CN110016962A - 一种抗震钢结构支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗震钢结构支架，本发明巧妙得采用隔离缓冲的原理，利用壳体内四组呈矩形阵列排布且上下端呈十字铰接的支撑杆，将水平板、支撑杆和壳体底板之间形成平行四边形的结构，在相邻支撑杆间设置连接杆，在壳体相应侧壁上滑动配合有与连接杆配合的顶杆，顶杆的下端利用与其配合的限位杆来限制顶杆的移动，四组限位杆通过驱动装置改变其在竖直方向上位置，从而实现平行四边形结构在柔性和刚性之间进行切换，使其适用不同的实际状态和应用场合，柔性结构减缓地震的破坏，同时加入阻尼装置和弹簧，抗震效果更加明显，本装置抗震隔离效果好，对钢结构起很好的缓冲保护效果，能最大程度上降低地震对钢结构的破坏，降低地震所带来的损失。

Description

一种抗震钢结构支架

技术领域

本发明属于钢结构支架的技术领域，特别涉及一种抗震钢结构支架。

背景技术

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一，结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，因其自重较轻，且施

工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

由于钢结构的广泛应用，所以提高钢结构整体应对地震灾害的能力则显得尤为重要，现有的钢结构现有的钢结构支撑架中，在整个钢构支撑架看，支撑强度低，稳定性较差，在经过长时间风吹雨晒的情况下往往出现松动现象，钢构架容易发生锈蚀，缩短了钢构架的使用寿命，存在不安全因素，钢结构建筑构件过程中，横梁与竖梁之间的连接节点是整个工程的关键部位。目前，钢结构工程中普遍采用的节点结构的抗震性能较为一般，遭受地震等灾难时，刚性的连接节点很容易被破坏，且钢结构的底部支撑直接安装在地面上，直接受到地震的危害，使钢结构节点在地震中直接发生失效连接，且没有很好得的缓冲保护，从而造成极大的损失。

因此，我们亟待一种抗震钢结构支架用以解决以上问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种抗震钢结构支架，解决了钢结构在应对地震灾害时，钢结构的整体结构尤其是节点部分直接受到地震灾害的破坏，而无缓冲保护，从而造成极大损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种抗震钢结构支架，包括安装在地上的壳体，所述壳体上端开口，其特征在于，所述的壳体上方设置一水平板，所述水平板的上端用于安装钢结构，所述的水平板的下端和壳体内底面之间铰接有四根竖向设置的支撑杆，所述支撑杆的上下端与各自方向的连接端呈十字铰接，四根所述支撑杆呈矩形阵列排布，满足四组支撑杆、壳体底板和水平板构成可活动的平行四边形结构；

相邻两组所述支撑杆之间设置有两端铰接在支撑杆上的连接杆，每组所述连接杆与所述壳体的相应侧壁平行设置，所述壳体的四周侧壁上沿各自方向上开有朝外侧延伸的容纳腔，所述容纳腔内滑动配合一顶杆，所述的顶杆远离中心的一端和容纳腔的内底面之间连接一阻尼弹簧，所述的顶杆的下端开有限位孔，所述的限位孔内同轴设置一可竖向移动的限位杆，满足限位杆处于限位孔内时，限位杆限制相应顶杆沿其长度方向进行移动，顶杆朝向中心的一端与相应侧的连接杆配合，使得平行四边形结构不会朝着该顶杆一侧倾斜，所述的限位杆的上端竖向滑动配合一上端封闭的套筒，且满足两者不脱离，所述套筒内竖向设置有两端连接在套筒与限位杆上端之间的第一弹簧，所述的套筒可随限位杆的竖向移动至限位孔内，所述的顶杆下端沿长度方向开有滑移槽，满足套筒可在滑移槽内沿顶杆长度方向做相对滑动，四组所述的限位杆连接一驱动装置，满足地震到来时，驱动装置驱动四组限位杆向下移动，且限位杆不再限制相应顶杆沿各自方向上的移动，地震离去，驱动装置驱动限位杆向上移动与限位孔配合限制顶杆沿各自方向上的移动。

优选的，所述的驱动装置包括转动安装在壳体四周侧壁上的转筒，所述的转筒内壁开有螺纹，所述限位杆的外圆周上开有外螺纹，所述限位杆与转筒螺纹配合，且限位杆外沿轴向开有长槽，所述的长槽内竖向滑动配合一安装在其所在侧壁上的限位板，满足限位板限制相应侧限位杆的转动，所述转筒外同轴套固第一锥齿轮，所述的第一锥齿轮啮合一转动连接在相应侧壁上的第二锥齿轮；

还包括两组分别安装在壳体内前后侧壁上的触发装置，满足一组触发装置在地震到来到结束时驱动相邻两壳体侧壁上的第二锥齿轮的转轴进行转动，另一组触发装置驱动另外两壳体侧壁上的第二锥齿轮的转轴进行转动。

优选的，所述的触发装置包括横向安装在壳体内侧壁上的长方形箱体，所述箱体的正中部放置一驱动球，所述驱动球的两侧分别设置有沿长度方向滑动配合在箱体内的挡板，所述挡板远离驱动球的一侧连接一横向滑动穿设箱体侧壁的方杆，所述的方杆外套设有连接在挡板和箱体侧壁之间的第二弹簧，所述方杆延伸出箱体侧壁的一端横向连接一第一齿条，所述的第一齿条上端啮合一转动连接在壳体上的输入齿轮，所述的输入齿轮连接一安装在壳体上的单向传动装置，所述单向传动装置的传动装置输入轴与输入齿轮的转轴同轴连接，且单向传动装置满足输入齿轮的转动方向发生改变时，所述单向传动装置的传动装置输出轴的转动方向始终不变；

