專利名稱：張衡地動儀復(fù)原裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于仿真的古代驗震儀器。具體的涉及一種經(jīng)簡單結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)高靈敏的測震和強抗干擾的功能?？蓪嵱糜诘卣痱炚?，也可做地震科學(xué)知識和中國文化教育的張 衡地動儀復(fù)原裝置。
背景技術(shù)：
人類史上首臺驗震器，公元132年由漢代科學(xué)家張衡所發(fā)明，曾稱候風(fēng)地動儀，失 傳于東漢末年。根據(jù)的《續(xù)漢書》《后漢紀》《后漢書》等史料的238個字的記載，地動儀利 用慣性原理測震。儀器內(nèi)部的中央有一根都柱，旁設(shè)八條滑道、觸發(fā)機構(gòu)和傳動杠桿。遇有 地震，樽體被搖晃，各部件啟動，觸動一個龍首的銅丸落入蟾蜍口中，激揚之聲報警示人。儀 器曾測到順帝陽嘉三年十一月壬寅(公元134年12月13日)的隴西地震，而當(dāng)時在洛陽 的人未曾感覺到地震所引起的地面振動。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度驗震且符合史 料記載的張衡地動儀復(fù)原裝置，該張衡地動儀裝置符合史料、簡單而合理，具有驗震器的高 靈敏度、強抗干擾性優(yōu)點，調(diào)試方便?？蛇m用于教學(xué)、研究、展覽和觀賞。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述復(fù)原裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)含柱、道、關(guān)、機、丸 五部分，其懸掛的都柱、穹窿狀頂蓋、圓筒狀直壁側(cè)部均勻分布的8個能觸發(fā)含球的杠桿機 件，以及在底部的對應(yīng)接球裝置；所述都柱通過吊鏈懸掛于頂蓋頂部，都柱下端部中央具有 一底孔，該底孔限位一關(guān)球于一錐形臺上，該錐形臺連接著8個傾斜延伸至各接球裝置的 關(guān)球滑道，滑道末端設(shè)置有觸發(fā)含球動作的杠桿機件。具體的講，所述穹隆狀頂蓋的最上端部設(shè)置一金屬碗狀體，該金屬碗狀體內(nèi)設(shè)置 一球體，所述吊鏈與該球體間通過一個固定件連接。所述杠桿機件為均勻分布于圓筒狀直壁側(cè)部的八組，每組杠桿機件包括一延伸至 圓筒狀直壁內(nèi)部的杠桿，該杠桿的上端呈弧狀托持含球，下端位于所述對應(yīng)方向的關(guān)球滑 道末端供關(guān)球撞擊。所述圓筒狀直壁外側(cè)的底部設(shè)置8個均勻分布的接球裝置。所述都柱的下端部設(shè)置有十字交叉的側(cè)孔，所述底孔位于側(cè)孔的交叉中心位置， 錐形臺位于該底孔的正下方，錐形臺上承托一個被都柱底孔挾持著的關(guān)球。所述錐形臺的下端有一個楔形槽，該楔形槽內(nèi)插入有調(diào)節(jié)錐形臺高低的楔子。該張衡地動儀復(fù)原裝置既符合《續(xù)漢書》《后漢紀》《后漢書》的史料記載，又符合 東漢靈臺等等考古結(jié)果和地震學(xué)基本要求。其地動儀的關(guān)球滑道、含球觸動機關(guān)、接球裝 置、穹隆狀頂蓋和圓筒直壁都會隨放置儀器的地面的運動而發(fā)生同步剛性位移。而都柱懸 掛于地動儀的中央，屬于懸垂擺結(jié)構(gòu)，卻會在慣性的作用下，仍然維持不動。于是，都柱與整體結(jié)構(gòu)之間會出現(xiàn)相對位移，遂導(dǎo)致被都柱的底孔所挾持罩住的關(guān)球偏離開錐形臺的正常 位置，掉落出來，沿著相應(yīng)的滑道滾落，并撞擊含球觸動機關(guān)的下部，使杠桿轉(zhuǎn)動，含球掉落 到對應(yīng)的接球裝置中。重現(xiàn)了史料所描述的張衡地動儀的測震過程。該張衡地動儀復(fù)原裝置可作為驗震器使用，由于地面的非地震性運動是以垂直向 顛動為主的，該儀器不會出現(xiàn)反應(yīng)；地震波的運動是以水平向晃動為主的，該儀器會出現(xiàn)靈 敏的反應(yīng)。即，它具有驗震器的能夠自動區(qū)別地震抑或非地震的物理功能。該復(fù)原裝置通過吊鏈頂端連接件的長短和錐形臺下部的楔子，方便地實現(xiàn)了微調(diào) 式的都柱定位，提高了調(diào)整靈敏度的準確性。其次，通過都柱側(cè)面4個呈十字交叉位置的側(cè) 孔與都柱底孔的內(nèi)部連通，可以在完成了一次測震工作之后，再把關(guān)球投進側(cè)孔而方便地 完成裝置重置，以備下次觀測。另外，杠桿結(jié)構(gòu)的含球觸發(fā)機關(guān)是活動的，弧狀的上臂出露 在外，使得含球的安裝更加方便快捷。本實用新型的有益效果在于，該張衡地動儀復(fù)原裝置的結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、簡單易行， 能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的調(diào)整且符合歷史記載的地動儀形狀，并且具有靈活的調(diào)試功能，可以適 用于教學(xué)、研究、展覽和觀賞，并具有結(jié)構(gòu)簡單、測震靈敏、抗干擾性能強的優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的闡述。

