[发明专利]可调式变惯性质量阻尼器

说明书

本发明公开了一种可调式变惯性质量阻尼器。本发明包括变惯性质量系统，以及通过变速装置与变惯性质量系统下部连接的转动系统；所述转动系统的滚珠丝杆顶部与变速装置的输入轴底部连接，转动系统的滚珠丝杆套筒底部设有连接环；所述变惯性质量系统的主动轴底部通过联轴器与变速装置的输出轴顶部连接，变惯性质量系统的从动轴顶部通过联轴器与旋转质量块连接，阻尼器上部结构外壳的顶部设有上端连接环；所述变惯性质量系统的主动轴和从动轴与电磁粉式变惯性装置联接。本发明根据土木结构减振需求，以较小的外界输入电流，实现可调变惯性质量系数和滑差摩擦力的大小，利用惯性质量与滑差摩擦力提升惯性质量阻尼器对土木工程结构振动控制效果。

技术领域

本发明属于土木工程结构振动控制技术领域，具体涉及一种可调式变惯性质量阻尼器。

背景技术

土木工程结构在强风、地震、波浪等外部因素作用下，容易产生大幅振动，影响结构的安全和舒适性，为了减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的响应，迄今国内外学者研究并开发了众多结构振动控制技术。常用的控制措施根据是否需要外部能源可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制等。半主动控制兼顾了被动控制和主动控制的优点，只需外部输入很少的能量对结构进行反馈控制，当外部能量供给中断时还能起被动控制作用。

根据半主动控制特点，本申请旨在提出一种基于磁粉离合器滑差功能实现惯性质量系数实时可调的半主动减振装置。目前，备受关注的惯性质量阻尼器作为一种新型的阻尼器，其主要特点为可以提供与阻尼器两终端加速度成正比的较大惯性力，从而提升阻尼器的惯性质量减振的性能。

本申请的核心构件是借鉴于汽车变速装置中的电磁粉式离合器。该离合装置通过控制输入电流的大小，控制励磁线圈吸附的磁粉数量，当电流较弱时，离合器间隙间磁粉链数量较少，主动构件的传力扭矩即滑差摩擦力较小，使得从动构件与主动构件之间以一定的差速转动；当加大电流大小，间隙间充斥的磁粉链增多，传力扭矩增大，使得主动构件与从动构件之间的差速值变小，当电流增大到一定程度时，大量磁粉链产生的传力力矩已经足够大，主动构件与从动构件完全固结，形成同步转动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调式变惯性质量阻尼器，根据土木结构减振需求，以较小的外界输入电流，实现可调变惯性质量系数和滑差摩擦力的大小，利用惯性质量与滑差摩擦力提升惯性质量阻尼器对土木工程结构振动控制效果。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该可调式变惯性质量阻尼器，它包括变惯性质量系统，以及通过变速装置与变惯性质量系统下部连接的转动系统；所述转动系统的滚珠丝杆顶部与变速装置的输入轴底部连接，转动系统的滚珠丝杆套筒底部设有连接环；所述变惯性质量系统的主动轴底部通过联轴器与变速装置的输出轴顶部连接，变惯性质量系统的从动轴顶部通过联轴器与旋转质量块连接，阻尼器上部结构外壳的顶部设有上端连接环；所述变惯性质量系统的主动轴和从动轴与电磁粉式变惯性装置联接；当滚珠丝杆套筒做直线运动时，滚珠丝杆套筒内的滚珠丝杆做旋转运动，变速装置将滚珠丝杆的转动加速传递到变惯性质量系统的主动轴，当主动轴转动时，通过外接输入电流控制电磁粉式变惯性装置的传递力矩大小来实现主动轴、从动轴的差速转动，从动轴带动旋转质量块差速转动，通过调节输入电流大小，来实现阻尼器的惯性质量系数与滑差摩擦力的双调节。

具体的，所述变惯性质量系统，包括安装于上部结构外壳内的电磁粉式变惯性装置；所述电磁粉式变惯性装置包括磁粉室外壳，磁粉室外壳的中部外通过励磁线圈连接件安装有励磁线圈，磁粉室外壳的内部通过主动轴连接件连接有主动轴、通过从动轴连接件连接有从动轴，主动轴和从动轴分别通过滚珠轴承安装于磁粉室外壳的中心轴孔内的下部和上部并穿过中心轴孔，主动轴连接件与从动轴连接件之间为磁粉室，励磁线圈端部连接有外接电源线；所述主动轴底部通过联轴器与变速装置的输出轴顶部连接，所述从动轴顶部通过联轴器与旋转质量块连接，所述上部结构外壳的顶部设有上端连接环。