一种多级电感调谐质量阻尼器的制作方法

本发明涉及结构振动控制技术领域，更具体地，涉及一种多级电感调谐质量阻尼器。

背景技术：

现阶段，我国在结构减振领域内技术发展较快，各种各样调谐质量阻尼器应运而生，主要有摆式调谐质量阻尼器、导轨式调谐质量阻尼器、电涡流调谐质量阻尼器、颗粒阻尼器以及磁流变调谐质量阻尼器等。然而，上述调谐阻尼器仍存在一些不足，例如摆式阻尼器工作时占用空间大，颗粒阻尼器存在噪音影响，不少调谐质量阻尼器存在结构复杂、造价昂贵、耐久性差、效果不明显等缺点。因此，研究一种效果显著、材料经济、占用空间小的阻尼器有十分重大的意义。电感式调谐质量阻尼器能充分将结构物振动的机械能转化为电能再通过发热或其他方式消散，效果明显，同时具有材料成本较低、占用空间小等优点。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种多级电感调谐质量阻尼器，适用于结构物水平或竖向的振动抑制，既能发挥阻尼器耗能减振的特点，又有着材料成本低、占用空间小等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多级电感调谐质量阻尼器，包括腔体以及设于腔体中的若干阻尼单元，各阻尼单元均匀设置，并保持方向一致；所述阻尼单元包括管体和磁体，所述磁体滑动设置于管体内，沿管体轴向来回滑动；所述管体中部外壁还缠绕有闭合线圈，闭合线圈串联有电阻，所述闭合线圈的覆盖面长度小于磁体的运动长度；所述磁体在管体内来回滑动，通过电磁感应，使电阻发热耗能。其中，闭合线圈的匝数、电阻阻值可依据耗能需求以及结构物的振动特征优化来获取。磁体滑动穿过闭合线圈，以实现磁通量的改变。

该阻尼器适用于水平或竖直方向振动的结构物，在使用时，腔体固定在振动结构物上，振动产生的机械能转化为电能，并通过电阻将电能转化为热能进行消散。当结构物水平或竖向振动时，固定在结构物上的腔体跟着振动，磁体在管体内发生相对滑动，绕在管体外部的线圈的磁通量发生迅速变化，在电阻以及闭合线圈的回路里产生感应电流，由电阻发热耗能。本技术方案结构简单，组装合理，占用空间小，且各组成部分的组成材料易于获得，成本较低。

作为其中一种优选的方案，所述阻尼单元还包括用于拉动复位的弹性件，所述磁体带极性的两端分别连接弹性件，并通过弹性件连接至管体两端。弹性件主要对磁体起限位、复位作用，以及调节振动频率。选取的弹性件刚度可根据与结构物的最佳频率比来确定。

作为其中一种优选的方案，所述管体内设有用于滑动导向的导轨，所述磁体设有用于配合导轨滑动的轮轴。导轨固定于管体内，一般使用金属材料制成，主要用于导向磁体沿管体轴向方向运动，以便改变其在闭合线圈中的磁通量。

作为其中一种优选的方案，所述磁体两端设有横穿孔，所述轮轴转动装配于横穿孔中。轮轴一般由两个轮子和一个轴组成，装配在磁体的横穿孔上，并与导轨配合进行滑动。

作为其中一种优选的方案，还包括隔板，所述隔板固定设于腔体中，并将腔体划分成多个腔室，各腔室均匀设有若干阻尼单元。隔板即可为塑料板，也可为钢板。

作为其中一种优选的方案，所述阻尼单元呈矩阵排列分布，均匀且对齐。

优选地，所述弹性件为弹簧。

优选地，所述腔体为矩形腔体。

优选地，所述管体为圆柱形塑料管道。

优选地，所述磁体为圆柱条形永磁体。磁体的极性方向与管体轴向保持一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种多级电感调谐质量阻尼器，将结构振动产生的机械能转化为电能，并通过电阻将电能转化为热能进行消散，达到耗能减振的效果。本发明结构简单，组装方便，既能发挥阻尼器耗能减振的特点，又有着材料成本低、占用空间小等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构俯视图。

图2是管体的结构示意图。

图3是磁体的结构示意图(不带轮轴)。

图4是磁体的结构示意图(带轮轴)。

图5是阻尼单元的结构示意图(不带闭合线圈)。

图6是阻尼单元的内部结构图(不带闭合线圈)。

图7是阻尼单元的轴向视图(不带闭合线圈)。

其中，1腔体，2阻尼单元，3管体，4磁体，5闭合线圈，6电阻，7弹性件，8导轨，9轮轴，10横穿孔，11隔板。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例

如图1-7所示，本实施例提供了一种多级电感调谐质量阻尼器，包括腔体1、隔板11以及设于腔体1中的若干阻尼单元2，腔体1整体呈矩形，可由结构用金属材料或替代型的建筑材料制成，在使用时，腔体1固定在振动结构物上。同时，隔板11固定设于腔体1中，并将腔体1划分成三个腔室，各腔室均匀设有三个阻尼单元2。具体地，各阻尼单元2呈矩阵排列均匀分布，并保持方向一致。

其中，阻尼单元2包括管体3、磁体4和弹性件7，磁体4滑动设置于管体3内，沿管体3轴向来回滑动，磁体4带极性的两端分别连接弹性件7，并通过弹性件7连接至管体3两端。本实施例中，位于同一竖列的阻尼单元2的管体3对齐，隔板11将各阻尼单元2分隔开来，所以，可将弹性件7的一端连接固定于隔板11上，对磁体4起限位、复位作用，以及调节振动频率。具体地，此处弹性件7为弹簧，弹簧刚度可根据与结构物的最佳频率比来确定。

具体地，管体3为圆柱形塑料管道，磁体4为圆柱条形永磁体，管体3内设有用于滑动导向的导轨8，磁体4设有用于配合导轨8滑动的轮轴9。磁体4两端设有横穿孔10，轮轴9转动装配于横穿孔10中。轮轴9一般由两个轮子和一个轴组成，装配在磁体4的横穿孔10上，并与导轨8配合进行滑动。

另外，管体3中部外壁还缠绕有闭合线圈5，闭合线圈5串联有电阻6，即线圈首尾用导线与电阻6相连。需要注意的是，闭合线圈5为铜制线圈，闭合线圈5的覆盖面长度小于磁体4的运动长度，磁体4滑动穿过闭合线圈5的覆盖面，当磁体4在管体3中与闭合线圈5发生相对滑动时，可改变闭合线圈5中的磁通量，使其在线圈中产生感应电流。闭合线圈5的匝数、电阻6阻值可依据耗能需求以及结构物的振动特征优化来获取。

该阻尼器适用于水平或竖直方向振动的结构物，在使用时，腔体1固定在振动结构物上，振动产生的机械能转化为电能，并通过电阻6将电能转化为热能进行消散。当结构物水平或竖向振动时，固定在结构物上的腔体1跟着振动，磁体4在管体3内发生相对滑动，根据电磁感应，绕在管体3外部的线圈的磁通量发生迅速变化，在电阻6以及闭合线圈5的回路里产生感应电流，由电阻6发热耗能，起到减振效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。