一种可释放自由度的消能减震机构的制作方法

1.本发明涉及消能减震相关领域，具体为一种可释放自由度的消能减震机构。


背景技术：

2.建筑结构作为人们日常生活中最多停留的场所，其安全性及其重要，虽然现阶段结构设计已对建筑工程进行抗震设防，但无数地震实例表明，单纯的经过抗震设防或加固的结构并不能完全有效的抵御地震带来的危害，基于抗震性能的结构设计越来越多的体现在现代工程师的设计中。
3.消能是在地震过程中将能量耗散，以保证上部结构的安全。消能减震的原理是通过将建筑的一些非承重构件设计为消能构件或通过布置消能装置，在地震来临时，通过变形提供给结构较大的阻尼，消耗或者吸收地震时带来的能量，衰减地震反应，从而确保结构的安全。
4.由于地震发生时对建筑的震动是多方向的，为了保证消能减震效果而在各个自由度方向均设置有消能减震机构，则整个消能减震机构是比较庞大的，将建筑的一些非承重构件设计为消能减震构件或通过布置消能减震装置的工程量较大，如果对消能减震机构进行改进，能够释放部分自由度，可以减少部分方向的消能减震结构，减少其占用空间，减少安装工程量；因此市场急需研制一种可释放自由度的消能减震机构来帮助人们解决现有的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可释放自由度的消能减震机构，以解决上述背景技术中提出的为了保证消能减震效果而在各个自由度方向均设置有消能减震机构，则整个消能减震机构是比较庞大的，将建筑的一些非承重构件设计为消能减震构件或通过布置消能减震装置的工程量较大的问题，对消能减震机构进行改进，能够释放部分自由度，可以减少部分方向的消能减震结构，减少其占用空间，减少安装工程量。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可释放自由度的消能减震机构，包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和第二安装板之间设置有外套筒和中间滑动组件，中间滑动组件与第一安装板通过轴承转动连接，外套筒与第二安装板固定，所述中间滑动组件的外部设置有限位滑动环，所述限位滑动环外部的十字方向设置有方向变换组件，所述方向变换组件包括滑动杆、第一联动转动杆、第二联动转动杆和第三转动件，滑动杆、第一联动转动杆、第二联动转动杆和第三转动件由外至内依次设置，所述滑动杆包括滑动杆主体和第一转动部，滑动杆主体和第一转动部一体成型，所述第一联动转动杆包括联动转动杆主体和第二转动部，联动转动杆主体和第二转动部一体成型，第一转动部与联动转动杆主体通过轴转动连接，第二转动部和第二联动转动杆通过轴转动连接，第二联动转动杆和第三转动件通过轴转动连接，第三转动件与限位滑动环焊接固定，所述滑动杆主体远离第一转动部的一端焊接固定有第二转动座，所述第二转动座上通过轴转动连接有金属
阻尼器，所述金属阻尼器上通过轴转动连接有第一转动座，第一转动座与第一安装板焊接固定。
7.优选的，所述中间滑动组件包括固定盘，所述固定盘的一端固定连接有固定柱，所述固定盘与第一安装板之间沿固定柱的外部设置有内减震弹簧，内减震弹簧的两端分别与固定盘和第一安装板固定，所述固定盘与第一安装板之间沿内减震弹簧的外部设置有外减震弹簧，外减震弹簧的两端分别与固定盘和第一安装板固定，外减震弹簧与内减震弹簧的设置方向相反。
8.优选的，所述限位滑动环上贯穿设置有第二圆形滑动孔槽，所述第二圆形滑动孔槽外部的十字方向设置有第二限位滑动槽，所述外套筒上端面的中间开设有第三圆形滑动孔槽，所述第三圆形滑动孔槽外部的十字方向设置有第三限位滑动槽，所述外套筒的内部设置有内滑动腔，第三圆形滑动孔槽、第三限位滑动槽和内滑动腔连通。
9.优选的，所述中间滑动组件还包括滑动中间柱，所述滑动中间柱外部的十字方向一体连接有第二限位滑动条，第二限位滑动条沿着二限位滑动槽和第三限位滑动槽限位滑动，所述滑动中间柱远离固定盘的一端固定连接有第二限位滑动板，第二限位滑动板沿着内滑动腔滑动。
10.优选的，所述滑动杆与第一安装板之间设置有竖向减震滑动单元，竖向减震滑动单元与滑动杆固定连接，所述竖向减震滑动单元包括滑动座，所述滑动座一端的中间设置有t形滑动部，所述第一安装板端面与t形滑动部对应位置开设有限位滑动槽，t形滑动部沿着限位滑动槽限位滑动，所述外套筒与限位滑动环之间沿中间滑动组件的外部设置有第三压力弹簧，第三压力弹簧的两端分别与外套筒和限位滑动环固定。
