1.一种阻尼器速度位移双向放大装置，由封闭防护外壳（1）、中心支柱（2）、X方向传动杆（3）、Y方向传动杆（4）、X方向传动齿轮（5）、Y方向传动齿轮（6）、X方向联动齿轮（7）、Y方向联动齿轮（8）、X方向传动杆止推轴承（9）、Y方向传动止推轴承（10）、X方向外接杆（11）、Y方向外接杆（12）、X方向引接口（13）、Y方向引接口（14）、一组阻尼器连接杆（15）和输出杆引接口（16）组成，其特征在于：中心支柱（2）贯穿封闭防护外壳（1），且固接于封闭防护外壳（1）的底面，不参与传动；中心支柱（2）上安装有X方向传动杆止推轴承（9），X方向传动杆（3）套于中心支柱（2）外，且X方向传动杆止推轴承（9）连接X方向传动齿轮（5），所述X方向传动杆（3）能绕中心支柱（2）独立转动，中心支柱（2）X方向传动杆（3）的上部连接X方向联动齿轮（7），下部连接X方向传动齿轮（5），X方向联动齿轮（7）和下部连接X方向传动齿轮（5）之间设有Y方向传动杆（4），且Y方向传动杆（4）套于X方向传动杆（3）外，Y方向传动杆（4）能绕中心支柱（2）独立转动，Y方向传动止推轴承（10）安装于X方向传动杆（3）上，Y方向传动止推轴承（10）与Y方向传动齿轮（6）连接； Y方向传动杆（4）的上部和下部分别连接Y方向联动齿轮（8）以及Y方向传动齿轮（6），X方向传动齿轮（5）一侧安装有与之啮合的X方向外接杆（11），Y方向传动齿轮（6）上安装有与之啮合的Y方向外接杆（12），X方向外接杆（11）与X方向引接口（13）连接，Y方向外接杆（12）与Y方向引接口（14）连接；两个阻尼器连接杆（15）分别与X方向联动齿轮（7）和Y方向联动齿轮（8）相啮合，两个阻尼器连接杆分别连接输出杆引接口（16）；
X方向传动齿轮（5）和Y方向传动齿轮（6）分别比X方向联动齿轮（7）和Y方向联动齿轮（8）的半径小。
2.根据权利要求1所述的一种阻尼器速度位移双向放大装置，其特征在于：阻尼器连接杆（15）以及输出杆引接口（16）的安装方向根据实际应用中需要适配的阻尼器而具体确定； X方向外接杆（11）与Y方向外接杆（12）的延伸方向相互正交。
一种阻尼器速度位移的双向放大装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种双向阻尼器速度位移放大装置，利用齿轮传动中的速度/位移转换关系通过叠合的双向传动齿轮系实现对地震状态下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
[0002] 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。
[0003] 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两互相垂直方向的剪切变形，对非既定放大侧地震的位移速度放大效果不足，需另外新增设一套放大装置才可实现双向放大，使得系统复杂，安装困难。因此，设计一种双向阻尼器速度位移放大装置采用叠合的双向传动齿轮系，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双侧剪切变形，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。
发明内容
[0004] 为了应对建筑物在振动时的多方向剪切变形，同时放大地震作用下较小的相对位移和速度，使得阻尼器能够更加充分地发挥其振动控制作用，本发明提出一种阻尼器速度位移的双向放大装置，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，该装置在机械设计上，设置了一组相互叠合但彼此独立旋转的齿轮系，以实现对不同方向位移和速度的放大，最大程度地对现有阻尼器的功能进行延伸，极大提高了现有阻尼器的应用价值。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取如下方案：
[0006] 一种阻尼器速度位移双向放大装置，由封闭防护外壳1、中心支柱2、X方向传动杆3、Y方向传动杆4、X方向传动齿轮5、Y方向传动齿轮6、X方向联动齿轮7、Y方向联动齿轮8、X方向传动杆止推轴承9、Y方向传动止推轴承10、X方向外接杆11、Y方向外接杆12、X方向引接口13、Y方向引接口14、一组阻尼器连接杆15和输出杆引接口16组成，其特征在于：中心支柱
2贯穿封闭防护外壳1，且固接于封闭防护外壳1的底面，不参与传动；中心支柱2上安装有X方向传动杆止推轴承9，X方向传动杆3套于中心支柱2外，且X方向传动杆止推轴承9连接X方向传动齿轮5，所述X方向传动杆3能绕中心支柱2独立转动，X方向传动杆3的上部连接X方向联动齿轮7，下部连接X方向传动齿轮5，X方向联动齿轮7和下部连接X方向传动齿轮5之间设有Y方向传动杆4，且Y方向传动杆4套于X方向传动杆3外，Y方向传动杆4能绕中心支柱2独立转动，Y方向传动止推轴承10安装于X方向传动杆3上，Y方向传动止推轴承10与Y方向传动齿轮6连接； Y方向传动杆4的上部和下部分别连接Y方向联动齿轮8以及Y方向传动齿轮6；X方向传动齿轮5一侧安装有与之啮合的X方向外接杆11，Y方向传动齿轮6上安装有与之啮合的Y方向外接杆12，X方向外接杆11与X方向引接口13连接，Y方向外接杆12与Y方向引接口14连接；两个阻尼器连接杆15分别与X方向联动齿轮7和Y方向联动齿轮8相啮合，两个阻尼器连接杆分别连接输出杆引接口16。
