主动控制阻尼力的阻尼器、阻尼系统及阻尼系统控制方法技术方案

技术编号:43622275 阅读:13 留言:0更新日期:2024-12-11 15:02
本发明专利技术提供了一种主动控制阻尼力的阻尼器、阻尼系统及阻尼系统控制方法。阻尼器包括油缸体、缸盖、活塞、活塞杆、第一连接耳板、连接体和第二连接耳板;当发生地震作用或其他外力作用使土木结构的两个结构单元产生相对位移时,会使活塞与油缸体产生相对运动,活塞与油缸体之间的相对运动会使第一阻尼腔和第二阻尼腔内粘滞油通过油液流动控制机构相互流动,通过油液流动控制机构可以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量以调节阻尼力,当油液流量增大时阻尼力减小,油液流量减小时阻尼力增大,从而可以根据地震作用或其他外力的大小调控阻尼力,在满足对土木结构的两个结构单元的缓冲的同时,有效保证土木结构的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻尼器领域,具体而言,涉及一种主动控制阻尼力的阻尼器、阻尼系统及阻尼系统控制方法


技术介绍

1、土木工程结构在受到地震、行人、车辆、强风等外部动力荷载激励时,容易发生大幅振动,极大影响结构的舒适性及安全性。地震对桥梁及建筑结构的破坏屡屡皆是,给我国带来了大量的人员伤亡及财产损失;而风致振动也给土木结构带来了极大的安全隐患。而对于土木结构,有效减小地震及振动影响的手段是采用减隔震(振)方法,即在土木结构,如桥梁及建筑结构中采用减隔震(振)装置以减小震动或振动的对结构的影响。

2、从功能上将减隔震(振)装置分有减震(振)装置、隔震(振)装置或者减隔震(振)一体装置三种,而阻尼器则是常用的、市场量最大的减震(振)装置之一;而减震(振)装置从是否需要外部能源控制上可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制等,而常用的大多数阻尼器是被动控制的。

3、对于主动控制及半主动控制型阻尼器,近年来,国内外学者一直在不断研究新型的阻尼器,其中电涡流技术及磁流变技术两种技术可作为主动控制及半主动控制型阻尼器的技术手段,以实现对结构振动精确主动控制的目的,也为土木结构智能化建造与运维打下减隔震构件智能化的基础。其中电涡流阻尼器是通过改变磁场大小改变形成的电涡流大小,进而改变阻尼力大小;磁流变阻尼器是是通过改变磁场大小改变粘滞油的粘度特性,进而改变阻尼力的大小。

4、电涡流阻尼器主要存在阻尼力小、尺寸大的缺点,同时还有内置式磁体的磁性难控制,要实现主动控制的技术手段较复杂,目前还处理研究阶段;另外成本也很高。

5、磁流变阻尼器主要是磁流变液内部的颗粒容易下沉,性能稳定性差;磁流变液内部有颗粒,容易影响密封,导致密封件的寿命短;还有成本高。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种主动控制阻尼力的阻尼器、阻尼系统及阻尼系统控制方法,以至少解决现有技术中的电涡流阻尼器和磁流变阻尼器等主动控制型阻尼器存在的阻尼力小、尺寸大、控制手段复杂、性能稳定性差、成本高的问题。

2、为了实现上述目的,根据本专利技术的第一个方面,提供了一种主动控制阻尼力的阻尼器,包括:油缸体;缸盖,缸盖为两个,两个缸盖对应设置在油缸体的两端以将油缸体密封,两个缸盖的中心均开设有轴向相对的滑孔;活塞,沿油缸体的轴向可活动地设置在油缸体内以将油缸体的内腔分隔为容积可变的第一阻尼腔和第二阻尼腔;活塞杆,活塞杆由活塞的中心部位沿油缸体的轴向穿过活塞并与活塞固定连接,活塞杆的两端对应可滑动地穿过两个缸盖的滑孔并延伸至油缸体外部;第一连接耳板,固定设置在活塞杆的第一端;连接体,设置在油缸体的一端并与活塞杆的第二端对应;第二连接耳板,固定设置在连接体上;油液流动控制机构,设置在油缸体上;其中,油缸体上开设有与第一阻尼腔连通第一油孔以及与第二阻尼腔连通的第二油孔,油液流动控制机构通过第一油孔和第二油孔与第一阻尼腔和第二阻尼腔对应连通;油液流动控制机构用于在活塞沿油缸体活动时控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量以调节阻尼力。