一侧的所述单向传动装置的传动装置输出轴同轴连接一第一齿轮，所述的第一齿轮啮合一竖向滑动安装在箱体所在侧壁的相邻一侧壁上的第二齿条，所述第二齿条的上端与壳体内壁之间竖向连接一第三弹簧，所述第二齿条的一侧竖向连接一第三齿条，所述第三齿条啮合一转动安装在其所在同一侧壁上的第二齿轮，所述第二齿轮和输入齿轮的半径远小于第一齿轮的半径，所述第二齿轮的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮的转轴之间经皮带进行传动连接，另一侧所述的单向传动装置的传动装置输出轴同轴连接一第三齿轮，所述第三齿轮啮合一竖向滑动连接在箱体所在侧壁上的第四齿条，所述第四齿条的上端与壳体内壁之间竖向连接一第四弹簧，所述第四齿条啮合一转动连接在相应侧壁上的第四齿轮，所述第四齿轮和输入齿轮的半径远小于第三齿轮的半径，所述第四齿轮的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮的转轴之间经皮带进行传动连接。

优选的，所述的单向传动装置包括连接在壳体内的矩形盒，所述的矩形盒内转动连接一第五齿轮，所述的第五齿轮的转轴与相应侧的输入齿轮的转轴同轴连接，所述的第五齿轮沿矩形盒的长度方向的两侧分别啮合有转动连接在矩形盒内侧壁上的第一单向齿轮和第二单向齿轮，所述第一单向齿轮同轴连接有一置于矩形盒内的第六齿轮，所述的第二单向齿轮同轴连接有一置于矩形盒内的第七齿轮，所述的第一单向齿轮和第二单向齿轮的传动方向相反，且第六齿轮的半径大于第七齿轮的半径，所述的第六齿轮的转轴伸出矩形盒且作为传动装置输出轴在其端部同轴连接第一齿轮或第三齿轮。

优选的，所述的支撑杆下部的四周铰接有四组另一端铰接在壳体内底面上的阻尼装置，所述的阻尼装置包括铰接在支撑杆侧壁上的第一伸缩杆和铰接在壳体内底面上的第二伸缩杆，所述的第一伸缩杆端部连接一第一圆板，所述第二伸缩杆端部连接第二圆板，所述第一圆板和第二圆板外滑动套设一连接筒，所述的连接筒的上下两端面分别与第一伸缩杆和第二伸缩杆轴向滑动配合，所述的第一圆板和第二圆板之间连接一置于连接筒内的第五弹簧，所述的第一圆板和连接筒内的上侧壁之间连接一第六弹簧，所述的第二圆板和连接筒内的下侧壁之间连接一第七弹簧。

优选的，所述的连接杆与其平行的壳体内壁之间连接有两组间隔设置的第八弹簧。

优选的，所述的壳体四周外侧壁的下方均设置有用于固定安装的安装孔。

优选的，所述的壳体利用安装孔安装在地面事先挖好的基坑内，使得满足壳体上端的高度略高于地面的高度。

本发明的有益效果是：本发明巧妙得采用隔离缓冲的原理，利用壳体内四组呈矩形阵列排布且上下端呈十字铰接的支撑杆，将水平板、支撑杆和壳体底板之间形成平行四边形的结构，在此平行四边形结构中相邻支撑杆利用连接杆连接，在壳体相应侧壁上滑动配合有与连接杆配合的顶杆，顶杆的下端利用与其配合的限位杆实现其限制顶杆的移动，从而达到限制平行四边形进行移动的问题，使得在无地震时本装置可靠进行支撑，限位杆连接有驱动装置，此驱动装置通过利用地震时驱动球被驱动提供动力，经驱动装置实现驱动杆向下的移动，从而解除限位杆对顶杆的限制，使得水平板上的钢结构受地震的影响被大幅减缓，且在平行四边形结构上加设有阻尼装置和弹簧，抗震效果更加明显，本装置抗震隔离效果好，能很好得在地震中对其上安装的钢结构进行缓冲保护，同时在地震结束能自动恢复至限位位置，可以很好地应对余震的频繁发生，实用性强，能最大程度上降低地震对钢结构的破坏，降低地震所带来的损失。

附图说明

图1为本发明的立体结构图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明去掉钢结构、水平板及壳体四周侧壁的立体结构图视角一。

