专利名称：压电变摩擦减振消能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及消能减震技术领域，具体涉及一种压电变摩擦减振消能器。
背景技术：
普通摩擦耗能器是一种常用的被动消能减震装置。当设定在大震作用下能滑动的普通摩擦耗能器，在小震作用下却不一定能滑动，所以不能起到在小震作用下的耗能减震作用；与此相反，小震作用下设定滑动的摩擦耗能器，因固定的摩擦力太小，导致大震作用下的减震能力不够。压电变摩擦减振消能器可以通过调节摩擦接触面上的正压力来实时改变耗能器的摩擦起滑力，从而达到对结构进行半主动控制的目的。其中主要运用的是智能压电陶瓷驱动器能将电能转变为机械能的能力。我国专利号为CN 101250909A的专利公布了一种压电摩擦智能阻尼器，但是其构造上没有特别考虑压电陶瓷驱动器不耐剪切的特性，压电陶瓷驱动器极有可能因上下摩擦块错位而被切坏，同时预压力的施加也不是很方便，且初始预压力与压电陶瓷驱动器施加压力不是叠加的关系，再者上下摩擦块用杆件连接，限制了压电陶瓷驱动器的变形，使得压力施加有损耗。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种压电变摩擦减振消能器，具有响应迅速，出力大，加工简单，拆装方案多样等特点。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为:压电变摩擦减振消能器，包括由顶盖6、底板7、左挡板10、右挡板13以及前后侧板5连接组成的外壳，还包括套筒3，套筒3的一端粘接在设置于底板7上的底支座8上，另一端朝向设置在顶盖6底面上的顶支座9且与顶支座9间留有空隙，压电陶瓷驱动器2设置于套筒3中，压电陶瓷驱动器2的两端均通过半球支撑11支撑于相应的支座中，左挡板10外侧通过六角螺母I连接左拉杆12，右拉杆4穿过右挡板13与套筒3侧壁连接。所述套筒3的数量有多个，右拉杆4连接在最右侧的套筒3上。所述半球支撑11的球面底部通过圆柱轴连接至相应的底座中，球面顶部伸入套筒3中与压电陶瓷驱动器2的端部接触。所述套筒3内部为方形通道，平行于前后侧板5的方向上压电陶瓷驱动器2紧贴内壁，垂直于前后侧板5的方向上压电陶瓷驱动器2与内壁间留有空隙。所述顶盖6的底部以及底板7的上部贴有耐磨碳纤维摩阻材料。所述顶盖6上有用于施加向下压力的紧固螺栓。所述顶支座9、底支座8、半球支撑11以及套筒3构成活塞机构，该活塞机构的高度略高于外壳净高，从而可以通过调节顶盖6上的紧固螺栓使得活塞机构与外壳间产生预压力，达到所需的最大摩阻力。[0014]所述顶盖6和底板7上均开有限制所述活塞机构横向移动的槽型轨道。与现有技术相比，本实用新型的优点是:I，耗能器工作性能稳定，压电陶瓷驱动器不易被破坏，可以较长时间地使用。2，耗能器拆装方便，可以根据结构需要阻尼力的大小，压电陶瓷驱动器可采取一个，两个，三个三种不同的组装方案。3，压电陶瓷驱动器压力施加损耗较小，因为安装了可上下没有约束左右才有约束的套筒。4，耗能器预压力施加方便，通过简单调整紧固螺栓即可达到所需初始预压力，且与压电陶瓷驱动器的压力是叠加的关系。5，内部活塞滑动槽为方形，可以防止因活塞沿着轴线旋转而导致的摩擦系数不稳定。
图1为本实用新型耗能器总剖面图。图2为本实用新型耗能器俯视图。
具体实施方式
:下面通过附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。如图1和图2所示，本实用新型是一种压电变摩擦减振消能器，它的外壳由顶盖6、底板7、左挡板10、右挡板13以及两侧板5组成；顶盖6与底板7的内表面贴有耐磨碳纤维摩阻材料，顶盖6的摩阻材料上设置顶支座9，底板7的摩阻材料上设置底支座8 ;在两槽型支座中间放置多个并排的套筒3，套筒3与底支座8采用胶水固定连接，同时与顶支座9间留有空隙而不连接，且接触面光滑；套筒内放置压电陶瓷驱动器2，压电陶瓷驱动器2两端是与支座固定的半球支撑11，压电陶瓷驱动器2的电源线由套筒3外壁开的小槽导出；左拉杆12通过六角螺母I与左挡板10连接，右拉杆4穿过右挡板13与最右侧的套筒3连接。所述顶支座9、底支座8、半球支撑11以及套筒3构成活塞机构，该活塞机构的高度略高于外壳净高。该耗能器既可以作为被动摩擦耗能器，也可以作为智能变阻尼摩擦耗能器。