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一种模拟地震演示仪的制作方法

2021-01-25 14:01:08|181|起点商标网
一种模拟地震演示仪的制作方法

本实用新型涉及模拟地震技术领域,特别是涉及一种模拟地震演示仪。



背景技术:

地震又称地动、地振动,是地壳快速释放能量造成的振动的过程中产生地震波的一种自然现象。发生地震时,地球上板块与板块之间相互碰撞,造成板块边沿及板块内部的岩层受到挤压发生变形,并产生使人感觉颠动、物体上下跳动的纵波,以及使人感觉摇晃、物体来回摆动的横波,此外,地震时距离震心的距离不相同,其振幅也会不相同。

为对地震的过程进行教育讲解,人们对地震过程进行模拟并制作了各种的地震演示仪。例如,请参照图1,专利申请号201621158245.8中公开了一种地震模拟平台,包括通过多个弹性件3支撑的振动平台1、设置在所述振动平台1上不同位置且偏心转动的多个动力装置2,在模拟振动时,通过使不同位置的动力装置2偏心转动从而带动所述振动平台1在竖直或横向方向上振动,从而模拟地震的过程。

从上述地震模拟平台的工作过程中可以看出,该地震模拟平台只局限于让人感受到地震时的振动摇晃,但是没有分别对地震过程中所产生的各种现象,例如岩层挤压、横波以及纵波的振动等进行模拟,学生在学习时无法很好地观察到地震时发生的各种现象以及理解造成这些现象的原因,导致教学质量不佳。



技术实现要素:

基于此,本实用新型的目的在于,提供一种模拟地震演示仪从而分别向学生展现地震过程中的各种现象,以提高教学质量,减低制作成本。

本实用新型通过以下技术方案实现:

一种模拟地震演示仪,包括支撑装置、岩层挤压模拟装置、纵波模拟装置、横波模拟装置以及模型组件;

所述模型组件安装在所述支撑装置顶部,所述岩层挤压模拟装置设置在所述支撑装置一侧,所述纵波模拟装置以及所述横波模拟装置设置在所述支撑装置内;

所述岩层挤压模拟装置包括由柔软物体制成的模拟岩层以及活动单元;所述活动单元包括拉绳、两复位绳以及两夹板;两夹板平行设置;所述模拟岩层固定安装在两夹板之间;所述拉绳连接在两夹板之间,且拉动所述拉绳两夹板相互靠近;每个夹板各连接一复位绳,且向相反方向拉动两复位绳两夹板分离;

所述纵波模拟装置带动所述模型组件垂直移动;

所述横波模拟装置带动所述模型组件水平移动;

所述模型组件包括一个以上建筑物模型。

与现有技术相比,该模拟地震演示仪可以分别进行岩层挤压过程的模拟、纵波以及横波发生时的振动模拟,让学生直接观察各种现象发生时的情况,提高教学的质量;而且结构简单,操作方便,使用绳子、夹板等现有的生活用品就能实现,成本低。

进一步,该模拟地震演示仪还包括震心模拟装置,包括杆锤以及杆锤支架;所述杆锤支架固定安装在所述支撑装置内并支撑所述杆锤;所述杆锤一端设有锤头,另一端活动安装在所述杆锤支架上,摆动所述杆锤敲打所述支撑装置。通过震心模拟装置讲解震心的相关知识,让学生动手查找震心并亲自感受与震心距离不同震感的不同,丰富模拟地震演示仪的功能,进一步提高教学质量。

进一步,所述支撑装置包括箱体,所述箱体的顶面以及一侧面上设有开口,所述岩层挤压模拟装置设置在侧面的开口旁,所述纵波模拟装置、所述横波模拟装置以及所述震心模拟装置设置在所述箱体内;

支撑弹簧,所述支撑弹簧固定安装在所述箱体的内底面并与之垂直;以及

支撑架,所述支撑架设置在所述箱体的顶面开口处并与所述支撑弹簧固定连接,所述模型组件固定安装在所述支撑架上,所述杆锤的锤头位于所述支撑架下方并敲打所述支撑架,所述纵波模拟装置以及所述横波模拟装置与所述支撑架连接,并分别带动所述支撑架垂直以及水平运动。

