[實(shí)用新型]液壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主動(dòng)控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920181005.7
• 申請(qǐng)日: 2019-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209509218U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春巍;王昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海;趙偉敏

本實(shí)用新型涉及系統(tǒng)中振動(dòng)的抑制領(lǐng)域，公開(kāi)了一種液壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主動(dòng)控制裝置，其包括主動(dòng)出力模塊和液壓變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模塊；主動(dòng)出力模塊包括裝置管腔和固定在裝置管腔內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器、編碼器和變速器，液壓變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模塊包括轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤(pán)殼體和設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤(pán)殼體內(nèi)的推進(jìn)子模塊和液壓子模塊；液壓子模塊包括儲(chǔ)液腔、水泵、環(huán)形液壓管網(wǎng)、液壓軟管和輸液管，推進(jìn)子模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪、推進(jìn)直管和出液管。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以通過(guò)液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度高，調(diào)節(jié)范圍廣，系統(tǒng)應(yīng)用范圍大，本實(shí)用新型具有更大的魯棒性，控制效果不會(huì)因結(jié)構(gòu)形式改變以及外部荷載作用的改變而受到較大影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及系統(tǒng)中振動(dòng)的抑制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種液壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主動(dòng)控制裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，高速公路、鐵路、橋梁、高層建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)等不斷興建，海洋平臺(tái)、宇宙空間站等結(jié)構(gòu)也迅速發(fā)展。這些工程設(shè)施、結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中往往會(huì)在外部荷載的作用下產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生搖擺，甚至發(fā)生破壞。為了解決由結(jié)構(gòu)物振動(dòng)引起的各種問(wèn)題，振動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)主要分為以下四個(gè)方面：主動(dòng)控制、被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制以及混合控制。對(duì)于各種工程結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)匕惭b振動(dòng)控制系統(tǒng)能夠有效地減輕結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，減輕結(jié)構(gòu)的破壞或者疲勞損傷。

結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)通常由平動(dòng)以及扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)組合而成。研究表明平動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(英文名Tuned Mass Damper，TMD)、主動(dòng)質(zhì)量阻尼器/主動(dòng)扭矩輸出裝置(英文名ActiveMass Damper/Driver，AMD)由于在扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)中需要提供向心力而大大減弱控制效果甚至完全失去作用，因此對(duì)回轉(zhuǎn)擺振控制幾乎無(wú)效。然而具有回轉(zhuǎn)擺振運(yùn)動(dòng)特性的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式極為常見(jiàn)，如：懸吊結(jié)構(gòu)(吊鉤、吊車等)的擺動(dòng)；不規(guī)則建筑在風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)擺振；海洋平臺(tái)在海浪、風(fēng)、冰等耦合作用下的扭轉(zhuǎn)擺振；宇宙飛船、空間結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中，由于自身姿勢(shì)調(diào)整以及太陽(yáng)能帆板打開(kāi)引起的扭轉(zhuǎn)擺振運(yùn)動(dòng)；高速鐵路機(jī)車，由于微小激勵(lì)引起的車身的扭轉(zhuǎn)擺振運(yùn)動(dòng)等。因此需要一種特殊的控制系統(tǒng)，使其可以自動(dòng)克服(或擺脫)重力場(chǎng)對(duì)控制系統(tǒng)自身的影響(離心力作用)，或者使控制系統(tǒng)自身的工作/運(yùn)動(dòng)規(guī)律與重力場(chǎng)解耦，系統(tǒng)自振不受重力影響，從而發(fā)揮控制系統(tǒng)有效控制作用。

總體來(lái)講，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)主要具有以下不足：第一，平動(dòng)TMD控制裝置只能控制結(jié)構(gòu)的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)而對(duì)回轉(zhuǎn)擺振控制無(wú)效；第二，平動(dòng)AMD控制裝置雖然可以控制回轉(zhuǎn)擺振，但是控制效率極低，無(wú)法滿足使用要求；第三，被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量調(diào)諧阻尼器對(duì)回轉(zhuǎn)擺振運(yùn)動(dòng)控制有效，但是其需要針對(duì)結(jié)構(gòu)自身進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)頻，對(duì)某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)控制效率較低，效果不佳，存在魯棒性低，可控性低，適用范圍小等缺點(diǎn)；第四，控制系統(tǒng)適用范圍小，控制力輸出有限，控制效果有限；第五，控制系統(tǒng)能源利用率無(wú)法保證，無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)性的需求。

本實(shí)用新型就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于針對(duì)以上問(wèn)題提供一種液壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主動(dòng)控制裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的液壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量主動(dòng)控制裝置包括主動(dòng)出力模塊和液壓變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模塊；

主動(dòng)出力模塊包括裝置管腔和固定在裝置管腔內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器、編碼器和變速器，液壓變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模塊包括轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤(pán)殼體和設(shè)置于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤(pán)殼體內(nèi)的推進(jìn)子模塊和液壓子模塊；

驅(qū)動(dòng)器固定在裝置管腔內(nèi)壁上，驅(qū)動(dòng)器的一端安裝有編碼器，另一端與變速器連接，驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)變速器與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤(pán)殼體的中心處垂直固定；