该耗能器可拆卸重组，可以根据结构所需的最大阻尼力的大小采取一个驱动器驱动还是多个驱动器驱动。其原理是拉杆受到结构的作用带动外壳内的活塞机构沿着外壳进行减震耗能运动，右拉杆4与右侧套筒3连接，右侧套筒3带动整个活塞一起运动。套筒3内的压电陶瓷驱动器2由于受到套筒3的保护，受力均匀，不会发生剪切破坏，同时压电陶瓷驱动器2两端是半球支撑11，形成铰接连接，使得驱动器不受弯矩，很好地发挥了压电陶瓷驱动器耐压不耐拉的特性。当其作为被动摩擦耗能器时，因为所属的活塞机构的高度略高于外壳的净高，所以可以通过调节顶盖6上的紧固螺栓来使得活塞与外壳间产生预压力，从而达到所需的最大摩阻力的要求。当其作为智能变阻尼摩擦耗能器时，因为套筒3与底支座8固定，套筒3与顶支座9接触面光滑，同时它们上下之间留有缝隙，于是套筒3不会约束活塞机构的上下变形，活塞的变形只能由套筒内部的压电陶瓷驱动器提供。当系统获得结构的反应状态，通过智能控制算法分析需要输出多大的阻尼力，然后便可以由控制外接电源的电压来使得驱动器产生变形达到要求。
权利要求1.压电变摩擦减振消能器，包括由顶盖(6)、底板(7)、左挡板(10)、右挡板(13)以及前后侧板(5)连接组成的外壳，其特征在于，还包括套筒(3)，套筒(3)的一端粘接在设置于底板(7)上的底支座(8)上，另一端朝向设置在顶盖(6)底面上的顶支座(9)且与顶支座(9)间留有空隙，压电陶瓷驱动器(2)设置于套筒(3)中，压电陶瓷驱动器(2)的两端均通过半球支撑(11)支撑于相应的支座中，左挡板(10)外侧通过六角螺母(I)连接左拉杆(12)，右拉杆(4)穿过右挡板(13)与套筒(3)侧壁连接。
2.按照权利要求1所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述套筒(3)的数量有多个，右拉杆(4)连接在最右侧的套筒(3)上。
3.按照权利要求1所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述半球支撑(11)的球面底部通过圆柱轴连接至相应的底座中，球面顶部伸入套筒(3)中与压电陶瓷驱动器(2)的端部接触。
4.按照权利要求1所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述套筒(3)内部为方形通道，平行于前后侧板(5)的方向上压电陶瓷驱动器(2)紧贴内壁，垂直于前后侧板(5)的方向上压电陶瓷驱动器(2)与内壁间留有空隙。
5.按照权利要求1所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述顶盖(6)的底部以及底板(7)的上部贴有耐磨碳纤维摩阻材料。
6.按照权利要求1所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述顶盖(6)上有用于施加向下压力的紧固螺栓。
7.按照权利要求6所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述顶支座(9)、底支座(8)、半球支撑(11)以及套筒(3)构成活塞机构，该活塞机构的高度略高于外壳净高，从而可以通过调节顶盖(6)上的紧固螺栓使得活塞机构与外壳间产生预压力，达到所需的最大摩阻力。
8.按照权利要求7所述压电变摩擦减振消能器，其特征在于，所述顶盖(6)和底板(7)上均开有限制所述活塞机构横向移动的槽型轨道。
专利摘要压电变摩擦减振消能器，包括由顶盖、底板、左挡板、右挡板以及前后侧板连接组成的外壳，还包括套筒，套筒的一端粘接在设置于底板上的底支座上，另一端朝向设置在顶盖底面上的顶支座且与顶支座间留有空隙，压电陶瓷驱动器设置于套筒中，压电陶瓷驱动器的两端均通过半球支撑支撑于相应的支座中，左挡板外侧通过六角螺母连接左拉杆，右拉杆穿过右挡板与套筒侧壁连接，本实用新型工作性能稳定，压电陶瓷驱动器不易被破坏，拆装方便，压力施加损耗较小，预压力施加方便，并可以防止因活塞沿着轴线旋转而导致的摩擦系数不稳定。
文档编号E04B1/98GK202969621SQ20122063367
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者王社良, 朱熹育, 朱军强, 张仁猛, 杨涛 申请人:西安建筑科技大学