本發明涉及一種雙向阻尼器速度位移放大裝置，利用齒輪傳動中的速度/位移轉換關系通過疊合的雙向傳動齒輪系實現對地震狀態下剪切變形和速度的放大，增大連接阻尼器的耗能，屬于土木結構（包括高層建筑、高聳結構和橋梁結構等）振動控制領域。

背景技術：

近年來，基礎隔震、消能減震以及調諧減震控制等被動控制技術由于其概念簡單、機理明確、造價較低、減震效果顯著而在國內外土木工程中得到廣泛應用。其中，阻尼器以其經濟性好、適用性好，維護費用低等優點，受到了廣大土木工程研究人員的重視。

然而，目前的阻尼器仍存在不足之處：由試驗得知，阻尼器在小行程條件下阻尼器的阻尼力達不到由阻尼器理論公式給出的性能，無法達到在地震作用下很小位移時提供如理論公式計算所得的非常高的阻尼比，存在非常明顯有類似與彈簧串聯顯示彈簧剛度不足的現象，無法表現純粘性的力學行為；其次，現有的阻尼器放大裝置的放大倍數在安裝之后難以調節且適配性不強，靈活性不足，可能使阻尼器的位移超過其極限或放大倍數有限；此外，現有的阻尼器無法應對兩互相垂直方向的剪切變形，對非既定放大側地震的位移速度放大效果不足，需另外新增設一套放大裝置才可實現雙向放大，使得系統復雜，安裝困難。因此，設計一種雙向阻尼器速度位移放大裝置采用疊合的雙向傳動齒輪系，通過齒輪傳動中線速度/位移的轉換關系，利用傳動齒輪與聯動齒輪的半徑比可控制地放大雙側剪切變形，并由阻尼器連接系統輸出經過放大的位移/速度，適配多種阻尼器，這對于實際工程的減震控制具有重大的意義。

技術實現要素：

為了應對建筑物在振動時的多方向剪切變形，同時放大地震作用下較小的相對位移和速度，使得阻尼器能夠更加充分地發揮其振動控制作用，本發明提出一種阻尼器速度位移的雙向放大裝置，該裝置利用不同半徑齒輪同軸旋轉時速度和位移的關系，放大阻尼器和阻尼器輸入桿件之間的相對位移和速度，該裝置在機械設計上，設置了一組相互疊合但彼此獨立旋轉的齒輪系，以實現對不同方向位移和速度的放大，最大程度地對現有阻尼器的功能進行延伸，極大提高了現有阻尼器的應用價值。

為了實現上述目的，本發明采取如下方案：

一種阻尼器速度位移雙向放大裝置，由封閉防護外殼1、中心支柱2、x方向傳動桿3、y方向傳動桿4、x方向傳動齒輪5、y方向傳動齒輪6、x方向聯動齒輪7、y方向聯動齒輪8、x方向傳動桿止推軸承9、y方向傳動止推軸承10、x方向外接桿11、y方向外接桿12、x方向引接口13、y方向引接口14、一組阻尼器連接桿15和輸出桿引接口16組成，其特征在于：中心支柱2貫穿封閉防護外殼1，且固接于封閉防護外殼1的底面，不參與傳動；中心支柱2上安裝有x方向傳動桿止推軸承9，x方向傳動桿3套于中心支柱2外，且x方向傳動桿止推軸承9連接x方向傳動齒輪5，所述x方向傳動桿3能繞中心支柱2獨立轉動，x方向傳動桿3的上部連接x方向聯動齒輪7，下部連接x方向傳動齒輪5，x方向聯動齒輪7和下部連接x方向傳動齒輪5之間設有y方向傳動桿4，且y方向傳動桿4套于x方向傳動桿3外，y方向傳動桿4能繞中心支柱2獨立轉動，y方向傳動止推軸承10安裝于x方向傳動桿3上，y方向傳動止推軸承10與y方向傳動齒輪6連接；y方向傳動桿4的上部和下部分別連接y方向聯動齒輪8以及y方向傳動齒輪6；x方向傳動齒輪5一側安裝有與之嚙合的x方向外接桿11，y方向傳動齒輪6上安裝有與之嚙合的y方向外接桿12，x方向外接桿11與x方向引接口13連接，y方向外接桿12與y方向引接口14連接；兩個阻尼器連接桿15分別與x方向聯動齒輪7和y方向聯動齒輪8相嚙合，兩個阻尼器連接桿分別連接輸出桿引接口16。

