【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程结构振动控制，具体提供一种可调式变阻尼变惯性质量阻尼器。
技术介绍
1、在土木工程领域，结构在面对强风、地震、波浪等外部因素时常受到大幅振动的威胁，这可能危及结构的安全性和舒适性，同时缩短其使用寿命。为此，国内外学者研究并开发了多种结构振动控制技术，主要分为被动控制、主动控制、半主动控制三类。其中，半主动控制技术兼具了被动控制和主动控制的优势，它只需极少量外部能量即可实现结构反馈控制，且在外部能源供应中断时仍然能够发挥被动控制的作用。
2、但是现有的阻尼器控制的阻尼力大小普遍是通过控制外加电流来调节的，并且对阻尼力的可控性较差，并不能满足目前的工程实况，同时现有阻尼器的响应速度、调节范围也不满足要求。
3、相应地，本领域需要一种新的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服上述缺陷，提出了本专利技术，以提供解决或至少部分地解决现有的阻尼器对阻尼力控制能力差、响应速度慢以及调节范围小的技术问题的一种可调式变阻尼变惯性质量阻尼器。
2、在第一方面，本专利技术提供一种可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，所述阻尼器包括滚珠丝杆装置、变阻尼装置和变惯性质量装置；
3、所述滚珠丝杆装置包括滚珠螺杆、套设于滚珠螺杆外侧的滚珠螺帽，所述滚珠螺帽的上部连接有变阻尼装置；
4、所述变阻尼装置包括丝杆导筒、丝杆导筒上连接部、丝杆导筒下连接部、多个磁钢、铜管、丝杆导筒外套，所述铜管套设于所述丝杆导筒外
5、所述变惯性质量装置包括磁滞离合器、联轴器、旋转飞轮，所述磁滞离合器的输出端通过所述联轴器与所述旋转飞轮连接，所述磁滞离合器的输入端与所述丝杆导筒上连接部连接。
6、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述阻尼器还包括离合器套筒，所述离合器套筒套设于所述变惯性质量装置外部且可拆卸安装于所述丝杆导筒外套上方，所述磁滞离合器包括与所述丝杆导筒上连接部连接的输入轴、定子、第一转子、第二转子、与所述联轴器连接的输出轴，所述定子位于所述离合器套筒内侧且围绕所述输入轴同轴设置，所述定子内侧由外向内依次同轴安装有所述第一转子、所述第二转子，所述第一转子与所述第二转子之间存在间隙，所述定子内置有励磁线圈，所述励磁线圈连接有电源线，通过所述电源线可调节流过所述励磁线圈的电流大小，所述第一转子上设置有内外两个定子磁极，所述内外两个定子磁极之间设置有所述第二转子的杯状永久磁铁，所述杯状永久磁铁在所述电源线通电之前为未充磁状态，所述第二转子的杯状永久磁铁固定安装于所述输出轴上，所述杯状永久磁铁的磁性跟随励磁线圈的磁场变化而变化。
7、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述磁滞离合器还包括磁环、紧配铝环、滚珠轴承、滚珠轴承安装架，所述磁环套设于所述输出轴上且位于所述杯状永久磁铁靠近所述联轴器一侧，所述紧配铝环紧固套设于所述输出轴上，所述紧配铝环一端压接在所述磁环上、另一端穿过所述磁环后与所述杯状永久磁铁抵接；所述输出轴通过所述滚珠轴承安装到所述滚珠轴承安装架上，所述滚珠轴承安装架通过固定组件安装到所述定子上。
8、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述磁钢为轴瓦型磁体，所述丝杆导筒由导磁材料制成。
9、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述铜管外侧设置有铜管螺纹以及铜管螺孔，所述丝杆导筒外套的内壁设置有与所述铜管螺纹相匹配的螺纹，所述丝杆导筒外套上设置有调节口，通过所述调节口能够调节所述铜管与所述丝杆导筒外套的相对位置进而改变所述磁钢与所述铜管的接触面积。
10、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述滚珠丝杆装置还包括底部连接环、第一固定轴承、第二固定轴承、丝杆螺母垫片、丝杆螺母上盖、丝杆螺母外套、螺栓，所述丝杆螺母外套可拆卸安装到所述丝杆导筒外套底部，所述丝杆螺母外套内侧底部安装有所述第一固定轴承，所述滚珠螺杆下端依次穿过所述第一固定轴承、所述丝杆螺母外套后与所述底部连接环连接，所述丝杆螺母垫片可拆卸连接到所述第一固定轴承，所述螺栓向上依次穿过所述丝杆螺母垫片与所述滚珠螺帽固定连接到所述丝杆导筒下连接部，所述丝杆导筒下连接部装配在所述变阻尼装置的丝杆导筒外套的底部，所述丝杆导筒下连接部同时与所述第二固定轴承相连。