图4为本发明去掉钢结构、水平板及壳体四周侧壁的立体结构图视角二。

图5为本发明去掉钢结构、水平板及壳体四周侧壁的俯视图。

图6为本发明中支撑杆上下端的十字铰接部分的立体结构图。

图7为本发明中四组支撑杆、水平板和壳体底板构成的平行四边形结构图。

图8为本发明中顶杆与相应侧的连接杆和限位杆之间配合的结构示意图。

图9为本发明中限位杆及其连接部分的结构示意图。

图10为图8的剖面视图。

图11为本发明中触发装置的部分结构示意图。

图12为本发明中单向传动装置的及其连接部分的结构示意图。

图13为本发明中单向传动装置去掉矩形盒部分后与其连接部分的结构示意图。

图14为本发明中第一单向齿轮或者第二单向齿轮的立体结构图。

图15为本发明中支撑杆及其连接阻尼装置的结构示意图。

图16为本发明中阻尼装置的剖面视图。

附图标记：1.壳体；2.水平板；3.钢结构；4.支撑杆；5.连接杆；6.容纳腔；7.顶杆；8.阻尼弹簧；9.限位孔；10.限位杆；11.套筒；12.第一弹簧；13.滑移槽；14.转筒；15.外螺纹；16.长槽；17.限位板；18.第一锥齿轮；19.第二锥齿轮；20.箱体；21.驱动球；22.挡板；23.方杆；24.第二弹簧；25.第一齿条；26.输入齿轮；27.单向传动装置；28.传动装置输入轴；29.传动装置输出轴；30.第一齿轮；31.第二齿条；32.第三弹簧；33.第三齿条；34.第二齿轮；35.第三齿轮；36.第四齿条；37.第四弹簧；38.第四齿轮；39.矩形盒；40.第五齿轮；41.第一单向齿轮；42.第二单向齿轮；43.第六齿轮；44.第七齿轮；45.阻尼装置；46.第一伸缩杆；47.第二伸缩杆；48.第一圆板；49.第二圆板；50.连接筒；51.第五弹簧；52.第六弹簧；53.第七弹簧；54.第八弹簧；55.安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，结合附图1-16，一种抗震钢结构支架，包括安装在地上的壳体1，所述壳体1上端开口，壳体1的材质可选用防潮防腐材料制成，且要具有一定的强度，确保在地震来临时，壳体1不会首先破坏掉，壳体1更好得方式是可以安装在预先挖好的基坑中，然后对基坑进行地基面处理，使其具有一定的承载能力，我们将在下面的实施例中详细，当然也可以选择直接安装在地面上，此种选择取决于实际情况和使用者本身，其特征在于，所述的壳体1上方设置一水平板2，所述水平板2的上端用于安装钢结构3，水平板2用于安装钢结构3，所以，水平板2的材质的选择也需要具有一定的承载能力，使得钢结构3在其上能可靠支撑和安装，所述的水平板2的下端和壳体1内底面之间铰接有四根竖向设置的支撑杆4，此处我们特意将支撑杆4设置粗些，也是为了能使其很好的进行支撑，所述支撑杆4的上下端与各自方向的连接端呈十字铰接，四根所述支撑杆4呈矩形阵列排布，满足四组支撑杆4、壳体1底板和水平板2构成可活动的平行四边形结构，支撑杆4的上端与水平板2的下端经一个十字铰接块进行铰接，且十字交叉的横向和纵向两个方向要错开设置，避免在转动时发生相互影响，水平板2在下方平形四边形机构发生摆动时，始终处于水平状态，此种设置也确保了水平板2上端的钢结构3在发生地震灾害时，也不会发生倾斜，除非水平板2相对于地面发生了倾斜；

