储能式减震装置

本发明属于建筑隔震装置，更具体地说，是涉及一种储能式减震装置。

背景技术：

1、地震的发生可能造成结构的损坏甚至倒塌。在建筑结构的底部设置隔震支座可以延长结构的自振周期，进而减弱结构承受的地震作用。

2、隔震结构将层间变形主要集中于隔震层，隔震层主要包括隔震层顶部梁板、隔震层框架柱、隔震支座、支墩和基础底板，隔震支座将结构的上部结构和下部结构柔性相连，从而起到隔离地震的目的，在发生地震时，隔震层会发生明显的相对位移，即隔震层顶部梁板和基础底板之间会发生相对错动，这样才能更有效的保护上部结构以及结构内部人员和设备的安全，但在大震作用下隔震层的位移有可能超过限值，因此需在隔震层设置减震控制装置。

3、传统减震控制装置主要以消能减震阻尼器为主，例如黏滞阻尼器、摩擦阻尼器等，传统消能减震阻尼器一般将吸收的能量以热能的形式消耗掉，且热能过剩还会加剧传统减震控制装置的磨损，降低其减震效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种储能式减震装置，以提高减震效果并充分利用减震装置吸收的能量。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种储能式减震装置，设于能够相对平移的隔震层顶部梁板和基础底板之间，包括第一连接件、第二连接件、储能飞轮和两个传动机构，其中，第一连接件设于所述隔震层顶部梁板上，所述第一连接件能够随所述隔震层顶部梁板的平移而平移；第二连接件设于所述基础底板上，所述第二连接件上设有多个支撑座；储能飞轮设于所述支撑座上；两个传动机构设于所述第二连接件上，所述传动机构的动力输入端与所述第一连接件连接，所述传动机构的动力输出端与所述储能飞轮连接，使所述隔震层顶部梁板相对于所述基础底板正向平移时，其一所述传动机构能够驱动所述储能飞轮转动；所述隔震层顶部梁板相对于所述基础底板反向平移时，另一所述传动机构能够驱动所述储能飞轮转动。

3、在一种可能的实现方式中，所述支撑座包括间隔设置的两个支撑架，各所述支撑架上均设有一个轴承，与同一所述支撑座的两个所述轴承连接设有传动杆，所述支撑架包括两根夹角设置的支撑杆，两个所述支撑杆均固设于所述第二连接件上，两个所述支撑杆与所述第二连接件围合成三角形，所述轴承设于两个所述支撑杆的交叉部位。

4、在一种可能的实现方式中，所述支撑座包括第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座和第四支撑座，第一支撑座、第二支撑座、第三支撑座和第四支撑座间隔设置，所述储能飞轮设于第二支撑座的传动杆上，且所述储能飞轮能够随所述传动杆转动。

5、在一种可能的实现方式中，所述传动机构包括第一传动组件和第二传动组件，所述第一传动组件包括第一主动轮、第一从动轮、第一卡接组件、第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第一主动轮呈环形，所述第一主动轮的外缘与所述第一连接件连接，所述第一从动轮与所述第一主动轮共轴布置，所述第一从动轮设于第一支撑座的传动杆上，所述第一主动齿轮设于所述第一支撑座的传动杆上，所述第一从动齿轮设于所述第二支撑座的所述传动杆上，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一卡接组件设于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间，使第一连接件相对于第二连接件正向移动时能够驱动所述储能飞轮转动，所述第一连接件相对于第二连接件反向移动时不能够驱动所述储能飞轮转动。

6、在一种可能的实现方式中，所述第二传动组件包括第二主动轮、第二从动轮、第二卡接组件、第二主动齿轮、第二从动齿轮，所述第二主动轮呈环形，所述第二主动轮的外缘与所述第一连接件连接，所述第二从动轮与所述第二主动轮共轴布置，所述第二从动轮设于第四支撑座的传动杆上，所述第二主动齿轮设于所述第四支撑座的传动杆上，所述第二从动齿轮设于所述第三支撑座的传动杆上，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第二卡接组件设于所述第二主动轮和所述第二从动轮之间，使第一连接件相对于第二连接件反向移动时能够驱动所述储能飞轮转动，所述第一连接件相对于第二连接件正向移动时不能够驱动所述储能飞轮转动。

7、在一种可能的实现方式中，所述第一主动轮的外壁上设有第一齿，所述第一连接件的底面上设有第二齿，所述第二主动轮的外壁上设有第三齿，所述第一齿与所述第二齿啮合，所述第三齿与所述第二齿啮合。

