CN108378623B - 一种智慧防震展具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智慧防震展具，包括监测反馈***、电动机械***、气囊***及集成保障***，所述集成保障***包括保护盒，所述保护盒顶部具有顶盖，所述顶盖在常规状况下保持密封，当所述监控反馈***测得有地震强度发生时，所述顶盖迅速打开，与展柜玻璃空间连通，并开启电动机械***，将文物包住，同时启动所述气囊***保护文物。本发明采用气囊***柔性、全方位保护文物，可靠性更强；采用类似“黑匣子”的保护盒保护文物，在地震下更为可靠。

Description

一种智慧防震展具
技术领域
本发明涉及减隔震技术领域，特别涉及一种用于文物防震的智慧防震展具。
背景技术
目前我国博物馆近4700座，多数博物馆处在强震多发带上。大陆百余座国家一级博物馆中，90座以上位于地震区，其中69座位于7度以上高烈度地震区，地震灾害造成了诸多珍贵文物损坏，比如，汶川地震中，四川全省至少有 68 处全国重点文物保护单位和142处省级文件保护单位遭受损失；世界文化遗产都江堰二王庙建筑群和全国重点文物保护单位云岩寺文物建筑大面积坍塌，未倒塌的也全部成为危房；馆藏文物损毁2000余件；北川县文管所馆藏文物全部被毁。
为改善博物馆文物的防震保护现状，近几年我国博物馆大量采用防震措施，以减轻其在地震时的振动效应，达到免遭破坏的目的。我国馆藏浮放文物目前仍以传统措施为主，如支、粘、卡、绑等方法，在一定程度上可提高文物的抗震性能，但也存在破坏文物、加固效果差、影响外观等问题。随着振动控制技术在博物馆文物保护领域的研究不断取得进展，面向馆藏浮放文物隔震装置得以开发及逐步应用。日本、美国等国家已开发出不同类型的文物隔震装置，并应用于博物馆内，有效保护了馆藏文物。
我国文物众多，种类繁多，迫切需要更为多元化的防护措施解决各类防震问题。因此，如何发明一种安置于展柜内的主动型的智慧防震展具，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种智慧防震展具，解决博物馆展厅的珍贵易损文物在地震下的安全性保护问题。
为了达到上述目的，本发明公开一种智慧防震展具，包括监测反馈***、电动机械***、气囊***及集成保障***，所述集成保障***包括保护盒，所述保护盒顶部具有顶盖，所述顶盖在常规状况下保持密封，当所述监控反馈***测得有地震强度发生时，所述顶盖迅速打开，与展柜玻璃空间连通，并开启电动机械***，将文物包住，同时启动所述气囊***保护文物。
较佳的实施方式中，所述集成保障***的保护盒为密封盒，所述顶盖与所述保护盒侧壁通过合页连接，所述顶盖附带控制和驱动***，所述控制和驱动***收到打开信号后将所述顶盖打开。
较佳的实施方式中，所述监测反馈***包括地震感知部件、软件控制***、机械定位部件、气压监测部件及电源苏醒开关，所述地震感知部件将采集到的信号输入所述软件控制***进行分析判断，达到设定强度值后，发送指令，打开所述电源苏醒开关，启动所述集成保障***，进而驱动所述电动机械***及所述气囊***。
较佳的实施方式中，所述地震感知部件为振动加速度传感器、P波拾震器或灵敏的机械部件，所述地震感知部件固定安装在建筑基础或所在楼层的结构主受力构件上。
较佳的实施方式中，所述电动机械***为升降匣式的电动机械***或升降台式的电动机械***。
较佳的实施方式中，所述升降台式的电动机械***包括驱动杆和顶平台，所述驱动杆置于所述顶平台底端，与所述顶平台连接并支撑所述顶平台。
较佳的实施方式中，所述机械定位部件安装在所述电动机械***内部部件上，监测所述驱动杆的运动定位，并实时将定位反馈到所述软件控制***中进行判断。
较佳的实施方式中，在所述气囊***内部部件上安装所述气压监测部件，准确监测所述气囊***内气压，并实时将气囊气压反馈到软件控制***中进行判断。
较佳的实施方式中，所述保护盒内设置供电部件，对外连接到24V弱电上，同时配置充电电池。
较佳的实施方式中，所述机械定位部件为激光位移传感器、拉线位移传感器或数控刻度尺。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：
本发明利用前端地震感知器监测地震进而触发智慧防震展具，能够先于地震主能量到达文物前2s左右启动保护***；采用气囊***柔性、全方位保护文物，可靠性更强；采用类似“黑匣子”的保护盒保护文物，在地震下更为可靠。
