智能电磁控制隔震支座的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能电磁控制隔震支座，属于工程结构减震隔震技术领域。
【背景技术】
[0002]地震灾害由于其突发性、随机性、破坏性等特点给自然环境和人类社会带来危害。随着经济社会的发展和科学技术的进步，在保证受灾区生命财产安全的基本要求之上，工程师开始逐渐追求结构的易修复性和社会功能的可恢复性。科学研究和工程应用证实隔震结构体系是一种减震效果显著的结构控制技术，但目前仍多用于上部结构高度较低的结构体系中。隔震技术运用于高层建筑面临两个主要挑战:(1)大震下隔震支座会产生过大的水平位移(变形)；(2)由于上部结构较大的倾覆力矩或竖向地震，位于结构边缘的隔震支座有潜在的拉应力超限或支座脱离风险。以上两者都可能引发隔震支座失效，造成不可预计的灾难性后果。与此同时，在隔震层集中消耗大部分地震输入能量，如能收集转换这部分能量，将有利于运用主动控制技术获得更好的结构抗震性能。因此开发具有控制支座水平变形、竖向压力性能的新型智能隔震支座对于实现震后建筑结构快速恢复具有重大的科学意义、社会意义和经济意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种智能电磁控制隔震支座，通过传动系统将隔震支座的水平运动机械能由直流发电机转换为电能，并通过压力传感器和控制电路为上下电磁铁供应电流，使得隔震支座竖向压力始终保持稳定。同时，驱动直流发电机的反力又控制了隔震支座的水平位移。本发明适用于支座可能出现过大拉应力的隔震结构。本发明设计理念新颖，三维力学性能稳定，力学系统、控制系统集成度高。
[0004]本发明提出的智能电磁控制隔震支座，包括传统隔震支座1、压力传感器2、电磁铁上盘3、电磁铁下盘4、上传动连杆5、下连接板6、单向轴承7、传动齿轮8、直流发电机9、控制电路10、工作电路11、蓄电池12和轴承，其特征在于:压力传感器2与传统隔震支座I的顶部相连；电磁铁上盘3与电磁铁下盘4分别与传统隔震支座I的顶部和底部相连；上传动连杆5左右两侧带齿，一端通过第一轴承与电磁铁上盘3相连，传动齿轮8为两个，分别位于上传动连杆5的两侧，上传动连杆5两侧带齿端与传动齿轮8咬合；传动齿轮8通过单向轴承7与直流发电机9的转子相连；直流发电机9底部通过第二轴承与下连接板6连接，所述下连接板6—端连接电磁铁下盘4底部一侧；工作电路I O分别连接直流发电机9、电磁铁上盘3和电磁铁下盘4，直流发电机9在控制电路10下整流调幅，并通过工作电路11为电磁铁上盘3、电磁铁下盘4同向供电，产生相互吸引磁力；蓄电池12同时接入直流发电机充电和工作电路11辅助供电。
[0005]本发明中，两个单向轴承7与传递扭矩的方向相反，保证两个传动齿轮8在正反两个方向运动时分别带动各自的直流发电机9工作。
[0006]本发明中，控制电路10与压力传感器2连接，其输入信号来自压力传感器2，输出信号为工作电路电流，输出输入信号间为负相关关系。
[0007]本发明中，压力传感器2的输出信号与输入信号成正相关关系，输出信号为电阻阻值，输入信号为感应压力。
[0008]本发明中，第一轴承保证上传动连杆5可绕电磁铁上盘3自由转动，第二轴承保证直流发电机9可相对下连接板6绕轴自由转动。
[0009]本发明中，电磁铁上盘3、电磁铁下盘4均由多组励磁线圈电磁铁组成。
[0010]与一般技术的隔震支座相比，本发明的优点是:
(I)推动发电机的反作用力可以控制隔震支座的水平位移。
[0011](2)小震和中震下(支座压力较稳定，发电机电动势较小)，控制电路只开启充电电路为蓄电池充电，关闭工作电路不影响传统隔震支座的工作性能；大震下支座压应力达到临界值时，控制电路开启电磁铁系统工作电路，同时连入蓄电池，根据压力传感器数据，调整吸引力大小，使隔震支座竖向压力保持稳定。
[0012](3)上传动连杆和电磁铁上盘间、直流发电机与下连接板间均采用轴承连接，相当于铰接，使得外伸部件可以适应双向地震作用。
[0013](4)支座水平工作性能稳定，且大震下支座水平位移速率越大，发电机作用力越大功率越高，电磁铁吸力越大，结构控制效果好，无需外部能源输入。
【附图说明】
[0014]图1是本发明智能电磁控制隔震支座整体轴测图；
图2是本发明智能电磁控制隔震支座分部轴测图；
图3是本发明智能电磁控制隔震支座(配双向传动连杆)轴测图；
图4是本发明智能电磁控制隔震支座正面图；
图5是本发明智能电磁控制隔震支座a-a剖面图；
图6是本发明智能电磁控制隔震支座b-b剖面图；
图7是本发明智能电磁控制隔震支座c-c剖面图；
图8是本发明智能电磁控制隔震支座基本电路设计图；
图中标号为传统隔震支座外轮廓、2为压力传感器、3为电磁铁上盘、4为电磁铁下盘、5为上传动连杆、6为下连接板、7为单向轴承、8为传动齿轮、9为直流发电机、10为控制电路、11为工作电路、12为蓄电池、13为轴承。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
[0016]实施例1:
如图1-8所示，本发明为一种智能电磁控制隔震支座，包括传统隔震支座1、压力传感器2、电磁铁上盘3、电磁铁下盘4、上传动连杆5、下连接板6、单向轴承7、传动齿轮8、直流发电机9、控制电路10、工作电路11、蓄电池12和轴承13。压力传感器2与传统隔震支座I上连接板向连；电磁铁上盘3与电磁铁下盘4分别与传统隔震支座I的顶板与底板相连接；上传动连杆5左右两侧带齿，一端通过轴承13与电磁铁上盘3向连接，另一端与传动齿轮8咬合；传动齿轮8包括左右两个，通过单向轴承7与直流发电机9的转子相连；直流发电机9底部通过轴承与下连接板6连接；直流发电机9在控制电路10下整流调幅，并通过工作电路11为电磁铁上盘3、电磁铁下盘4同向供电(产生相互吸引磁力)；控制电路10的输入信号来自压力传感器2，输出信号作用于工作电路11 ;蓄电池12同时接入直流发电机(充电)和工作电路11 (辅助供电)。
[0017]电磁铁上盘3