[0007] 本发明中，中心支柱2半径为50mm；X方向传动齿轮5与Y方向传动齿轮6的半径为200mm；X方向联动齿轮7与Y方向联动齿轮8半径为300mm。
[0008] 本发明中，阻尼器连接杆15以及输出杆引接口16的安装方向根据实际应用中需要适配的阻尼器而具体确定；X方向外接杆11与Y方向外接杆12的延伸方向相互正交。
[0009] 本发明中，X方向传动齿轮5和Y方向传动齿轮6分别比X方向联动齿轮7和Y方向联动齿轮8的半径小。
[0010] 当建筑物沿多个方向同时振动时，不同方向的层间位移均可以通过两个正交的传动杆，触发双向传动齿轮系的转动，利用联动齿轮和传动齿轮的半径大小关系，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，以达到更好的减振效果。
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点如下：
[0012] 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果，提高阻尼器的振动控制效率，使得阻尼器能够更加充分地发挥其振动控制作用。
[0013] 2. 双层传动齿轮系的振动作用输入方向相互正交，使得放大装置能够应对多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相对位移和速度都有很好的放大效果。
[0014] 3. 具有很好的可适配性，本发明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。
[0015] 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
[0016] 图1为本发明阻尼器速度位移的双向放大装置的正视图；
[0017] 图2为本发明阻尼器速度位移的双向放大装置的俯视图。
[0018] 图中标号：1为封闭防护外壳、2为中心支柱2、3为X方向传动杆、4为Y方向传动杆、5为X方向传动齿轮、6为Y方向传动齿轮、7为X方向联动齿轮、8为Y方向联动齿轮、9为X方向传动杆止推轴承、10为Y方向传动止推轴承、11为X方向外接杆、12为Y方向外接杆、13为X方向引接口、14为Y方向引接口、15为阻尼器连接杆、16为输出杆引接口。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0020] 实施例1：如图1所示，图2为本发明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、中心支柱2、X方向传动杆3、Y方向传动杆4、X方向传动齿轮5、Y方向传动齿轮6、X方向联动齿轮7、Y方向联动齿轮8、X方向传动杆止推轴承9、Y方向传动止推轴承10、X方向外接杆11、Y方向外接杆12、X方向引接口13、Y方向引接口14、阻尼器连接杆15和输出杆引接口16。中心支柱2贯穿整个放大装置，并固接于封闭防护外壳1的底面；中心支柱2上安装X方向传动杆止推轴承9，该轴承连接空心的且套在中心支柱2上的X方向传动杆3，X方向传动杆3的上、下部分别连接X方向联动齿轮7以及X方向传动齿轮5，位于两个齿轮中间的部分再套上空心的Y方向传动杆4，并通过安装于X方向传动杆3上的Y方向传动止推轴承10与Y方向传动齿轮系统（Y方向传动齿轮6、Y方向传动杆4、Y方向联动齿轮8）连接，Y方向传动杆4的上、下部分别连接Y方向联动齿轮8以及Y方向传动齿轮6，X方向传动齿轮5与Y方向外接杆12上分别安装与之啮合的X方向外接杆11与Y方向外接杆12，分别通过X方向引接口13与Y方向引接口14延伸到放大装置的外部；一组阻尼器连接杆15与X方向联动齿轮7、Y方向联动齿轮8啮合，并通过输出杆引接口16延伸到放大装置的外部。中心支柱2的半径为
50mm；X方向传动齿轮5与Y方向传动齿轮6的半径为200mm；X方向联动齿轮7与Y方向联动齿轮8的半径为300mm。
[0021] 中心支柱2贯穿整个放大装置，并固接于封闭防护外壳1的底面，X方向传动杆3及Y方向传动杆4相互叠合通过轴承套合在中心支柱2外，并可绕中心支柱2旋转。双向传动齿轮系分别传递XY方向的速度位移至X方向外接杆11和Y方向外接杆12，由齿轮传动中速度和位移理论通过改变X方向传动齿轮5、Y方向传动齿轮6和X方向联动齿轮7、Y方向联动齿轮8改变放大倍数。此外，根据实际情况的不同，X方向外接杆11和Y方向外接杆12可据需要改变。