11、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述丝杆导筒穿过所述第二固定轴承与所述丝杆导筒下连接部相连，所述丝杆导筒上连接部与所述丝杆导筒上部相连，所述磁滞离合器的所述输入轴插入所述丝杆导筒上连接部内并固定。
12、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述磁钢的数量为3个，且3个所述磁钢均匀布置在丝杆导筒外壁上，所述磁钢与所述丝杆导筒之间通过磁钢螺栓固定连接。
13、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述变惯性质量装置还包括夹持装置，所述离合器套筒的外侧顶部通过夹持装置与上部连接环固定连接。
14、在上述可调式变阻尼变惯性质量阻尼器的一个技术方案中，所述磁钢和铜管位于整个装置的中心位置。
15、本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
16、通过设置滚珠丝杆装置的滚珠螺帽与变阻尼装置的丝杆导筒下连接部连接，实现了将滚珠丝杆装置所产生的扭矩传递至变阻尼装置，再通过设置变阻尼装置的多个磁钢以及铜管，实现了当丝杆导筒旋转时，多个磁钢开始随之旋转，此时，磁钢之间形成磁场，铜管作为磁场中的导体形成电涡流，电涡流形成回路，进而形成与磁钢磁场方向相反的反向磁场，两个磁场相互作用产生阻力，进而减小磁钢的旋转速度，从而减慢丝杆导筒的旋转速度，通过设置丝杆导筒与变惯性质量装置的磁滞离合器的输入轴连接，以及磁滞离合器的输出轴通过联轴器与旋转飞轮连接，实现了将丝杆导筒的旋转传递至磁滞离合器的输出轴，进而通过改变输出轴的输出扭矩来改变旋转飞轮的旋转速度，进而改变旋转飞轮的旋转惯性，从而改变阻尼器的总惯性质量，实现了简单结构的情况下，对阻尼力以及阻尼器的总惯性指令的精准调节，避免了现有的阻尼器对阻尼力控制能力差、响应速度慢以及调节范围小的技术问题。
17、在实施本专利技术的技术方案中，通过设置铜管与丝杆导筒外套的可调节连接，实现对铜管与丝杆导筒外套的接触面积的调节，进而实现对电涡流阻尼的调节。
18、在实施本专利技术的技术方案中，通过第二转子的杯状永久磁铁以及定子内置的励磁线圈，实现了调整通入磁滞离合器的电流的大小，实现对励磁线圈产生的磁场强度的调整，从而调整了杯状永久磁铁的磁性，进而调整了输入轴与输出轴的扭矩的传递能力，实现对输出轴上的扭矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼器包括滚珠丝杆装置、变阻尼装置和变惯性质量装置；
2.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括离合器套筒，所述离合器套筒套设于所述变惯性质量装置外部且可拆卸安装于所述丝杆导筒外套上方，所述磁滞离合器包括与所述丝杆导筒上连接部连接的输入轴、定子、第一转子、第二转子、与所述联轴器连接的输出轴，所述定子位于所述离合器套筒内侧且围绕所述输入轴同轴设置，所述定子内侧由外向内依次同轴安装有所述第一转子、所述第二转子，所述第一转子与所述第二转子之间存在间隙，所述定子内置有励磁线圈，所述励磁线圈连接有电源线，通过所述电源线可调节流过所述励磁线圈的电流大小，所述第一转子上设置有内外两个定子磁极，所述内外两个定子磁极之间设置有所述第二转子的杯状永久磁铁，所述杯状永久磁铁在所述电源线通电之前为未充磁状态，所述第二转子的杯状永久磁铁固定安装于所述输出轴上，所述杯状永久磁铁的磁性跟随励磁线圈的磁场变化而变化。
3.根据权利要求2所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁滞离合
4.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁钢为轴瓦型磁体，所述丝杆导筒由导磁材料制成。
