一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，包括闭式防护壳、阻尼器连接件、加速传动系统、输入杆和输出杆，阻尼器连接件上设有阻尼器输入杆引接口和连接杆；闭式防护壳的下部内壁上设有与输入杆的底面相接触的第一输入杆导向滚轮，闭式防护壳的上部内壁上设有与输出杆的顶面相接触的第一输出杆导向滚轮；加速传动系统包括双联齿轮、直齿齿轮、输入杆齿条和输出杆齿条，双联齿轮由连接在一起的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮的半径大于第二齿轮的半径，第一齿轮与直齿齿轮相啮合，直齿齿轮与输出杆齿条相啮合，第二齿轮与输入杆齿条相啮合。本发明在建筑结构变形较小或变形较慢时，能够有效提高建筑结构振动控制效率。
【专利说明】一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置
【技术领域】
[0001]本发明属于土木工程结构抗震控制【技术领域】，具体涉及一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置。
【背景技术】
[0002]随着建筑物跨度增大、高度增加以及结构形式日益复杂，按传统设计方法设计的工程结构在强地震作用下，很难完全避免损伤和破坏。通过振动控制技术来抑制外部动力荷载引起的结构动力响应是提高结构安全性的有效手段，如应用被动抗震控制技术等。其中，应用各种粘滞阻尼器进行结构被动抗震控制的技术较为多见。同时利用杠杆原理对结构传递于阻尼器的位移进行放大从而提高阻尼器的耗能效率也已有相关研宄，但以往的研宄仍不尽完善，如其构造形式导致其适用性有限，很难与不同类型的结构或结构构件进行集成安装，并且杠杆传递本身的缺点为传递效率相对较低。而在研宄领域或工程应用中均未考虑当结构发生较小变形或变形速率较慢时能够提高粘滞阻尼器的工作效率的方法。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其结构简单，实现方便且成本低，在建筑结构变形较小或建筑结构变形较慢时，能够有效提高粘滞阻尼器对建筑结构提供的阻尼，提高建筑结构振动控制效率，性能可靠，具有广阔的应用前景。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:包括闭式防护壳、用于连接粘滞阻尼器的阻尼器连接件和设置在闭式防护壳内的加速传动系统，以及从闭式防护壳的一端下部穿入闭式防护壳内的输入杆和从闭式防护壳的另一端上部穿出闭式防护壳外的输出杆，所述阻尼器连接件罩在穿出闭式防护壳外的输出杆上且与闭式防护壳固定连接，所述阻尼器连接件上正对输出杆的位置处设置有供所述粘滞阻尼器的输入杆插入并与输出杆固定连接的阻尼器输入杆引接口，所述阻尼器连接件上设置有用于连接建筑结构的连接杆，所述粘滞阻尼器安装在所述建筑结构上；所述闭式防护壳的下部内壁上设置有用于对输入杆的轴向往复运动进行导向的第一输入杆导向滚轮，所述输入杆的底面与第一输入杆导向滚轮相接触，所述闭式防护壳的上部内壁上设置有用于对输出杆的轴向往复运动进行导向的第一输出杆导向滚轮，所述输出杆的顶面与第一输出杆导向滚轮相接触；所述加速传动系统包括设置在闭式防护壳内中间位置处的双联齿轮和直齿齿轮，以及固定连接在输入杆位于闭式防护壳内的一端顶部的输入杆齿条和固定连接在输出杆位于闭式防护壳内的一端底部的输出杆齿条，所述双联齿轮由连接在一起的第一齿轮和第二齿轮组成，所述双联齿轮的第一齿轮的半径大于双联齿轮的第二齿轮的半径，所述双联齿轮的第一齿轮与直齿齿轮相啮合，所述直齿齿轮与输出杆齿条相啮合，所述双联齿轮的第二齿轮与输入杆齿条相啮合。
[0005]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述闭式防护壳的一端下部固定连接有供输入杆穿过并用于确保输入杆做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输入杆导向颈，所述输入杆导向颈内设置有用于对输入杆的轴向往复运动进行导向的第二输入杆导向滚轮。