相邻两组所述支撑杆4之间设置有两端铰接在支撑杆4上的连接杆5，四组连接杆5设置在四个方向上呈矩形状设置，每组所述连接杆5与所述壳体1的相应侧壁平行设置，连接杆5在平行四边形机构发生摆动时，随之进行摆动，由于我们在铰接端采取的是十字铰接的方式，所以平行四边形机构只能沿横向或者纵向进行移动，由于地震波传递的方向有可能从任意方向传播过来，但是由于平行四边形机构的存在，可以将任意方向传播过来的地震波分解成横向和纵向方向上的摆动，从而使水平板2发生横向和纵向方向上的偏移，此处，我们将平行四边形机构在地震时设置为可活动的，但是在未发生地震时和地震结束后，要确保四组支撑杆4沿竖直方向可靠支撑水平板2及钢结构3，所以，我们在所述壳体1的四周侧壁上沿各自方向上开有朝外侧延伸的容纳腔6，容纳腔6朝着壳体1中心的一侧开口，另一端朝着其所在侧壁的外侧进行延伸且端部封闭，所述容纳腔6内滑动配合一顶杆7，顶杆7在横向滑动的过程中不会从容纳腔6内脱离，所述的顶杆7远离中心的一端和容纳腔6的内底面之间连接一阻尼弹簧8，阻尼弹簧8沿顶杆7长度方向设置在容纳腔6内， 所述的顶杆7的下端开有限位孔9，所述的限位孔9内同轴设置一可竖向移动的限位杆10，满足限位杆10处于限位孔9内时，限位杆10限制相应顶杆7沿其长度方向进行移动，顶杆7朝向中心的一端与相应侧的连接杆5接触配合，使得平行四边形结构不会朝着该顶杆7一侧倾斜，在阻尼弹簧8处于自然状态时，此时，顶杆7下端的限位孔9正好处于限位杆10的正上方，限位杆10可深入限位孔9内，对顶杆7的横向方向的位移进行限制，此时，顶杆7朝向中心的一端面正好与相应侧的连接杆5接触配合，防止平行四边形结构向该顶杆7一侧倾斜，我们利用限位块与限位杆10之间的配合，使得四组顶杆7与对应的连接杆5配合，将其卡紧，使其不能发生任何方向上的摆动，此时水平板2处于静止状态，对其上的钢结构3进行可靠支撑，此种情况是未发生地震或者地震结束后，顶杆7和连接杆5以及水平板2应当所在的位置，也就是说，此时四组支撑杆4被限制进行摆动，使得支撑杆4只能进行支撑作用，此时的这种支撑状态为刚性支撑，所述的限位杆10的上端竖向滑动配合一上端封闭的套筒11，且满足两者不脱离，两者要满足不发生脱离，即将套筒11内的下端设置限位环，限位杆10的上端设置与限位环配合的圆环，满足两组不发生脱离，所述套筒11内竖向设置有两端连接在套筒11与限位杆10上端之间的第一弹簧12，所述的套筒11可随限位杆10的竖向移动至限位孔9内，套筒11在随限位杆10移动至限位孔9内时，同样也起到限制顶杆7横向移动的作用，所述的顶杆7下端沿长度方向开有滑移槽13，满足套筒11可在滑移槽13内沿顶杆7长度方向做相对滑动，当地震到来，限位杆10向下移动不再限制顶杆7的横向移动，此时，四组顶杆7将不再限制平行四边形机构的摆动，使得在地震中，四组支撑杆4所组成的平行四边形结构变为柔性机构，此时的支撑状态变为柔性，且在横向和纵向的摆动中，推动相应侧的阻尼弹簧8进行缓冲消能，柔性的平行四边形机构和阻尼弹簧8将地震波所造成的剧烈晃动破坏进行隔离延迟和削弱，此处水平板2及其上连接的钢结构3只发生横向和纵向的轻微移动，对钢结构3和水平板2的破坏程度大大减小，因此，抗震效果显著，此时，值得注意的是，顶杆7的厚度要设置厚些，避免在平行四边形机构在摆动的过程中，顶杆7在横向移动的过程中与相应侧的连接杆5发生脱离配合，四组所述的限位杆10连接一驱动装置，满足地震到来时，驱动装置驱动四组限位杆10向下移动，且限位杆10不再限制相应顶杆7沿各自方向上的移动，地震离去，驱动装置驱动限位杆10向上移动与限位孔9配合限制顶杆7沿各自方向上的移动，驱动装置用以调节限位杆10在竖直方向上的位置，从而进行柔性和刚性的切换，在地震离开后，此时，如果限位杆10正处于缓慢上升的阶段，为此时，平行四边形机构的摆动也随阻尼弹簧8的弹力变小而慢慢停止，所以，会出现限位杆10的上端已经到达限位孔9的高度时，顶杆7还处于移动状态，则此时就需要依靠限位杆10与滑移槽13之间的配合来解决此问题，如果顶杆7还处于移动状态，此时套筒11的上端首先会到滑移槽13内，顶到滑移槽13的上端后，压缩套筒11内的第一弹簧12，直到顶杆7移动到限位杆10与限位块配合的位置，套筒11在第一弹簧12回复力的作用下，首先移动至限位孔9内，然后限位杆10也会与限位块配合，限制顶杆7的移动，如此一来，将限制平行四边形机构朝着该顶杆7的一端进行倾斜，以此类推，另外三组也会在阻尼弹簧8的作用下回到初始位置，使得顶杆7的下端的限位孔9和限位杆10配合，限制连接杆5的移动，进而限制平行四边形机构的摆动，使四组支撑杆4再次回到刚性支撑的状态，对其上的水平板2和钢结构3进行稳定支撑，结构巧妙，实用性强。

实施例二，在实施例一的基础上，结合附图1-16，所述的驱动装置包括转动安装在壳体1四周侧壁上的转筒14，转筒14依靠轴承座转动安装在壳体1侧壁，所述的转筒14内壁开有螺纹，所述限位杆10的外圆周上开有外螺纹15，所述限位杆10与转筒14螺纹配合，且限位杆10外沿轴向开有长槽16，所述的长槽16内竖向滑动配合一安装在其所在侧壁上的限位板17，满足限位板17限制相应侧限位杆10的转动，所述转筒14外同轴套固第一锥齿轮18，所述的第一锥齿轮18啮合一转动连接在相应侧壁上的第二锥齿轮19，在受驱动使得第一锥齿轮18带动转筒14移动时，转筒14与限位杆10之间又是螺纹配合，但是，由于限位板17与长槽16配合限制限位杆10的转动，则此时，转筒14的转动则会带动限位杆10沿竖直方向进行移动，且由于螺纹配合的缘故，限制杆的位置会在转筒14转动完毕停在当前位置；

还包括两组分别安装在壳体1内前后侧壁上的触发装置，满足一组触发装置在地震到来到结束时驱动相邻两壳体1侧壁上的第二锥齿轮19的转轴进行转动，另一组触发装置驱动另外两壳体1侧壁上的第二锥齿轮19的转轴进行转动，两组触发装置分别驱动两不同相邻侧壁上的第二锥齿轮19的转轴进行转动，例如，一组触发装置驱动前侧和左侧的第二锥齿轮19的转轴，另一组则驱动后侧和右侧的第二锥齿轮19的转轴，使得四组顶杆7同时进行限制和不限制的工作状态。

