專利名稱：建筑物主動(dòng)式減振避震裝置的制作方法
建筑物主動(dòng)式減振避震裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型減振避震控制裝置，主要是用于高層建筑物的主動(dòng)式減振避
11 晉
辰衣且。
背景技術(shù)：
高層建筑物在受到臺(tái)風(fēng)、地震等動(dòng)力的作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生偏離平衡位置的振動(dòng)，影響樓宇的舒適性或產(chǎn)生倒塌等安全隱患。設(shè)置減振避震裝置是降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)、提高舒適度和延緩結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性及防止倒塌的高科技手段。目前高層建筑物采用的減振避震裝置，主要有被動(dòng)式減振避震裝置與主動(dòng)式減振避震裝置兩種類型。被動(dòng)式減振避震裝置通常采用鐘擺、吊球或水箱等方式。主動(dòng)式減振避震裝置通常采用滾珠絲杠或伺服液壓系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)行程士ail以上，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量在100噸以上的減振避震裝置，采用電機(jī)與絲桿軸端直接連接的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，由于裝置質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)速度高，運(yùn)動(dòng)行程大。選用長徑比系數(shù)大的絲杠時(shí)，絲杠在工作時(shí)所產(chǎn)生的擾度，不但會(huì)引發(fā)裝置震動(dòng)，加大驅(qū)動(dòng)力矩，增加電機(jī)工作阻力，從而影響傳遞效率，還會(huì)增加機(jī)械磨損，降低機(jī)械使用壽命。尤其絲桿長徑比系數(shù)超過40 1時(shí)，要采用其它輔助設(shè)計(jì)予以彌補(bǔ)，會(huì)增加裝置造價(jià)及裝置自重，增加樓面的負(fù)載。長徑比系數(shù)超過40 1的滾珠絲杠起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)能量的一部分要消耗在克服中間環(huán)節(jié)的彈性變形上，彈性變形使系統(tǒng)的控制難度增加，伺服性能下降。且上述之結(jié)構(gòu)不適合大質(zhì)量移動(dòng)塊的運(yùn)用(特別是100噸以上的質(zhì)量移動(dòng)塊)。而且，滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)安裝條件要求較高。一般要求平面度小于士0.20mm，這對(duì)于建筑設(shè)計(jì)及建設(shè)工程是很難實(shí)現(xiàn)的。電液伺服系統(tǒng)是通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制伺服閥來驅(qū)動(dòng)作動(dòng)器油缸的運(yùn)動(dòng)。目前已有大行程、高速度、低價(jià)位的新型數(shù)字液壓缸，其行程可達(dá)到3 5m，速度從0. 5 500mm/s任意可調(diào)。電液伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)是其低、高頻性能都穩(wěn)定可靠，技術(shù)最成熟。缺點(diǎn)是工作時(shí)需配控制器及油源，需配置大空間的油泵，易漏油造成污染，需要經(jīng)常補(bǔ)油校準(zhǔn)，需經(jīng)常維護(hù)；運(yùn)行過程中，產(chǎn)生噪聲較大，高標(biāo)準(zhǔn)建筑對(duì)于污染和噪聲是不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，特別是用于 AMD (active mass driver，主動(dòng)質(zhì)量驅(qū)動(dòng))的高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置。本發(fā)明的具體技術(shù)方案為提供了一種建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置包括電機(jī)、減速機(jī)、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減振避震裝置本體和承重機(jī)構(gòu)，其中，所述電機(jī)與所述減速機(jī)連接，所述減速機(jī)與所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在所述減振避震裝置本體上，所述承重機(jī)構(gòu)可相對(duì)所述減振避震裝置本體移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒形鏈條、齒形鏈條固定構(gòu)件、齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)，其中，所述齒形鏈條一端通過所述齒形鏈條固定構(gòu)件固定在所述減振避震裝置本體的第一拉梁上，所述齒形鏈條另一端通過齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)固定在所述減振避震裝置本體的第二拉梁上。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述齒形鏈條固定構(gòu)件為壓板；所述齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)為調(diào)整壓板。