附图说明
图1为本发明一种智慧防震展具的整体构成示意图；
图2为本发明一种智慧防震展具的监测反馈***构成示意图；
图3为本发明一种智慧防震展具的集成保障***和气囊的构造示意图；
图4为本发明一种智慧防震展具的电动机械***构造示意图。
附图标记说明：11—地震感知部件；12—软件控制***；13—机械定位部件；14—气压监测部件；15—电源苏醒开关；2—电动机械***；21—驱动杆；22—顶平台；3—气囊；4—集成保障***；41—保护盒；42—供电部件；43—顶盖；5—展柜金属框架；6—展柜玻璃空间。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，为本发明一种智慧防震展具的整体构成示意图，本发明智慧防震展具为一个密闭的箱体，牢固安装在金属玻璃展柜的展柜金属框架5上，智慧防震展具的顶部在常规状况下保持密闭，在地震发生时顶部迅速开始，与展柜玻璃空间6连通。本发明主要包括监测反馈***、电动机械***2、气囊***3和集成保障***4四个部分。本发明的智慧防震展具的工作方式为：由监测反馈***测得设定地震强度发生时，开启电动机械***2，将文物包住，同时启动气囊***3防止文物过度晃动和碰撞。
如图2所示，为本发明一种智慧防震展具的监测反馈***构成示意图，监测反馈***包括地震感知部件11、软件控制***12、机械定位部件13、气压监测部件14、电源苏醒开关15五个主要部件。地震感知部件11固定安装在建筑基础或本发明装置所在楼层的结构主受力构件上；地震感知部件11可为振动加速度传感器或P波拾震器，能够有效测得地震发生时产生的P波。其中，P 波拾震器是一种特殊的振动加速度传感器，对P波敏感，能够有效测得地震中的P波。由于地震发生后会产生P波、S波，P波是传播速度最快但破坏力不强的地震波，可以通过测P波的方式判断地震发生情况，起到预先启动***的目的。地震感知部件11也可以是较为灵敏的机械部件，该较为灵敏的机械部件例如可以为：张衡地动仪，实现设定震动的感知并触发后续的***。将地震感知部件11采集到的信号输入软件控制***12进行分析判断，达到设定强度值后，发送指令，打开电源苏醒开关15，启动集成保障***4，进而驱动电动机械***2、气囊***3。
电动机械***2包括驱动杆21及顶平台22（配合参阅图4），在电动机械***2内部部件上安装机械定位部件13，准确监测驱动杆21的运动定位，并实时将定位反馈到软件控制***12中进行判断；
在气囊***3内部部件上安装气压监测部件14，准确监测气囊***3内气压以免压坏文物，实时将气囊气压反馈到软件控制***12中进行判断。软件控制***12以被保护体的安全性为控制目标，电动机械***2完成全部指令的时间不得大于1s，驱动杆21的升降加速度不得大于重力加速度。气囊***3与电动机械***2同步启动，且充气时间不大于1s。
如图3所示，为本发明一种智慧防震展具的集成保障***和气囊的构造示意图，集成保障***4包括保护盒41和供电部件42。保护盒41为密闭盒，牢固安装于金属展柜的底部框架5中，保护盒41具有顶盖43，顶盖43与保护盒41侧壁通过合页连接，顶盖43附带控制和驱动***，该控制和驱动***受到打开信号后可将顶盖43打开，但是本发明也不限于用电驱动打开，也可以为插销打开或由弹簧弹开等方式。由于保护盒的顶盖43在常规状况下保持密闭，在监测反馈***12发出启动指令后自动迅速打开，因此，保证电动机械***2和气囊***3顺利启动。
保护盒41用于安装放置和保护除了地震感知部件11以外的其它***和部件，具有足够的刚度和强度保证设防地震下及1m高度坠落情况下不损坏，不发生影响文物安全的变形。保护盒41内设置供电部件42，对外连接到24V弱电上，同时配置充电电池，解决电动机械***2和气囊***3供电问题和传感器（11、12、13、14、15）供电问题，避免地震来临断电的问题。气囊***3安装在保护盒41内部，常规状况下，气囊***3内不充气。气囊***3内设气压监测部件14，待达到预设气压后停止加压，以免损坏藏品。充气后，气囊形状与展品器型的吻合度不低于30%表面积重合；气囊的充气压力设定值依据展品强度设定；单层气囊很难解决复杂体型展品的全面积接触保护难题，因此，展品局部薄弱部位设置补充型软垫层提前设于气囊中做二次保护。
