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专利名称：地动仪的内部结构装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及古代仪器的复原，尤其涉及一种地动仪的内部结构装置。可实用于测 定地震方位，也可作地震科普和文化教育。
背景技术：
公元132年汉代科学家张衡发明了人类史上首台地动仪，曾称候风地动仪，失传 于东汉末年。根据《后汉书》等史料的记载，地动仪利用惯性原理测震。仪器内部的中央有 一根都柱，旁设有八条道、触发机构和传动杠杆。遇有地震，蹲体被摇晃，机关只触动一个龙 首的铜丸落入蟾蜍口中。仪器曾测到顺帝阳嘉三年十一月壬寅(公元134年12月13日) 的陇西地震，而当时在洛阳的人感觉不到震感。

发明内容
本发明目的在于提供一种具有测定地震方位的功能，又与史料记载的体貌及特征 非常吻合的地动仪的内部结构装置。本发明所采用的技术方案是一种地动仪的内部结构装置，其特征在于包括在仪器中部立于樽底的立柱、立 柱内的棒杆、立柱顶部的顶球、限位顶球的支架；所述立柱下端牢固连接于樽底，立柱底部 中心还具有一限位棒杆底端的底孔，该底孔的正上方具有顶球，所述支架牢固连接于立柱 顶部，该支架中心具有纵向孔洞，孔洞下端具有收缩部，顶球限位于孔洞内作自转和上下活 动，被孔洞和收缩部挟持着的顶球的下端暴露在孔洞外；所述的棒杆为头重脚轻两头尖，其 底端插入底孔，顶端依靠顶球的底端直立于立柱内，可左右倾倒；还包括樽壁内侧部均布的 8个能触发含球的杠杆机件和立柱内8个能接受棒杆倾倒的杠杆机件，以及对应的8条连 杆。也包括拱形顶盖。所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的立柱上具有豁口。所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述立柱和樽壁可为一体。所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的含球的杠杆机件均布于樽壁内 侧部的八组，每组含球的杠杆机件可是包括一杠杆体和其下端延伸至龙口下颌作托持龙球 的牙齿，该杠杆体的上端与连杆的一端连接，其中部铰接于樽壁内侧部。所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的能接受棒杆倾倒的杠杆机件均 布于立柱内壁侧部并合围于棒杆周向的八件，每件可是开口正对棒杆的弧形受杆，该弧形 受杆与连杆的另一端连接，8条连杆横贯立柱柱壁以弧形受杆为中心呈米字形均布。所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的拱形顶盖可是由上盖和下盖构 成。所述的地动仪的内部结构装置，还包括樽壁外侧及其底部分别设置8组均勻分布 的含球和接球装置。按照本内部结构装置复制的地动仪，其顶球既可以保证静态状况下的棒杆的直立，也可以保证动态状况下棒杆的瞬间脱开左右倾倒，属于“倒垂摆”原理。当地震初波传 来时，棒杆的下端会随着放置仪器的地面的运动而发生同步刚性位移，而棒杆顶端却会在 惯性的作用下仍然不动，于是棒杆在重力矩的作用下倒向震源方向的弧形受杆，经连杆的 传递触动含球机关，含球掉落到对应的接球装置中。使史料所记载的张衡地动仪的测震过 程得到重现。本发明的有益效果在于，按照本内部结构装置复制的地动仪，与史料记载的地动 仪体貌特征非常吻合，而且测震灵敏，结构科学，构思巧妙，简单易行，操作方便，符合当时 的科技水平，有利于科学真实地重现张衡地动仪，极具研究、教学、展览和观赏价值。实施例下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的阐述。


图1是本发明具体实施方式
