[發明專利]一種主被動一體化懸吊式電磁驅動的主動調諧質量阻尼器

在審

• 申請號: 202011566083.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112593751A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 歐進萍;王建;徐懷兵;魏樹利
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 深圳市深弘廣聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44449
• 代理人: 向用秀

本發明實施例提供了一種主被動一體化懸吊式電磁驅動的主動調諧質量阻尼器，包括懸吊裝置，懸吊于懸吊裝置下的質量塊，設置于質量塊下方的電磁驅動裝置，位于電磁驅動裝置下的保護底座。所述質量塊的底部設有第一弧形結構，所述電磁驅動裝置的頂部設有與所述第一弧形結構的曲率相一致的第二弧形結構，所述質量塊上安裝有第一電磁感應元件，所述電磁驅動裝置上安裝有第二電磁感應元件，以通過改變所述第一電磁感應元件或第二電磁感應元件中的電流來形成不同的電磁驅動力，且所述電磁驅動力的方向與所述質量塊作單擺運動所形成軌跡的切線方向相平行。本發明避免采取額外的懸浮構件，結構簡單和經濟，無需導向桿且不存在摩擦。

技術領域

本發明屬于土木工程減振控制設備技術領域，具體而言，涉及一種主被動一體化懸吊式電磁驅動的主動調諧質量阻尼器。

背景技術

對于動力荷載作用下的土木工程結構，在結構中恰當地安裝振動控制系統能夠有效地減小結構的動力反應，提高結構的振動舒適度水平，減輕結構構件的破壞或損傷以及提高結構的抗災能力。大量的研究表明，調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper，簡稱TMD)對于風振和地震都有較好的減振效果，但TMD具有頻率調諧敏感，控制頻帶窄等缺陷。故而國內外學者提出了主動調諧質量阻尼器(Active Tuned Mass Driver，簡稱ATMD)，絕大多數的ATMD采用液壓裝置或伺服電機驅動。其中，液壓驅動出力較大，適用于大型土木工程結構，但其結構復雜、制造成本較高，且其操作頻率低、反應相對較慢，導致控制效果較差且存在控制不穩定等隱患。而伺服電機驅動對液壓驅動作了一些改進，一定程度上提高了系統的工作性能和控制效果，但需要借助于機械傳動部件等中間環節，機械部件間的摩擦會使得控制裝置存在響應時間慢、控制精度低及加速度受限等缺陷。

針對液壓和電機驅動型ATMD存在的諸多問題，學者們提出了電磁驅動型ATMD，現有的電磁驅動型ATMD通過直接把質量塊與電磁驅動裝置一體化,利用電磁推力推動質量塊運動,不需要中間運動形式變換。目前，電磁驅動型ATMD多為平板式，但是，因質量塊磁懸浮于驅動裝置而需要額外的磁懸浮構件，此外，由于需要通過導向桿等與驅動裝置相連接而仍存在一定的摩擦。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種主被動一體化懸吊式電磁驅動的主動調諧質量阻尼器，旨在有效解決上述問題。

本發明實施例提供的一種主被動一體化懸吊式電磁驅動的主動調諧質量阻尼器，包括：

與外部建筑結構固定連接的懸吊裝置；

懸吊于所述懸吊裝置下的質量塊；

設置于所述質量塊下方的電磁驅動裝置；

位于所述電磁驅動裝置下且固定連接于所述建筑結構上的保護底座；

其中，所述質量塊的底部設有第一弧形結構，所述電磁驅動裝置的頂部設有與所述第一弧形結構的曲率相一致的第二弧形結構，所述質量塊上安裝有第一電磁感應元件，所述電磁驅動裝置上安裝有第二電磁感應元件，以通過改變所述第一電磁感應元件或第二電磁感應元件中的電流來形成不同的電磁驅動力，且所述電磁驅動力的方向與所述質量塊作單擺運動所形成軌跡的切線方向相平行。

進一步地，所述第一電磁感應元件為直流勵磁線圈，所述第二電磁感應元件為第一三相繞組。

進一步地，所述第一電磁感應元件為第二三相繞組，所述第二電磁感應元件為第一永磁鐵。

進一步地，所述主動調諧質量阻尼器還包括用于保證所述質量塊在振動時作單擺運動的吊索，所述吊索的一端與所述懸吊裝置固定連接、另一端與所述質量塊固定連接。

進一步地，所述主動調諧質量阻尼器還包括用于調整所述吊索長度的間隙微調裝置。

進一步地，所述保護底座上還設置有限位緩沖裝置。