本發明中，中心支柱2半徑為50mm；x方向傳動齒輪5與y方向傳動齒輪6的半徑為200mm；x方向聯動齒輪7與y方向聯動齒輪8半徑為300mm。

本發明中，阻尼器連接桿15以及輸出桿引接口16的安裝方向根據實際應用中需要適配的阻尼器而具體確定；x方向外接桿11與y方向外接桿12的延伸方向相互正交。

本發明中，x方向傳動齒輪5和y方向傳動齒輪6分別比x方向聯動齒輪7和y方向聯動齒輪8的半徑小。

當建筑物沿多個方向同時振動時，不同方向的層間位移均可以通過兩個正交的傳動桿，觸發雙向傳動齒輪系的轉動，利用聯動齒輪和傳動齒輪的半徑大小關系，聯動齒輪邊緣的線位移以及線速度均被放大，放大后的位移和速度再通過阻尼器連接桿傳輸至阻尼器，實現阻尼器耗能效果的增加，以達到更好的減振效果。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1.利用傳動齒輪系，放大地震作用下較小的建筑物相對位移和速度，增加阻尼器的耗能效果，提高阻尼器的振動控制效率，使得阻尼器能夠更加充分地發揮其振動控制作用。

2.雙層傳動齒輪系的振動作用輸入方向相互正交，使得放大裝置能夠應對多方向的剪切變形作用，對實際地震作用下建筑物沿隨機方向的相對位移和速度都有很好的放大效果。

3.具有很好的可適配性，本發明提出的放大裝置可以根據不同阻尼器的具體規格以及實際安裝方向，設計相應的阻尼器連接桿，以達到和多種位移或速度型阻尼器協同抗震的目的。

4.具有很好的可調節性，通過調節傳動齒輪和聯動齒輪的半徑比，可以改變裝置的放大倍數，便于在不同工程中根據實際情況進行探究具體半徑比的試驗，以確定適應實際應用的最優半徑比。

附圖說明

圖1為本發明阻尼器速度位移的雙向放大裝置的正視圖；

圖2為本發明阻尼器速度位移的雙向放大裝置的俯視圖。

圖中標號：1為封閉防護外殼、2為中心支柱2、3為x方向傳動桿、4為y方向傳動桿、5為x方向傳動齒輪、6為y方向傳動齒輪、7為x方向聯動齒輪、8為y方向聯動齒輪、9為x方向傳動桿止推軸承、10為y方向傳動止推軸承、11為x方向外接桿、12為y方向外接桿、13為x方向引接口、14為y方向引接口、15為阻尼器連接桿、16為輸出桿引接口。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

實施例1：如圖1所示，圖2為本發明阻尼器速度位移的雙向放大裝置的實施例，其主要包括封閉防護外殼1、中心支柱2、x方向傳動桿3、y方向傳動桿4、x方向傳動齒輪5、y方向傳動齒輪6、x方向聯動齒輪7、y方向聯動齒輪8、x方向傳動桿止推軸承9、y方向傳動止推軸承10、x方向外接桿11、y方向外接桿12、x方向引接口13、y方向引接口14、阻尼器連接桿15和輸出桿引接口16。中心支柱2貫穿整個放大裝置，并固接于封閉防護外殼1的底面；中心支柱2上安裝x方向傳動桿止推軸承9，該軸承連接空心的且套在中心支柱2上的x方向傳動桿3，x方向傳動桿3的上、下部分別連接x方向聯動齒輪7以及x方向傳動齒輪5，位于兩個齒輪中間的部分再套上空心的y方向傳動桿4，并通過安裝于x方向傳動桿3上的y方向傳動止推軸承10與y方向傳動齒輪系統（y方向傳動齒輪6、y方向傳動桿4、y方向聯動齒輪8）連接，y方向傳動桿4的上、下部分別連接y方向聯動齒輪8以及y方向傳動齒輪6，x方向傳動齒輪5與y方向外接桿12上分別安裝與之嚙合的x方向外接桿11與y方向外接桿12，分別通過x方向引接口13與y方向引接口14延伸到放大裝置的外部；一組阻尼器連接桿15與x方向聯動齒輪7、y方向聯動齒輪8嚙合，并通過輸出桿引接口16延伸到放大裝置的外部。中心支柱2的半徑為50mm；x方向傳動齒輪5與y方向傳動齒輪6的半徑為200mm；x方向聯動齒輪7與y方向聯動齒輪8的半徑為300mm。

中心支柱2貫穿整個放大裝置，并固接于封閉防護外殼1的底面，x方向傳動桿3及y方向傳動桿4相互疊合通過軸承套合在中心支柱2外，并可繞中心支柱2旋轉。雙向傳動齒輪系分別傳遞xy方向的速度位移至x方向外接桿11和y方向外接桿12，由齒輪傳動中速度和位移理論通過改變x方向傳動齒輪5、y方向傳動齒輪6和x方向聯動齒輪7、y方向聯動齒輪8改變放大倍數。此外，根據實際情況的不同，x方向外接桿11和y方向外接桿12可據需要改變。