[0006]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述输入杆导向颈通过螺栓与闭式防护壳的一端下部固定连接。
[0007]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述闭式防护壳的另一端上部固定连接有供输出杆穿过并用于确保输出杆做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输出杆导向颈，所述输出杆导向颈内设置有用于对输出杆的轴向往复运动进行导向的第二输出杆导向滚轮。
[0008]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述输出杆导向颈通过螺栓与闭式防护壳的另一端上部固定连接。
[0009]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述阻尼器连接件通过螺栓与闭式防护壳固定连接。
[0010]上述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述阻尼器连接件的内壁上连接有位于阻尼器输入杆引接口的周围且用于固定连接阻尼器连接件与所述粘滞阻尼器的螺栓。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本发明是利用齿轮变速原理，针对土木建筑结构在地震作用下的动力反应特点及粘滞阻尼器的运行特点研发设计的，结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低。
[0013]2、本发明的核心部分是由双联齿轮、直齿齿轮、输出杆齿条和输入杆齿条组成的加速传动系统，该加速传动系统具有齿轮传动的优点，即传动平稳、传动比精确，使用的功率、速率和尺寸范围大，工作可靠，效率高，使用寿命长。
[0014]3、本发明合理安装于阻尼器与建筑结构之间，在建筑结构变形较小或建筑结构变形较慢(如结构振动频率较慢)时，能够有效提高粘滞阻尼器对建筑结构提供的阻尼，提高建筑结构振动控制效率，实现有效降低建筑结构损害的目的。
[0015]4、本发明充分发挥了齿轮传动的高效性以及强适用性等优点，同时充分考虑了利用粘滞阻尼器进行建筑结构抗震控制的特点，性能可靠，使用效果好，为土木工程领域中建筑结构的抗震控制提供了更为有效的方法，具有广阔的应用前景。
[0016]综上所述，本发明结构简单，实现方便且成本低，在建筑结构变形较小或建筑结构变形较慢时，能够有效提高粘滞阻尼器对建筑结构提供的阻尼，提高建筑结构振动控制效率，性能可靠，具有广阔的应用前景。
[0017]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]附图标记说明:
[0020]1一输入杆；2—输入杆导向颈； 3—第一输入杆导向滚轮；
[0021]4 一第一螺栓；5—闭式防护壳；6—双联齿轮；
[0022]7一直齿齿轮；8—输出杆齿条；9一输入杆齿条；
[0023]10—输出杆；11 一第三螺栓；12—阻尼器连接件；
[0024]13—第四螺栓； 14 一阻尼器输入杆引接口； 15—输出杆导向颈；
[0025]16—连接杆；17—第一输出杆导向滚轮；
[0026]18—第二输入杆导向滚轮；19 一第二输出杆导向滚轮；20—第二螺栓。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明包括闭式防护壳5、用于连接粘滞阻尼器的阻尼器连接件12和设置在闭式防护壳5内的加速传动系统，以及从闭式防护壳5的一端下部穿入闭式防护壳5内的输入杆1和从闭式防护壳5的另一端上部穿出闭式防护壳5外的输出杆10，所述阻尼器连接件12罩在穿出闭式防护壳5外的输出杆10上且与闭式防护壳5固定连接，所述阻尼器连接件12上正对输出杆10的位置处设置有供所述粘滞阻尼器的输入杆插入并与输出杆10固定连接的阻尼器输入杆引接口 