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述減振避震裝置本體包括底板、第一拉梁、第二拉梁和廂梁，其中，所述廂梁設(shè)置在所述底板上，所述第一拉梁的首尾兩端分別與所述廂梁的前端固定，所述第二拉梁的首尾兩端分別與所述廂梁的后端固定，在所述廂梁的上端部設(shè)置有直線導(dǎo)軌，在所述直線導(dǎo)軌上設(shè)置有滑塊。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述底板上設(shè)置有減震槽，在所述減震槽內(nèi)設(shè)置有減震膠墊；在所述第一拉梁和所述第二拉梁上設(shè)置有限位緩沖機(jī)構(gòu)，所述廂梁為梯形結(jié)構(gòu)，在所述廂梁上可設(shè)有窗口 ；所述直線導(dǎo)軌為滾柱直線導(dǎo)軌，在每條所述直線導(dǎo)軌上設(shè)置有至少四個(gè)滑塊。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述承重機(jī)構(gòu)包括縱梁、橫梁和框體，所述縱梁設(shè)置在所述滑塊上，所述橫梁搭接在所述縱梁上，所述框體設(shè)置在所述縱梁與所述橫梁上。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述承重機(jī)構(gòu)呈斗狀。本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置驅(qū)動(dòng)力矩大，運(yùn)動(dòng)精度高、響應(yīng)速度快、噪音低，能高效準(zhǔn)確地減少樓宇受到作用力而產(chǎn)生的晃動(dòng)加速度及糾正外力而產(chǎn)生的偏斜。本發(fā)明采用的柔性連接驅(qū)動(dòng)方式能有效的克服樓板受重壓后所產(chǎn)生的變形對(duì)裝置運(yùn)行的影響。

圖1本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置方位一結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置方位二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的目的在于提供一種高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，特別是用于 AMD (active mass driver，主動(dòng)質(zhì)量驅(qū)動(dòng))的高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置。該裝置采用齒形鏈傳動(dòng)與滾柱導(dǎo)軌副相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，由伺服數(shù)控系統(tǒng)控制，能夠承受大質(zhì)量的移動(dòng)塊的高速運(yùn)動(dòng)，充分發(fā)揮減振避震功用。且本發(fā)明能夠克服建筑物地面(樓面)因受重力壓迫變形而影響裝置安全運(yùn)行的因素。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了降噪機(jī)構(gòu)，對(duì)降低建造成本及方便維護(hù)有明顯效能。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，該裝置采用齒形鏈條兩端固定在裝置拉梁的方式，使作用力點(diǎn)集中，充分發(fā)揮了裝置功效。本發(fā)明裝配難度小，結(jié)構(gòu)安全可靠，易于保持運(yùn)動(dòng)精度，延長裝置使用壽命。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明請(qǐng)參閱說明書附1本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置方位一結(jié)構(gòu)示意圖和圖2本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置方位二結(jié)構(gòu)示意圖。如圖中所示，本發(fā)明提供了一種建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置包括電機(jī)101、減速機(jī) 102、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)118、減振避震裝置本體119和承重機(jī)構(gòu)120，其中，所述電機(jī)101與所述減速機(jī)102連接，所述減速機(jī)102與所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)118連接，所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)118固定在所述減振避震裝置本體119上，所述承重機(jī)構(gòu)120可相對(duì)所述減振避震裝置本體119 移動(dòng)。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)118包括齒形鏈條103、齒形鏈條固定構(gòu)件104、齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)105和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)106，其中，所述齒形鏈條103—端通過所述齒形鏈條固定構(gòu)件104固定在所述減振避震裝置本體119的第一拉梁108上，所述齒形鏈條103另一端通過齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)105和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)106固定在所述減振避震裝置本體119的第二拉梁109上，其中，所述齒形鏈條固定構(gòu)件104為壓板；所述齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)106為調(diào)整壓板。