[實(shí)用新型]懸吊式復(fù)合調(diào)諧轉(zhuǎn)動(dòng)慣量驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920186538.4
• 申請(qǐng)日: 2019-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN209509219U
• 公開（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

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，涉及一種懸吊式復(fù)合調(diào)諧轉(zhuǎn)動(dòng)慣量驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其包括平動(dòng)控制單元以及轉(zhuǎn)動(dòng)控制單元，平動(dòng)控制單元固定在被控結(jié)構(gòu)底部，平動(dòng)控制單元下端連接轉(zhuǎn)動(dòng)控制單元；平動(dòng)控制單元包括安裝板、軌道板Ⅰ、移動(dòng)板Ⅰ、軌道板Ⅱ、移動(dòng)板Ⅱ以及限位塊；轉(zhuǎn)動(dòng)控制單元包括雙向懸吊裝置、懸吊軸、驅(qū)動(dòng)器、變速器、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盤以及法蘭；本實(shí)用新型結(jié)合主動(dòng)和被動(dòng)控制技術(shù)，將懸吊形式的TMD、AMD以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量驅(qū)動(dòng)控制裝置的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，利用多個(gè)單元相配合的模式，最大程度的保證了控制的效果，控制力可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及系統(tǒng)中振動(dòng)的抑制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種懸吊式復(fù)合調(diào)諧轉(zhuǎn)動(dòng)慣量驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)生活空間的要求也不斷提高，國家在基礎(chǔ)設(shè)施方面的投入不斷增大。國家在土木工程的投入越來越大，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。除此之外，人們還探索開發(fā)更廣闊的空間，向“深海”、“深空”探索，海洋平臺(tái)、宇宙空間站等結(jié)構(gòu)也發(fā)展迅速。這些空間結(jié)構(gòu)，在施工以及后期運(yùn)行使用過程中，都不可避免地受到各種荷載的作用，包括靜荷載和動(dòng)荷載。在結(jié)構(gòu)的使用過程中，對(duì)結(jié)構(gòu)影響較大的往往是動(dòng)載作用，如地震、風(fēng)、浪、流、冰、爆炸等，結(jié)構(gòu)在這些動(dòng)力荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，一般情況下會(huì)引起疲勞與可靠性問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成結(jié)構(gòu)的破壞失效，造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。結(jié)構(gòu)在使用過程中，遭受動(dòng)載作用后，如地震作用，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生倒塌破壞，無法繼續(xù)使用，或者即使結(jié)構(gòu)沒有倒塌，但其內(nèi)部的設(shè)備設(shè)施、裝飾裝修、安裝系統(tǒng)受到破壞之后也無法繼續(xù)使用，甚至造成次生災(zāi)害，這給使用人員造成了巨大的安全威脅和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。

另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)結(jié)構(gòu)的要求已不再僅僅局限于可用，還在結(jié)構(gòu)安全性、耐久性等方面提出了更高的要求。人們?cè)诮Y(jié)構(gòu)的使用過程中，結(jié)構(gòu)物不僅需要確保人們的生命安全，還需要滿足人們對(duì)舒適度等方面的要求。如，高層結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，在沒有減隔震措施的情況下，處于高層的使用者會(huì)感到結(jié)構(gòu)物的晃動(dòng)，風(fēng)力較大的情況下，結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的設(shè)備設(shè)施甚至?xí)艿接山Y(jié)構(gòu)物振動(dòng)引起的破壞，這不僅無法滿足人們對(duì)結(jié)構(gòu)物的舒適要求，也對(duì)經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)造成威脅。

為了解決由結(jié)構(gòu)物振動(dòng)引起的各種問題，消除或減輕由外部荷載引起的振動(dòng)，振動(dòng)控制技術(shù)近年來得到了迅速的發(fā)展。不僅是在土木工程領(lǐng)域，振動(dòng)控制技術(shù)在航空航天、汽車、機(jī)械、海洋工程、軍事工程等領(lǐng)域也是熱點(diǎn)方向。對(duì)于土木工程結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中恰當(dāng)?shù)匕踩駝?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，從而滿足人們對(duì)結(jié)構(gòu)的安全、舒適等需求，達(dá)到安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的合理平衡。大量研究表明，振動(dòng)控制技術(shù)在土木工程的應(yīng)用具有顯著的效果和重要的意義，不僅可以防止或減輕結(jié)構(gòu)的破壞，提高結(jié)構(gòu)的防災(zāi)性能，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，還可以延長結(jié)構(gòu)壽命，降低結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本，極大限度的滿足人們對(duì)結(jié)構(gòu)在極端條件下的舒適度要求。

土木工程結(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。其中，被動(dòng)控制技術(shù)的研究已經(jīng)較為成熟，其中用于被動(dòng)調(diào)諧吸能的裝置主要包括調(diào)諧質(zhì)量阻尼器和調(diào)諧液體阻尼器等，已經(jīng)在諸多土木工程結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用。TMD控制的原理是通過調(diào)整子結(jié)構(gòu)即阻尼器的頻率與主結(jié)構(gòu)即受控結(jié)構(gòu)一致或相近，使子結(jié)構(gòu)與主結(jié)構(gòu)共振，通過子結(jié)構(gòu)內(nèi)部阻尼機(jī)制耗散主結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量，從而消減主結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，達(dá)到振動(dòng)控制的目的。大量的研究和實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)表明，例如：美國波士頓60層的John Hancock大樓、馬來西亞吉隆坡的雙子塔、中國臺(tái)北101大樓均安裝了TMD振動(dòng)控制系統(tǒng)，通過在后期的應(yīng)用證明了被動(dòng)控制TMD系統(tǒng)具有穩(wěn)定、良好的控制效果。