CN110206847B

CN110206847B - 一种空间多连杆抗摇摆装置

Info

Publication number: CN110206847B
Application number: CN201910539728.4A
Authority: CN
Inventors: 何文福; 罗昊杰; 许浩; 张强; 刘文光; 吴赛丰
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: CN110206847A

Abstract

本发明提供了一种空间多连杆抗摇摆装置，属于三维隔震和抗震技术领域。其技术方案为：一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座，与基座相对设置的上部结构，在基座与上部结构之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件和位于两组多连杆抗摇摆组件之间，顶部连接于上部结构，下部固定设置在基座上的承载结构。本发明的有益效果为：本发明利用空间多连杆抗摇摆部件的受力变形的传递，将上部结构的摇摆变形转化为受力杆件的拉压变形，继而可通过受力杆件的拉压刚度发挥抗摇摆效果。

Description

一种空间多连杆抗摇摆装置

技术领域

本发明涉及三维隔震和抗震技术领域，尤其涉及一种空间多连杆抗摇摆装置。

背景技术

传统隔震技术无法减小结构的竖向响应，而竖向地震动引起的结构损伤破坏不容忽视，三维隔震技术已经成为亟待解决的问题。

目前，三维隔震结构为了实现三向隔震效果，通常其竖向动力刚度较低，隔震层的抗摇摆倾覆能力较弱，结构存在摇摆倾覆危险，如何解决上部结构的摇摆倾覆问题，是进行三维隔震研究的一个难点。很多三维隔震装置都很难解决这一问题，即使通过结构与隔震层设计方案的优化也只能有限的改善摇摆转动现象，为了避免过大的摇摆变形影响结构的地震安全以及三维隔震支座的性能稳定，在隔震层中增设抗摇摆装置十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间多连杆抗摇摆装置，能够有效地解决由三维隔震结构较小，隔震层刚度较低引发的三维隔震结构摇摆倾覆问题，三维隔震装置性能得到充分发挥且稳定可靠，使得大规模生产和使用成为可能。

本发明是通过如下措施实现的：一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座，与所述基座相对设置的上部结构，其中，在所述基座与所述上部结构之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件和位于两组所述多连杆抗摇摆组件之间，顶部连接于所述上部结构，下部固定设置在所述基座上的承载结构。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，所述多连杆抗摇摆部件包括四个上连杆、四个下连杆和四个中部受力杆；四个所述上连杆分别与四个所述下连杆交接，四个所述中部受力杆相互铰接构成中部受力组件。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，四个所述上连杆和四个所述下连杆分别关于四个所述中部受力杆相互铰接构成的中部受力组件对称，四个所述上连杆、四个所述下连杆分别平行分布；与四个所述中部受力杆铰接的四个所述上连杆、四个所述下连杆均可绕铰接点上下转动和水平转动。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，所述承载结构包括与所述上部结构固定连接的中心承载柱，设置在所述中心承载柱下方的下连接板，固定设置在所述下连接板下方的两上分支承载座，设置在两所述上分支承载座倾斜面上，且相互交错设置的抗扭柱，分别连接在两所述抗扭柱下方的两下分支承载座，两所述下分支承载座底面固定连接在所述基座上；分别跨接在两所述上分支承载座，两所述下分支承载座之间的倾斜承载杆；

