变刚度调谐质量阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变刚度调谐质量阻尼器，包括质量块、主弹簧、导杆、辅弹簧系统，所述辅弹簧系统包括刚性导棒、辅弹簧和电磁铁控制器，质量块设有上下通孔，刚性导棒穿过通孔，刚性导棒的两端连接辅弹簧，在刚性导棒中部设置有卡口，在质量块上与卡口相应位置设置有卡栓，卡栓通过小弹簧连接在质量块上，并由电磁铁控制器控制卡栓的伸缩，以此来控制辅弹簧参与工作的与否，从而调节变刚度调谐质量阻尼器的刚度大小，调节调谐质量阻尼器的固有频率，对频率发生改变的被控结构进行更好的减振控制。本实用新型具有可装配的结构且所需的外界电源小，使用方便，结构简单实用。
【专利说明】变刚度调谐质量阻尼器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及结构振动控制领域，尤其是一种变刚度调谐质量阻尼器。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的高速发展，桥梁跨度越来越大，房屋结构越来越高，结构由于风作 用而发生振动的问题越来越突出；为了确保人车的安全及畅通，城市人行桥广泛应用，这些 结构变得越来越轻柔、低阻尼化，由此而引发了一系列结构振动问题，甚至造成巨大的人员 伤亡和财产损失。对于人行桥，桥上人群的大幅变化通常会引起人行桥频率的改变，以致人 行桥在不同人群下引发不同频率状态下的共振。其它大跨度桥梁或高耸结构，由于车辆或 人群质量的变化，其共振频率也会因此变化。传统的调谐质量阻尼器对像人行桥这样自身 频率改变的结构的振动控制常常失效。
【发明内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新 型提供一种电磁调节式变刚度调谐质量阻尼器，利用电磁铁控制器控制辅弹簧的工作与否 而达到改变调谐质量阻尼器刚度，以此使其与被控结构恢复"调谐"减振控制状态。
[0004] 本实用新型采用的技术方案是：变刚度调谐质量阻尼器，包括质量块、主弹簧、导 杆，质量块四个角处开有孔，导杆采用滑动连接穿过四个角处的孔，在质量块的四个角处固 定连接主弹簧。本实用新型的变刚度调谐质量阻尼器还包括辅弹簧系统，所述辅弹簧系统 包括刚性导棒、辅弹簧和电磁铁控制器，质量块设有上下通孔，刚性导棒穿过通孔，刚性导 棒的两端连接辅弹簧，在刚性导棒中部设置有卡口，在质量块上与卡口相应位置设置有卡 栓，卡栓通过小弹簧连接在质量块上，并由电磁铁控制器控制卡栓的伸缩。
[0005] 进一步地，刚性导棒与辅弹簧之间为活动连接，辅弹簧可更换。
[0006] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0007] 1、本实用新型的变刚度调谐质量阻尼器是由主弹簧系统和辅弹簧系统提供相应 的刚度，这样靠自身就能提供改变刚度以使其达到与被控结构"调谐"状态，以使其达到较 好的减振控制效果。其系统所需外界电源小，特别是用于像人行桥这种因外界载荷大幅改 变而起自身频率改变等户外结构，并且结构简单、成本低廉、还能满足较大频带需求；
[0008] 2、本实用新型的变刚度调谐质量阻尼器装配简便，给维修、部件的更换带来了便 利，也避免了由于部件损坏而造成整个阻尼器报废带来的巨大浪费；
[0009] 3、本实用新型的变刚度调谐质量阻尼器通过调整设置在质量块上的辅弹簧系统 的个数以及针对不同工况下参与工作的弹簧个数，便可方便地调整该阻尼器的刚度，使用 方便、快捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0011] 图2是本实用新型的卡栓闭合状态示意图。
[0012] 图3是本实用新型的卡栓张开状态示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本实用新型进一步详细描述。
[0014] 变刚度调谐质量阻尼器，包括质量块1、主弹簧3、导杆2,质量块1四个角处开有 孔，导杆2采用滑动连接穿过四个角处的孔，在质量块1的四个角处固定连接主弹簧3,所述 变刚度调谐质量阻尼器还包括辅弹簧系统，辅弹簧系统包括刚性导棒7、辅弹簧8和电磁铁 控制器4,质量块1设有上下通孔，刚性导棒7穿过通孔，刚性导棒7的两端连接辅弹簧8， 在刚性导棒7中部设置有卡口，在质量块1上与卡口相应位置设置有卡栓6,卡栓6通过小 弹簧5连接在质量块1上，并由电磁铁控制器4控制卡栓6的伸缩。当卡栓6张开时，刚性 导棒7不随质量块1运动；当卡栓6闭合时，卡栓6卡入刚性导棒7的卡口，带动刚性导棒 7随质量块1 一起运动。为保证辅弹簧控制的灵活性，刚性导棒应足够光滑，卡栓应与卡口 配合紧密。刚性导棒与辅弹簧之间为活动连接，辅弹簧可更换。变刚度调谐质量阻尼器上 可设置多个辅弹簧系统。
[0015] 本实用新型的工作原理为：①当被控结构频率较大时，振动状态传递给控制中心 并进行分析处理，再由控制中心将相应的指令传递给电磁铁控制器，此时电磁铁控制器会 控制卡栓让其处于闭合状态（如图2)。此时，刚性导棒因被固定而不能上下自由运动，故而 连接在刚性导棒上的辅弹簧此时会伴随整个调谐质量阻尼器结构系统进行运动，同时为整 个调谐质量阻尼器系统提供一个附加刚度，从而增大了调谐质量阻尼器的频率，最终使得 调谐质量阻尼器和被控结构达到较好的调谐，从而起到最佳的减振控制效果；②当被控结 构频率较低时，振动状态传递给控制中心分析处理，再由控制中心将相应的指令传递给电 磁铁控制器，此时电磁铁控制器会控制卡栓让其处于张开状态（如图3)。此时，刚性导棒 与质量块脱离，附属在刚性导棒上的辅弹簧此时不能为调谐质量阻尼器系统提供相应的刚 度，从而使得调谐质量阻尼器系统的整体刚度降低，故而调谐质量阻尼器系统此时频率也 会相应的降低，以使得其能够与被控结构再次处于较好的调谐状态，进行达到最佳的减振 控制效果；③辅弹簧系统的个数可以根据受控结构频率变化的范围划分不同的档位而进行 相关设置，以使其达到最佳的控制效果。
[0016] 以上是本实用新型的一种具体实施例，但并非本实用新型保护范围全部，一切在 本实用新型保护范围以内所做的等同变换，都将在本实用新型保护范围以内。
【权利要求】
1. 变刚度调谐质量阻尼器，包括质量块、主弹簧、导杆，质量块四个角处开有孔，导杆 采用滑动连接穿过四个角处的孔，在质量块的四个角处固定连接主弹簧，其特征在于：还包 括辅弹簧系统，所述辅弹簧系统包括刚性导棒、辅弹簧和电磁铁控制器，质量块设有上下通 孔，刚性导棒穿过通孔，刚性导棒的两端连接辅弹簧，在刚性导棒中部设置有卡口，在质量 块上卡口相应位置设置有卡栓，卡栓通过小弹簧连接在质量块上，并由电磁铁控制器控制 卡栓的伸缩。
2. 如权利要求1所述的变刚度调谐质量阻尼器，其特征在于：刚性导棒与辅弹簧之间 为活动连接，辅弹簧可更换。
【文档编号】E04B1/98GK203878800SQ201420182320
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】禹见达 申请人:湖南科技大学