[发明专利]驱动能量自供给磁流变阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及减震控制技术，具体说就是一种驱动能量自供给磁流变阻尼器。

背景技术

在地震或风振激励作用下，因建筑和桥梁结构破坏而造成人员伤亡和直接或间接的严重经济损失。传统抗震技术中，往往采用结构本身的弹塑性变形消耗地震或风振的能量，从而保证建筑和桥梁结构的安全性和正常使用性。结构振动控制理论如隔震或消能减振的引入，使得抗震技术从理论、实验研究和工程应用方面都取得了较大的进展。结构振动控制主要是通过附加耗能器或阻尼器提供附加阻尼，以消耗输入结构的能量，从而更大程度上保护建筑和桥梁结构。因其阻尼力可调范围大、出力大、低功耗需求、反应迅速等优点，磁流变(Magnetorheological，MR)阻尼器在土木工程控制领域展现出了良好的应用前景。现有的磁流变减震装置存在的问题是：需要外置的电源及传感器配合工作，在大型建筑或桥梁结构中，装置过于复杂，且大大增加了整个结构的造价；过多的组件，使得总体维护费用过高，且降低了装置的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动能量自供给磁流变阻尼器，用于防震建筑和桥梁结构，解决现有的磁流变阻尼器过分依赖于外置传感器及控制电源的问题，提高磁流变减震装置的可靠性并降低其造价和维护费用。

本发明的目的是这样实现的：一种驱动能量自供给磁流变阻尼器，包括第一连接头(1)、第二连接头(16)、外套筒(7)、密封件(4)、阻尼器活塞杆(8)、阻尼器电磁线圈(6)和磁流变液，第一接头(1)安装在外套筒(7)的一端，第二连接头(16)安装在阻尼器活塞杆(8)的一端，本发明还包括运动方式转换单元(5)和发电单元(2)，密封件(4)将外套筒(7)内部隔成两个密封的腔室，发电单元安装在第一腔室(14)内，阻尼器电磁线圈(6)安装于第二腔室(15)内，磁流变液填充于第二腔室内，所述的运动方式转换单元包括齿条(11)、直齿轮(12)、锥齿轮(13)和转动轴(3)，阻尼器活塞杆(8)另外一端位于外套筒(7)内部，该端安装有一中空的管形结构，该中空的管形结构的一端穿过密封件(4)伸入到第一腔室内，该中空的管形结构内安装有齿条(11)，转动轴(3)的一端伸入到该中空的管形结构内，齿条(11)与直齿轮(12)连接，直齿轮(12)与锥齿轮(13)连接，锥齿轮(13)与转动轴(3)的一端连接，发电单元包括整流器、永磁体转子(9)和定子线圈(10)，转动轴(3)的另外一端与永磁体转子(9)连接，定子线圈(10)位于永磁体转子(9)外围，永磁体转子(9)和定子线圈(10)分别与整流器电气连接，整流器与阻尼器电磁线圈电气连接。定子线圈(10)上涂抹一层绝缘树脂实现与外壳(7)及密封件(4)的绝缘保护。

本发明还有如下特征：

1、一种驱动能量自供给磁流变阻尼器，包括第一连接头(1)、第二连接头(16)、外套筒(7)、密封件(4)、阻尼器活塞杆(8)、阻尼器电磁线圈(6)和磁流变液，第一接头(1)安装在外套筒(7)的一端，第二连接头(16)安装在阻尼器活塞杆(8)的一端，本发明还包括运动方式转换单元(5)和发电单元(2)，密封件(4)将外套筒(7)内部隔成两个密封的腔室，发电单元(2)安装在第一腔室(14)内，阻尼器电磁线圈(6)安装于第二腔室(15)内，磁流变液填充于第二腔室内，所述的运动方式转换单元包括齿条(11)、直齿轮(12)、锥齿轮(13)和转动轴(3)，阻尼器活塞杆(8)另外一端位于外套筒(7)内部，该端安装有一中空的管形结构，该中空的管形结构的一端穿过密封件(4)伸入到第一腔室内，转动轴(3)的一端伸入到该中空的管形结构内，阻尼器活塞杆(8)内刻与转动轴(3)配合的多头螺纹从而推动转动轴(3)转动，发电单元(2)包括整流器、永磁体转子(9)和定子线圈(10)，转动轴(3)的另外一端与永磁体转子(9)连接，定子线圈(10)位于永磁体转子(9)外围，永磁体转子(9)与整流器电气连接，整流器与阻尼器电磁线圈电气连接。

2、在阻尼器活塞杆来回往复平动过程中，运动方式转换单元和发电单元将机械能转化为电能，供给阻尼器电磁线圈，改变阻尼器的阻尼性能。

3、该阻尼器用于防震建筑和桥梁结构的减震。

本发明结构简单，易于实现，不仅可以大大降低磁流变阻尼装置的初始造价和后期维护费用，而且因结构的简易而提高整个装置的可靠性。本发明不需要额外的外置电源和传感器，占用空间大大降低。本发明充分利用了外载激励的能量，不仅节省了能源，而且充分实现了以振制振，符合可持续发展战略要求。本发明具有智能性，可以通过外载激励的不同而产生不同的阻尼效果。

附图说明