[發(fā)明專利]一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器

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• 申請日: 2022-04-16
• 公開（公告）號: CN114645583A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 王超;董慧慧;杜修力;韓強
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京大地智谷知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11957
• 代理人: 武麗華

1.一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：包括耗能模塊、位移放大模塊以及自復位模塊；

所述耗能模塊包括缸體(4)、粘滯阻尼液(5)、活塞桿(6)、活塞(7)、密封端板(8)；位移放大模塊包括齒輪組(9)、導桿(10)、齒條(11)；自復位模塊包括復位端板(14)、碟簧(16)；

所述缸體(4)與活塞(7)、密封端板(8)共同構成了密封腔體，活塞(7)設置于缸體(4)內部，其兩側設置有密封端板(8)，活塞(7)和密封端板(8)均套設在活塞桿(6)上，且密封腔體內充滿粘滯阻尼液(5)；所述缸體(4)兩端還設有固定端板(12)，固定端板(12)與密封端板(8)之間構成兩個副腔室，左側腔室為活塞桿(6)的滑動提供空間，右側腔室設置有齒輪組(9)；

所述碟簧(16)設置于兩塊復位端板(14)之間，且碟簧(16)中心套設在所述導桿(10)上，導桿(10)左端伸出復位端板并伸入所述右側腔室內；

所述活塞桿(6)右端與導桿(10)左端均相對焊有齒條(11)，齒條(11)間設置有齒輪組(9)，導桿(10)通過齒輪組(9)和齒條(11)將運動傳遞到活塞桿(6)；

所述固定端板(12)與復位端板(14)通過導向軸(3)串聯(lián)在一起，從而將耗能模塊、位移放大模塊以及自復位模塊串聯(lián)在一起；所述導桿(11)上還固定有一導桿擋塊(18)，用于推動左側的復位端板(14)向右壓縮運動。

2.根據權利要求1所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述齒輪組(9)由兩組齒輪構成，每組齒輪由小半徑齒輪和大半徑齒輪組成，大、小半徑齒輪同心疊放并焊接在一起，小半徑齒輪與焊有齒條(11)的導桿(10)齒合，大半徑齒輪與焊有齒條(11)的活塞桿(6)齒合。

3.根據權利要求2所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述固定端板(12)通過高強螺栓(19)和擋塊(17)固定在導向軸(3)上不可滑動，所述復位端板(14)可沿所述導向軸(3)滑動，其復位端板(14)左右兩側分別設置有高強螺栓(19)和擋塊(17)，其滑動方向受高強螺栓(19)和擋塊(17)的限制。

4.根據權利要求3所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述高強螺栓(19)和擋塊(17)均套設在導向軸(3)上，左側的固定端板(12)內外側分別固定有擋塊(17)和高強螺栓(19)，右側的固定端板(12)內外側均固定有擋塊(17)。

5.根據權利要求4所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述固定端板(12)與復位端板(14)通過四根導向軸(3)串聯(lián)在一起。

6.根據權利要求5所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述固定端板(12)和復位端板(14)均為方形鋼板，其四角位置開有四個大小相等的孔洞，孔洞大小剛好供導向軸(3)穿過，而擋塊(17)無法通過。

7.根據權利要求6所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：其中右側的所述固定端板(12)中心開孔，其孔洞大小可供導桿(10)及其上的導桿擋塊(18)穿過。

8.根據權利要求7所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：所述復位端板(14)中心開孔，其孔洞大小剛好供導桿(10)穿過而導桿擋塊(18)無法通過。

9.根據權利要求8所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：左側的所述固定端板(12)外側以及右側的所述復位端板(14)外側均固定有連接板(1)，用以與建筑結構相連。

10.根據權利要求9所述的一種利用齒輪放大位移的自復位阻尼器，其特征在于：當阻尼器受拉時，右側的連接板(1)和與之向連的導桿(10)相對左側的連接板(1)向右移動；導桿(10)帶動齒條(11)向右移動，齒輪組(9)逆時針轉動，齒輪組(9)順時針轉動，齒條(11)帶動活塞桿(6)和活塞(7)向左移動，粘滯阻尼液從活塞(7)中心孔隙通過，從而產生阻尼力，將結構振動的部分能量通過粘滯阻尼材料轉化為熱能，耗散能量；同時，由于齒輪組(9)中的大小半徑齒輪存在半徑差，活塞桿(6)的位移和速度大于導桿(10)的位移和速度，所述導桿擋塊(18)隨導桿(10)向右移動，由于導桿擋塊(18)無法通過復位端板(14)上的中心孔洞，因此導桿擋塊(18)將帶動復位端板(14)沿導向軸(3)相對右側的連接板(1)向右移動，右側的復位端板(14)受高強螺栓(19)限制無法移動，因此碟簧(16)被擠壓并且提供自復位能力；

當阻尼器受壓時，右側的連接板(2)和與之相連的導桿(10)相對左側的連接板(1)向左移動；導桿(10)帶動齒條(11)向左移動，齒輪組(9)順時針轉動，齒條(11)帶動活塞桿(6)和活塞(7)向右移動，耗能模塊工作，耗散能量；同時，活塞桿(6)的位移和速度大于導桿(10)的位移和速度，右側的復位端板(14)隨連接板(1)沿導向軸向左移動，導桿擋塊(18)隨導桿(10)向左移動，并穿過右側固定端板(12)的中心孔洞；左側的復位端板(14)受擋塊(17)限制無法移動，因此碟簧(16)被擠壓且提供自復位能力。