[發明專利]一種具有負剛度非線性能量阱的磁力絲杠式電渦流阻尼器

有效

• 申請號: 202011014713.5
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112160438B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 封周權;陳政清;宋佳;華旭剛;牛華偉
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

1.一種具有負剛度非線性能量阱的磁力絲杠式電渦流阻尼器，其特征在于，包括彈簧質量系統、慣性質量系統、電渦流阻尼系統、負剛度系統和支承系統；所述彈簧質量系統包括彈簧(3)和配重塊(5)；所述慣性質量系統包括能在水平面內做旋轉運動的飛輪(6)、包含磁力螺母(71)和磁力絲杠(72)的磁力絲杠螺母副(7)以及包含轉子(81)和定子(82)的磁懸浮推力軸承(8)；所述電渦流阻尼系統包括直條永磁鐵(9)、導體板(10)和背鐵(11)；所述支承系統包括外框架(1)、導桿(2)和支撐托架(4)；

所述導桿(2)豎直設置，所述支撐托架(4)水平設置，所述支撐托架(4)將所述外框架(1)分為上下兩層，所述上下兩層用于容納飛輪(6)和配重塊(5)，且當飛輪(6)位于上層時配重塊(5)位于下層，而當飛輪(6)位于下層時配重塊(5)位于上層；所述外框架(1)為長方體構架，且外框架(1)與所述支撐托架(4)為固接關系；所述導桿(2)設置于上層或設置于下層，所述導桿的兩端分別固定設置在支撐托架(4)上以及外框架(1)的頂壁或底板上；

所述彈簧(3)套在所述導桿(2)上，所述配重塊(5)可滑動地套設在所述導桿(2)上，所述彈簧(3)的固定端與外框架(1)或支撐托架(4)固接，自由端與配重塊(5)固接；所述導桿(2)不少于三個，且導桿與配重塊(5)的三個以上的固接點不全共線；

所述直條永磁鐵(9)固定設置在所述配重塊(5)的豎向側壁上因而能隨配重塊(5)上下運動，所述背鐵(11)貼合設置在外框架的豎向內側壁上，且背鐵(11)與直條永磁鐵(9)和配重塊(5)同處在外框架的上層或下層內；所述導體板(10)貼合設置在所述背鐵(11)的表面，且直條永磁鐵(9)與所述導體板(10)之間留有設定間隙；在配重塊(5)上下運動過程中，永磁鐵和導體板之間的間隙保持不變，且該間隙為0.2～20mm；

所述磁力絲杠(72)豎直設置，且其固定端與配重塊(5)在配重塊(5)水平面內的幾何中心位置固接；磁力絲杠(72)的自由端穿過所述支撐托架(4)上留有的孔洞并延伸至不設配重塊(5)的所述下層或上層內；所述飛輪(6)同軸固接在磁力螺母(71)的徑向外側，且飛輪(6)和磁力螺母(71)均套設在磁力絲杠(72)上，且飛輪(6)和磁力螺母(71)二者均設置在磁力絲杠(72)自由端所在的下層或上層內；所述磁懸浮推力軸承(8)的轉子(81)固定在飛輪(6)上因而能隨飛輪轉動，所述定子(82)固定在所述外框架(1)和支撐托架(4)上；所述磁懸浮推力軸承(8)均與飛輪(6)和磁力絲杠螺母副(7)同軸設置；在豎直方向上，一個磁懸浮推力軸承(8)設置在所述飛輪(6)與所述支撐托架(4)之間，另一個磁懸浮推力軸承(8)設置在所述飛輪(6)與所述外框架(1)的底板或頂板之間；

所述負剛度系統包括異名永磁體組(14)和/或同名永磁體組(13)，所述異名永磁體組(14)包括設置在配重塊(5)的頂面和底面上的第一異名永磁體以及設置在外框架(1)和支撐托架(4)上的第二異名永磁體，所述第一異名永磁體和第二異名永磁體的充磁方向即其N極和S極的連線方向均與配重塊(5)的上下板面垂直，且設置在配重塊頂面上的第一異名永磁體與相應設置在支撐托架(4)下表面上的或設置在外框架(1)頂板下底面上的第二異名永磁體的磁極異名相對設置，而設置在配重塊底面上的第一異名永磁體與相應設置在支撐托架(4)上表面上的或設置在外框架(1)底板上表面上的第二異名永磁體的磁極異名相對設置；所述直條永磁鐵(9)設置在配重塊(5)的前后左右側壁中的一對側壁上時，所述同名永磁體組(13)包括固定設置在所述配重塊(5)前后左右側壁中的另一對側壁上的第一同名永磁體，以及包括設置在與第一同名永磁體相對位置的外框架(1)內側壁上的第二同名永磁體，所述第一同名永磁體和第二同名永磁體的充磁方向即其N極和S極的連線方向均與外框架(1)的側壁面垂直，且設置在配重塊(5)上的第一同名永磁體與設置在外框內側壁上的第二同名永磁體的磁極同名相對設置。

2.根據權利要求1所述的阻尼器，其特征在于：所述配重塊(5)為長方體；直條永磁鐵(9)對稱分布在配重塊(5)的前后側面和/或左右側面上。

3.根據權利要求1所述的阻尼器，其特征在于：所述支撐托架(4)中心位置留有直徑大于所述磁力絲杠(72)直徑的圓孔。