【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及准零刚度结构的振动检测领域，具体地说，尤其涉及一种多层准零刚度减震结构振动测控装置及方法。
技术介绍
1、在发生地震的时候，楼房主体的振动会造成坍塌解体，给生命财产造成不可挽回的损失。在现在结构设计中，通常会注重防震、抗震、抑振，以保障各种情况发生时结构主体能够保护区块不受振动干扰。一般而言，结构设计会注重合理布局，在立面突然发生变化的时候能够将能量分散至结构的各个缓震部位，以达到稀释振动的效果。震级是用来衡量地震释放能量大小的指标，烈级是表示地震对房屋结构、地形地貌的破坏程度。一般来说，4级震级以上的地震会造成地面上房屋结构一定程度的破坏，从烈度4级开始，房屋摇晃明显，会严重损害房屋结构，造成不可挽回的损失。所以设计一种低频隔振系统并堆积进行振动检测具有必要性。
2、近年来，对准零刚度减震平台的设计成为我国的重点及热点研究课题，对于减震平台这种大型结构，一般采用多种及多层准零刚度结构实现大型系统隔振，其中采用多种磁阻尼和弹簧阻尼实现负刚度，采用空气静压导轨平台实现平台整体的低频隔振，能够实现结构在低频振动下更迅速、更精准地做出反应并吸收振动能量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术在准零刚度隔振平台的设计及振动检测领域上的缺点与不足，提供一种多层准零刚度减震结构振动测控装置及方法，利用挠曲电位移传感器的准零刚度特性以及对附加电场电极产生的影响，可以实现对准零刚度减震结构的振动检测。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术
3、一种多层准零刚度减震结构振动测控装置，包括第一准零刚度平台部分、第二准零刚度平台部分、振动检测部分和振动激励部分；
4、第一准零刚度平台部分包括第一准零刚度平台、连杆平台、连杆机构、凸轮机构、第一弹簧磁铁阻尼件；第二准零刚度平台部分包括第二准零刚度平台、第二弹簧磁铁阻尼件、空气静压导轨、顶部平台和振动平台；
5、连杆机构与第一准零刚度平台连接，连杆平台与连杆机构连接，凸轮机构与连杆机构连接，第二准零刚度平台通过凸轮机构与连杆机构连接，第一弹簧磁铁阻尼件一端与连杆平台连接，第一弹簧磁铁阻尼件另一端与第二准零刚度平台连接，第二准零刚度平台与连杆平台通过弹簧和磁阻尼实现耦合；
6、第二弹簧磁铁阻尼件一端与第二准零刚度平台连接，第二弹簧磁铁阻尼件另一端与顶部平台连接，空气静压导轨一端与第二准零刚度平台连接，空气静压导轨另一端与顶部平台连接，顶部平台上方连接振动平台，第二准零刚度平台和顶部平台通过弹簧和磁阻尼实现耦合；
7、振动检测部分包括多自由度挠曲电位移传感器和单自由度挠曲电位移传感器，多自由度挠曲电位移传感器固定于第一准零刚度平台，连杆平台与多自由度挠曲电位移传感器连接，单自由度挠曲电位移传感器固定于顶部平台，振动平台与单自由度挠曲电位移传感器连接；
8、振动激励部分包括激振器和第三弹簧磁铁阻尼件，第三弹簧磁铁阻尼件包括支撑导杆、支撑弹簧和直线轴承，支撑导杆一端固定于实验台，支撑导杆另一端穿过直线轴承固定于第一准零刚度平台，支撑弹簧设于支撑导杆和直线轴承之间，激振器固定于实验台且位于第一准零刚度平台下方，激振器通过顶杆与第一准零刚度平台连接。
9、优选地，连杆机构包括第一连杆、第二连杆和连杆弹簧，第一连杆分别与第一准零刚度平台及凸轮连接，第二连杆分别与连杆平台及第一连杆连接，连杆弹簧分别与凸轮机构及连杆平台连接。
10、优选地，凸轮机构包括凸轮支撑、凸轮和滚子，凸轮支撑一端与第一连杆连接，凸轮支撑另一端与滚子连接，凸轮固定于第二准零刚度平台下方，滚子与凸轮接触连接。
11、优选地，多自由度挠曲电位移传感器固定于第一准零刚度平台中心，多自由度挠曲电位移传感器通过第三连杆和倒“t”型座与连杆平台连接。
12、优选地，连杆平台上固定有四个第一弹簧磁铁阻尼件，第一弹簧磁铁阻尼件包括两个支座，两个支座分别固定于连杆平台和第二准零刚度平台，支座上固定有磁铁。
13、优选地，第二准零刚度平台和顶部平台连接有四个第二弹簧磁铁阻尼件和四个空气静压导轨，四个第二弹簧磁铁阻尼件分别连接顶部平台的四角，四个空气静压导轨分别连接顶部平台的四侧。
14、优选地，第二准零刚度平台部分还包括磁阻尼滑块和磁阻尼“凹”型座，磁阻尼滑块固定于空气静压导轨的滑块上，磁阻尼“凹”型座固定于第二准零刚度平台上且位于空气静压导轨前，磁阻尼“凹”型座中间空心部分正对应空气静压导轨的滑块的磁铁。
15、优选地，第二弹簧磁铁阻尼件包括两个支座，两个支座分别固定于第二准零刚度平台和顶部平台，支座上固定有磁铁，磁铁与空气静压导轨的滑块的磁铁形成磁耦合。
16、优选地，多自由度挠曲电位移传感器和单自由度挠曲电位移传感器通过3d打印而成或采用聚偏氟乙烯制作而成，3d打印材料采用uv固化塑料visijet m3 crystal，多自由度挠曲电位移传感器和单自由度挠曲电位移传感器上间隔粘贴有正向电极和反向电极。
17、一种多层准零刚度减震结构振动测控装置方法，应用于上述任一项所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，包括以下步骤：
18、s1：利用计算机控制激振器进行振动激振，以实现期望的低频振动，激励多层准零刚度减震结构产生低频振动信号；
19、s2：利用多自由度挠曲电位移传感器及单自由度挠曲电位移传感器获得第一准零刚度平台、连杆平台、顶部平台及振动平台的振动信号；
20、s3：将获得的振动信号经过电荷放大器处理后，通过端子板传输到运动控制卡，通过运动控制卡将模拟信号转换成数字信号后，传输至计算机；
21、s4：通过分析处理接收的振动信号，计算机得到相应的振动反馈信号，获得多层准零刚度减震结构在低频振动下的性能。
