本發(fā)明屬于建筑減振/震，尤其涉及一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)與橋梁結(jié)構(gòu)的高度與跨度均大幅提高，結(jié)構(gòu)振動(dòng)事件頻發(fā)，如2021年賽格廣場(chǎng)振動(dòng)、2011年techno?mart?21號(hào)樓振動(dòng)、2006年加州奧克蘭灣大橋振動(dòng)等振動(dòng)事件，因此結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題也成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。在保證建筑物安全性的同時(shí)又能滿足舒適度要求是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的難題，當(dāng)前技術(shù)難點(diǎn)在于如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多階段振動(dòng)控制，達(dá)到位移與加速度雙控的效果，同時(shí)在慣容比一定時(shí)可減小飛輪質(zhì)量或質(zhì)量一定時(shí)能夠有效提升慣容比，以實(shí)現(xiàn)更佳的減振/震效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，以解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多階段振動(dòng)控制，達(dá)到位移與加速度雙控的效果，并通過(guò)引入負(fù)剛度機(jī)制，在慣容比一定時(shí)可減小飛輪質(zhì)量或質(zhì)量一定時(shí)能夠有效提升慣容比，而且通過(guò)使用齒條齒輪組合代替滾珠絲杠，進(jìn)一步降低造價(jià)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，包括：

3、活塞，所述活塞的一側(cè)固定連接有活塞桿；

4、粘滯阻尼器主體，包括活塞腔組件，所述活塞腔組件中填充粘滯液體，所述活塞滑動(dòng)設(shè)置在所述活塞腔組件內(nèi)，所述活塞腔組件上設(shè)置有第一流通件，小位移振動(dòng)時(shí)，所述活塞處于所述第一流通件的進(jìn)、出端之間；

5、慣質(zhì)主體，包括固定連接在所述活塞腔組件一端的第二外套筒，所述活塞桿滑動(dòng)貫穿所述第二外套筒，所述活塞桿上設(shè)置有兩組飛輪組件，所述第二外套筒內(nèi)設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件，小位移振動(dòng)時(shí)，一所述飛輪組件與所述第一驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接，大位移振動(dòng)時(shí)，兩組所述飛輪組件分別與所述第一驅(qū)動(dòng)件、第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接；

6、負(fù)剛度主體，包括第一外套筒，所述活塞桿遠(yuǎn)離所述活塞的一端位于所述第一外套筒內(nèi)，所述活塞桿與所述第一外套筒之間通過(guò)彈性件連接。

7、優(yōu)選的，所述活塞腔組件包括第三外套筒和設(shè)置在所述第三外套筒內(nèi)側(cè)的內(nèi)套筒，所述第一流通件設(shè)置在所述內(nèi)套筒與所述第三外套筒之間。

8、優(yōu)選的，所述第一流通件包括填充在所述內(nèi)套筒和所述第三外套筒之間的密封材料，所述密封材料用于使所述內(nèi)套筒的外壁和所述第三外套筒的內(nèi)壁之間存在空腔，所述內(nèi)套筒側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有若干第二阻尼孔132，若干所述第二阻尼孔132沿內(nèi)套筒12的軸向設(shè)置為兩排，兩排所述第二阻尼孔之間通過(guò)所述空腔連通，小位移振動(dòng)時(shí)，所述活塞位于兩排所述第二阻尼孔之間，大位移振動(dòng)時(shí)，所述活塞位于兩排所述第二阻尼孔外側(cè)。

9、優(yōu)選的，所述活塞上還開(kāi)設(shè)有若干第一阻尼孔，若干所述第一阻尼孔用于連通所述活塞兩側(cè)的粘滯液體。

10、優(yōu)選的，所述飛輪組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述活塞桿上的飛輪和固定連接在所述活塞桿上的齒輪驅(qū)動(dòng)件，所述齒輪驅(qū)動(dòng)件的輸出端與所述飛輪傳動(dòng)連接，所述齒輪驅(qū)動(dòng)件的輸入端與所述第一驅(qū)動(dòng)件或所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接。