3、进一步地,第一油孔和第二油孔均为多个,多个第一油孔和多个第二油孔均沿油缸体的周向均匀间隔开设;油液流动控制机构包括:电磁阀,电磁阀为多个,多个电磁阀沿油缸体的周向均匀间隔设置并与多个第一油孔和多个第二油孔一一对应;第一高压油管和第二高压油管,第一高压油管和第二高压油管均为多根并与多个电磁阀一一对应;其中,每个电磁阀的一个端口通过一根第一高压油管与对应的第一油孔连接,每个电磁阀的另一个端口通过一根第二高压油管与对应的第二油孔连接;油液流动控制机构用于控制多个电磁阀的开启数量以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量。

4、进一步地,第一油孔和第二油孔紧靠两个缸盖的内侧壁开设。

5、进一步地,缸盖的滑孔的内壁开设有多道第一环形密封槽,每道第一环形密封槽内均设置有第一密封圈以将活塞杆的外壁与滑孔的内壁滑动密封。

6、进一步地,活塞的外周侧壁上开始有多道第二环形密封槽,每道第二环形密封槽内均设置有第二密封圈以将活塞的外周侧壁与油缸体的内侧壁滑动密封。

7、进一步地,连接体为一端封闭一端开口的圆筒形结构,连接体的开口端通过螺纹结构与油缸体的一端连接并将活塞杆的第二端封闭。

8、进一步地,第一连接耳板和第二连接耳板均开设有连接孔,连接孔内设置有关节轴承。

9、根据本专利技术的第二个方面,提供了一种主动控制阻尼力的阻尼系统,包括:震动信号传感器,设置在土木结构上,震动信号传感器用于监测土木结构的加速度信号或位移信号;控制器,控制器与震动信号传感器连接并接收震动信号传感器监测的加速度信号或位移信号;阻尼器,与控制器连接,阻尼器为上述内容的阻尼器;其中,控制器与阻尼器的油液流动控制机构均连接,控制器用于根据接收的加速度信号或位移信号向油液流动控制机构发送控制信号以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量以调节阻尼器的阻尼力。

10、进一步地,控制器与油液流动控制机构的多个电磁阀连接,控制器用于根据接收的加速度信号或位移信号控制多个电磁阀的开启数量以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量。

11、根据本专利技术的第三个方面,提供了一种阻尼系统的控制方法,控制方法应用于上述内容的阻尼系统;控制方法包括:通过震动信号传感器监测并获取土木结构的加速度信号或位移信号;控制器根据土木结构的加速度信号或位移信号判断阻尼器需要产生的阻尼力;控制器根据阻尼器需要产生的阻尼力向油液流动控制机构发送控制信号以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量以调节阻尼器的阻尼力。