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述減振避震裝置本體119包括底板107、第一拉梁 108、第二拉梁109和廂梁110，其中，所述廂梁110設(shè)置在所述底板107上，所述第一拉梁 108的首尾兩端分別與所述廂梁110的前端固定，所述第二拉梁109的首尾兩端分別與所述廂梁110的后端固定，在所述廂梁110的上端部設(shè)置有直線導(dǎo)軌111，在所述直線導(dǎo)軌 111上設(shè)置有滑塊112，其中，所述底板107上設(shè)置有減震槽113，在所述減震槽113內(nèi)設(shè)置有減震膠墊；在所述第一拉梁108和所述第二拉梁109上設(shè)置有限位緩沖機(jī)構(gòu)114，所述廂梁110為梯形結(jié)構(gòu)，在所述廂梁110上可設(shè)有窗口 122 ；所述直線導(dǎo)軌111為滾柱直線導(dǎo)軌 111，在每條所述直線導(dǎo)軌111上設(shè)置有至少四個(gè)滑塊112。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，所述承重機(jī)構(gòu)120包括縱梁115、橫梁116和框體117，所述縱梁115設(shè)置在所述滑塊112上，所述橫梁116搭接在所述縱梁115上，所述框體117設(shè)置在所述縱梁115與所述橫梁116上，所述承重機(jī)構(gòu)120呈斗狀。在本發(fā)明的技術(shù)方案中所提供的高層建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，該裝置主要功能部件及支撐連接部件均采用柔性浮動(dòng)設(shè)計(jì)。如采用齒形鏈條103可避免裝置運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的徑向作用力對(duì)傳動(dòng)效率的影響。齒型鏈條兩端固定于裝置的拉梁，拉梁與兩個(gè)梯形廂梁 110固定，作為主受力部位。所述齒形鏈條103通過鏈條張緊機(jī)構(gòu)105以確保與變速機(jī)構(gòu)的有效嚙合，變速機(jī)構(gòu)與大功率伺服電機(jī)101相聯(lián)組成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在承重斗一端立板；大功率伺服電機(jī)101采用風(fēng)冷方式，其上設(shè)置有風(fēng)冷裝置123。承重斗兩側(cè)設(shè)置對(duì)應(yīng)的梯形廂梁110，梯形廂梁110上部各置一套滾柱導(dǎo)軌副，每條滾柱導(dǎo)軌上設(shè)置至少二個(gè)以上滑塊112。承重斗重量由二根以上橫梁116承受，橫梁116安裝在縱梁115上。由大功率伺服電機(jī)101驅(qū)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒形鏈條103。通過連接裝置推動(dòng)承重斗作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步，采用鏈輪驅(qū)動(dòng)形式，可在同一軸向布置兩個(gè)或多個(gè)同步的鏈輪組。具體地說是設(shè)置兩組鏈輪，即在兩條鏈條上設(shè)置兩個(gè)鏈輪。兩個(gè)鏈輪軸被同一電機(jī)101驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)101及變速機(jī)構(gòu)都設(shè)置在承重斗底板107上，若干個(gè)質(zhì)量重塊置于承重斗內(nèi)。齒形鏈條103與驅(qū)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)連接的兩端布置有二套鏈條張緊調(diào)節(jié)裝置，以保證鏈條與鏈輪的嚙合要求。所述滾柱導(dǎo)軌，安裝在承重梯型廂梁110上平面。梯型廂梁110底面設(shè)置有二個(gè)以上減震槽113(孔)。減震槽113對(duì)稱均布于減震底板107兩側(cè)。減震槽113可以是方形也可以是圓形狀。減震槽113安置有減震橡膠墊。安置減震橡膠墊可以降低裝置對(duì)樓層的剛性沖擊力，起減震避震作用。所述承重斗兩外側(cè)分別置有兩組以上與梯形鋼質(zhì)廂梁110內(nèi)側(cè)置相配合的承重斗橫向卸載靠輪121。以承受橫向外力，防止承重斗高速運(yùn)行時(shí)左右偏擺。在所述兩條拉梁上分別安裝有限位緩沖機(jī)構(gòu)114。所述底板107下方設(shè)置水平調(diào)整裝置，調(diào)整減震控制裝置及底板107的水平位置。所述底板107，其下部樓層基礎(chǔ)還可設(shè)置預(yù)埋件，以增強(qiáng)該減震控制裝置的穩(wěn)定性，增加剛性。上述水平調(diào)整裝置為設(shè)置于底板107與預(yù)埋件之間的楔形塊調(diào)節(jié)裝置及預(yù)埋螺釘孔和螺釘，通過調(diào)整楔形塊調(diào)整底板107水平，通過螺釘對(duì)大量預(yù)埋螺釘孔的預(yù)緊增加底板107剛性，減少質(zhì)量塊安裝后的底板107變形量。依照上述方案實(shí)施后，本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)主動(dòng)式設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力矩大(可達(dá)200噸以上)，運(yùn)動(dòng)精度高、響應(yīng)速度快、能高效準(zhǔn)確地糾正樓房受外力而產(chǎn)生的偏斜。(2)主要受力部位采用廂梁110結(jié)構(gòu)，能夠克服建筑物地面(樓面)因受重力壓迫變形所造成的影響裝置運(yùn)動(dòng)精度及運(yùn)行安全的困惑。(3)主要受力支撐部位(點(diǎn))均采用柔性連接。如采用齒形鏈條103傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 118，減震連接鋼制底板107，減震橡膠墊，推力關(guān)節(jié)軸承，橫向卸載靠輪121，限位緩沖機(jī)構(gòu) 114，能有效的克服樓板受重壓后所產(chǎn)生的變形對(duì)裝置運(yùn)行的影響。