圖1是本實用新型具體實施方式
的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，該張衡地動儀復(fù)原裝置包括懸掛的都柱1、穹窿狀頂蓋2和圓筒狀直 壁側(cè)部均勻分布的含球觸動機關(guān)3，以及對應(yīng)設(shè)置的接球裝置4，都柱1通過吊鏈5懸掛于 穹隆狀頂蓋2的頂部，都柱1的下端部設(shè)置有十字交叉的側(cè)孔13，都柱下端部中央具有一 底孔6，底孔6位于側(cè)孔的交叉中心位置，錐形臺7位于該底孔的正下方，并有一個楔形槽 和楔子。該底孔限位一關(guān)球8于錐形臺上，該錐形臺7周圍傾斜延伸設(shè)置有通向各接球裝 置方向的關(guān)球滑道9，于各關(guān)球滑道的末端設(shè)置有含球觸動機關(guān)的觸發(fā)件。穹隆狀頂蓋2 的最上端部設(shè)置一金屬碗狀體，該金屬碗狀體內(nèi)設(shè)置一球體10，吊鏈5與該球體10間通過 一固定件連接吊裝。含球觸動機關(guān)3為均勻分布于筒狀直壁側(cè)部的八組，每組含球觸動機 構(gòu)包括一延伸至筒狀直壁內(nèi)部的杠桿體11，該杠桿體的一上端托持含球12，該杠桿體的另 下一端位于所述對應(yīng)方向的關(guān)球滑道9的低端，該杠桿體的中部鉸接于筒狀直壁的側(cè)壁內(nèi) 部，當(dāng)該杠桿體11的下一端受到關(guān)球8的撞擊時，杠桿體11的上一端轉(zhuǎn)動，使其托持的含 球12被釋放而落入相應(yīng)的接球裝置4中。關(guān)球滑道9沿八個方向均勻分布設(shè)置，關(guān)球滑道 的末端承設(shè)8個接球裝置4。在錐形臺的下端有一個楔形槽，該楔形槽內(nèi)插入有調(diào)節(jié)錐形臺 高低的楔子。為接近史料記載之結(jié)構(gòu)，可將含球觸動機關(guān)3設(shè)計為龍首結(jié)構(gòu)，杠桿體11的上一 端部作為龍舌頭，將含球12托持于龍口中。而接球裝置4設(shè)計為蟾蜍口的形狀。
權(quán)利要求一種張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述復(fù)原裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)含柱、道、關(guān)、機、丸五部分，其懸掛的都柱、穹窿狀頂蓋、圓筒狀直壁側(cè)部均勻分布的8個能觸發(fā)含球的杠桿機件，以及在底部的對應(yīng)接球裝置；所述都柱通過吊鏈懸掛于頂蓋頂部，都柱下端部中央具有一底孔，該底孔限位一關(guān)球于一錐形臺上，該錐形臺連接著8個傾斜延伸至各接球裝置的關(guān)球滑道，滑道末端設(shè)置有觸發(fā)含球動作的杠桿機件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述穹隆狀頂蓋的最上端 部設(shè)置一金屬碗狀體，該金屬碗狀體內(nèi)設(shè)置一球體，所述吊鏈與該球體間通過一個固定件 連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述杠桿機件為均勻分布 于圓筒狀直壁側(cè)部的八組，每組杠桿機件包括一延伸至圓筒狀直壁內(nèi)部的杠桿，該杠桿的 上端呈弧狀托持含球，下端位于所述對應(yīng)方向的關(guān)球滑道末端供關(guān)球撞擊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述圓筒狀直壁外側(cè)的底 部設(shè)置8個均勻分布的接球裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述都柱的下端部設(shè)置有 十字交叉的側(cè)孔，所述底孔位于側(cè)孔的交叉中心位置，錐形臺位于該底孔的正下方，錐形臺 上承托一個被都柱底孔挾持著的關(guān)球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述錐形臺的下端有一個 楔形槽，該楔形槽內(nèi)插入有調(diào)節(jié)錐形臺高低的楔子。
專利摘要一種張衡地動儀復(fù)原裝置，其特征在于所述復(fù)原裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)含柱、道、關(guān)、機、丸五部分，其懸掛的都柱、穹窿狀頂蓋、圓筒狀直壁側(cè)部均勻分布的8個能觸發(fā)含球的杠桿機件，以及在底部的對應(yīng)接球裝置；所述都柱通過吊鏈懸掛于頂蓋頂部，都柱下端部中央具有一底孔，該底孔限位一關(guān)球于一錐形臺上，該錐形臺連接著8個傾斜延伸至各接球裝置的關(guān)球滑道，滑道末端設(shè)置有觸發(fā)含球動作的杠桿機件。該張衡地動儀裝置符合史料、結(jié)構(gòu)簡單而合理，具有驗震器的高靈敏度、強抗干擾性優(yōu)點，調(diào)試方便。可適用于教學(xué)、研究、展覽和觀賞。
文檔編號G09B23/40GK201569751SQ20092022025
公開日2010年9月1日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者馮銳, 孫賢陵, 朱曉民, 李先登, 李輝, 武玉霞, 王培波, 田凱 申請人:中國地震臺網(wǎng)中心;河南博物院;王培波