11、優(yōu)選的，所述齒輪驅(qū)動(dòng)件包括固定連接在所述活塞桿上的固定板，所述固定板上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一匹配齒輪和第二匹配齒輪，所述第一匹配齒輪、第二匹配齒輪相嚙合，所述第一匹配齒輪與所述第一驅(qū)動(dòng)件或所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接，所述第二匹配齒輪上同軸線固定連接有第二傳動(dòng)齒輪，所述活塞桿上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一傳動(dòng)齒輪，所述第一傳動(dòng)齒輪與所述飛輪同軸線固定連接，所述第一傳動(dòng)齒輪與所述第二傳動(dòng)齒輪相嚙合。

12、優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)件包括固定連接在所述第二外套筒內(nèi)壁上的長(zhǎng)齒條，所述長(zhǎng)齒條與所述活塞桿平行設(shè)置，一所述第一匹配齒輪與所述長(zhǎng)齒條相嚙合；

13、所述第二驅(qū)動(dòng)件包括固定練級(jí)在所述第二外套筒內(nèi)壁上的第一短齒條和第二短齒條，所述第一短齒條與所述第二短齒條分別與所述活塞桿平行，且所述第一短齒條、第二短齒條沿同一直線設(shè)置，另一所述第一匹配齒輪與所述第一短齒條、第二短齒條對(duì)應(yīng)設(shè)置。

14、優(yōu)選的，所述彈性件包括若干預(yù)壓彈簧，若干所述預(yù)壓彈簧的一端固定連接在所述第一外套筒的內(nèi)壁上，若干所述預(yù)壓彈簧的另一端與所述活塞桿遠(yuǎn)離所述活塞的端部固定連接。

15、優(yōu)選的，所述第一外套筒遠(yuǎn)離所述第二外套筒的一端固定連接有第二耳環(huán)。

16、優(yōu)選的，所述第三外套筒遠(yuǎn)離所述第二外套筒的一端固定連接有第一耳環(huán)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

18、1.通過(guò)可變質(zhì)量的慣質(zhì)主體和可變阻尼的黏滯主體，在不同位移振動(dòng)下提供不同的質(zhì)量和阻尼，可更好的滿足不同階段大小位移下的減振/震耗能需求，即在小位移下僅單個(gè)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)位移進(jìn)一步增大時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)飛輪同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)多階段振動(dòng)控制，達(dá)到位移與加速度雙控的目的，提高建筑物整體安全性與舒適性。

19、2.通過(guò)引入負(fù)剛度機(jī)制，在質(zhì)量一定的情況下，有效提高慣容比，使裝置在一定體積內(nèi)更大限度的提升減振/震效果。

20、3.通過(guò)改變慣質(zhì)主體中飛輪組件的設(shè)計(jì)參數(shù)以及第一流通件的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以滿足結(jié)構(gòu)的不同的減振/震需求，同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整彈性件的壓縮量以適應(yīng)建筑環(huán)境需求。

21、4.本發(fā)明使用齒輪齒條組合代替滾珠絲杠，以及引入負(fù)剛度機(jī)制，在慣容比一定的情況下減小飛輪質(zhì)量的設(shè)計(jì)都可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低成本造價(jià)，提升裝置整體性價(jià)比。

