CN110159044A - 减震机构及减震系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减震机构及减震系统，包括菱形支架，菱形支架的第一对角线上的两个端点用于承受并传递载荷；及一对阻尼器，阻尼器与所述菱形支架可转动连接，用以吸收菱形支架的移动或者变形，阻尼器的一个端部用于固定支撑，另一个端部与菱形支架的第二对角线上的两个端点连接。本申请提供的技术方案，通过在阻尼器上添加辅助的菱形支架，能够将结构中不同方向的震动转化成与阻尼器运动方向相一致的震动，从而利于阻尼器将震动耗散或吸收掉，从而更好地发挥阻尼器的功效。

Description

减震机构及减震系统

技术领域

本发明涉及减震装置领域，特别是涉及一种减震机构和减震系统。

背景技术

在工程建设领域中，由于结构本身的特性，震动带来的隐患非常多，特别是在航空、铁路、桥梁、建筑等行业内，能够减少或者消除震动带来的安全隐患，提高设备的使用寿命，一直以来都是研发的热点。阻尼器通过提供运动阻力减少或者吸收掉震动，能够很好的解决工程设备中的震动问题，有效提高设备的防风抗震能力，针对不同的应用环境，阻尼器又可划分为液压阻尼器、电磁阻尼器、脉冲阻尼器等。其中，粘滞阻尼器能够利用液体的粘性提供阻尼来耗散振动能量，在房屋的基础隔震、管网、地震加固、房屋抗风抗震的设计中得到广泛应用。

阻尼器的优点是仅对结构提供附加阻尼，作用在结构上的振动能量减弱，有利于结构抵抗地震或强风，同时又不会对结构提供附加刚度，结构的自振周期不会改变，因此，不仅能够用于新建土木工程结构的抗震抗风，而且能够广泛应用在现有的土木结构中进行加固或者修复。但是，在实际的应用中，阻尼器的设置方式比较简单，通过在结构中设置预埋件将阻尼器两端固定在需要支撑的结构中，从而实现对结构振动的吸收。采用该种方式设置的阻尼器，仅仅能够吸收或耗散掉与阻尼器运动方向一致的振动，对于其他方向的振动并不能起到很好的耗散效果。

发明内容

基于此，有必要针对阻尼器功效不能充分发挥的问题，提供一种减震机构和一种减震系统。

一种减震机构，包括菱形支架，所述菱形支架的第一对角线上的两个端点承受并传递载荷；及一对阻尼器，所述阻尼器与所述菱形支架可转动连接，用以吸收所述菱形支架的移动或者变形，所述阻尼器的一个端部用于固定支撑，另一个端部与所述菱形支架的第二对角线上的端点连接。

上述减震机构，设置一个菱形支架辅助阻尼器，这样作用在结构上的震动，通过菱形支架的变形或者位移进行转化，进而传送到阻尼器上，使得任何方向上的震动都能够转换成与阻尼器做功方向一致的震动，因此能够很好地被阻尼器吸收。

进一步地，在自然状态下，所述菱形支架的第二对角线的长度不小于所述菱形支架的第一对角线的长度。采用该种结构的菱形支架，能够更好的将其承受的水平震动转化成垂直方向的运动，进而将震动传递到阻尼器上进行耗散。

进一步地，菱形支架包括首尾可转动连接的四个摆臂，所述四个摆臂的连接处形成枢转点。菱形支架本身具有一定的弹性变形，而采用活动连接的菱形支架，其弹性变形的空间更大，因此对于轻微的震动会更加敏感，抗震的效果更为突出。