支撑装置有效地支撑各个装置,为该模拟地震演示仪的保管与运输提供便利。

进一步,所述纵波模拟装置包括纵移转杆,所述纵移转杆包括用于带动其转动的转动部以及连接部,所述转动部与所述连接部为轴杆且轴线不在同一直线上;

转杆支架,所述转杆支架固定安装在所述箱体的内并支撑所述纵移转杆;

连接件,所述连接件为具有柔韧性的物体,且连接在所述纵移转杆的连接部与所述支撑架之间,转动所述纵移转杆的转动部时所述连接件带动所述支撑架垂直移动。

纵波模拟装置能简单实现对纵波的模拟。

进一步,所述横波模拟装置包括传动件、齿轮、齿轮转轴以及齿轮轴支架;

所述传动件固定安装在所述支撑架朝向所述箱体的一侧,并与所述齿轮啮合进行水平传动;所述齿轮转轴的轴线方向与所述箱体的内底面平行;所述齿轮固定安装在所述齿轮转轴上;所述齿轮轴支架固定安装在所述箱体内且支撑所述齿轮转轴。

横波模拟装置能简单地实现对横波的模拟。

进一步,所述支撑装置还包括隔板与前板;所述隔板设置在所述支撑弹簧与所述岩层挤压模拟装置之间;所述前板设置所述支撑装置还包括隔板与前板;所述隔板设置在所述支撑弹簧与所述岩层挤压模拟装置之间;所述前板设置在所述箱体上设有开口的侧面的一侧且位于所述岩层挤压模拟装置上方。在所述箱体上设有开口的侧面的一侧且位于所述岩层挤压模拟装置上方。

隔板能加强支撑装置的支撑作用,前板对该模拟地震演示仪进行美化,并可印刷图片在前板上以方便教学。

进一步,还包括视听装置,所述视听装置包括led灯,所述led灯设置在所述前板外侧,由纵横相交的led灯泡组成并分别由横向led灯泡开关控制横向led灯泡的开关,由纵向led灯泡开关控制纵向led灯泡的开关。

led灯能演示横波与纵波的传播方向,加深学生的认识。

进一步,所述视听装置还包括播放地震现场声响的音响;所述音响位于所述隔板与所述前板之间。

音响能播放地震现场额声音,让人身临其境。

进一步,所述复位绳的两端均固定在所述夹板背向所述岩层挤压模拟装置的一侧。

两端固定的复位绳不但固定牢固,不易松脱,而且便于操作。

进一步,所述模拟岩层由毛巾制成。

使用毛巾制作模拟岩层可反复使用,并能很好地表现出岩层受挤压时的状态。

为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为现有技术中的一种地震模拟平台;

图2本实用新型中的模拟地震演示仪的正视图;

图3本实用新型中的模拟地震演示仪的后视图;

图4本实用新型中的模拟地震演示仪的内部结构图;

图5本实用新型中的支撑装置的立体图;

图6本实用新型中的隔板与前板的立体图;

图7本实用新型中的岩层挤压装置的立体图;

图8本实用新型中的活动单元的立体图;

图9本实用新型中的纵波模拟装置的立体图;

图10本实用新型中的横波模拟装置的立体图;

图11本实用新型中的震心模拟装置的立体图。

具体实施方式

本实用新型的模拟地震演示仪,通过各个模拟装置对地震过程中所产生的各种现象进行模拟从而提高教学效果。

具体地,请参阅图2到图4,本实用新型的模拟地震演示仪包括支撑装置10、岩层挤压模拟装置20、纵波模拟装置30、横波模拟装置40、震心模拟装置50、视听装置60以及模型组件70。其中,所述岩层挤压模拟装置20设置在所述支撑装置10的一侧进行岩层挤压模拟。所述模型组件70由建筑物模型组成并固定在所述支撑装置10顶部。所述纵波模拟装置30、所述横波模拟装置40、所述震心模拟装置50以及视听装置60设置在所述支撑装置10内部,所述纵波模拟装置30和所述横波模拟装置40并分别使所述模型组件70垂直振动以及水平振动。所述震心模拟装置50敲打所述支撑装置10从而模拟震心振动。所述视听装置60播放地震时的声光效果。