14，所述阻尼器连接件12上设置有用于连接建筑结构的连接杆16，所述粘滞阻尼器安装在所述建筑结构上；所述闭式防护壳5的下部内壁上设置有用于对输入杆1的轴向往复运动进行导向的第一输入杆导向滚轮3，所述输入杆1的底面与第一输入杆导向滚轮3相接触，所述闭式防护壳5的上部内壁上设置有用于对输出杆10的轴向往复运动进行导向的第一输出杆导向滚轮17，所述输出杆10的顶面与第一输出杆导向滚轮17相接触；所述加速传动系统包括设置在闭式防护壳5内中间位置处的双联齿轮6和直齿齿轮7，以及固定连接在输入杆1位于闭式防护壳5内的一端顶部的输入杆齿条9和固定连接在输出杆10位于闭式防护壳5内的一端底部的输出杆齿条8，所述双联齿轮6由连接在一起的第一齿轮和第二齿轮组成，所述双联齿轮6的第一齿轮的半径大于双联齿轮6的第二齿轮的半径，所述双联齿轮6的第一齿轮与直齿齿轮7相啮合，所述直齿齿轮7与输出杆齿条8相嗤合，所述双联齿轮6的第二齿轮与输入杆齿条9相嗤合。
[0028]如图1所示，本实施例中，所述闭式防护壳5的一端下部固定连接有供输入杆1穿过并用于确保输入杆1做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输入杆导向颈2，所述输入杆导向颈2内设置有用于对输入杆1的轴向往复运动进行导向的第二输入杆导向滚轮18。具体实施时，所述输入杆导向颈2通过第一螺栓4与闭式防护壳5的一端下部固定连接。
[0029]如图1所示，本实施例中，所述闭式防护壳5的另一端上部固定连接有供输出杆10穿过并用于确保输出杆10做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输出杆导向颈15，所述输出杆导向颈15内设置有用于对输出杆10的轴向往复运动进行导向的第二输出杆导向滚轮19。具体实施时，所述输出杆导向颈15通过第二螺栓20与闭式防护壳5的另一端上部固定连接。
[0030]如图1所示，本实施例中，所述阻尼器连接件12通过第三螺栓11与闭式防护壳5固定连接。所述阻尼器连接件12的内壁上连接有位于阻尼器输入杆引接口 14的周围且用于固定连接阻尼器连接件12与所述粘滞阻尼器的第四螺栓13。
[0031]具体实施时，所述闭式防护壳5内中间位置处设置有用于转动连接双联齿轮6的双联齿轮轴和用于转动连接直齿齿轮7的直齿齿轮轴。所述第一输入杆导向滚轮3、第一输出杆导向滚轮17、第二输入杆导向滚轮18和第二输出杆导向滚轮19均为圆柱齿轮。通过设置第一输入杆导向滚轮3，能够避免输入杆1与闭式防护壳5之间产生过大摩擦而影响输入杆1沿轴向往复运动。通过设置第一输出杆导向滚轮17，能够避免输出杆10与闭式防护壳5之间产生过大摩擦而影响输出杆10沿轴向往复运动。
[0032]本发明使用时，通过输入杆1和连接杆16将本发明安装于建筑结构上原本需要安装阻尼器的位置，同时通过阻尼器连接件12将所述粘滞阻尼器与本发明相连并通过第四螺栓13固定，将所述粘滞阻尼器的输入杆穿过阻尼器输入杆引接口 14并与本发明的输出杆10固定连接，从而确保输出杆10能够有效传递位移于外接的所述粘滞阻尼器的输入杆。当建筑结构变形时带动本发明的输入杆1，相对闭式防护壳5产生轴向运动时，输入杆1通过输入杆齿条9带动与输入杆齿条9相啮合的双联齿轮6的第二齿轮，双联齿轮6的第一齿轮与第二齿轮产生共转，双联齿轮6的第一齿轮的转动带动与之相啮合的直齿齿轮7转动，直齿齿轮7通过与之相啮合的输出杆齿条8带动输出杆10，使输出杆10产生相对闭式防护壳5的轴向运动，并且其运动方向与输入杆1运动方向一致，通过了加速传动系统的加速，运动速度比输入杆1运动速度快。通过上述运动过程将输入杆1的输入位移速率经过加速之后，通过本发明的输出杆10传递给与本发明连接的所述粘滞阻尼器的输入杆，从而使所述粘滞阻尼器提供阻尼。
[0033]由于粘滞阻尼理论认为，阻尼与阻尼系数和速率的乘积成正比；而本发明能够将建筑结构变形引起的粘滞阻尼器输入杆位移速率有效加速，因此根据粘滞阻尼理论，使用本发明的粘滞阻尼器相比同一个未使用本发明的粘滞阻尼器而言，即在阻尼器的阻尼系数不变的情况下，能够有效地提高粘滞阻尼器提供的阻尼，从而提高了粘滞阻尼器对建筑的振动控制效果。而且，本发明充分考虑了抗震控制的以下几个特点:第一、当建筑结构振动频率较低，建筑结构变形速率较慢时，本发明闭式防护壳5内设置的加速传动系统，能够将粘滞阻尼器的输入位移速率加快，使得粘滞阻尼器在相同时间内提供的阻尼有效提高，从而提高了粘滞阻尼器的工作效率；第二、本发明闭式防护壳5内设置的加速传动系统，也具有位移放大功能，在建筑结构变形较小时，能够对粘滞阻尼器的输入位移进行放大，从而即便在建筑结构变形较小时，能够使粘滞阻尼器提供充分的阻尼，即有效提高了粘滞阻尼器的工作效率。