实施例三，在实施例二的基础上，结合附图1-16，所述的触发装置包括横向安装在壳体1内侧壁上的长方形箱体20，依照附图中的位置来进行说明，此触发装置设定为处于壳体1前侧壁上的触发装置，则此时，另一触发装置则处于壳体1后侧壁上的触发装置所述箱体20的正中部放置一驱动球21，驱动球21的质量要大些，但是不能太大，可以选取一个质量较大，而体积较小的驱动球21，即可以选取密度较大的实心球，使得在地震波的作用下能够产生足够大的动能，使其在地震力的作用下会沿着箱体20的长度方向上进行移动，所述驱动球21的两侧分别设置有沿长度方向滑动配合在箱体20内的挡板22，两组挡板22与驱动球21接触配合，所述挡板22远离驱动球21的一侧连接一横向滑动穿设箱体20侧壁的方杆23，所述的方杆23外套设有连接在挡板22和箱体20侧壁之间的第二弹簧24，在第二弹簧24处于自然状态下，两组挡板22与驱动球21之间接触配合且挡板22和驱动球21之间没有力的存在，所述方杆23延伸出箱体20侧壁的一端横向连接一第一齿条25，所述的第一齿条25上端啮合一转动连接在壳体1上的输入齿轮26，此处值得注意的是，输入齿轮26的位置应该处于第一齿条25远离驱动球21一端的端部边缘处，满足第一齿条25在受驱动朝着远离驱动球21的一侧移动时，会与输入齿轮26发生啮合，但是，反过来，在初始状态下，输入齿轮26不管正转还是反转均不能与齿条发生啮合，所述的输入齿轮26连接一安装在壳体1上的单向传动装置27，所述单向传动装置27的传动装置输入轴28与输入齿轮26的转轴同轴连接，也就是说，输入齿轮26为单向传动装置27提供动力输入，且单向传动装置27满足输入齿轮26的转动方向发生改变时，所述单向传动装置27的传动装置输出轴29的转动方向始终不变，此处的单向传动装置27的目的是在地震到来驱动驱动球21使其推动第一齿条25横向方向移动时，第一齿条25会在此过程中驱动输入齿轮26进行正反转，此次，在输入齿轮26作为输入驱动单向传动装置27工作时，使得单向齿轮的输出轴始终保持单向输出；

一侧的所述单向传动装置27的传动装置输出轴29同轴连接一第一齿轮30，所述的第一齿轮30啮合一竖向滑动安装在箱体20所在侧壁的相邻一侧壁上的第二齿条31，也就是说第三齿轮35啮合一竖向滑动配合在壳体1左侧侧壁上端的第二齿条31，所述第二齿条31的上端与壳体1内壁之间竖向连接一第三弹簧32，第三弹簧32的上端连接在壳体1侧壁上连接的固定板上，所述第二齿条31的一侧竖向连接一第三齿条33，第三齿条33的齿牙的开设方向要朝着其所在侧壁的中心方向，所述第三齿条33啮合一转动安装在其所在同一侧壁上的第二齿轮34，此处的第三齿条33起到改变传动方向的作用，所述第二齿轮34和输入齿轮26的半径远小于第一齿轮30的半径，所述第二齿轮34的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮19的转轴之间经皮带进行传动连接，此处第一齿轮30的半径设置大与输入齿轮26的半径的目的是为了将行程进行扩大，然后在经过第二齿轮34将带动其驱动的第二锥齿轮19多转些角度，使得限位杆10及套筒11能从限位孔9内完成脱出，以达到变为柔性的目的，此处值得注意的是，第一齿轮30的转向必须满足其驱动第二齿条31向上移动，因为，在地震中，第一齿轮30始终单向转动，如此，则驱动第二齿条31向上运动直到与第一齿轮30脱离啮合，但是，第二齿条31在上升的过程中，会压缩第三弹簧32，将能量一部分储存在第三弹簧32中，此处的第三弹簧32的能量存储能力要尽量大写，或者挑选劲度系数大的弹簧来使用，由于第一齿轮30不停转动，第三弹簧32的回复力无法将第二齿条31向下推，此时处于平衡状态，第三齿条33在驱动第二齿轮34后经皮带传动和锥齿轮传动，将驱动限位杆10向下移动至极限位置，此时平行四边形机构为柔性机构，待地震结束，驱动球21回到初始位置，挡板22在第二弹簧24的作用下回到初始位置，此时，第三弹簧32储存的能量倾泄而出，将驱动第二齿条31和第三齿条33向下移动，然后带动第一齿轮30反转，经单向传动装置27后，输入齿轮26不管是受驱动如何转动，都不会驱动第一齿条25进行移动，处于空转的状态，直到第三弹簧32恢复到初始位置，此时第二齿条31也恢复至初始位置，第二齿轮34反向进行转动，然后进皮带传动和锥齿轮传动，驱动转筒14反转，从而将限位杆10驱动至初始位置，此处值得注意的是，第三弹簧32储存的能量满足其能克服套筒11内第一弹簧12的储存能量，否则，则无法驱动限位杆10回到初始位置，同时，第三弹簧32储存的能量要克服到零件啮合间的机械损失，对本领域技术人员来说，不难实现，此处就不再赘述；

另一侧所述的单向传动装置27的传动装置输出轴29同轴连接一第三齿轮35，同理上述的配合特性，第三齿轮35在受到第一齿条25驱动输入齿轮26从而经单向传动装置27的传动下驱动转动时，始终处于单向输出的状态，所述第三齿轮35啮合一竖向滑动连接在箱体20所在侧壁上的第四齿条36，所述第四齿条36的上端与壳体1内壁之间竖向连接一第四弹簧37，所述第四齿条36啮合一转动连接在相应侧壁上的第四齿轮38，所述第四齿轮38和输入齿轮26的半径远小于第三齿轮35的半径，所述第四齿轮38的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮19的转轴之间经皮带进行传动连接，此处第三齿轮35的半径设置大于输入齿轮26半径的目的是为了将行程进行扩大，然后在经过第四齿轮38将带动其驱动的第二锥齿轮19多转些角度，使得限位杆10及套筒11能从限位孔9内完成脱出，以达到变为柔性的目的，第三齿轮35受单向传动装置27的驱动下转动时，必须驱动第四齿条36向上移动，直到第四齿条36与第三齿轮35脱离啮合，此时第四弹簧37受压储存能量，同理上述的第三弹簧32，此时第四齿轮38转动经皮带传动和锥齿轮传动后驱动限位杆10向下移动至极限位置，顶杆7的横向移动不受限制，平行四边形机构变为柔性机构，起到缓冲隔离的作用，在地震结束后，第四弹簧37会在弹簧回复力的作用下推动第四齿条36回到初始位置，从而反向驱动第三齿轮35和单向传动装置27，使得输入齿轮26进行空转，第四齿条36的向下移动，驱动第四转动，然后经皮带传动和锥齿轮传动后驱动限位杆10向下移动至初始位置，同理，此处的第四弹簧37的储存能量的能力要大些，这里就不再赘述，然后经限位杆10和限位孔9的配合限制顶杆7的横向移动，此时，平行四边形结构又变为刚性机构，稳定支撑。