其中,请参阅图5,所述支撑装置10包括箱体11、支撑弹簧12以及支撑架13。所述箱体11的顶面以及其中一侧面110上设有开口。所述支撑架13设置在所述箱体顶面。所述支撑弹簧12与所述箱体11的底面相互垂直且一端固定在所述箱体11内底面上,另一端与所述支撑架13连接;优选地,所述支撑弹簧12为四个并均衡地支撑所述支撑架13。所述模型组件70设置在所述支撑架13上并随所述支撑架13移动。请参阅图6,所述岩层挤压模拟装置20设置在靠近所述侧面110的一侧。优选地,所述箱体11还包括隔板111以及前板112;所述隔板111设置在所述支撑弹簧12与所述岩层挤压模拟装置20之间以加强所述箱体11的支撑;所述前板112设置在所述岩层挤压模拟装置20上方以美化所述箱体11,此外所述前板112上还可以设置地层内部结构的图案等以备进行讲解时使用。优选地,所述岩层挤压模拟装置20的外侧设置玻璃板(图未示)以便于所述岩层挤压模拟装置20的变形与复位。

请参阅图7,所述岩层挤压模拟装置20包括模拟岩层21以及活动单元22。所述模拟岩层21为柔软的物体并可弯曲或延展,例如报纸、布匹等,此外还可以根据教学需要印上不同的图案或颜色。所述活动单元22通过两条以上的绳子实现挤压或展开所述模拟岩层21。在一个实施例中,所述模拟岩层21由毛巾制成且设有在展开的状态下与所述箱体11底面平行的条纹。请参阅图8,所述活动单元22包括夹板220、复位绳221以及拉绳222;所述夹板220数量为两个且板面相互平行;所述模拟岩层21设置在两夹板220之间并通过胶水粘结等方式固定在所述夹板220上;所述复位绳221的数量为2根,每个夹板220背向所述模拟岩层21的一侧连一复位绳221。在一个实施例中,所述夹板220上设有复位绳孔(图未示),所述复位绳221从背向所述模拟岩层21的一侧穿入复位绳孔并固定在所述夹板220上靠近所述模拟岩层21的一侧,分别向相反方向拉动两复位绳221从而使得两夹板220分离;优选地,所述两复位绳221的两端均固定在所述夹板220上背向所述模拟岩层21的一侧,从而形成u型的复位绳拉环以方便拉动。优选地,在所述箱体11上与所述侧面110相邻的两侧面上设置供所述复位绳221穿出的孔以方便教学时拉动所述复位绳221。所述拉绳222的两端分别与两夹板220连接,从而在两夹板220之间形成u型的拉绳拉环,拉动拉绳拉环使得两夹板220相互靠近从而挤压所述模拟岩层21,在所述箱体11上与所述侧面110相对的侧面上设置供所述拉绳222穿出的孔以方便教学时拉动所述拉绳222;在一个实施例中,所述夹板220上设有拉绳孔(图未示),所述拉绳222的两端分别与两夹板220背向所述模拟岩层21穿入所述拉绳孔并固定。

使用时,将所述拉绳222向远离所述箱体11的方向拉动,两夹板220相互靠近并挤压所述模拟岩层21,从而实现岩层挤压效果。所述模拟岩层21复位时,向远离所述箱体11的方向拉动所述复位绳221,使得两夹板220相互分开从而带动所述模拟岩层21展开。