11.优选的，所述滑动座一端的中间固定连接有外套管，所述外套管端面的中间设置有第一圆形滑动孔槽，所述外套管内滑动连接有滑动中间杆，所述外套管内沿滑动中间杆的一端设置有第一限位滑动板，第一限位滑动板与滑动中间杆固定连接，第一限位滑动板在外套管内滑动，所述外套管内沿第一限位滑动板的一端设置有第一压力弹簧，所述外套管内沿第一限位滑动板的另一端设置有第二压力弹簧，第二压力弹簧位于滑动中间杆的外部。
12.优选的，所述滑动中间杆外部的十字方向一体连接有第一限位滑动条，所述外套管上端面与第一限位滑动条对应位置开设有第一限位滑动槽，第一限位滑动槽与第一圆形滑动孔槽连通。
13.优选的，所述第一安装板上设置有第一安装螺栓，所述第二安装板上设置有第二安装螺栓。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、该发明中，出现竖直方向作用力时，板块对建筑物方向有作用力，会拉动外套筒沿着中间滑动组件上下滑动，通过第三压力弹簧拉动限位滑动环同步运动。由于限位滑动环上连接有方向变换组件，且方向变换组件通过第二转动座连接有金属阻尼器，限位滑动环的上下运动会拉动金属阻尼器，四个金属阻尼器在第一转动座和第二转动座的转动支持作用下进行消能减震。出现扭动作用力时，第二安装板的转动会带动外套筒转动，中间滑动组件同步扭动，拉动第三转动件扭动。由于滑动杆的滑动杆主体与第一安装板通过竖向减震滑动单元连接，竖向减震滑动单元上滑动座的t形滑动部在第一安装板的限位滑动槽内
限位滑动，第一联动转动杆和第二联动转动杆拉动滑动杆进行滑动作用，四个金属阻尼器在第一转动座和第二转动座的转动支持作用下进行消能减震。即无论什么方向的震动作用力，都转化成水平面方向作用力，依靠金属阻尼器消能减震，释放自由度，从而减少金属阻尼器的设置数量，解决了目前为了保证消能减震效果而在各个自由度方向均设置有消能减震机构，整个消能减震机构庞大，安装工程量较大的问题，对消能减震机构进行改进，能够释放部分自由度，可以减少部分方向的消能减震结构，减少其占用空间，减少安装工程量。
16.2、该发明中，出现扭动作用力时，第二安装板的转动会带动外套筒转动，由于外套筒与中间滑动组件通过第三限位滑动槽和第二限位滑动条限位，中间滑动组件同步扭动，带动固定盘同步作用，带动外减震弹簧和内减震弹簧扭动，由于外减震弹簧和内减震弹簧的方向设置相反，外部扭动作用方向不同时分别作用，一个被压缩，另一个则被拉长，外减震弹簧和内减震弹簧辅助进行消能减震工作。
17.3、该发明中，出现竖直方向作用力时，板块对建筑物方向有作用力，会拉动外套筒沿着中间滑动组件上下滑动，由于中间滑动组件与限位滑动环之间设置有第三压力弹簧，外套筒向下运动时，通过第三压力弹簧消能减震，并拉动限位滑动环和方向变换组件同步运动。方向变换组件上滑动杆上下动作，拉动竖向减震滑动单元的滑动中间杆上下动作，第一压力弹簧和第二压力弹簧辅助进行消能减震工作。
附图说明
18.图1为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的主视图；
19.图2为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的a-a视角剖视图；
20.图3为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的方向变换组件的分解结构示意图；
21.图4为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的竖向减震滑动单元的分解结构示意图；
22.图5为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的第一安装板、外套筒和中间滑动组件的反向连接结构示意图；
23.图6为本发明的一种可释放自由度的消能减震机构的外套筒、中间滑动组件和限位滑动环的分解结构示意图；
24.图7为本发明的图2上结构的动作变化图。