实施例四，在实施例三的基础上，结合附图1-16，所述的单向传动装置27包括连接在壳体1内的矩形盒39，所述的矩形盒39内转动连接一第五齿轮40，所述的第五齿轮40的转轴与相应侧的输入齿轮26的转轴同轴连接，输入齿轮26的动力作为第五齿轮40的动力输入，所述的第五齿轮40沿矩形盒39的长度方向的两侧分别啮合有转动连接在矩形盒39内侧壁上的第一单向齿轮41和第二单向齿轮42，所述的第一单向齿轮41和第二单向齿轮42的半径相同，且都是通过套装在转轴上的单向轴承与齿轮组合而成，单向轴承的内圈与其转轴同轴连接，外圈与外齿圈相连接，其转轴转动连接在矩形盒39的侧壁上，所述第一单向齿轮41同轴连接有一置于矩形盒39内的第六齿轮43，所述的第二单向齿轮42同轴连接有一置于矩形盒39内的第七齿轮44，所述的第一单向齿轮41和第二单向齿轮42的传动方向相反，且第六齿轮43的半径大于第七齿轮44的半径，所述的第六齿轮43的转轴伸出矩形盒39且作为传动装置输出轴29在其端部同轴连接第一齿轮30或第三齿轮35，也就是说，第一单向齿轮41若传递顺时针方向上的动力，第二单向齿轮42则传递逆时针方向上的动力，且第六齿轮43的半径大于第七齿轮44的半径，所述的第六齿轮43与所述的第一齿轮30或第三齿轮35的转轴同轴连接，在输入齿轮26正向转动时，驱动第五齿轮40转动，第五齿轮40驱动第二单向齿轮42以及转轴进行转动，此时第一单向齿轮41的外齿轮受第五齿轮40驱动转动，与此同时，第二单向齿轮42驱动其下同轴连接的第七齿轮44转动，第七齿轮44转动，由于第七齿轮44的半径比第六齿轮43的半径小，所述第六齿轮43及其转轴的转动方向相对于第一单向齿轮41外齿轮的转动方向相反，因此第一单向齿轮41空转，则此时，第一齿轮30的转动方向为正向转动，在输入齿轮26被驱动反向转动时，第五齿轮40反向转动，此时第五齿轮40驱动第一单向齿轮41以及转轴进行正向转动，此时第二单向齿轮42的外齿轮受第五齿轮40驱动转动，与此同时，第一单向齿轮41驱动其下同轴连接的第六齿轮43转动，第六齿轮43正向转动，由于第七齿轮44的半径比第六齿轮43的半径小，所述第七齿轮44及其转轴的转动方向相对于第二单向齿轮42外齿轮的转动方向相反，因此第二单向齿轮42空转，则此时第一齿轮30不仅同样沿正向进行转动，同时还加速进行转动，提高了传动时间和效率，使本装置的及早进入抗震状态，驱动限位杆10进行竖向移动，结构巧妙，经济实用。

实施例五，在实施例一的基础上，结合附图1-16，所述的支撑杆4下部的四周铰接有四组另一端铰接在壳体1内底面上的阻尼装置45，四组阻尼装置45均布在支撑杆4的四周，所述的阻尼装置45包括铰接在支撑杆4侧壁上的第一伸缩杆46和铰接在壳体1内底面上的第二伸缩杆47，所述的第一伸缩杆46端部连接一第一圆板48，所述第二伸缩杆47端部连接第二圆板49，所述第一圆板48和第二圆板49外滑动套设一连接筒50，第一圆板48和第二圆板49的半径略效益连接筒50的内壁半径，所述的连接筒50的上下两端面分别与第一伸缩杆46和第二伸缩杆47轴向滑动配合，也就是说第一伸缩杆46滑动穿设连接筒50的上端面，第二伸缩杆47滑动穿设连接筒50的下端面，所述的第一圆板48和第二圆板49之间连接一置于连接筒50内的第五弹簧51，所述的第一圆板48和连接筒50内的上侧壁之间连接一第六弹簧52，所述的第二圆板49和连接筒50内的下侧壁之间连接一第七弹簧53，在地震中，由于平行四边形机构变为柔性结构，此时，支撑杆4可沿横向或者纵向进行摆动，此处加入了四个方向上的阻尼装置45，可以很好得缓冲支撑杆4的摆动，起到很好的缓冲消能效果，使得支撑杆4的摆动幅度变小，降低发生危险的概率。

实施例六，在实施例一的基础上，结合附图1-16，所述的连接杆5与其平行的壳体1内壁之间连接有两组间隔设置的第八弹簧54，第八弹簧54在平行四边形机构变为柔性时，同样起到缓冲消能的作用，限制支撑杆4的摆动幅度，提高抗震效果。