请参阅图9,所述纵波模拟装置30包括纵移转杆31、连接件32以及转杆支架33。所述转杆支架33固定在所述箱体11的内底面并支撑所述纵移转杆31,优选地,所述转杆支架33上设有轴套用于安装所述纵移转杆31。所述纵移转杆31包括用于带动其转动的转动部以及与所述连接件32连接的连接部,且所述转动部与所述连接部不在同一轴线上,为曲杆或偏心轴等,在一个实施例中,所述纵移转杆31为由三段相互平行的直杆部连接而成的曲杆,其中作为转动部且位于两端的第一直杆部与作为连接部且位于两端的直杆部之间的第二直杆部不在同一轴线上,所述纵移转杆31其中一端的第一直杆部插入所述转杆支架33的轴套中,另一端的第二直杆部与所述箱体11的侧壁活动连接并伸到所述箱体11外;所述连接件32连接在所述支撑架13与所述纵移转杆31之间,所述连接件32为铁丝、绳子等具有柔韧性的物体,其一端固定在所述支撑架13上,另一端固定在所述纵移转杆31的连接部上,且所述纵移转杆31转动时所述连接件32处于拉紧状态;在一个实施例中,所述支撑架13上设有两个孔,所述连接件32依次穿过所述支撑架13的孔,然后绑到所述纵向转杆31的连接部上从而实现所述连接件32的固定。优选地,所述纵移转杆31的连接部上设有划痕或凹槽,从而增大摩擦力防止所述连接件32滑动。

使用时,转动所述纵移转杆31的转动部并使其以所述转动部为圆心转动,由于所述纵移转杆31转动部与连接部不在同一轴线上,因此转动时其连接部垂直移动,带动固定在所述连接部且呈拉紧状态的连接件32垂直拉动所述支撑架13,所述支撑架13随之垂直移动,带动所述模型组件70垂直移动,从而实现纵波效果。

请参阅图10,所述横波模拟装置40包括传动件41、齿轮42、齿轮转轴43以及齿轮轴支架44。所述传动件41固定安装所述支撑架13朝向所述箱体11的底面一侧,为如齿条或链条等与齿轮啮合传动的零部件,并与所述齿轮42啮合,其传动方向为水平方向。所述齿轮轴支架44固定安装于所述箱体11的内并设有支撑所述齿轮转轴43的轴套,在一个实施例中,所述齿轮轴支架44垂直安装于所述箱体11的内底面上。所述齿轮转轴43一端与所述箱体11的侧面活动连接并伸出到所述箱体11外,另一端插入所述齿轮转轴43的轴套中,且所述齿轮转轴43的轴线方向与所述箱体11的内底面平行。所述齿轮42固定安装在所述齿轮转轴43并随其转动,且与所述传动件41啮合传动。

使用时,顺时针或逆时针转动所述齿轮转轴43从而带动所述齿轮42转动,与之啮合的传动件41水平移动,所述支撑架13也随之水平移动,带动所述模型组件70水平移动,从而实现横波效果。

请参阅图11,所述震心模拟装置50包括杆锤51以及杆锤支架52。所述杆锤51由杆部以及与杆部连接的锤头组成,所述杆锤51的杆部与所述箱体11的侧面活动连接并伸出到所述箱体11外,所述杆锤51的锤头位于所述支撑架13的下方。所述杆锤支架52设置在所述箱体11的侧面上并支撑所述杆锤51。

使用时,摆动所述杆锤51的杆部时其锤头敲打所述支撑架13并发出响声,从而模拟震心振动效果,并能通过演示让学生学会查找震心位置。

所述视听装置60包括led灯(图未示)以及音响(图未示),所述led灯以及所述音响配合地震现象发出声光效果。在一个实施例中,所述led灯设置在所述前板外侧,并设置多个在横向与纵向上相交的led灯泡,打开横向led灯泡开关时横向led灯泡从中心依次向外闪动表示横波传播方向,打开纵向led灯泡开关时纵向led灯泡从中心依次向外闪动表示纵波传播方向。所述音响安装在所述前板112与所述隔板111之间,打开所述音响的开关时,播放地震现场的声响以增强模拟的声效。

相比于现有技术,本实用新型通过岩层挤压模拟装置模拟地震过程中岩层受挤压的过程;通过纵波模拟装置模拟纵波传播所产生的振动效果;通过横波模拟装置模拟横波传播所产生的振动效果;通过震心模拟装置模拟震心的振动效果,并能教导学生学习查找震心。各种装置分别对地震的各种现象进行讲解,从原理上再现各种地震的现象,加深学生的印象。此外,在讲解地震各种现象的过程中配合视听装置所制造的各种声光效果,进一步模拟地震现场,进一步提高教学效果。此外,该模拟地震演示仪使用毛巾、绳子、齿轮等简单器材即可实现,不但结构简单,容易实现,而且成本低廉。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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