[发明专利]一种永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器，所述永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器包括惯性质量系统、电磁阻尼系统和支撑系统，其中，所述惯性质量系统包括配重块、飞轮、倾斜柔性铰链和竖直柔性铰链，所述电磁阻尼系统包括导体板和永磁体，所述支撑系统包括轴承支架、柔性铰链固定板、拉伸弹簧、承重架、上弹簧横梁、下弹簧横梁、轴承和底座。本发明采用了直圆柔性铰链作为直线‑旋转运动转化机构，对柔性铰链的空间结构进行了精心设计，在主结构缓慢微弱振动时也能将配重块的微小直线运动有效转变为飞轮的旋转运动，解决了超低频竖向调谐质量阻尼器弹簧静伸长过大的问题，提高了调谐质量阻尼器在超低频微弱振动领域的隔振性能。

技术领域

本发明涉及一种调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，TMD)，尤其涉及一种永磁式超低频竖向TMD，属于测量仪器技术领域。

背景技术

调谐质量阻尼器是一种离散型阻尼装置，也称为主动质量阻尼器或谐波减振器，这种装置安装在振动结构，以抑制结构的振动，防止结构的损坏和失效。它对谐波振动造成的激烈运动具有稳定作用，它能用较轻巧的组件来抑制振动，即使在最恶劣条件下也能起到减振的作用。经过长期的发展，TMD由传统的粘滞液体型TMD转变为电磁涡流耗能TMD，它用电磁阻尼器取代了传统的油阻尼器，克服了因漏油造成的环境污染和摩擦带来的部件损耗等问题。但几乎所有的TMD都要以弹簧来作为支撑元件，为了使TMD的自振频率与主结构一致，弹簧的刚度要经过精确计算。在中高频段，弹簧刚度的理论值是常见的，可以支撑配重块且不会有很大的变形，但在低频段尤其是超低频段，弹簧的理论刚度会变的非常小，这样就导致弹簧的静伸长量特别大，在安装空间受限的情况下，这样的变形量是无法满足要求的。

为了克服TMD在超低频段弹簧静伸长过长的问题，有人提出了一种“基于表观质量负刚度效应的调谐质量阻尼器”，它在传统的TMD上附设了惯性飞轮和滚珠丝杠，配重块上下直线运动时，将带动滚珠丝杠的滚珠螺母上下直线运动，滚珠螺母配合推力轴承在丝杠上产生扭矩，迫使丝杠和连接在丝杠顶端的飞轮作同步往复旋转运动。这种改动会引入附加质量和附加刚度，从而增大弹簧的实际刚度，解决了超低频竖向TMD静压缩量过大的问题。但是，滚珠丝杠存在游程间隙，对于低频微弱振动，滚珠丝杠无法有效的将直线运动变为旋转运动，因而不能发挥TMD的减振作用。

发明内容

为了克服传统竖向式TMD在超低频隔振领域存在的弹簧静伸长量过长的问题，本发明提供了一种永磁式超低频竖向TMD，其采用柔性铰链，通过特殊的结构设计可以将微小的直线运动转变为旋转运动，从而发挥TMD在低频微弱领域的减振作用，具体技术方案如下：

一种永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器，其特征在于：其包括支撑系统1、惯性质量系统2和电磁阻尼系统3，其中，

所述支撑系统1包括底座18、承重架14、上弹簧横梁15、下弹簧横梁16、拉伸弹簧13、柔性铰链固定板12、轴承支架11和轴承17，所述轴承支架11和所述承重架14垂直固定于所述底座18，所述上弹簧横梁15固定于承重架14的上端，所述拉伸弹簧13至少为两根，所述拉伸弹簧13的一端均固定在所述上弹簧横梁15上，所述拉伸弹簧13的另一端均与所述下弹簧横梁16固定连接，所述柔性铰链固定板12固定在所述承重架14的上部，所述轴承放置于所述轴承支架11上；

所述惯性质量系统2包括配重块21、飞轮22、倾斜柔性铰链23和竖直柔性铰链24，所述飞轮22的下表面通过多个倾斜柔性铰链23与所述配重块21固定连接，所述飞轮22的上表面通过所述竖直柔性铰链24与所述柔性铰链固定板12固定连接，所述配重块21与所述下弹簧横梁16固定连接；

所述轴承支架11至少为两个，分别位于所述配重块21的两侧面；

所述电磁阻尼系统3包括导体板31和永磁体32；所述永磁体32贴装于所述配重块21的前表面，所述导体板31与所述永磁体32面对面设置，所述导体板31固定于底座18上，且所述导体板31与所述永磁体32相对的部分相互平行。