12、本专利技术技术方案的主动控制阻尼力的阻尼器,包括油缸体、缸盖、活塞、活塞杆、第一连接耳板、连接体、第二连接耳板和油液流动控制机构;缸盖为两个,两个缸盖对应设置在油缸体的两端以将油缸体密封,两个缸盖的中心均开设有轴向相对的滑孔;活塞沿油缸体的轴向可活动地设置在油缸体内以将油缸体的内腔分隔为容积可变的第一阻尼腔和第二阻尼腔;活塞杆由活塞的中心部位沿油缸体的轴向穿过活塞并与活塞固定连接,活塞杆的两端对应可滑动地穿过两个缸盖的滑孔并延伸至油缸体外部;第一连接耳板固定设置在活塞杆的第一端;连接体设置在油缸体的一端并与活塞杆的第二端对应;第二连接耳板固定设置在连接体上;第一连接耳板和第二连接耳板分别与土木结构的两个可相对活动的结构单元对应连接,油液流动控制机构设置在油缸体上;油缸体上开设有与第一阻尼腔连通第一油孔以及与第二阻尼腔连通的第二油孔,油液流动控制机构通过第一油孔和第二油孔与第一阻尼腔和第二阻尼腔对应连通;当发生地震作用或其他外力作用使土木结构的两个结构单元产生相对位移时,会通过活塞杆和连接体将作用力传递至油缸体和活塞上使活塞与油缸体产生相对运动,油缸体的第一阻尼腔和第二阻尼腔均充满粘滞油,活塞与油缸体之间的相对运动会使第一阻尼腔和第二阻尼腔内粘滞油通过油液流动控制机构相互流动,通过油液流动控制机构可以控制第一阻尼腔和第二阻尼腔之间的油液流量以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述第一油孔和所述第二油孔均为多个,多个所述第一油孔和多个所述第二油孔均沿所述油缸体(10)的周向均匀间隔开设;所述油液流动控制机构(80)包括:

3.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述第一油孔和所述第二油孔紧靠两个所述缸盖(20)的内侧壁开设。

4.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述缸盖(20)的所述滑孔的内壁开设有多道第一环形密封槽,每道所述第一环形密封槽内均设置有第一密封圈(90)以将所述活塞杆(40)的外壁与所述滑孔的内壁滑动密封。

5.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述活塞(30)的外周侧壁上开始有多道第二环形密封槽,每道所述第二环形密封槽内均设置有第二密封圈(100)以将所述活塞(30)的外周侧壁与所述油缸体(10)的内侧壁滑动密封。

6.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述连接体(60)为一端封闭一端开口的圆筒形结构,所述连接体(60)的开口端通过螺纹结构与所述油缸体(10)的一端连接并将所述活塞杆(40)的第二端封闭。

7.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述第一连接耳板(50)和所述第二连接耳板(70)均开设有连接孔,所述连接孔内设置有关节轴承(110)。

8.一种主动控制阻尼力的阻尼系统,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的主动控制阻尼力的阻尼系统,其特征在于,所述控制器(130)与所述油液流动控制机构(80)的多个电磁阀(81)连接,所述控制器(130)用于根据接收的加速度信号或位移信号控制多个所述电磁阀(81)的开启数量以控制所述第一阻尼腔(11)和第二阻尼腔(12)之间的油液流量。

10.一种阻尼系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于权利要求8所述的阻尼系统;所述控制方法包括:

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【技术特征摘要】

1.一种主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述第一油孔和所述第二油孔均为多个,多个所述第一油孔和多个所述第二油孔均沿所述油缸体(10)的周向均匀间隔开设;所述油液流动控制机构(80)包括:

3.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述第一油孔和所述第二油孔紧靠两个所述缸盖(20)的内侧壁开设。

4.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述缸盖(20)的所述滑孔的内壁开设有多道第一环形密封槽,每道所述第一环形密封槽内均设置有第一密封圈(90)以将所述活塞杆(40)的外壁与所述滑孔的内壁滑动密封。

5.根据权利要求1所述的主动控制阻尼力的阻尼器,其特征在于,所述活塞(30)的外周侧壁上开始有多道第二环形密封槽,每道所述第二环形密封槽内均设置有第二密封圈(100)以将所述活塞(30)的外周侧壁与所述油缸体(10)的内侧壁滑动密封。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗启张春龚远申丹阳白钰波刘昕昊汪胜
申请(专利权)人:成都市大通路桥机械有限公司
类型:发明
国别省市:

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