实施例七，在实施例一的基础上，结合附图1-16，所述的壳体1四周外侧壁的下方均设置有用于固定安装的安装孔55，安装孔55用于将本装置的壳体1安装在可靠的位置。

实施例八，在实施例一的基础上，结合附图1-16，所述的壳体1利用安装孔55安装在地面事先挖好的基坑内，使得满足壳体1上端的高度略高于地面的高度，将壳体1部分安装在预先挖好且底面处理过的基坑内，在不影响抗震效果的情况下，方便使用者在水平板2上安装钢结构3。

本发明在使用时，利用安装孔55将本装置安装在可靠的所需位置，然后在水平板2上安装钢结构3，使本装置处于初始的可靠支撑状态，在地震到来后，驱动球21被驱动发生移动，压缩两侧的第一弹簧12推动第一齿条25进行移动，由于驱动球21在地震波的作用下存在具有往复性，因此，两侧的第一齿条25分别驱动其啮合的输入齿轮26进行往复转动，经单向传动装置27驱动第一齿轮30始终带动第二齿条31向上移动，直到脱离，第三齿条33被带动朝上运动，压缩第三弹簧32，第二齿轮34被驱动转动，此时，经皮带传动、锥齿轮组传动带动转筒14的转轴进行转动，由于转筒14与限位杆10螺纹配合，且限位板17限制限位杆10的转动，则此时限位杆10被驱动向下移动脱离出限位块，顶板的横向移动被打开，与此同时，同一触发装置内的另一单向传动装置27驱动驱动第三齿轮35始终带动第四齿条36向上移动，直到脱离，第四齿条36被带动朝上运动，压缩第四弹簧37，第四齿轮38被驱动转动，此时，经皮带传动、锥齿轮组传动带动转筒14的转轴进行转动，由于转筒14与限位杆10螺纹配合，且限位板17限制限位杆10的转动，则此时限位杆10被驱动向下移动脱离出限位块，相应顶板的横向移动被打开，与此同时，另一触发装置将另外两组的顶杆7的横向移动打开，四组支撑杆4的摆动将不再受到限制，在地震的作用下，沿平行四边形结构的运动规律沿横向或者纵向摆动，但是，由于阻尼装置45和第八弹簧54及阻尼弹簧8的存在，使得四组支撑杆4所组成的平行四边形机构的摆动受到进一步削弱，摆动幅度降低，造成的损失降到最低，待地震结束，驱动球21回到初始位置，第三弹簧32和第四弹簧37储存的能量将驱动限位杆10向上移动，限位杆10还未与限位块配合时，套筒11的上端顶到滑移槽13上端，随着限位杆10继续向上移动，压缩第一弹簧12，与此同时支撑杆4在阻尼装置45、第八弹簧54和阻尼弹簧8的作用下逐渐恢复到初始位置，只到限位孔9到达限位杆10的正上方，套筒11和限位杆10移动至限位孔9内，继续限制支撑杆4的摆动，使得本装置对其上安装的钢结构3进行可靠支撑，等待下一次地震的到来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗震钢结构支架，包括安装在地上的壳体（1），所述壳体（1）上端开口，其特征在于，所述的壳体（1）上方设置一水平板（2），所述水平板（2）的上端用于安装钢结构（3），所述的水平板（2）的下端和壳体（1）内底面之间铰接有四根竖向设置的支撑杆（4），所述支撑杆（4）的上下端与各自方向的连接端呈十字铰接，四根所述支撑杆（4）呈矩形阵列排布，满足四组支撑杆（4）、壳体（1）底板和水平板（2）构成可活动的平行四边形结构；

相邻两组所述支撑杆（4）之间设置有两端铰接在支撑杆（4）上的连接杆（5），每组所述连接杆（5）与所述壳体（1）的相应侧壁平行设置，所述壳体（1）的四周侧壁上沿各自方向上开有朝外侧延伸的容纳腔（6），所述容纳腔（6）内滑动配合一顶杆（7），所述的顶杆（7）远离中心的一端和容纳腔（6）的内底面之间连接一阻尼弹簧（8），所述的顶杆（7）的下端开有限位孔（9），所述的限位孔（9）内同轴设置一可竖向移动的限位杆（10），满足限位杆（10）处于限位孔（9）内时，限位杆（10）限制相应顶杆（7）沿其长度方向进行移动，顶杆（7）朝向中心的一端与相应侧的连接杆（5）配合，使得平行四边形结构不会朝着该顶杆（7）一侧倾斜，所述的限位杆（10）的上端竖向滑动配合一上端封闭的套筒（11），且满足两者不脱离，所述套筒（11）内竖向设置有两端连接在套筒（11）与限位杆（10）上端之间的第一弹簧（12），所述的套筒（11）可随限位杆（10）的竖向移动至限位孔（9）内，所述的顶杆（7）下端沿长度方向开有滑移槽（13），满足套筒（11）可在滑移槽（13）内沿顶杆（7）长度方向做相对滑动，四组所述的限位杆（10）连接一驱动装置，满足地震到来时，驱动装置驱动四组限位杆（10）向下移动，且限位杆（10）不再限制相应顶杆（7）沿各自方向上的移动，地震离去，驱动装置驱动限位杆（10）向上移动与限位孔（9）配合限制顶杆（7）沿各自方向上的移动。

