[發明專利]一種自適應調節的電渦流阻尼器

有效

• 申請號: 201911027873.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110805651B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉震卿;卞維福;朱宏平;熊世樹
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F16F15/18
• 分類號: F16F15/18;F16H25/22
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

本發明屬于結構振動控制領域，涉及一種自適應阻尼調節的電渦流阻尼器，其包括連接件一、連接件二、立柱?背鐵組件、彈簧以及滾珠絲杠組件；連接件一、連接件二固定于滾珠絲杠組件兩端，通過滾珠絲杠將連接件一、連接件二的直線位移轉換成絲杠螺母上的導體圓盤的旋轉運動；立柱?背鐵組件中設有成對的永磁鐵形成磁場，滾珠絲杠組件的導體圓盤旋轉過程中切割該磁場中的磁感線形成磁阻尼；連接件一粗細漸變且在彈簧拉力作用下與立柱?背鐵組件接觸，并在發生振動位移時帶動立柱?背鐵組件同步運動，使得永磁鐵遠離或靠近導體圓盤，導致導體圓盤切割磁感線數量發生相應變化，從而根據振動位移不同而產生不同的阻尼力，實現阻尼自適應調節。

技術領域

本發明屬于結構振動控制領域，涉及一種自適應調節的電渦流阻尼器，更具體地，涉及一種利用滾珠絲杠傳動系統制作的自適應調節的電渦流阻尼器。

背景技術

結構振動控制領域常用阻尼裝置多為傳統的粘滯、粘彈性阻尼器，但該類阻尼器隨著時間推移存在易漏液、耐久性低、后期阻尼參數調節困難等問題。電渦流阻尼器可以有效解決以上問題，具有無接觸、低摩擦，維護方便、壽命長、工作原理簡單、控制方便、可靠性高，以及對環境不會造成污染等優點。電渦流阻尼器利用電磁感應原理，當導體圓板切割磁力線時會在導體圓板中產生電渦流，電渦流與原磁場相互作用，產生阻礙導體圓板運動的洛倫茲力，同時導體圓板將獲得的動能通過電渦流轉換為熱能耗散出去。

隨著國家的發展，高層建筑、高聳結構、大跨結構等結構的重要性與日俱增。在強風、地震等動力荷載作用下，這些結構會產生比較大的振動，影響到結構的正常使用及安全。結構振動控制是通過在結構中設置減振或隔振裝置來消耗或隔離外部激勵對結構的作用。目前針對振動控制裝置的研發多集中于被動控制裝置，這些裝置具有構造簡單，無需人工干預等優點，其中，調諧質量阻尼器(Tuned mass damper，TMD)是一類應用廣泛的被動控制裝置。

傳統的TMD僅能有效地控制結構某一方向速度大小不同時產生的振動，但在實際情況下，結構會存在一種速度近似相等，位移不同時需要不同阻尼的情況，因此振動速度相等情況下針對位移大小不同產生不同阻尼大小適應實際情況需要成為急需解決的一個技術難題。因此，考慮到結構振動的復雜性，傳統的TMD無法很好的滿足工程振動控制的需求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種自適應調節的電渦流阻尼器，其目的在于，通過滾珠絲杠上連接件粗細的變化設計，使得減振對象帶動連接件和滾珠絲杠運動時，引起導體圓盤切割磁感線根數產生相應變化，從而產生不同的阻尼力，從而達到根據位移不同進行阻尼自適應調節的效果，由此解決現有技術無法針對位移大小產生不同阻尼的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種自適應調節的電渦流阻尼器，包括：連接件一、連接件二、立柱-背鐵組件、彈簧以及滾珠絲杠組件；

所述立柱-背鐵組件包括永磁體、立柱、頂推板和背鐵；兩個所述背鐵分別固定于一個所述立柱上下兩端形成C形支架，至少一對所述永磁體同向上下布置于所述C形支架內側；所述頂推板固定于所述C形支架上端的所述背鐵上表面，且所述頂推板具有一尖端；

所述滾珠絲杠組件包括滾珠絲杠、滾珠螺母、推力軸承、導體圓盤和背鐵圓盤；所述滾珠絲杠和所述滾珠螺母組成滾珠絲杠副，所述滾珠螺母上下兩端各通過一個所述推力軸承安裝于上下兩個所述背鐵圓盤之間；所述連接件一固定于所述滾珠絲杠的上端，所述連接件二固定于下端的所述背鐵圓盤下部；所述導體圓盤固定于所述滾珠螺母的中部，且與所述滾珠螺母、所述滾珠絲杠和所述連接件一同軸布置；

多個所述立柱-背鐵組件沿所述導體圓盤周向均勻分散布置；每個所述立柱-背鐵組件中的至少一對所述永磁體形成的磁感線，均被所述導體圓盤切割；相鄰兩個所述立柱-背鐵組件的所述立柱，均由至少一個所述彈簧連接；所述滾珠絲杠的上下兩端分別穿過上下兩個所述背鐵圓盤的中心孔；上下兩個所述背鐵分別與上下兩個所述背鐵圓盤滑動配合；