22、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
23、1.本专利技术研究具有多层准零刚度结构的隔振方法，在多层准零刚度结构中既有磁阻尼、凸轮机构、连杆机构，也有空气静压导轨，相比于其他研究装置，能够更好研究多种准零刚度装置的隔振效果。
24、2.本专利技术采用挠曲电位移传感器来实现多层准零刚度结构的振动测量，相比于其他传感器，挠曲电位移传感器具有准零刚度特性，能够在提供高精准测量的同时减小附加刚度，隔离振动，同时在信号传输中能够有效增强灵敏度且降低噪声。
25、3.本专利技术通过合理的机械设计，将弹簧阻尼与磁阻尼运用在每一层准零刚度结构中，通过空气静压导轨的预加载行程，保障了多层准零刚度装置的振动特性。
26、4.本专利技术采用了多自由度挠曲电位移传感器来检测第一层准零刚度结构的振动位移，相比于单自由度挠曲电位移传感器，具有多自由度测量、安装方便、线性度好等特点，能够更全面地检测第一层准零刚度结构的振动位移。
27、5.本专利技术采用多传感器测量，既有多自由度挠曲电位移传感器，也有多个单自由度挠曲电位移传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，包括第一准零刚度平台部分、第二准零刚度平台部分、振动检测部分和振动激励部分；
2.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，连杆机构包括第一连杆、第二连杆和连杆弹簧，第一连杆分别与第一准零刚度平台及凸轮连接，第二连杆分别与连杆平台及第一连杆连接，连杆弹簧分别与凸轮机构及连杆平台连接。
3.根据权利要求2所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，凸轮机构包括凸轮支撑、凸轮和滚子，凸轮支撑一端与第一连杆连接，凸轮支撑另一端与滚子连接，凸轮固定于第二准零刚度平台下方，滚子与凸轮接触连接。
4.根据权利要求2所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，多自由度挠曲电位移传感器固定于第一准零刚度平台中心，多自由度挠曲电位移传感器通过第三连杆和倒“T”型座与连杆平台连接。
5.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，连杆平台上固定有四个第一弹簧磁铁阻尼件，第一弹簧磁铁阻尼件包括两个支座，两个支座分别固定于连杆平台和第二准零刚
6.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，第二准零刚度平台和顶部平台连接有四个第二弹簧磁铁阻尼件和四个空气静压导轨，四个第二弹簧磁铁阻尼件分别连接顶部平台的四角，四个空气静压导轨分别连接顶部平台的四侧。
7.根据权利要求6所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，第二准零刚度平台部分还包括磁阻尼滑块和磁阻尼“凹”型座，磁阻尼滑块固定于空气静压导轨的滑块上，磁阻尼“凹”型座固定于第二准零刚度平台上且位于空气静压导轨前，磁阻尼“凹”型座中间空心部分正对应空气静压导轨的滑块的磁铁。
8.根据权利要求6所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，第二弹簧磁铁阻尼件包括两个支座，两个支座分别固定于第二准零刚度平台和顶部平台，支座上固定有磁铁，磁铁与空气静压导轨的滑块的磁铁形成磁耦合。
9.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，多自由度挠曲电位移传感器和单自由度挠曲电位移传感器通过3D打印而成或采用聚偏氟乙烯制作而成，3D打印材料采用UV固化塑料VisiJet M3 Crystal，多自由度挠曲电位移传感器和单自由度挠曲电位移传感器上间隔粘贴有正向电极和反向电极。
10.一种多层准零刚度减震结构振动测控装置方法，应用于权力要求1至9任一项所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，包括第一准零刚度平台部分、第二准零刚度平台部分、振动检测部分和振动激励部分；
2.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，连杆机构包括第一连杆、第二连杆和连杆弹簧，第一连杆分别与第一准零刚度平台及凸轮连接，第二连杆分别与连杆平台及第一连杆连接，连杆弹簧分别与凸轮机构及连杆平台连接。
3.根据权利要求2所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，凸轮机构包括凸轮支撑、凸轮和滚子，凸轮支撑一端与第一连杆连接，凸轮支撑另一端与滚子连接，凸轮固定于第二准零刚度平台下方，滚子与凸轮接触连接。
4.根据权利要求2所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，多自由度挠曲电位移传感器固定于第一准零刚度平台中心，多自由度挠曲电位移传感器通过第三连杆和倒“t”型座与连杆平台连接。
5.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，连杆平台上固定有四个第一弹簧磁铁阻尼件，第一弹簧磁铁阻尼件包括两个支座，两个支座分别固定于连杆平台和第二准零刚度平台，支座上固定有磁铁。
6.根据权利要求1所述的多层准零刚度减震结构振动测控装置，其特征在于，第二准零刚度平台和顶部平台连...
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