电磁谐振式惯质阻尼器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108343171A(43)申请公布日2018.07.31(21)申请号201810425252.7(22)申请日2018.05.07(71)申请人湖南科技大学地址411201湖南省湘潭市雨湖区桃源路(72)发明人孙洪鑫周璋亮王文熙禹见达牛华伟(74)专利代理机构湘潭市汇智专利事务所(普通合伙)43108代理人宋向红(51)Int.Cl.E04B1/98(2006.01)E04H9/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称电磁谐振式惯质阻尼器(57)摘要本发明公开了一种电磁谐振式惯质阻尼器，包括尾筒、滚珠丝杠机构、变速箱和旋转飞轮、发电机及蓄电池；发电机安装在尾筒内，发电机通过变速箱与飞轮的一端连接，飞轮的另一端与滚珠丝杠机构的丝杠连接；滚珠丝杠机构的螺母与连接件连接；发电机输出端与电阻-电感-电容式RLC串联谐振电路连接，电阻-电感-电容式RLC串联谐振电路与稳压电流器连接，稳压电流器与蓄电池连接；蓄电池输出端通过导线与自供能半主动控制器模块连接，自供能半主动控制器模块通过信号线与稳压电流器连接。发明具有发电效率高、非接触、无机械摩擦和磨损、无需润滑、寿命长及刚度与阻尼可控的特点；并且能够将结构振动机械能转化为电能，收集振动能量。CN108343171ACN108343171A权利要求书1/1页1.一种电磁谐振式惯质阻尼器，包括尾筒、滚珠丝杠机构、变速箱和旋转飞轮、发电机及蓄电池；其特征在于：所述的发电机安装在尾筒内，发电机通过变速箱与飞轮的一端连接，飞轮的另一端与滚珠丝杠机构的丝杠连接；滚珠丝杠机构的螺母与连接件连接；发电机输出端与电阻-电感-电容式RLC串联谐振电路连接，电阻-电感-电容式RLC串联谐振电路与稳压电流器的输入端连接，稳压电流器的输出端与蓄电池连接；形成发电机、电阻-电感-电容式RLC谐振电路、稳压电流器和蓄电池并联连接电路；蓄电池输出端通过导线与自供能半主动控制器模块连接，自供能半主动控制器模块通过信号线与稳压电流器连接。2.根据权利要求1所述的电磁谐振式惯质阻尼器，其特征在于：所述的电阻-电感-电容式RLC串联谐振电路包括可调磁心电感器、可调电容器及电位器；所述的可调磁心电感器、电位器和可调电容器通过导线依次串联；稳压电流器与电位器并联；稳压电流器的输出端和蓄电池连接。3.根据权利要求1或2所述的电磁谐振式惯质阻尼器，其特征在于：发电机采用的是旋转永磁式交流发电机或旋转永磁式直流发电机。4.根据权利要求3所述的电磁谐振式惯质阻尼器，其特征在于：当采用旋转永磁式交流发电机，稳压电流器采用的是AC/DC稳压电流器；当采用旋转永磁式直流发电机，稳压电流器采用的是DC/DC稳压电流器。2CN108343171A说明书1/4页电磁谐振式惯质阻尼器技术领域[0001]本发明属于阻尼器技术领域，具体是涉及一种电磁谐振式惯质阻尼器。背景技术[0002]土木工程结构在受到自然环境中强风，暴雨，地震等外部作用下，容易产生大幅振动，增加了结构的损伤，以至于影响结构的安全性和舒适性，同时减少了结构的使用年限。如何减轻结构由于外界动力荷载所引起的响应这一问题，成为了国内外学者研究的热点。迄今为止，国内外学者研究并开发了众多结构控制技术，根据所采取的控制措施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。结构被动控制是一种不需要外部能源的结构控制技术，可分为基础隔振和耗能吸能减振两大类，如隔震支座和调谐质量阻尼器，但是被动控制装置存在一些缺点，如TMD减振调谐受限易谐振失调，且由于传统调谐质量阻尼器的弹簧和阻尼的特性不随时间变化而变化，因而限制了传统调谐质量阻尼器对各种频率和形式外界激励的适应能力；结构主动控制是利用外部能源，在结构受激励振动过程中，对结构施加主动控制力，从而迅速减振，然而由于其结构复杂、耗能高、成本高等，其研究还并没有得到广泛应用。近年来，由于半主动控制具备被动控制系统的鲁棒性与主动控制系统的可调性等优点，成为土木工程隔振、减振及振动控制研究与工程应用的重要技术，然而由于半主动控制需要有专用的传感器和控制设备给阻尼器输入能量，也限制了半主动控制技术的应用。[0003]“惯质”的概念于Smith于2002年提出，其实质是一种通过旋转或惯性飞轮放大质量的容器，目前研究主要集中在汽车悬架和火车悬架的减隔振方面。为解决阻尼器谐振失调、对各种频率和形式外界激励的适应能力以及主动控制与半主动外部能源供应的问题，国内外学者积极开展自供能半主动控制、阻尼器调频和调阻尼比以及其他调谐方面的研究。如专利号201610644195.2，授权号CN106015420A，名称为“一种半主动式振动控制电涡流阻尼器”，