一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑阻尼器技术领域，尤其涉及一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置。


背景技术：

2.调谐质量阻尼器主要由刚度元件、阻尼元件和惯性质量组成的结构振动系统，一般支撑或悬挂在结构上。当结构在外激励作用下产生振动时，带动调谐质量阻尼器系统一起振动，调谐质量阻尼器系统产生的惯性力反作用到结构上，调谐这个惯性力，使其对主结构的振动产生协调作用，从而减少结构的振动反应，提高结构舒适度，降低结构的疲劳损伤。
3.由于调谐质量阻尼器主要用于建筑物的内部，很难进入大众的视野，随着科普教育的发展，调谐质量阻尼器的重要性及工作原理逐步被科普推广进入大众的视野，被大众所认识，但目前市面上同类装置展示效果简单，不规范，功能单一，展示效果不理想，使科普推广具有一定的局限性。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置，可以展示高层建筑应对风力致建筑物产生的摆动，以及展示阻尼器降低强震对建筑物的振动幅度。
5.本实用新型提出的一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置，包括操作台，操作台上设置有用于模拟风振降幅的横向摆动机构和用于模拟强震降幅的纵向振动机构；所述横向摆动机构包括模型组件、固定于模型组件上的阻尼球和用于驱动模型组件摆动的横向驱动机构，横向驱动机构的一端固定于操作台上、另一端穿过操作台与模型组件连接；所述纵向振动机构包括演示组件、设置于演示组件上的阻尼块、用于驱动演示组件运动的纵向驱动机构，纵向驱动机构的一端固定于操作台上、另一端穿过操作台与演示组件转动连接。
6.进一步地，所述模型组件包括建筑模型组件、横向平台、横向导轨和横向滑块，建筑模型组件设置于横向平台上，阻尼球设置于建筑模型组件顶部，横向导轨固定于操作台上，横向滑块滑动设置于横向导轨上，建筑模型组件固定于横向滑块上，横向驱动机构穿过操作台与横向平台固定连接。
7.进一步地，所述横向驱动机构包括横向电机、横向偏心轮、横向安装板、横向连杆、横向固定板；横向电机通过横向安装板固定于操作台上，横向电机的输出端与横向偏心轮连接，横向连杆的一端与横向偏心轮转动连接、另一端与横向固定板转动连接，横向固定板另一端穿过操作台与横向平台底部固定连接。
8.进一步地，所述建筑模型组件包括第一建筑模型和第二建筑模型，第一建筑模型和第二建筑模型均固定于横向平台上，阻尼球设置于第一建筑模型。
9.进一步地，所述建筑模型组件外周设置有防护罩，防护罩与操作台固定连接。
10.进一步地，所述演示组件包括演示球、防护罩、纵向平台、直线导轨座和直线导轨，防护罩固定于纵向平台上，演示球设置于防护罩与纵向平台形成的空腔中，阻尼块设置于纵向平台上，直线导轨座固定于操作台上，直线导轨的一端穿过操作台与纵向平台底部固定连接、另一端穿过直线导轨座伸长设置，纵向驱动机构穿过操作台与纵向平台连接。
11.进一步地，所述演示球和防护罩为两个，分别设置于阻尼块的两侧。
12.进一步地，所述纵向驱动机构包括纵向电机、纵向偏心轮、纵向安装板、纵向连杆和纵向固定板；纵向电机通过纵向安装板固定于操作台上，纵向电机的输出端与纵向偏心轮连接，纵向连杆的一端与横向偏心轮转动连接、另一端与纵向固定板转动连接，纵向固定板另一端穿过操作台与纵向平台底部固定连接。
13.本实用新型提供的一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置，本实施例中设置了两组机构，一组是模拟风振降幅的横向摆动机构，通过在模型组件中设置阻尼球，来展示高层建筑应对风力致建筑物产生的摆动，在强风中降低建筑物的加速度响应、降低大楼摆动幅度；另一组模拟强震降幅的纵向振动机构，通过在演示组件上设置阻尼块，来展示阻尼器降低强震对建筑物的振动幅度，尤其是建筑物顶部的冲击的模拟试验。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图2为图1的主视图；
16.图3为横向摆动机构的结构示意图；
17.图4为纵向振动机构的结构示意图；
18.其中，1-操作台，2-横向摆动机构，3-纵向振动机构，21-模型组件，22-阻尼球，23-横向驱动机构，31-演示组件，32-阻尼块，33-纵向驱动机构，211-建筑模型组件，212-横向平台，213-横向导轨，214-横向滑块，215-横向防护罩，231-横向电机，232-横向偏心轮，233-横向安装板，234-横向连杆，235-横向固定板，311-演示球，312-纵向防护罩，313-纵向平台，314-直线导轨座，315-直线导轨，331-纵向电机，332-纵向偏心轮，333-纵向安装板，334-纵向连杆，335-纵向固定板。
具体实施方式
19.下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