进一步地，所述菱形支架包括菱形板。

优选地，所述菱形支架还包括底座，所述底座与所述菱形支架第一对角线上的一个端点连接，用于支撑所述菱形支架。

通过增加底座，一方面能够增加菱形支架的变形空间，另一方面为阻尼器提供足够的运动空间，从而能够更好的发挥阻尼器的功效。

进一步地，所述底座包括人字型支架，所述人字型支架顶部连接所述菱形支架。

进一步地，所述人字型支架底部包括一对对称设置的固定件，所述阻尼器用于固定支撑的一端与所述固定件可转动连接。

优选地，所述阻尼器包括粘滞阻尼器。

进一步地，所述减震机构还包括耳板，所述耳板与所述菱形支架的第一对角线上的端点连接用于安装固定所述减震机构。

本申请同时提供一种减震系统，包括如上所述的减震机构，还包括上构架和下构架，所述减震机构置于所述上构架与所述下构架之间以减缓所述上构架和/或所述下构架的震动。

进一步地，所述上构架包括顶梁，所述下构架包括承重墙。

进一步地，所述承重墙包括横梁，所述横梁与所述承重墙一体成型用于增强所述承重墙的强度。

进一步地，所述菱形支架第一对角线上的两个端点分别连接所述上构架和所述下构架。

进一步地，所述菱形支架还包括底座，所述菱形支架通过所述底座与所述下构架连接。

进一步地，所述菱形支架还包括耳板，所述菱形支架通过所述耳板与所述上构架可转动连接。

进一步地，所述减震系统还包括斜撑梁，所述斜撑梁位于所述下构架和所述减震机构之间用于支撑所述减震机构。

附图说明

图1为本申请实施例1的结构示意图；

图2为本申请实施例2的结构示意图；

图3为本申请实施例3的结构示意图；

图4为本申请实施例1的减震系统；

图5为本申请实施例2的减震系统；

图6为本申请的菱形支架的工作原理图之一；

图7为本申请的菱形支架的工作原理图之二。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案做进一步清楚、完整的描述，但需要说明的是，以下实施例仅是本申请中的部分优选实施例，并不涉及本申请技术方案所涵盖的全部实施例。

图1所示的是本申请实施例1的一种减震机构，包括菱形支架1和阻尼器2。菱形支架1的第一对角线上的两个端点承受并传递载荷，菱形支架1的第二对角线上的两个端点连接阻尼器2；阻尼器2包括一对对称设置的阻尼器2，用以吸收菱形支架1的移动或者变形，阻尼器2其中一个端部用于固定支撑，另一个端部与菱形支架1转动连接。

图2所示的是本申请实施例2的一种减震机构，菱形支架1还包括底座3，底座3与菱形支架1的第一对角线上的一个端点连接，用于支撑菱形支架1。具体而言，底座3为人字型支架，两个支脚可以设置在支撑平面上，其顶部与菱形支架1的第一对角线上的一个端点连接。底座3的两个支脚上设置有一对对称设置的固定件4，阻尼器2的一端连接在固定件4上，另一端连接菱形支架1。采用该种结构的减震机构，阻尼器2和菱形支架1通过底座3连接为一体，安装更为便捷。

实施例1和实施例2中的菱形支架1包括首尾可转动连接的四个摆臂，四个摆臂的连接处形成枢转点。菱形支架1可以根据阻尼器2的大小尺寸以及需要支撑的重量设置菱形支架的四个边长。采用该种结构设置的减震机构，作用在结构上的震动，经过菱形支架1和阻尼器2的缓冲与吸收，能够很好的耗散掉。当有震动产生时，特别是结构受到水平方向的震动时，菱形支架1发生水平运动，由于菱形支架1的结构特性，能够将水平震动传递到连接在其第二对角线两端的两个阻尼器2上，此时水平震动将转换成阻尼器2的垂直运动，因此水平震动能够很好的被吸收并耗散掉。

图3所示的本申请实施例3的一种减震机构，此时的菱形支架1为一个菱形板1，其连接方式与实施例1相同，菱形支架1可以根据阻尼器2的大小尺寸以及需要支撑的重量设置菱形支架的边长。基于同样地工作原理，实施例2中的菱形支架1也可以采用菱形板1进行替代，即菱形板1与底座3相连接。

图4所示的是本申请实施例1的减震系统，其中，下构架6和上构架8中间设置有减震机构，通过两根斜撑梁9将下构架6与减震机构连接起来，其中，斜撑梁9具有一定的强度和刚度，能够承受并传递震动，实现其减震效果。

图5所示的是本申请实施例2的减震系统，包括承重墙6、顶梁8和减震机构。其中，顶梁8和承重墙6之间设置减震机构，具体而言，菱形支架1的第一对角线上两个端点，一个与顶梁8连接，另一个通过底座3与承重墙6连接；阻尼器2包括两个对称设置的阻尼器2，一端连接在菱形支架1上，另一端与底座3上的固定件4连接。承重墙6中间可以设置一体成型的横梁61，用于增加承重墙6的支撑，提升其支撑强度。

图4、图5所示的减震系统中，耳板7与菱形支架1第一对角线上的一个端点连接，连接方式包括但不限于铰接等，菱形支架1第一对角线上的另一个端点直接连接下构架6或者通过底座3连接下构架6，连接方式包括但不限于铰接等。下构架6上设置有预埋件5，通过预埋件5能够将菱形支架1或底座3固定在下构架6上，同时，通过预埋件5可以将阻尼器2的一个端部直接连接在下构架6上，也可以通过底座3的两个支脚处设置的固定件4将阻尼器2与底座3连接在一起，共同固定在下构架6上。