技術(shù)特征：

1.一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述活塞腔組件包括第三外套筒(9)和設(shè)置在所述第三外套筒(9)內(nèi)側(cè)的內(nèi)套筒(12)，所述第一流通件設(shè)置在所述內(nèi)套筒(12)與所述第三外套筒(9)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述第一流通件包括填充在所述內(nèi)套筒(12)和所述第三外套筒(9)之間的密封材料(14)，所述密封材料(14)用于使所述內(nèi)套筒(12)的外壁和所述第三外套筒(9)的內(nèi)壁之間存在空腔，所述內(nèi)套筒(12)側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有若干第二阻尼孔(132)，若干所述第二阻尼孔(132)沿所述內(nèi)套筒(12)的軸向設(shè)置為兩排，兩排所述第二阻尼孔(132)之間通過(guò)所述空腔連通，小位移振動(dòng)時(shí)，所述活塞(11)位于兩排所述第二阻尼孔(132)之間，大位移振動(dòng)時(shí)，所述活塞(11)位于兩排所述第二阻尼孔(132)外側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述活塞(11)上還開(kāi)設(shè)有若干第一阻尼孔(131)，若干所述第一阻尼孔(131)用于連通所述活塞(11)兩側(cè)的粘滯液體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述飛輪組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述活塞桿(10)上的飛輪(5)和固定連接在所述活塞桿(10)上的齒輪驅(qū)動(dòng)件，所述齒輪驅(qū)動(dòng)件的輸出端與所述飛輪(5)傳動(dòng)連接，所述齒輪驅(qū)動(dòng)件的輸入端與所述第一驅(qū)動(dòng)件或所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述齒輪驅(qū)動(dòng)件包括固定連接在所述活塞桿(10)上的固定板(16)，所述固定板(16)上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一匹配齒輪(81)和第二匹配齒輪(82)，所述第一匹配齒輪(81)、第二匹配齒輪(82)相嚙合，所述第一匹配齒輪(81)與所述第一驅(qū)動(dòng)件或所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接，所述第二匹配齒輪(82)上同軸線固定連接有第二傳動(dòng)齒輪(72)，所述活塞桿(10)上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一傳動(dòng)齒輪(71)，所述第一傳動(dòng)齒輪(71)與所述飛輪(5)同軸線固定連接，所述第一傳動(dòng)齒輪(71)與所述第二傳動(dòng)齒輪(72)相嚙合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述第一驅(qū)動(dòng)件包括固定連接在所述第二外套筒(4)內(nèi)壁上的長(zhǎng)齒條(63)，所述長(zhǎng)齒條(63)與所述活塞桿(10)平行設(shè)置，一所述第一匹配齒輪(81)與所述長(zhǎng)齒條(63)相嚙合；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述彈性件包括若干預(yù)壓彈簧(2)，若干所述預(yù)壓彈簧(2)的一端固定連接在所述第一外套筒(3)的內(nèi)壁上，若干所述預(yù)壓彈簧(2)的另一端與所述活塞桿(10)遠(yuǎn)離所述活塞(11)的端部固定連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述第一外套筒(3)遠(yuǎn)離所述第二外套筒(4)的一端固定連接有第二耳環(huán)(1)。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，其特征在于：所述第三外套筒(9)遠(yuǎn)離所述第二外套筒(4)的一端固定連接有第一耳環(huán)(15)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑減振/震技術(shù)領(lǐng)域，提供一種具有變質(zhì)量、變阻尼特征的負(fù)剛度振震雙控阻尼器，包括活塞，活塞的一側(cè)固定連接有活塞桿；粘滯阻尼器主體，包括活塞腔組件，活塞腔組件中填充粘滯液體，活塞滑動(dòng)設(shè)置在活塞腔組件內(nèi)，活塞腔組件上設(shè)置有第一流通件；慣質(zhì)主體，包括固定連接在活塞腔組件一端的第二外套筒，活塞桿滑動(dòng)貫穿第二外套筒，活塞桿上設(shè)置有兩組飛輪組件，第二外套筒內(nèi)設(shè)置有第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件；負(fù)剛度主體，包括第一外套筒，活塞桿與第一外套筒之間通過(guò)彈性件連接。本發(fā)明可在大小變形條件下提供優(yōu)良的減振/震效果。

技術(shù)研發(fā)人員：吳巧云,陳思瑤,孫巨搏,王思啟,李佳靖,趙程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14