的剖面结构示意图。如图1所示，一种地动仪的内部结构装置，包括在仪器中部立于樽底1的圆筒形立 柱17、圆筒形立柱17内的圆锥棒12、立柱顶部的顶球7、限位顶球的支架10 ；所述立柱17 下端牢固连接于樽底1，立柱17底部中心还具有一限位圆锥棒底端的锥形底孔2，该锥形底 孔2的正上方具有顶球7，所述支架10牢固连接于立柱17顶部，该支架10中心具有纵向圆 孔8，圆孔8下端具有收缩部9，顶球7限位于圆孔8内作自转和上下活动，被圆孔和收缩部 9挟持着的顶球7的下端暴露在圆孔8外；所述的圆锥棒12为头重脚轻两头为锥形，其底端 插入锥形底孔2，顶端依靠顶球7的底端直立于立柱17内，可左右倾倒；还包括樽壁内侧部 均布的8个能触发含球的杠杆机件和立柱内围在圆锥棒12周围的能接受棒杆倾倒的8个 “V”形受杆14，以及对应的8条连杆13。所述连杆13 —端伸入圆筒形立柱17与“V”形受 杆14相连，另一端与对应的能触发含球的杠杆机件相连。8条连杆13横贯圆筒形立柱17 侧壁并以“V”形受杆14为中心呈米字形均布。所述的含球的杠杆机件均布于樽壁内侧部 的八组，每组含球的杠杆机件包括一杠杆体13和其下端延伸至龙口下颌作托持龙球的牙 齿16，其上端与连杆13 —端固定连接，其中部铰接于樽壁内侧部；连杆13另一端向上斜伸 入圆筒形立柱17与“V”形受杆14成丁字形固定连接。该“V”形受杆14合围于圆锥棒12 周向均布，且“V”形开口正对圆锥棒12。所述圆筒形立柱17上具有供连杆13自由穿过和 必要的作业豁口 18，所述支座上具有作业开口 11。所述的地动仪内部结构装置，还包括由 上盖6和下盖5构成的拱形顶盖。所述的地动仪内部结构装置，还可包括樽壁外侧及其底 部分别设置8组均勻分布的含球和接球装置。为接近史料记载之结构，可将含球触动机关设计为龙首结构，将含球4托持于龙 口 19中。而接球装置设计为蟾蜍口 3的形状。
权利要求
1.一种地动仪的内部结构装置，其特征在于包括在仪器中部立于樽底的立柱、立柱 内的棒杆、立柱顶部的顶球、限位顶球的支架；所述立柱下端牢固连接于樽底，立柱底部中 心还具有一限位棒杆底端的底孔，该底孔的正上方具有顶球，所述支架牢固连接于立柱顶 部，该支架中心具有纵向孔洞，孔洞下端具有收缩部，顶球限位于孔洞内作自转和上下活 动，被孔洞和收缩部挟持着的顶球的下端暴露在孔洞外；所述的棒杆为头重脚轻两头尖，其 底端插入底孔，顶端依靠顶球的底端直立于立柱内，可左右倾倒；还包括樽壁内侧部均布的 8个能触发含球的杠杆机件和立柱内8个能接受棒杆倾倒的杠杆机件，以及对应的8条连 杆。也包括拱形顶盖。
2.根据权利要求1所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的立柱上具有豁
3.根据权利要求1所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述立柱和樽壁可为一体。
4.根据权利要求1所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的含球的杠杆机件 均布于樽壁内侧部的八组，每组含球的杠杆机件可是包括一杠杆体和其下端延伸至龙口下 颌作托持龙球的牙齿，该杠杆体的上端与连杆的一端连接，其中部铰接于樽壁内侧部。
5.根据权利要求1所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的能接受棒杆倾倒 的杠杆机件均布于立柱内壁侧部并合围于棒杆周向的八件，每件可是开口正对棒杆的弧形 受杆，该弧形受杆与连杆的另一端连接，8条连杆横贯立柱柱壁以弧形受杆为中心呈米字形 均布。
6.根据权利要求1所述的地动仪的内部结构装置，其特征在于所述的拱形顶盖可是由 上盖和下盖构成。
全文摘要
一种地动仪的内部结构装置，其特征在于包括立于樽底的立柱、立柱内具有头重脚轻两头尖的棒杆、立柱顶部具有辅助棒杆直立的顶球、限位顶球的支架和支架中部挟持顶球的孔洞、该立柱底部中央还具有一限位棒杆底端的底孔，顶球限位于该底孔的正上方，支架牢固连接于立柱顶部，所述棒杆下端插入底孔，顶端依靠顶球的最低端直立于立柱内，可左右倾倒，还包括樽壁内侧部均布的8个能触发含球的杠杆机件和立柱内含8个弧形受杆的杠杆机件，及对应的8条连杆。本发明构思巧妙，灵活运用了“倒垂摆”原理，按本发明可复原出与史料记载相吻合的地动仪，可实用于地震验震和文化教育。
文档编号G01V1/18GK102053255SQ20101050310
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者王焕明 申请人:王焕明