8、在一种可能的实现方式中，所述第一从动轮的中心处设有第一过孔，所述第一过孔的内壁上设有第一花键，所述第二从动轮的中心处设有第二过孔，所述第二过孔的内壁上设有第二花键，所述传动杆的外壁上设有花键槽，对应的所述传动杆插设于所述第一过孔内，且所述第一花键插设于所述花键槽内；对应的所述传动杆插设于所述第二过孔内，且所述第二花键插设于所述花键槽内。

9、在一种可能的实现方式中，所述第一卡接组件包括第四齿和第一卡爪，所述第四齿设于所述第一主动轮的内壁上，所述第一从动轮的外壁与所述第四齿抵接，所述第一从动轮的外壁上设有第一容纳槽，所述第一卡爪可翻转设于所述第一容纳槽内，所述第一卡爪能够因翻转而将局部伸出到所述第一容纳槽外并卡置在所述第四齿之间，使所述第一主动轮能够驱动所述第一从动轮转动，且所述第一卡爪能够因翻转而收纳于所述第一容纳槽内，使所述第一主动轮不能够驱动所述第一从动轮转动；所述第二卡接组件包括第五齿和第二卡爪，所述第五齿设于所述第二主动轮的内壁上，所述第二从动轮的外壁与所述第五齿抵接，所述第二从动轮的外壁上设有第二容纳槽，所述第二卡爪可翻转设于所述第二容纳槽内，所述第二卡爪能够因翻转而将局部伸出到所述第二容纳槽外并卡置在所述第五齿之间，使所述第二主动轮能够驱动所述第二从动轮转动，且所述第二卡爪能够因翻转而收纳于所述第二容纳槽内，使所述第二主动轮不能够驱动所述第二从动轮转动。

10、在一种可能的实现方式中，储能飞轮采用钢材或高性能复合材料制成。

11、在一种可能的实现方式中，所述第一连接件采用锚栓或螺栓固定在所述隔震层顶部梁板上，所述第二连接件采用锚栓或螺栓固定在所述基础底板上。

12、本发明提供的储能式减震装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用两个传动机构和储能飞轮配合，隔震层顶部梁板通过传动机构驱动飞轮转动，即将吸收的能量以高速旋转飞轮的转动动能的形式来存储起来，该装置可对隔震结构起到减震的作用，吸收的能量储存起来相对于释放成热能，不会加剧减震装置的磨损，有利于提高减震装置的使用寿命，同时储存起来的能量可供地震发生时临时发电使用，充分利用吸收的能量。

技术特征：

1.一种储能式减震装置，设于能够相对平移的隔震层顶部梁板和基础底板，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的储能式减震装置，其特征在于：所述支撑座包括间隔设置的两个支撑架，各所述支撑架上均设有一个轴承（405），与同一所述支撑座的两个所述轴承（405）连接设有传动杆（406），所述支撑架包括两根夹角设置的支撑杆，两个所述支撑杆均固设于所述第二连接件（4）上，两个所述支撑杆与所述第二连接件（4）围合成三角形，所述轴承（405）设于两个所述支撑杆的交叉部位。

3.如权利要求2所述的储能式减震装置，其特征在于：所述支撑座包括第一支撑座（401）、第二支撑座（402）、第三支撑座（403）和第四支撑座（404），第一支撑座（401）、第二支撑座（402）、第三支撑座（403）和第四支撑座（404）间隔设置，所述储能飞轮（5）设于第二支撑座（402）的传动杆（406）上，且所述储能飞轮（5）能够随所述传动杆（406）转动。

4.如权利要求3所述的储能式减震装置，其特征在于：所述传动机构包括第一传动组件和第二传动组件，所述第一传动组件包括第一主动轮（6）、第一从动轮（601）、第一卡接组件、第一主动齿轮（602）和第一从动齿轮（603），所述第一主动轮（6）呈环形，所述第一主动轮（6）的外缘与所述第一连接件（3）连接，所述第一从动轮（601）与所述第一主动轮（6）共轴布置，所述第一从动轮（601）设于第一支撑座（401）的传动杆（406）上，所述第一主动齿轮（602）设于所述第一支撑座（401）的传动杆（406）上，所述第一从动齿轮（603）设于所述第二支撑座（402）的所述传动杆（406）上，所述第一主动齿轮（602）与所述第一从动齿轮（603）啮合，所述第一卡接组件设于所述第一主动轮（6）和所述第一从动轮（601）之间，使第一连接件（3）相对于第二连接件（4）正向移动时能够驱动所述储能飞轮（5）转动，所述第一连接件（3）相对于第二连接件（4）反向移动时不能够驱动所述储能飞轮（5）转动。