(4)裝置底部設(shè)計(jì)減震槽113，裝有減震膠墊，可以有效降噪，降低對(duì)樓層的震動(dòng)。(5)大功率伺服電機(jī)101采用風(fēng)冷，結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小。(6)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在承重斗內(nèi)，可減輕裝置自重，并起替代質(zhì)量塊重量作用。(7)結(jié)構(gòu)簡潔，運(yùn)輸方便，安裝調(diào)整簡便，制造成本較同類產(chǎn)品低。適應(yīng)范圍廣，可用于高層樓宇，塔式建筑物，大型艦只，海上平臺(tái)等。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置包括電機(jī)(101)、減速機(jī)(102)、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(118)、減振避震裝置本體(119)和承重機(jī)構(gòu) (120)，其中，所述電機(jī)(101)與所述減速機(jī)(10 連接，所述減速機(jī)(10 與所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(118)連接，所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(118)固定在所述減振避震裝置本體(119)上，所述承重機(jī)構(gòu)(120)可相對(duì)所述減振避震裝置本體(119)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (118)包括齒形鏈條(103)、齒形鏈條固定構(gòu)件(104)、齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)(10 和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)(106)，其中，所述齒形鏈條(10 —端通過所述齒形鏈條固定構(gòu)件(104)固定在所述減振避震裝置本體(119)的第一拉梁(108)上，所述齒形鏈條(10 另一端通過齒形鏈條張緊機(jī)構(gòu)(10 和齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)(106)固定在所述減振避震裝置本體(119)的第二拉梁(109)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述齒形鏈條固定構(gòu)件(104)為壓板；所述齒形鏈條調(diào)整機(jī)構(gòu)(106)為調(diào)整壓板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述減振避震裝置本體(119)包括底板(107)、第一拉梁(108)、第二拉梁(109)和廂梁(110)，其中，所述廂梁(110)設(shè)置在所述底板(107)上，所述第一拉梁(108)的首尾兩端分別與所述廂梁(110) 的前端固定，所述第二拉梁(109)的首尾兩端分別與所述廂梁(110)的后端固定，在所述廂梁(110)的上端部設(shè)置有直線導(dǎo)軌(111)，在所述直線導(dǎo)軌(111)上設(shè)置有滑塊(112)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述底板(107)上設(shè)置有減震槽(113)，在所述減震槽(113)內(nèi)設(shè)置有減震膠墊；在所述第一拉梁(108)和所述第二拉梁(109)上設(shè)置有限位緩沖機(jī)構(gòu)(114)，所述廂梁(110)為梯形結(jié)構(gòu)，在所述廂梁 (110)上可設(shè)有窗口(122)；所述直線導(dǎo)軌(111)為滾柱直線導(dǎo)軌(111)，在每條所述直線導(dǎo)軌(111)上設(shè)置有至少四個(gè)滑塊(112)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述承重機(jī)構(gòu)(120) 包括縱梁(115)、橫梁(116)和框體(117)，所述縱梁(11 設(shè)置在所述滑塊(11 上，所述橫梁(116)搭接在所述縱梁(11 上，所述框體(117)設(shè)置在所述縱梁(11 與所述橫梁 (116)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置，其特征在于所述承重機(jī)構(gòu)(120) 呈斗狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于高層建筑物的主動(dòng)式減振避震裝置。所述建筑物主動(dòng)式減振避震裝置包括電機(jī)、減速機(jī)、鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減振避震裝置本體和承重機(jī)構(gòu)，其中，所述電機(jī)與所述減速機(jī)連接，所述減速機(jī)與所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在所述減振避震裝置本體上，所述承重機(jī)構(gòu)可相對(duì)所述減振避震裝置本體移動(dòng)。本發(fā)明建筑物主動(dòng)式減振避震裝置驅(qū)動(dòng)力矩大，運(yùn)動(dòng)精度高、響應(yīng)速度快、噪音低，能高效準(zhǔn)確地減少樓宇受到作用力而產(chǎn)生的振動(dòng)加速度及糾正外力而產(chǎn)生的偏斜。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102505771SQ20111035544
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者刁明明, 周盛軍, 李一前, 李敬宇, 李樹前, 滕軍, 辛厚冰 申請(qǐng)人:李一前, 李敬宇, 滕軍