其中，所述承载结构其中，所述承载结构还包括与所述上部结构固定连接的中心承载柱，设置在所述中心承载柱下方的下连接板，固定设置在所述下连接板下方的两上分支承载座，设置在两所述上分支承载座倾斜面上，且相互交错设置的抗扭柱，分别连接在两所述抗扭柱下方的两下分支承载座，两所述下分支承载座底面固定连接在所述基座上；分别跨接在两所述上分支承载座，两所述下分支承载座之间的倾斜承载杆。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，所述承载结构还包括连杆组件、驱动所述连杆组件运动的驱动组件、设置在所述连杆组件上的滚筒组件以及驱动所述滚筒组件运动的齿轮传动组件。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，所述驱动组件包括电动推杆A以及电动推杆B，所述连杆组件包括连杆组件A以及连杆组件B，所述连杆组件A设置在所述滚筒组件一端，所述连杆组件B设置在所述滚筒组件的另一端。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，，所述连杆组件A包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆以及第四连接杆，所述第一连接杆包括底部、上部以及中间连接部，所述中间连接部包括第一中间连接部和第二中间连接部，所述第二连接杆包括两个端部以及中间部，所述第三连接杆包括两个端部，所述第四连接杆包括底部、上部以及中间部，所述第一连接杆的底部与转轴A连接，所述第一连接杆的上部与所述电动推杆A连接，所述电动推杆A与所述支撑架固定连接，所述第二连接杆的一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部连接，另一端与所述第三连接杆的一端连接，所述第三连接杆的另一端与所述第四连接杆的所述中间部连接，所述第四连接杆的所述底部与所述转轴B连接，所述第四连接杆的所述上部与所述电动推杆B连接，所述电动推杆B与所述支撑架固定连接，所述滚筒组件包括滚筒A以及滚筒B，所述连杆组件B包括第五连接杆以及第六连接杆，所述第五连接杆包括两个端部，所述第五连接杆的一端设置在所述转轴A上，所述第五连接杆的另一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部之间设置有连接轴A，所述连接轴A上设置有所述滚筒A，所述第六连接杆包括两个端部，所述第六连接杆的一端设置在所述转轴B上，所述第六连接杆的另一端与所述第四连接杆的所述中间部之间设置有转轴B，所述转轴B上设置所述滚筒B。

作为本发明的一种空间多连杆抗摇摆装置进一步的优化方案，所述齿轮传动组件包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮以及第六齿轮，所述第一齿轮设置在所述转轴A上，所述第二齿轮设置在所述第一连接杆的所述第二中间连接部，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮设置在所述第一连接杆的所述第一中间连接部，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第四齿轮设置在所述第二连接杆的所述中间部，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第五齿轮设置在所述第二连接杆与所述第三连接杆结合处，所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第六齿轮设置在所述第四连接杆的所述中间部，所述第六齿轮与所述第五齿轮啮合。

本发明的有益效果为：

1、本发明可实现抗摇摆作用，配合三维隔震装置共同使用，可实现三维隔震/减振目的；

2、本发明利用空间多连杆抗摇摆部件的受力变形的传递，将上部结构的摇摆变形转化为受力杆件的拉压变形，继而可通过受力杆件的拉压刚度发挥抗摇摆效果。

3、本发明中部受力杆件可以为4个或者多个，可适用于不同重量和形状的上部结构，且结构简单，受力性能稳定，具备大规模生产和使用的条件。

4、在三向地震作用下，隔震层的摇摆转动在竖向表现为不同位置不均匀的竖向位移，利用多连杆抗摇摆部件的受力变形的传递，将上部结构的摇摆变形转化为受力杆件的拉压变形，继而可通过受力杆件的拉压刚度发挥抗摇摆效果；另外，承载结构的设置不仅起到正常的承载作用，同时还具有抗摇摆效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1的结构示意图。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

图4为本发明实施例3的结构示意图。

图5为本发明实施例中多连杆抗摇摆部件的结构示意图。

图6为本发明实施例中多连杆抗摇摆部件的结构示意图。

图7为本发明实施例中多连杆抗摇摆部件局部结构示意图。

图8为本发明实施例中多连杆抗摇摆部件局部结构示意图。

图9为本发明实施例2、3中承载结构示意图。

图其中，附图标记为：1、基座；2、上部结构；3、多连杆抗摇摆部件；30、上连杆；31、下连杆；32、中部受力杆；4、承载结构；40、中心承载柱；41、下连接板；42、上分支承载座；43、抗扭柱；44、下分支承载座；45、倾斜承载杆；51、连杆组件；52、驱动组件；53、滚筒组件；54、齿轮传动组件；11、转轴A；12、支撑架；13、转轴B。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1

参见图1，图2，图5，图6，图7和图8，本发明是：一种空间多连杆抗摇摆装置，一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座1，与所述基座1相对设置的上部结构2，其中，在所述基座1与所述上部结构2之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件3和位于两组所述多连杆抗摇摆组件3之间，顶部连接于所述上部结构2，下部固定设置在所述基座1上的承载结构4。

其中，所述多连杆抗摇摆部件3包括四个上连杆30、四个下连杆31和四个中部受力杆32；四个所述上连杆30分别与四个所述下连杆31交接，四个所述中部受力杆32相互铰接构成中部受力组件。