25.图中：1、第一安装板；2、第一安装螺栓；3、第二安装板；4、第二安装螺栓；5、第一转动座；6、金属阻尼器；7、第二转动座；8、方向变换组件；9、滑动杆；10、第一联动转动杆；11、第二联动转动杆；12、第三转动件；13、滑动杆主体；14、第一转动部；15、联动转动杆主体；16、第二转动部；17、竖向减震滑动单元；18、滑动座；19、t形滑动部；20、外套管；21、第一圆形滑动孔槽；22、第一限位滑动槽；23、滑动中间杆；24、第一限位滑动条；25、第一限位滑动板；26、第一压力弹簧；27、第二压力弹簧；28、外套筒；29、中间滑动组件；30、第三压力弹簧；31、外减震弹簧；32、内减震弹簧；33、限位滑动环；34、限位滑动槽；35、第二圆形滑动孔槽；36、第二限位滑动槽；37、第三圆形滑动孔槽；38、第三限位滑动槽；39、内滑动腔；40、滑动中间柱；41、第二限位滑动条；42、第二限位滑动板；43、固定盘；44、固定柱。
具体实施方式
26.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。
27.请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种可释放自由度的消能减震机构，包括第一安装板1和第二安装板3，第一安装板1上设置有第一安装螺栓2，第二安装板3上设置有第二安装螺栓4，分别与上下端建筑主体固定，第二安装板3设置于下端，当下端板块震动时，第二安装板3直接接收震动作用，通过其上端结构的消能减震，减少传导至第一安装板1上端建筑的作用力，第一安装板1和第二安装板3之间设置有外套筒28和中间滑动组件29，中间滑动组件29与第一安装板1通过轴承转动连接，外套筒28与第二安装板3固定，中间滑动组件29的外部设置有限位滑动环33，限位滑动环33外部的十字方向设置有方向变换组件8，方向变换组件8包括滑动杆9、第一联动转动杆10、第二联动转动杆11和第三转动件12，第一联动转动杆10和第二联动转动杆11起到中间联动作用，主要是将转动作用转化为平面滑动作用，带动滑动杆9只进行滑动；滑动杆9、第一联动转动杆10、第二联动转动杆11和第三转动件12由外至内依次设置，滑动杆9包括滑动杆主体13和第一转动部14，滑动杆主体13和第一转动部14一体成型，第一联动转动杆10包括联动转动杆主体15和第二转动部16，联动转动杆主体15和第二转动部16一体成型，第一转动部14与联动转动杆主体15通过轴转动连接，第二转动部16和第二联动转动杆11通过轴转动连接，第二联动转动杆11和第三转动件12通过轴转动连接，第三转动件12与限位滑动环33焊接固定，滑动杆主体13远离第一转动部14的一端焊接固定有第二转动座7，第二转动座7上通过轴转动连接有金属阻尼器6，金属阻尼器6共设置有四个，能够保证多个震动方向的消能减震工作，金属阻尼器6上通过轴转动连接有第一转动座5，第一转动座5与第一安装板1焊接固定。
28.进一步，中间滑动组件29包括固定盘43，固定盘43的一端固定连接有固定柱44，固定盘43与第一安装板1之间沿固定柱44的外部设置有内减震弹簧32，内减震弹簧32的两端分别与固定盘43和第一安装板1固定，固定盘43与第一安装板1之间沿内减震弹簧32的外部设置有外减震弹簧31，外减震弹簧31的两端分别与固定盘43和第一安装板1固定，外减震弹簧31与内减震弹簧32的设置方向相反，外部扭动作用方向不同时分别作用，一个被压缩，另一个则被拉长，不会同步被压缩或者同步被拉长，外减震弹簧31和内减震弹簧32辅助进行消能减震工作；限位滑动环33上贯穿设置有第二圆形滑动孔槽35，第二圆形滑动孔槽35外部的十字方向设置有第二限位滑动槽36，外套筒28上端面的中间开设有第三圆形滑动孔槽37，第三圆形滑动孔槽37外部的十字方向设置有第三限位滑动槽38，外套筒28的内部设置有内滑动腔39，第三圆形滑动孔槽37、第三限位滑动槽38和内滑动腔39连通，中间滑动组件29还包括滑动中间柱40，滑动中间柱40外部的十字方向一体连接有第二限位滑动条41，第二限位滑动条41沿着第二限位滑动槽36和第三限位滑动槽38限位滑动，中间滑动组件29同步扭动时，由于限位滑动环33与中间滑动组件29通过第二限位滑动槽36和第二限位滑动条41限位，带动限位滑动环33同步扭动；外套筒28转动时，由于外套筒28与中间滑动组件29通过第三限位滑动槽38和第二限位滑动条41限位，带动中间滑动组件29同步扭动。滑动中间柱40远离固定盘43的一端固定连接有第二限位滑动板42，第二限位滑动板42沿着内滑动腔39滑动，避免滑动脱离。
