一种阻尼器速度位移放大装置的制作方法

本实用新型涉及一种阻尼器速度位移放大装置，利用齿轮传动中的速度/位移转换关系通过传动齿轮系实现对地震状态下多向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多方向全方位的剪切变形，对非既定放大侧地震的位移速度放大效果不足，需另外新增设多套放大装置才可实现全方位速度/位移放大，使得系统复杂安装困难。因此，设计一种多向阻尼器速度位移放大装置采用速度/位移传动环，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各方向的剪切变形，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。

技术实现要素：

为了放大地震作用下较小的楼层相对位移和速度，并应对沿随机方向传来的地震波，使得阻尼器能够更加充分地发挥其振动控制作用，本实用新型提出一种阻尼器速度位移放大装置，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。该装置设置了位移传动环，该传动环通过一根位移传动杆接收建筑物任意方向的振动作用，并与传动齿轮系啮合，以实现传动齿轮系对不同方向位移和速度的放大，在很大程度上提高了现有阻尼器的实际应用价值，增加了其减振耗能的效率。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：

本实用新型提出的一种阻尼器速度位移放大装置，由封闭防护外壳1、旋转轴固定杆2、中心旋转杆3、传动齿轮4、联动齿轮5、旋转轴止推轴承6、位移传动杆7、位移传动环8、传动环止推轴承9、传动环齿结构10和阻尼器连接杆11组成，其特征在于，旋转轴固定杆2固接于封闭防护外壳1的底面，且封闭防护外壳1上装有旋转轴止推轴承6，转轴止推轴承6连接的中心旋转轴3，中心旋转轴3套在旋转轴固定杆2上，中心旋转轴3的上、下部分别连接联动齿轮5以及传动齿轮4，位移传动环8套在传动齿轮4外，传动环齿结构10设在位移传动环8内侧，传动齿轮4和位移传动环8通过传动环齿结构10于内切点啮合；位移传动杆7安装在位移传动环8所在平面的法线方向，位移传动杆7上设置有传动环止推轴承9，传动环止推轴承9与位移传动环8连接，阻尼器连接杆11与联动齿轮5啮合。

本实用新型中，位移传动杆7根据需求与建筑物墙体或楼板固接，位移传动环8可绕位移传动杆7自由转动。

本实用新型中，所述联动齿轮5的半径应大于传动齿轮4的半径。

当振动作用沿任意方向传来时，建筑物的层间位移均可以通过位移传动杆带动位移传动环沿传动齿轮外缘作平面运动，由于位移传动环与传动齿轮始终啮合于内切点，故位移传动环的平面运动将触发传动齿轮系的转动，利用联动齿轮和传动齿轮的半径大小关系，使得联动齿轮边缘的线位移以及线速度均被放大，放大后的位移和速度再通过阻尼器连接杆传输至阻尼器，实现阻尼器耗能效果的增加，达到更好的减振效果。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1. 利用传动齿轮系，放大地震作用下较小的建筑物相对位移和速度，增加阻尼器的耗能效率，使得阻尼器更加充分地发挥其振动控制作用。

2. 位移传动环内侧的齿结构，使得传动环在振动作用下做任意方向的平面运动时，都能够触发传动齿轮系的转动，故放大装置能够应对任意方向的剪切变形作用，对实际地震作用下，建筑物沿随机方向的振动都有很好的放大效果。

3. 具有很好的可适配性，本实用新型提出的放大装置可以根据不同阻尼器的具体规格以及实际安装方向，设计相应的阻尼器连接杆，以达到和多种位移或速度型阻尼器协同抗震的目的。

4. 具有很好的可调节性，通过调节传动齿轮和联动齿轮的半径比，可以改变装置的放大倍数，便于在不同工程中根据实际情况进行探究具体半径比的试验，以确定适应实际应用的最优半径比。

附图说明

图1为本实用新型阻尼器速度位移的双向放大装置的侧视图；

图2为本实用新型阻尼器速度位移的双向放大装置的俯视图。

图中标号：1为封闭防护外壳，2为旋转轴固定杆，3为中心旋转杆，4为传动齿轮，5为联动齿轮，6为旋转轴止推轴承，7为位移传动环，8为传动环止推轴承，9为传动环齿结构，10为阻尼器连接杆。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1：如图1所示，图2为本实用新型阻尼器速度位移的双向放大装置的实施例，其主要包括：封闭防护外壳1、安装于封闭防护外壳1内的传动齿轮系、传递建筑物位移的位移传动杆7和位移传动环8，以及与现有阻尼器连接的阻尼器连接杆11。旋转轴固定杆2固接于封闭防护外壳1的底面，其上安装有旋转轴止推轴承6，该旋转轴止推轴承连接空心的且套在旋转轴固定杆2上的中心旋转轴3，中心旋转轴3的上、下部分别连接联动齿轮5以及传动齿轮4，上述联动齿轮5的半径应大于传动齿轮4的半径；传动齿轮4外套有与之相互内切的但半径相差不大的位移传动环8，位移传动环8内侧设有传动环齿结构10，传动齿轮4和位移传动环8通过传动环齿结构10于内切点啮合；在位移传动环8所在平面的法向方向，安装有一根下端与建筑物墙体或楼板固接的位移传动杆7，该位移传动杆7上端设置传动环止推轴承9与位移传动环8连接，并实现位移传动环8绕位移传动杆7的自由转动；阻尼器连接杆11与联动齿轮5啮合，并延伸到放大装置的外部，用于连接现有阻尼器。

当振动作用沿任意方向传来时，建筑物的层间位移均可以通过位移传动杆带动位移传动环沿传动齿轮外缘作平面运动，由于位移传动环与传动齿轮始终啮合于内切点，故位移传动环的平面运动将触发传动齿轮系的转动，利用联动齿轮和传动齿轮的半径大小关系，使得联动齿轮边缘的线位移以及线速度均被放大，放大后的位移和速度再通过阻尼器连接杆传输至阻尼器，实现阻尼器耗能效果的增加，达到更好的减振效果。

所述传动齿轮４与联动齿轮５的半径比为1:5，传动齿轮４的半径为50mm。

所述位移传动环８的内径为52mm，所述位移传动杆８的杆长为100mm。