本发明的电源苏醒开关15打开后，驱动电动机械***2、气囊***3。在电动机械***2内部部件上安装机械定位部件13，准确监测驱动杆21的运动定位，并实时将定位反馈到软件控制***12中进行判断；其中，机械定位部件13可以为激光位移传感器、拉线位移传感器、数控刻度尺等，目的是测定位移，并且把数据传出来。机械定位部件13不一定与驱动杆直接连接，比如激光传感器是非接触的，拉线位移传感器和数控刻度尺是接触式的。
如图4所示，为本发明一种智慧防震展具的电动机械***构造示意图，本发明的电动机械***2可包括升降台式的电动机械***或升降匣式的电动机械***，升降台式的电动机械***2主要包括驱动杆21和顶平台22。驱动杆21置于顶平台22底端，与顶平台22连接并支撑顶平台22，驱动杆21具有响应迅速、耗电量低的特征，适应地震下快速响应且电池供电的特点，优选电动丝杠传动。顶平台22承托文物体，升降平稳，顶平台22顶面采用非坚硬材质，便于绑扎支托文物；顶平台22与保护盒顶盖43可靠衔接，衔接指的是：在整个控制过程中顶盖打开速度与22的移动速度衔接恰当，不至于卡死，不致保护盒顶盖43卡住。
升降匣式的电动机械***与升降台式的电动机械***原理类似，不同的是，地震发生时，文物空间位置不动，在保护盒4内部升起一个升降匣到展柜玻璃空间6内，升起高度接近或者超过文物高度，升降匣内气囊***启动保护住文物。鉴于原理类似，不再赘述其具体实施方式。
综上所述，与现有技术相比，本发明能带来如下有益效果：
本发明利用前端地震感知器监测地震进而触发智慧防震展具，能够先于地震主能量到达文物前2s左右启动保护***；采用气囊***柔性、全方位保护文物，可靠性更强；采用类似“黑匣子”的保护盒保护文物，在地震下更为可靠。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智慧防震展具，其特征在于，包括监测反馈***、电动机械***、气囊***及集成保障***，所述集成保障***包括保护盒，所述保护盒顶部具有顶盖，所述顶盖在常规状况下保持密封，当所述监测 反馈***测得有地震强度发生时，所述顶盖迅速打开，与展柜玻璃空间连通，并开启电动机械***，将文物包住，同时启动所述气囊***保护文物；
所述监测反馈***包括地震感知部件、软件控制***、机械定位部件、气压监测部件及电源苏醒开关，所述地震感知部件将采集到的信号输入所述软件控制***进行分析判断，达到设定强度值后，发送指令，打开所述电源苏醒开关，启动所述集成保障***，进而驱动所述电动机械***及所述气囊***；
所述气囊***安装在保护盒内部，常规状况下气囊***内不充气；气囊***内设气压监测部件，充气时待达到预设气压后停止加压；
所述机械定位部件安装在所述电动机械***内部部件上，监测所述驱动杆的运动定位，并实时将定位反馈到所述软件控制***中进行判断。
2.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，所述集成保障***的保护盒为密封盒，所述顶盖与所述保护盒侧壁通过合页连接，所述顶盖附带控制和驱动***，所述控制和驱动***收到打开信号后将所述顶盖打开。
3.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，所述地震感知部件为振动加速度传感器、P波拾震器或灵敏的机械部件，所述地震感知部件固定安装在建筑基础或所在楼层的结构主受力构件上。
4.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，所述电动机械***为升降匣式的电动机械***或升降台式的电动机械***。
5.根据权利要求4所述的智慧防震展具，其特征在于，所述升降台式的电动机械***包括驱动杆和顶平台，所述驱动杆置于所述顶平台底端，与所述顶平台连接并支撑所述顶平台。
6.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，在所述气囊***内部部件上安装所述气压监测部件，准确监测所述气囊***内气压，并实时将气囊气压反馈到软件控制***中进行判断。
7.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，所述保护盒内设置供电部件，对外连接到24V弱电上，同时配置充电电池。
8.根据权利要求1所述的智慧防震展具，其特征在于，所述机械定位部件为激光位移传感器、拉线位移传感器或数控刻度尺。
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