29.进一步，滑动杆9与第一安装板1之间设置有竖向减震滑动单元17，竖向减震滑动
单元17与滑动杆9固定连接，竖向减震滑动单元17包括滑动座18，滑动座18一端的中间设置有t形滑动部19，第一安装板1端面与t形滑动部19对应位置开设有限位滑动槽34，t形滑动部19沿着限位滑动槽34限位滑动，通过竖向减震滑动单元17上t形滑动部19对滑动杆9进行限位，使滑动杆9只能滑动连接，不能跟随转动，从而将扭动作用力转化为平面滑动作用力；外套筒28与限位滑动环33之间沿中间滑动组件29的外部设置有第三压力弹簧30，第三压力弹簧30的两端分别与外套筒28和限位滑动环33固定，滑动座18一端的中间固定连接有外套管20，外套管20端面的中间设置有第一圆形滑动孔槽21，外套管20内滑动连接有滑动中间杆23，外套管20内沿滑动中间杆23的一端设置有第一限位滑动板25，第一限位滑动板25与滑动中间杆23固定连接，第一限位滑动板25在外套管20内滑动，外套管20内沿第一限位滑动板25的一端设置有第一压力弹簧26，外套管20内沿第一限位滑动板25的另一端设置有第二压力弹簧27，第二压力弹簧27位于滑动中间杆23的外部，滑动杆9上下动作时会拉动竖向减震滑动单元17的滑动中间杆23上下动作，第一压力弹簧26和第二压力弹簧27辅助进行消能减震工作；滑动中间杆23外部的十字方向一体连接有第一限位滑动条24，外套管20上端面与第一限位滑动条24对应位置开设有第一限位滑动槽22，第一限位滑动槽22与第一圆形滑动孔槽21连通。
30.工作原理：当出现震动作用时，会发生多方向的作用力，此时分情况进行消能减震。
31.出现水平方向的作用力时，四个金属阻尼器6在第一转动座5和第二转动座7的转动支持作用下进行消能减震。
32.出现竖直方向作用力时，板块对建筑物方向有作用力，会拉动外套筒28沿着中间滑动组件29上下滑动，由于中间滑动组件29与限位滑动环33之间设置有第三压力弹簧30，外套筒28向下运动时，通过第三压力弹簧30消能减震，并拉动限位滑动环33同步运动。由于限位滑动环33上连接有方向变换组件8，且方向变换组件8通过第二转动座7连接有金属阻尼器6，限位滑动环33的上下运动会拉动金属阻尼器6，四个金属阻尼器6在第一转动座5和第二转动座7的转动支持作用下进行消能减震。同时，方向变换组件8上滑动杆9位置上端连接有竖向减震滑动单元17，滑动杆9上下动作时会拉动竖向减震滑动单元17的滑动中间杆23上下动作，第一压力弹簧26和第二压力弹簧27辅助进行消能减震工作。
33.出现扭动作用力时，第二安装板3的转动会带动外套筒28转动，由于外套筒28与中间滑动组件29通过第三限位滑动槽38和第二限位滑动条41限位，中间滑动组件29同步扭动；由于限位滑动环33与中间滑动组件29通过第二限位滑动槽36和第二限位滑动条41限位，限位滑动环33同步扭动，拉动第三转动件12扭动。由于滑动杆9的滑动杆主体13与第一安装板1通过竖向减震滑动单元17连接，竖向减震滑动单元17上滑动座18的t形滑动部19在第一安装板1的限位滑动槽34内限位滑动，第一联动转动杆10和第二联动转动杆11拉动滑动杆9进行滑动作用，四个金属阻尼器6在第一转动座5和第二转动座7的转动支持作用下进行消能减震。中间滑动组件29扭动时会带动固定盘43同步作用，带动外减震弹簧31和内减震弹簧32扭动，由于外减震弹簧31和内减震弹簧32的方向设置相反，一个被压缩，另一个则被拉长，外减震弹簧31和内减震弹簧32辅助进行消能减震工作。
34.震动时，多作用力叠加后被分解，主要是四个金属阻尼器6进行消能减震；其次，竖向减震滑动单元17和第三压力弹簧30以及外减震弹簧31和内减震弹簧32叠加进行消能减
震。
35.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。