟地震演示平台系统的演示方法，所述方法包括以下步骤：推动操作杆；操作杆通过连接阻尼式能量积蓄和释放系统，使所述操作杆的推动力由阻尼式能量积蓄和释放系统吸收；当推动力达到阻尼式能量积蓄和释放系统临界点时，阻尼滑块压下压簧轴承，快速向前撞上行程限位板，使所述阻尼式能量积蓄和释放系统释放，推力被释放出，从而带动所述模拟断层沙盘运动；所述模拟断层沙盘通过所述六自由度悬挂系统的支撑弹簧、磁体对连接模拟地表沙盘，以带动所述模拟地表沙盘进行六自由度自主运动。

其中，在第一步中，由用户来推动所述操作杆。

本发明通过上述技术方案，有助于改善操作者对地震的认知和人机互动性，同时还有助于地震研究者对地震的研究。

附图说明

图1是本发明实施例的模拟地震演示平台系统的构造示意图；以及

图2是本发明实施例的模拟地震演示平台系统的六自由度悬挂系统的构造示意图；

图3示出了本发明实施例的模拟地震演示平台系统的阻尼式能量积蓄和释放系统其中一侧的构造示意图；

图4示出阻尼式能量积蓄释放系统效果简图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式