其中，四个所述上连杆30和四个所述下连杆31分别关于四个所述中部受力杆32相互铰接构成的中部受力组件对称，四个所述上连杆30、四个所述下连杆31分别平行分布；与四个所述中部受力杆32铰接的四个所述上连杆30、四个所述下连杆31均可绕铰接点上下转动和水平转动。

其中，所述承载结构4包括与所述上部结构2固定连接的中心承载柱40，设置在所述中心承载柱40下方的下连接板41，固定设置在所述下连接板41下方的两上分支承载座42，设置在两所述上分支承载座42倾斜面上，且相互交错设置的抗扭柱43，分别连接在两所述抗扭柱43下方的两下分支承载座44，两所述下分支承载座44底面固定连接在所述基座1上；分别跨接在两所述上分支承载座42，两所述下分支承载座44之间的倾斜承载杆45。

实施例2

参加图3，图5，图6，图7，和图8，一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座1，与所述基座1相对设置的上部结构2，其中，在所述基座1与所述上部结构2之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件3和位于两组所述多连杆抗摇摆组件3之间，顶部连接于所述上部结构2，下部固定设置在所述基座1上的承载结构4。

或所述承载结构4包括连杆组件51、驱动所述连杆组件51运动的驱动组件52、设置在所述连杆组件51上的滚筒组件53以及驱动所述滚筒组件53运动的齿轮传动组件54。

其中，所述驱动组件52包括电动推杆A以及电动推杆B，所述连杆组件51包括连杆组件A以及连杆组件B，所述连杆组件A设置在所述滚筒组件53一端，所述连杆组件B设置在所述滚筒组件53的另一端。

其中，所述连杆组件A包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆以及第四连接杆，所述第一连接杆包括底部、上部以及中间连接部，所述中间连接部包括第一中间连接部和第二中间连接部，所述第二连接杆包括两个端部以及中间部，所述第三连接杆包括两个端部，所述第四连接杆包括底部、上部以及中间部，所述第一连接杆的底部与转轴A11连接，所述第一连接杆的上部与所述电动推杆A连接，所述电动推杆A与所述支撑架12固定连接，所述第二连接杆的一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部连接，另一端与所述第三连接杆的一端连接，所述第三连接杆的另一端与所述第四连接杆的所述中间部连接，所述第四连接杆的所述底部与所述转轴B13连接，所述第四连接杆的所述上部与所述电动推杆B连接，所述电动推杆B与所述支撑架12固定连接，所述滚筒组件53包括滚筒A以及滚筒B，所述连杆组件B包括第五连接杆以及第六连接杆，所述第五连接杆包括两个端部，所述第五连接杆的一端设置在所述转轴A11上，所述第五连接杆的另一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部之间设置有连接轴A，所述连接轴A上设置有所述滚筒A，所述第六连接杆包括两个端部，所述第六连接杆的一端设置在所述转轴B13上，所述第六连接杆的另一端与所述第四连接杆的所述中间部之间设置有转轴B，所述转轴B上设置所述滚筒B。

其中，所述齿轮传动组件54包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮以及第六齿轮，所述第一齿轮设置在所述转轴A11上，所述第二齿轮设置在所述第一连接杆的所述第二中间连接部，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮设置在所述第一连接杆的所述第一中间连接部，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第四齿轮设置在所述第二连接杆的所述中间部，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第五齿轮设置在所述第二连接杆与所述第三连接杆结合处，所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第六齿轮设置在所述第四连接杆的所述中间部，所述第六齿轮与所述第五齿轮啮合。

实施例3

参见图4，图5，图6，图7，图8和图9，一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座1，与所述基座1相对设置的上部结构2，其中，在所述基座1与所述上部结构2之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件3和位于两组所述多连杆抗摇摆组件3之间，顶部连接于所述上部结构2，下部固定设置在所述基座1上的承载结构4。

其中，所述承载结构4还包括与所述上部结构2固定连接的中心承载柱40，设置在所述中心承载柱40下方的下连接板41，固定设置在所述下连接板41下方的两上分支承载座42，设置在两所述上分支承载座42倾斜面上，且相互交错设置的抗扭柱43，分别连接在两所述抗扭柱43下方的两下分支承载座44，两所述下分支承载座44底面固定连接在所述基座1上；分别跨接在两所述上分支承载座42，两所述下分支承载座44之间的倾斜承载杆45。