5.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述铜管外侧设置有铜管螺纹以及铜管螺孔，所述丝杆导筒外套的内壁设置有与所述铜管螺纹相匹配的螺纹，所述丝杆导筒外套上设置有调节口，通过所述调节口能够调节所述铜管与所述丝杆导筒外套的相对位置进而改变所述磁钢与所述铜管的接触面积。
6.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述滚珠丝杆装置还包括底部连接环、第一固定轴承、第二固定轴承、丝杆螺母垫片、丝杆螺母上盖、丝杆螺母外套、螺栓，所述丝杆螺母外套可拆卸安装到所述丝杆导筒外套底部，所述丝杆螺母外套内侧底部安装有所述第一固定轴承，所述滚珠螺杆下端依次穿过所述第一固定轴承、所述丝杆螺母外套后与所述底部连接环连接，所述丝杆螺母垫片可拆卸连接到所述第一固定轴承，所述螺栓向上依次穿过所述丝杆螺母垫片与所述滚珠螺帽固定连接到所述丝杆导筒下连接部，所述丝杆导筒下连接部装配在所述变阻尼装置的丝杆导筒外套的底部，所述丝杆导筒下连接部同时与所述第二固定轴承相连。
7.根据权利要求6所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，其中，所述丝杆导筒穿过所述第二固定轴承与所述丝杆导筒下连接部相连，所述丝杆导筒上连接部与所述丝杆导筒上部相连，所述磁滞离合器的所述输入轴插入所述丝杆导筒上连接部内并固定。
8.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁钢的数量为3个，且3个所述磁钢均匀布置在丝杆导筒外壁上，所述磁钢与所述丝杆导筒之间通过磁钢螺栓固定连接。
9.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述变惯性质量装置还包括夹持装置，所述离合器套筒的外侧顶部通过夹持装置与上部连接环固定连接。
10.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁钢和铜管位于整个装置的中心位置。
...【技术特征摘要】
1.一种可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼器包括滚珠丝杆装置、变阻尼装置和变惯性质量装置；
2.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼器还包括离合器套筒，所述离合器套筒套设于所述变惯性质量装置外部且可拆卸安装于所述丝杆导筒外套上方，所述磁滞离合器包括与所述丝杆导筒上连接部连接的输入轴、定子、第一转子、第二转子、与所述联轴器连接的输出轴，所述定子位于所述离合器套筒内侧且围绕所述输入轴同轴设置，所述定子内侧由外向内依次同轴安装有所述第一转子、所述第二转子，所述第一转子与所述第二转子之间存在间隙，所述定子内置有励磁线圈，所述励磁线圈连接有电源线，通过所述电源线可调节流过所述励磁线圈的电流大小，所述第一转子上设置有内外两个定子磁极，所述内外两个定子磁极之间设置有所述第二转子的杯状永久磁铁，所述杯状永久磁铁在所述电源线通电之前为未充磁状态，所述第二转子的杯状永久磁铁固定安装于所述输出轴上，所述杯状永久磁铁的磁性跟随励磁线圈的磁场变化而变化。
3.根据权利要求2所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁滞离合器还包括磁环、紧配铝环、滚珠轴承、滚珠轴承安装架，所述磁环套设于所述输出轴上且位于所述杯状永久磁铁靠近所述联轴器一侧，所述紧配铝环紧固套设于所述输出轴上，所述紧配铝环一端压接在所述磁环上、另一端穿过所述磁环后与所述杯状永久磁铁抵接；所述输出轴通过所述滚珠轴承安装到所述滚珠轴承安装架上，所述滚珠轴承安装架通过固定组件安装到所述定子上。
4.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述磁钢为轴瓦型磁体，所述丝杆导筒由导磁材料制成。
5.根据权利要求1所述的可调式变阻尼变惯性质量阻尼器，其特征在于，所述铜管外侧设...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪鑫，李浩南，罗一帆，刘畅，温青，陈魏，王文熙，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。