需要说明的是，菱形支架1的第二对角线的长度不小于其第一对角线的长度。其四个边长两两活动相连，形成枢转点，其连接方式包括但不限于铰接连接和销连接。阻尼器2优选为粘滞阻尼器，通过本方案提供的减震机构，能够满足不同支撑结构的需求，包括但不限于上构架与下构架的支撑、承重墙与顶梁的支撑等。

图6所示的是菱形支架1的工作原理图之一，其中，在自然状态下，菱形支架1的第一对角线的两个端点长度为a,菱形支架1具有相等的边长b。在结构受到垂直方向的震动时，菱形支架1上各端点发生垂直方向的相对位移，具体而言，相对于固定端点11，垂直对角线上的另一个端点12发生垂直方向上的位移，相对位移距离为S1，水平对角线上两个端点13，14与此同时也发生垂直方向上的位移，相对位移为S2。此时，通过菱形支架1的水平对角线上的两个端点13，14将震动传递到阻尼器2上，进而得到吸收与耗散，其中近似地S2＝0.5S1。

如图7所示，在结构受到水平方向的震动时，菱形支架1上各端点发生水平方向上的相对位移，具体而言，相对于固定端点11，垂直对角线上的另一个端点12发生水平方向上的位移，相对位移为H1，与此同时，水平对角线上的两个端点13，14被牵引限制，只能在垂直方向上发生相对位移，位移距离为H2,此时，作用在结构上的水平方向上震动通过菱形支架1转换成了垂直方向上的震动，进而传递到与端点13，14连接的阻尼器2上，将水平震动吸收并耗散掉，因此能够很好地发挥阻尼器2的功效。通过改变菱形支架1的夹角，能够调整H1和H2的位移，近似地，H2＝b/aH1，通过菱形支架1的摆臂将该水平变形转化为阻尼器2两端的竖向相对变形，并放大b/a倍，该相对变形放大之后进而阻尼器2的相对运动变大，耗能也相应增加。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种减震机构，其特征在于，包括：

菱形支架，所述菱形支架的第一对角线上的两个端点用于承受并传递载荷；

及一对阻尼器，所述阻尼器与所述菱形支架可转动连接，用以吸收所述菱形支架的移动或者变形，所述阻尼器的一个端部用于固定支撑，另一个端部与所述菱形支架的第二对角线上的端点连接。

2.根据权利要求1所述的一种减震机构，其特征在于，在自然状态下，所述菱形支架的第二对角线的长度不小于所述菱形支架的第一对角线的长度。

3.根据权利要求2所述的一种减震机构，其特征在于，所述菱形支架包括首尾可转动连接的四个摆臂，所述四个摆臂的连接处形成枢转点。

4.根据权利要求2所述的一种减震机构，其特征在于，所述菱形支架包括菱形板。

5.根据权利要求3或4所述的一种减震机构，其特征在于，所述菱形支架还包括底座，所述底座与所述菱形支架的第一对角线上的一个端点连接，用于支撑所述菱形支架。

6.根据权利要求5所述的一种减震机构，其特征在于，所述底座包括人字型支架，所述人字型支架顶部连接所述菱形支架。

7.根据权利要求6所述的一种减震机构，其特征在于，所述人字型支架底部包括一对对称设置的固定件，所述阻尼器用于固定支撑的一端与所述固定件可转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种减震机构，其特征在于，所述阻尼器包括粘滞阻尼器。

9.根据权利要求1所述的一种减震机构，其特征在于，还包括耳板，所述耳板与所述菱形支架的第一对角线上的端点连接用于安装固定所述减震机构。

10.一种减震系统，其特征在于，包括上构架、下构架以及如权利要求1-9中任一项所述的减震机构，所述减震机构置于所述上构架与所述下构架之间以减缓所述上构架和/或所述下构架的震动。

11.根据权利要求10所述的减震系统，其特征在于，所述上构架包括顶梁，所述下构架包括承重墙。

12.根据权利要求11所述的减震系统，其特征在于，所述承重墙包括横梁，所述横梁与所述承重墙一体成型用于增强所述承重墙的强度。

13.根据权利要求10所述的减震系统，其特征在于，所述菱形支架第一对角线上的两个端点分别连接所述上构架和所述下构架。

14.根据权利要求13所述的减震系统，其特征在于，所述菱形支架还包括底座，所述菱形支架通过所述底座与所述下构架连接。

15.根据权利要求13所述的减震系统，其特征在于，所述菱形支架还包括耳板，所述菱形支架通过所述耳板与所述上构架可转动连接。

16.根据权利要求10所述的减震系统，其特征在于，还包括斜撑梁，所述斜撑梁位于所述下构架和所述减震机构之间用于支撑所述减震机构。