20.如图1至4所示，本实用新型提出的一种建筑调谐质量阻尼器展教模拟装置，包括操作台1，操作台1上设置有用于模拟风振降幅的横向摆动机构2和用于模拟强震降幅的纵向振动机构3；所述横向摆动机构2包括模型组件21、固定于模型组件21上的阻尼球22和用于驱动模型组件21摆动的横向驱动机构23，横向驱动机构23的一端固定于操作台1上、另一端穿过操作台1与模型组件21连接；所述纵向振动机构3包括演示组件31、设置于演示组件31上的阻尼块32、用于驱动演示组件31运动的纵向驱动机构33，纵向驱动机构33的一端固
定于操作台1上、另一端穿过操作台1与演示组件31转动连接。
21.本实施例中设置了两组机构，一组是模拟风振降幅的横向摆动机构2，通过在模型组件21中设置阻尼球，来展示高层建筑应对风力致建筑物产生的摆动，在强风中降低建筑物的加速度响应、降低大楼摆动幅度；另一组模拟强震降幅的纵向振动机构3，通过在演示组件31上设置阻尼块32，来展示阻尼器降低强震对建筑物的振动幅度，尤其是建筑物顶部的冲击的模拟试验。需要说明的是，以上阻尼球22和阻尼块32均属于调谐质量阻尼器。
22.整体结构简单可靠，演示效果明显，装置同时演示调谐质量阻尼器对风致振动的抑制作用和阻尼器对降低强震对建筑物冲击的作用；两组机构均可以采用对比的方式展示效果，将观察风振降幅模拟试验效果与参与强震降幅互动效果达到最佳展示效果。
23.在本实施例中，所述模型组件21包括建筑模型组件211、横向平台212、横向导轨213和横向滑块214，建筑模型组件211设置于横向平台212上，阻尼球22设置于建筑模型组件211顶部，横向导轨213固定于操作台1上，横向滑块214滑动设置于横向导轨213上，建筑模型组件211固定于横向滑块214上，横向驱动机构23穿过操作台1与横向平台212固定连接；建筑模型组件211包括第一建筑模型和第二建筑模型，第一建筑模型和第二建筑模型均固定于横向平台212上，阻尼球22设置于第一建筑模型。
24.第一建筑模型中设置阻尼球22，第二建筑模型中不设置阻尼器，通过对比方式，将观察风振降幅模拟试验效果达到最佳展示效果。
25.在本实施例中，所述横向驱动机构23包括横向电机231、横向偏心轮232、横向安装板233、横向连杆234、横向固定板235；横向安装板233固定于操作台1下部，横向电机231通过横向安装板233固定于操作台1上，横向电机231的输出端与横向偏心轮232连接，横向连杆234的一端与横向偏心轮232转动连接、另一端与横向固定板235转动连接，横向固定板235另一端穿过操作台1与横向平台212底部固定连接。
26.其中横向电机231可以使用低速电机，横向电机231运行驱动横向偏心轮232转动，横向连杆234两端的转动连接设置，使得横向连杆234可以随着横向偏心轮232的转动而转动，由于横向平台212在纵向的运动被横向滑块214限制，因而横向平台212通过横向滑块214在横向导轨213上运动，来模拟高层建筑应对风力致建筑物产生的摆动。
27.在本实施例中，演示组件31包括演示球311、纵向防护罩312、纵向平台313、直线导轨座314和直线导轨315，纵向防护罩312固定于纵向平台313上，演示球311设置于纵向防护罩312与纵向平台313形成的空腔中，阻尼块32设置于纵向平台313上，直线导轨座314固定于操作台1上，直线导轨315的一端穿过操作台1与纵向平台313底部固定连接、另一端穿过直线导轨座314伸长设置，纵向驱动机构33穿过操作台与纵向平台313连接。
28.当设置阻尼块32时，演示球311在纵向驱动机构33的驱动下，升高高度为l1，当不设置阻尼块32时，演示球311在纵向驱动机构33驱动下，升高高度为l2，l2大于l1，因而阻尼块32可拿可放设置，可让观众进行互动操作观察，提高了在展示阻尼器32降低强震对建筑物的振动幅度的互动性。另外，演示球311和纵向防护罩312可以为两个，分别设置于阻尼块32的两侧，以更清晰显示上述升高高度对比。
29.在本实施例中，纵向驱动机构33包括纵向电机331、纵向偏心轮332、纵向安装板333、纵向连杆334和纵向固定板335；纵向安装板333固定于操作台1下部，纵向电机331通过纵向安装板333固定于操作台1上，纵向电机331的输出端与纵向偏心轮332连接，纵向连杆
334的一端与纵向偏心轮332转动连接、另一端与纵向固定板335转动连接，纵向固定板335另一端穿过操作台1与纵向平台313底部固定连接。
30.其中纵向电机331可以使用低速电机，纵向电机331运行驱动纵向偏心轮332转动，纵向连杆334两端的转动连接设置，使得纵向连杆334可以随着纵向偏心轮332的转动而转动，由于纵向平台313在横向的运动被直线导轨座314和直线导轨315限制，因而纵向平台313通过直线导轨315在直线导轨座314上运动，来模拟阻尼器降低强震对建筑物的振动幅度，尤其是建筑物顶部的冲击的模拟试验。
31.工作过程：分别运行横向电机231和纵向电机331，驱动对应的横向平台212横向运动，以及纵向平台313纵向运动，观察第一建筑模型和第二建筑模型的摆动情况，以及演示球311上升运动，然后将阻尼块32拿掉后，继续观察演示球311上升运动，观察调谐质量阻尼器对风致振动的抑制作用和阻尼器对降低强震对建筑物冲击的作用；以上横向摆动机构2可以提供最佳的演示振幅30mm和频率60次/min，纵向振动机构3可以提供最佳的演示振幅30mm和频率350次/min。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。