5.如权利要求4所述的储能式减震装置，其特征在于：所述第二传动组件包括第二主动轮（604）、第二从动轮（605）、第二卡接组件、第二主动齿轮（607）、第二从动齿轮（608），所述第二主动轮（604）呈环形，所述第二主动轮（604）的外缘与所述第一连接件（3）连接，所述第二从动轮（605）与所述第二主动轮（604）共轴布置，所述第二从动轮（605）设于第四支撑座（404）的传动杆（406）上，所述第二主动齿轮（607）设于所述第四支撑座（404）的传动杆（406）上，所述第二从动齿轮（608）设于所述第三支撑座（403）的传动杆（406）上，所述第二主动齿轮（607）与所述第二从动齿轮（608）啮合，所述第二从动齿轮（608）与所述第一从动齿轮（603）啮合，所述第二卡接组件设于所述第二主动轮（604）和所述第二从动轮（605）之间，使第一连接件（3）相对于第二连接件（4）反向移动时能够驱动所述储能飞轮（5）转动，所述第一连接件（3）相对于第二连接件（4）正向移动时不能够驱动所述储能飞轮（5）转动。

6.如权利要求5所述的储能式减震装置，其特征在于：所述第一主动轮（6）的外壁上设有第一齿（609），所述第一连接件（3）的底面上设有第二齿（610），所述第二主动轮（604）的外壁上设有第三齿（611），所述第一齿（609）与所述第二齿（610）啮合，所述第三齿（611）与所述第二齿（610）啮合。

7.如权利要求6所述的储能式减震装置，其特征在于：所述第一从动轮（601）的中心处设有第一过孔（612），所述第一过孔（612）的内壁上设有第一花键（613），所述第二从动轮（605）的中心处设有第二过孔（614），所述第二过孔（614）的内壁上设有第二花键（615），所述传动杆（406）的外壁上设有花键槽，对应的所述传动杆（406）插设于所述第一过孔（612）内，且所述第一花键（613）插设于所述花键槽内；对应的所述传动杆（406）插设于所述第二过孔（614）内，且所述第二花键（615）插设于所述花键槽内。

8.如权利要求7所述的储能式减震装置，其特征在于：所述第一卡接组件包括第四齿（616）和第一卡爪（617），所述第四齿（616）设于所述第一主动轮（6）的内壁上，所述第一从动轮（601）的外壁与所述第四齿（616）抵接，所述第一从动轮（601）的外壁上设有第一容纳槽（620），所述第一卡爪（617）可翻转设于所述第一容纳槽（620）内，所述第一卡爪（617）能够因翻转而将局部伸出到所述第一容纳槽（620）外并卡置在所述第四齿（616）之间，使所述第一主动轮（6）能够驱动所述第一从动轮（601）转动，且所述第一卡爪（617）能够因翻转而收纳于所述第一容纳槽（620）内，使所述第一主动轮（6）不能够驱动所述第一从动轮（601）转动；所述第二卡接组件包括第五齿（618）和第二卡爪（619），所述第五齿（618）设于所述第二主动轮（604）的内壁上，所述第二从动轮（605）的外壁与所述第五齿（618）抵接，所述第二从动轮（605）的外壁上设有第二容纳槽（621），所述第二卡爪（619）可翻转设于所述第二容纳槽（621）内，所述第二卡爪（619）能够因翻转而将局部伸出到所述第二容纳槽（621）外并卡置在所述第五齿（618）之间，使所述第二主动轮（604）能够驱动所述第二从动轮（605）转动，且所述第二卡爪（619）能够因翻转而收纳于所述第二容纳槽（621）内，使所述第二主动轮（604）不能够驱动所述第二从动轮（605）转动。

9.如权利要求8所述的储能式减震装置，其特征在于：储能飞轮（5）采用钢材或高性能复合材料制成。

10.如权利要求9所述的储能式减震装置，其特征在于：所述第一连接件（3）采用锚栓或螺栓固定在所述隔震层顶部梁板（1）上，所述第二连接件（4）采用锚栓或螺栓固定在所述基础底板（2）上。

技术总结
本发明提供了一种储能式减震装置，第一连接件设于隔震层顶部梁板上，第一连接件能够随隔震层顶部梁板的平移而平移；第二连接件设于基础底板上，第二连接件上设有多个支撑座；储能飞轮转动设于支撑座上；两个传动机构设于第二连接件上，传动机构的动力输入端与第一连接件连接，传动机构的动力输出端与储能飞轮连接。本发明采用传动机构和储能飞轮配合，隔震层顶部梁板通过传动机构驱动飞轮转动，即将吸收的能量以高速旋转飞轮的转动动能的形式来存储起来，相对于释放成热能，不会加剧减震装置的磨损，有利于提高减震装置的使用寿命，同时储存起来的能量可供地震发生时临时发电使用，充分利用吸收的能量。

技术研发人员：康迎杰,马晓楠,刘庆宽,白武越
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15