所述承载结构4还包括连杆组件51、驱动所述连杆组件51运动的驱动组件52、设置在所述连杆组件51上的滚筒组件53以及驱动所述滚筒组件53运动的齿轮传动组件54。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种空间多连杆抗摇摆装置，包括基座（1），与所述基座（1）相对设置的上部结构（2），其特征在于，在所述基座（1）与所述上部结构（2）之间分别设有两组多连杆抗摇摆部件（3）和位于两组所述多连杆抗摇摆部件（3）之间，顶部连接于所述上部结构（2），下部固定设置在所述基座（1）上的承载结构（4）；

所述多连杆抗摇摆部件（3）包括四个上连杆（30）、四个下连杆（31）和四个中部受力杆（32）；四个所述上连杆（30）分别与四个所述下连杆（31）铰接，四个所述中部受力杆（32）相互铰接构成中部受力组件；

四个所述上连杆（30）和四个所述下连杆（31）分别关于四个所述中部受力杆（32）相互铰接构成的中部受力组件对称，四个所述上连杆（30）、四个所述下连杆（31）分别平行分布；与四个所述中部受力杆（32）铰接的四个所述上连杆（30）、四个所述下连杆（31）均可绕铰接点上下转动和水平转动；

所述承载结构（4）包括与所述上部结构（2）固定连接的中心承载柱（40），设置在所述中心承载柱（40）下方的下连接板（41），固定设置在所述下连接板（41）下方的两上分支承载座（42），设置在两所述上分支承载座（42）倾斜面上，且相互交错设置的抗扭柱（43），分别连接在两所述抗扭柱（43）下方的两下分支承载座（44），两所述下分支承载座（44）底面固定连接在所述基座（1）上，分别跨接在两所述上分支承载座（42），两所述下分支承载座（44）之间的倾斜承载杆（45）；

所述承载结构（4）包括连杆组件（51）、驱动所述连杆组件（51）运动的驱动组件（52）、设置在所述连杆组件（51）上的滚筒组件（53）以及驱动所述滚筒组件（53）运动的齿轮传动组件（54）；

所述驱动组件（52）包括电动推杆A以及电动推杆B，所述连杆组件（51）包括连杆组件A以及连杆组件B，所述连杆组件A设置在所述滚筒组件（53）一端，所述连杆组件B设置在所述滚筒组件（53）的另一端；

所述连杆组件A包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆以及第四连接杆，所述第一连接杆包括底部、上部以及中间连接部，所述中间连接部包括第一中间连接部和第二中间连接部，所述第二连接杆包括两个端部以及中间部，所述第三连接杆包括两个端部，所述第四连接杆包括底部、上部以及中间部，所述第一连接杆的底部与转轴B（13）连接，所述第一连接杆的上部与所述电动推杆A连接，所述电动推杆A与支撑架（12）固定连接，所述第二连接杆的一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部连接，另一端与所述第三连接杆的一端连接，所述第三连接杆的另一端与所述第四连接杆的中间部连接，所述第四连接杆的底部与转轴A（11）连接，所述第四连接杆的上部与所述电动推杆B连接，所述电动推杆B与所述支撑架（12）固定连接，所述滚筒组件（53）包括滚筒A以及滚筒B，所述连杆组件B包括第五连接杆以及第六连接杆，所述第五连接杆包括两个端部，所述第五连接杆的一端设置在所述转轴B（13）上，所述第五连接杆的另一端与所述第一连接杆的所述第一中间连接部之间设置有连接轴A，所述连接轴A上设置有所述滚筒A，所述第六连接杆包括两个端部，所述第六连接杆的一端设置在所述转轴A（11）上，所述第六连接杆的另一端与所述第四连接杆的中间部之间设置有连接轴B，所述连接轴B上设置所述滚筒B；

所述齿轮传动组件（54）包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮以及第六齿轮，所述第一齿轮设置在所述转轴B（13）上，所述第二齿轮设置在所述第一连接杆的所述第二中间连接部，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮设置在所述第一连接杆的所述第一中间连接部，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第四齿轮设置在所述第二连接杆的中间部，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第五齿轮设置在所述第二连接杆与所述第三连接杆结合处，所述第五齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第六齿轮设置在所述第四连接杆的中间部，所述第六齿轮与所述第五齿轮啮合。