[发明专利]一种阻尼器速度位移的双向放大装置

说明书

本发明涉及一种阻尼器速度位移的双向放大装置，包括封闭防护外壳、双层传动齿轮系、双向外接杆系、中心支柱和阻尼器连接系统：封闭防护外壳下部设有双向开口用于安装双向外接杆系，封闭防护壳上部设有开口接入阻尼器连接系统；双层传动齿轮系包括两个传动齿轮、两根内径不同且分别连接两组传动和联动齿轮的空心旋转轴及两个半径较大的联动齿轮，两根空心旋转轴叠合并通过滚珠隔离彼此，以使两根旋转轴可以绕中心支柱独立转动形成传动杆系套在中心支柱外侧；中心支柱底部与封闭防护外壳固接；双向外接杆系与墙体固接并分别与两个传动齿轮啮合。本发明在结构位移较小或速度较慢的时候，能有效增加阻尼器耗能，使减振效果显著提高。

技术领域

本发明涉及一种双向阻尼器速度位移放大装置，利用齿轮传动中的速度/位移转换关系通过叠合的双向传动齿轮系实现对地震状态下剪切变形和速度的放大，增大连接阻尼器的耗能，属于土木结构（包括高层建筑、高耸结构和桥梁结构等）振动控制领域。

背景技术

近年来，基础隔震、消能减震以及调谐减震控制等被动控制技术由于其概念简单、机理明确、造价较低、减震效果显著而在国内外土木工程中得到广泛应用。其中，阻尼器以其经济性好、适用性好，维护费用低等优点，受到了广大土木工程研究人员的重视。

然而，目前的阻尼器仍存在不足之处：由试验得知，阻尼器在小行程条件下阻尼器的阻尼力达不到由阻尼器理论公式给出的性能，无法达到在地震作用下很小位移时提供如理论公式计算所得的非常高的阻尼比，存在非常明显有类似与弹簧串联显示弹簧刚度不足的现象，无法表现纯粘性的力学行为；其次，现有的阻尼器放大装置的放大倍数在安装之后难以调节且适配性不强，灵活性不足，可能使阻尼器的位移超过其极限或放大倍数有限；此外，现有的阻尼器无法应对两互相垂直方向的剪切变形，对非既定放大侧地震的位移速度放大效果不足，需另外新增设一套放大装置才可实现双向放大，使得系统复杂，安装困难。因此，设计一种双向阻尼器速度位移放大装置采用叠合的双向传动齿轮系，通过齿轮传动中线速度/位移的转换关系，利用传动齿轮与联动齿轮的半径比可控制地放大双侧剪切变形，并由阻尼器连接系统输出经过放大的位移/速度，适配多种阻尼器，这对于实际工程的减震控制具有重大的意义。

发明内容

为了应对建筑物在振动时的多方向剪切变形，同时放大地震作用下较小的相对位移和速度，使得阻尼器能够更加充分地发挥其振动控制作用，本发明提出一种阻尼器速度位移的双向放大装置，该装置利用不同半径齿轮同轴旋转时速度和位移的关系，放大阻尼器和阻尼器输入杆件之间的相对位移和速度，该装置在机械设计上，设置了一组相互叠合但彼此独立旋转的齿轮系，以实现对不同方向位移和速度的放大，最大程度地对现有阻尼器的功能进行延伸，极大提高了现有阻尼器的应用价值。

为了实现上述目的，本发明采取如下方案：