2.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的驱动装置包括转动安装在壳体（1）四周侧壁上的转筒（14），所述的转筒（14）内壁开有螺纹，所述限位杆（10）的外圆周上开有外螺纹（15），所述限位杆（10）与转筒（14）螺纹配合，且限位杆（10）外沿轴向开有长槽（16），所述的长槽（16）内竖向滑动配合一安装在其所在侧壁上的限位板（17），满足限位板（17）限制相应侧限位杆（10）的转动，所述转筒（14）外同轴套固第一锥齿轮（18），所述的第一锥齿轮（18）啮合一转动连接在相应侧壁上的第二锥齿轮（19）；

还包括两组分别安装在壳体（1）内前后侧壁上的触发装置，满足一组触发装置在地震到来到结束时驱动相邻两壳体（1）侧壁上的第二锥齿轮（19）的转轴进行转动，另一组触发装置驱动另外两壳体（1）侧壁上的第二锥齿轮（19）的转轴进行转动。

3.根据权利要求2所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的触发装置包括横向安装在壳体（1）内侧壁上的长方形箱体（20），所述箱体（20）的正中部放置一驱动球（21），所述驱动球（21）的两侧分别设置有沿长度方向滑动配合在箱体（20）内的挡板（22），所述挡板（22）远离驱动球（21）的一侧连接一横向滑动穿设箱体（20）侧壁的方杆（23），所述的方杆（23）外套设有连接在挡板（22）和箱体（20）侧壁之间的第二弹簧（24），所述方杆（23）延伸出箱体（20）侧壁的一端横向连接一第一齿条（25），所述的第一齿条（25）上端啮合一转动连接在壳体（1）上的输入齿轮（26），所述的输入齿轮（26）连接一安装在壳体（1）上的单向传动装置（27），所述单向传动装置（27）的传动装置输入轴（28）与输入齿轮（26）的转轴同轴连接，且单向传动装置（27）满足输入齿轮（26）的转动方向发生改变时，所述单向传动装置（27）的传动装置输出轴（29）的转动方向始终不变；

一侧的所述单向传动装置（27）的传动装置输出轴（29）同轴连接一第一齿轮（30），所述的第一齿轮（30）啮合一竖向滑动安装在箱体（20）所在侧壁的相邻一侧壁上的第二齿条（31），所述第二齿条（31）的上端与壳体（1）内壁之间竖向连接一第三弹簧（32），所述第二齿条（31）的一侧竖向连接一第三齿条（33），所述第三齿条（33）啮合一转动安装在其所在同一侧壁上的第二齿轮（34），所述第二齿轮（34）和输入齿轮（26）的半径远小于第一齿轮（30）的半径，所述第二齿轮（34）的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮（19）的转轴之间经皮带进行传动连接，另一侧所述的单向传动装置（27）的传动装置输出轴（29）同轴连接一第三齿轮（35），所述第三齿轮（35）啮合一竖向滑动连接在箱体（20）所在侧壁上的第四齿条（36），所述第四齿条（36）的上端与壳体（1）内壁之间竖向连接一第四弹簧（37），所述第四齿条（36）啮合一转动连接在相应侧壁上的第四齿轮（38），所述第四齿轮（38）和输入齿轮（26）的半径远小于第三齿轮（35）的半径，所述第四齿轮（38）的转轴与相应侧壁上的第二锥齿轮（19）的转轴之间经皮带进行传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的单向传动装置（27）包括连接在壳体（1）内的矩形盒（39），所述的矩形盒（39）内转动连接一第五齿轮（40），所述的第五齿轮（40）的转轴与相应侧的输入齿轮（26）的转轴同轴连接，所述的第五齿轮（40）沿矩形盒（39）的长度方向的两侧分别啮合有转动连接在矩形盒（39）内侧壁上的第一单向齿轮（41）和第二单向齿轮（42），所述第一单向齿轮（41）同轴连接有一置于矩形盒（39）内的第六齿轮（43），所述的第二单向齿轮（42）同轴连接有一置于矩形盒（39）内的第七齿轮（44），所述的第一单向齿轮（41）和第二单向齿轮（42）的传动方向相反，且第六齿轮（43）的半径大于第七齿轮（44）的半径，所述的第六齿轮（43）的转轴伸出矩形盒（39）且作为传动装置输出轴（29）在其端部同轴连接第一齿轮（30）或第三齿轮（35）。

5.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的支撑杆（4）下部的四周铰接有四组另一端铰接在壳体（1）内底面上的阻尼装置（45），所述的阻尼装置（45）包括铰接在支撑杆（4）侧壁上的第一伸缩杆（46）和铰接在壳体（1）内底面上的第二伸缩杆（47），所述的第一伸缩杆（46）端部连接一第一圆板（48），所述第二伸缩杆（47）端部连接第二圆板（49），所述第一圆板（48）和第二圆板（49）外滑动套设一连接筒（50），所述的连接筒（50）的上下两端面分别与第一伸缩杆（46）和第二伸缩杆（47）轴向滑动配合，所述的第一圆板（48）和第二圆板（49）之间连接一置于连接筒（50）内的第五弹簧（51），所述的第一圆板（48）和连接筒（50）内的上侧壁之间连接一第六弹簧（52），所述的第二圆板（49）和连接筒（50）内的下侧壁之间连接一第七弹簧（53）。

6.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的连接杆（5）与其平行的壳体（1）内壁之间连接有两组间隔设置的第八弹簧（54）。

7.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的壳体（1）四周外侧壁的下方均设置有用于固定安装的安装孔（55）。

8.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构支架，其特征在于，所述的壳体（1）利用安装孔（55）安装在地面事先挖好的基坑内，使得满足壳体（1）上端的高度略高于地面的高度。