[0034]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:包括闭式防护壳(5)、用于连接粘滞阻尼器的阻尼器连接件(12)和设置在闭式防护壳(5)内的加速传动系统，以及从闭式防护壳(5)的一端下部穿入闭式防护壳(5)内的输入杆(I)和从闭式防护壳(5)的另一端上部穿出闭式防护壳(5)外的输出杆(10)，所述阻尼器连接件(12)罩在穿出闭式防护壳(5)外的输出杆(10)上且与闭式防护壳(5)固定连接，所述阻尼器连接件(12)上正对输出杆(10)的位置处设置有供所述粘滞阻尼器的输入杆插入并与输出杆(10)固定连接的阻尼器输入杆引接口(14)，所述阻尼器连接件(12)上设置有用于连接建筑结构的连接杆(16)，所述粘滞阻尼器安装在所述建筑结构上；所述闭式防护壳(5)的下部内壁上设置有用于对输入杆(I)的轴向往复运动进行导向的第一输入杆导向滚轮(3)，所述输入杆(I)的底面与第一输入杆导向滚轮(3)相接触，所述闭式防护壳(5)的上部内壁上设置有用于对输出杆(10)的轴向往复运动进行导向的第一输出杆导向滚轮(17)，所述输出杆(10)的顶面与第一输出杆导向滚轮(17)相接触；所述加速传动系统包括设置在闭式防护壳(5)内中间位置处的双联齿轮(6)和直齿齿轮(7)，以及固定连接在输入杆(I)位于闭式防护壳(5)内的一端顶部的输入杆齿条(9)和固定连接在输出杆(10)位于闭式防护壳(5)内的一端底部的输出杆齿条(8)，所述双联齿轮￠)由连接在一起的第一齿轮和第二齿轮组成，所述双联齿轮(6)的第一齿轮的半径大于双联齿轮(6)的第二齿轮的半径，所述双联齿轮(6)的第一齿轮与直齿齿轮(X)相嗤合，所述直齿齿轮(X)与输出杆齿条(8)相嗤合，所述双联齿轮(6)的第二齿轮与输入杆齿条(9)相嗤合。
2.按照权利要求1所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述闭式防护壳(5)的一端下部固定连接有供输入杆(I)穿过并用于确保输入杆(I)做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输入杆导向颈(2)，所述输入杆导向颈(2)内设置有用于对输入杆(I)的轴向往复运动进行导向的第二输入杆导向滚轮(18)。
3.按照权利要求2所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述输入杆导向颈(2)通过螺栓与闭式防护壳(5)的一端下部固定连接。
4.按照权利要求1所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述闭式防护壳(5)的另一端上部固定连接有供输出杆(10)穿过并用于确保输出杆(10)做轴向往复运动时运动路径保持平稳的输出杆导向颈(15)，所述输出杆导向颈(15)内设置有用于对输出杆(10)的轴向往复运动进行导向的第二输出杆导向滚轮(19)。
5.按照权利要求4所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述输出杆导向颈(15)通过螺栓与闭式防护壳(5)的另一端上部固定连接。
6.按照权利要求1所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述阻尼器连接件(12)通过螺栓与闭式防护壳(5)固定连接。
7.按照权利要求1所述的一种粘滞阻尼器输入位移速率加速装置，其特征在于:所述阻尼器连接件(12)的内壁上连接有位于阻尼器输入杆引接口(14)的周围且用于固定连接阻尼器连接件(12)与所述粘滞阻尼器的螺栓。
【文档编号】E04B1/98GK104499597SQ201410854390
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】杨坤 申请人:长安大学