[發(fā)明專利]力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811034758.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109113203A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐趙東;延瀟;何振華;董堯榮
• 申請（專利權(quán)）人: 徐趙東;南京東瑞減震控制科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發(fā)明公開了一種力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，由驅(qū)動裝置、齒輪傳動裝置以及調(diào)諧質(zhì)量裝置組成；其中，驅(qū)動裝置包括驅(qū)動器以及由驅(qū)動器驅(qū)動沿水平向運動的齒條；齒輪傳動裝置包括受力齒輪、傳動齒輪和轉(zhuǎn)動齒輪，受力齒輪與齒條通過齒輪齒條相互配合連接，受力齒輪和傳動齒輪通過齒輪軸固定連接，受力齒輪的齒數(shù)多于傳動齒輪，傳動齒輪和轉(zhuǎn)動齒輪傳動連接；調(diào)諧質(zhì)量裝置包括支架、質(zhì)量塊、弧形承臺以及固定在支架上且與支架轉(zhuǎn)動連接的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動齒輪固定連接，質(zhì)量塊固定在旋轉(zhuǎn)軸下方，旋轉(zhuǎn)軸帶動質(zhì)量塊沿著弧形承臺做圓周運動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，屬于主動減震控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在土木工程結(jié)構(gòu)中恰當(dāng)?shù)匕惭b振動控制系統(tǒng)能夠有效地減小結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)，減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞和損傷，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全與可靠的合理平衡。結(jié)構(gòu)主動控制是利用外部能源，在結(jié)構(gòu)物受激勵而振動的過程中，瞬間施加控制力或瞬時改變結(jié)構(gòu)的動力特性，以迅速衰減和控制結(jié)構(gòu)震動反應(yīng)的一種減震技術(shù)。

主動減震控制具有很多優(yōu)點，并已經(jīng)在理論研究，試驗和應(yīng)用上取得某些突破，但仍存在一些亟待解決的問題，其中一個主要方面就是要使控制系統(tǒng)的能量輸入盡量減少，以滿足經(jīng)濟(jì)性和實用性的要求。

結(jié)構(gòu)主動控制驅(qū)動器通常是液壓驅(qū)動系統(tǒng)或電機伺服系統(tǒng)，但是直接將能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂屏Σ⑹┘釉诮Y(jié)構(gòu)層間的主動控制系統(tǒng)一般需要很大的能量和多個驅(qū)動器，這在實際工程中難以實現(xiàn)。主動斜撐或主動錨索系統(tǒng)控制小型結(jié)構(gòu)就需要數(shù)千瓦能源，控制大型結(jié)構(gòu)則需要高達(dá)數(shù)千千瓦能源。本發(fā)明通過同軸齒輪間傳動力放大原理設(shè)置的一種新型力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，使主動控制系統(tǒng)的驅(qū)動力輸入按比例減小，從而解決驅(qū)動力輸入過大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器依靠同軸齒輪傳動力放大原理，解決了現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器在結(jié)構(gòu)抗震中需要輸入過大驅(qū)動力的問題；其可根據(jù)具體的建筑結(jié)構(gòu)的實際情況調(diào)整力的放大比例，減小外部驅(qū)動力的輸入；在地震作用下，該調(diào)諧質(zhì)量阻尼器能夠在小驅(qū)動力輸入下調(diào)諧結(jié)構(gòu)頻率并耗散外部的動能(振動能量)，從而保證結(jié)構(gòu)安全。

發(fā)明內(nèi)容：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段為：

力放大式主動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，由驅(qū)動裝置、齒輪傳動裝置以及調(diào)諧質(zhì)量裝置組成；其中，驅(qū)動裝置包括驅(qū)動器以及由驅(qū)動器驅(qū)動沿水平向運動的齒條；齒輪傳動裝置包括受力齒輪、傳動齒輪和轉(zhuǎn)動齒輪，所述受力齒輪與齒條通過齒輪齒條相互配合連接，受力齒輪和傳動齒輪通過齒輪軸固定連接，受力齒輪的齒數(shù)多于傳動齒輪，傳動齒輪和轉(zhuǎn)動齒輪傳動連接；所述調(diào)諧質(zhì)量裝置包括支架、質(zhì)量塊、弧形承臺以及固定在支架上且與支架轉(zhuǎn)動連接的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動齒輪固定連接，質(zhì)量塊固定在旋轉(zhuǎn)軸下方，旋轉(zhuǎn)軸帶動質(zhì)量塊沿著弧形承臺做圓周運動。

本發(fā)明的齒輪傳動裝置采用了同軸大小齒輪之間傳動力放大原理，通過大齒輪施加力作用于小齒輪達(dá)到力的放大作用，放大比例與兩個齒輪之間的半徑比例一致，傳動齒輪通過與轉(zhuǎn)動齒輪相連接達(dá)到傳遞放大后的驅(qū)動力的作用，將放大后的作用力施加于質(zhì)量塊上。

其中，還包括齒輪軸安裝承臺和驅(qū)動器安裝承臺，齒輪軸通過軸承固定安裝在齒輪軸安裝承臺上，受力齒輪和傳動齒輪通過齒輪軸固定在齒輪軸安裝承臺上，驅(qū)動器通過驅(qū)動器支座固定在驅(qū)動器安裝承臺上。

其中，所述弧形承臺上設(shè)有多個呈矩陣式排布的萬向滾動球鉸。

其中，所述質(zhì)量塊橫截面呈扇形，所述質(zhì)量塊的半徑與轉(zhuǎn)動齒輪的半徑一致。

其中，所述驅(qū)動器為液壓驅(qū)動式驅(qū)動器或電機伺服式驅(qū)動器，用來提供水平方向的可控推力。

其中，所述旋轉(zhuǎn)軸與支架的接觸部、齒輪軸與齒輪軸安裝承臺的接觸部以及質(zhì)量塊與萬向滾動球鉸的接觸面上均涂有潤滑劑。