可自动调谐的质量阻尼器的制作方法

本公开大体上涉及振动阻尼器，并且更具体地涉及可自动调谐的质量阻尼器。

背景技术：

1、许多类型的结构容易受到由任何数量的源在其中引起的振动的影响，源诸如是外部状况(例如，风)或在机器的情况下的内部操作状况。需要阻尼这些振动以防止损坏结构或机器。

2、在这方面，已经开发出许多类型的振动阻尼器。结构振动常常需要受阻尼以防止损坏结构。例如，线性阻尼器是公知的，其基本上包括在填充流体的缸内的活塞。杆将活塞连接到结构，使得在结构中引起的振动传输到活塞，其中活塞在缸中的线性移动受阻尼，这导致结构振动的阻尼。然而，该类型的线性阻尼器需要大量的有效操作空间。另外，调谐该类型的阻尼器通常涉及从结构移除和拆卸阻尼器以改变缸中的流体。

3、另一种类型的常规阻尼器使用从弹性材料(即，具有表现出粘性力的材料应变特性的材料)悬挂的质量块。然而，这些装置具有的运动和操作的范围由弹性材料限制，并且不可在没有基本上替换弹性材料的情况下进行调谐。

4、美国专利第8672107号描述了一种振动阻尼器，其包括刚性底座，其中质量块联接到该刚性底座以用于沿该底座进行线性移动。联接到质量块的第一弹簧响应于沿第一方向的线性移动而压缩，且联接到质量块的第二弹簧响应于沿与第一方向相反的第二方向的线性移动而压缩。联接到质量块的转换器将线性移动转换成对应的旋转移动。填充流体的旋转阻尼器联接到转换器并且阻尼旋转移动。更具体地，填充流体的旋转阻尼器由壳体支承。轴杆在一个端部上由壳体可旋转地支承，并且在其另一个端部上联接到旋转阻尼器的转子。正齿轮附接到轴杆以随其旋转，并且与固定地联接到底座的线性齿条齿轮接合。因此，由壳体因结构中的振动而经历的线性运动引起正齿轮经由其与齿条齿轮的接合而旋转。轴杆的对应旋转传递到旋转阻尼器的转子，由此阻尼此旋转运动。

5、根据美国'107专利的阻尼器经由选择具有期望弹簧刚度的弹簧并且还通过调整在线性方向上经历线性运动的质量的量来调谐。为此目的，可变质量提供在阻尼器的壳体上。

6、美国专利第10619699号描述了一种构造成可远程调谐或自调谐的紧凑振动阻尼器。该阻尼器包括刚性底座，其中质量块联接到底座以用于在其上线性移动。转换器联接到质量块并且将线性移动转换成对应的旋转移动，其中联接到转换器的旋转阻尼器阻尼旋转移动。旋转弹簧联接到使旋转阻尼器自旋的轴，从而对抗质量块的线性移动。飞轮也联接到轴，其中飞轮的旋转运动增加了动能，使得质量块的有效性比单独的线性运动大得多。电子线性致动器操作移动飞轮的重量致动器组件，如剪式组件、枢转臂、顶丝杆等，从而改变自旋的飞轮的质量惯性矩而不改变飞轮的实际质量。因此，线性致动器用于通过移动重量致动器组件和飞轮以调谐紧凑振动阻尼器来调谐阻尼器。

7、因此，美国'699专利的调谐能力取决于相对复杂的机械联动装置、致动器和结构，以通过沿径向朝向和远离飞轮的旋转轴线移动质量块来改变飞轮的质量惯性。

8、本公开提供了一种备选、有效和紧凑的可远程调谐的质量阻尼器，其与例如现有技术的可调谐质量阻尼器相比在结构和操作上相对简单。

技术实现思路

1、本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述清楚，或可通过本发明的实践来学习到。

2、本公开涵盖用于减少结构或机器中的振动的质量阻尼器的实施例。质量阻尼器不限于任何特定类型的结构或机器，并且在其中期望减少或消除在结构或机器中引起的振动的任何情形下都有用处。仅出于示范目的，质量阻尼器的方面可在本文中参考安装在风力涡轮转子叶片上而描述。

3、质量阻尼器的实施例包括安装在底座上的框架，其中由于在其上安装质量阻尼器的结构中引起的振动或振荡，框架可沿底座线性移动。轨道齿轮设置在底座上，并且飞轮与轨道齿轮处于齿轮传动接合，以便随着框架相对于底座线性移动而受旋转驱动。旋转阻尼器安装在框架上，并且与飞轮处于齿轮传动接合。旋转阻尼器产生抵抗飞轮的旋转的反转矩，其中反转矩与飞轮的旋转速度成比例。旋转阻尼器具有可自动调整或改变以修改反转矩并且从而调谐振动质量阻尼器的电特性。

4、在特定实施例中，旋转阻尼器可包括由飞轮驱动的发电机，其中电特性是发电机的电输出，电输出与飞轮的旋转速度成正比并且产生反转矩。在该实施例中，有效电负载放置在发电机上，其中通过响应于质量阻尼器的移动而自动调整有效电负载来改变发电机的电输出以调谐振动质量阻尼器。

5、在特定实施例中，有效电负载可由电子可变电阻器构造(如变阻器或可变电阻器阵列)提供。在备选实施例中，有效电负载可由脉宽调制(pwm)控制的继电器提供，其中当受致动时，继电器将电阻负载放置在发电机上。继电器(并且因此电阻负载)的“导通”周期的频率和持续时间提供了有效电负载。

6、质量阻尼器可包括本地控制器，该本地控制器配置成响应于质量阻尼器的移动而自动调整有效电负载。该本地控制器可出于各种目的与远程控制器通信，例如以改变质量阻尼器的操作参数。

7、质量阻尼器的某些实施例可包括安装到框架的可调整压载重物，其中重量可添加到压载重物或从压载重物减去以附加地调谐质量阻尼器。

8、在质量阻尼器的特定结构构造中，框架和轨道齿轮可位于安装到底座的壳体内，其中底座和壳体构造成用于固定安装到结构或机器。

9、在一个实施例中，飞轮可包括直接与轨道齿轮处于齿轮传动的外圆周表面。在该实施例中，旋转阻尼器可直接与飞轮的外圆周表面处于齿轮传动。可提供其中旋转阻尼器包括由飞轮驱动的发电机的实施例。

10、质量阻尼器的实施例可包括附接系统，该附接系统构造成将质量阻尼器可移除地附接到结构或机器。附接系统可包括相对的夹持壳，夹持壳符合在其上安装质量阻尼器的结构或机器的形状。质量阻尼器的底座可固定到夹持壳中的一个。

11、本发明还涵盖用于减少结构或机器中的振动的方法的实施例，该方法包括将可电子调谐的质量阻尼器附接在结构或机器上的固定位置处，以及感测在结构或机器中引起的振动或振荡。该方法包括通过响应于感测到的振动或振荡而自动改变质量阻尼器的电特性来基于感测到的振动或振荡而调谐质量阻尼器。

12、该方法可包括利用与质量阻尼器构造在一起的本地控制器来控制调谐过程，其中质量阻尼器的操作参数可通过与本地控制器通信的远程中央控制器来改变。备选地，该方法可包括将本地控制器放置成与移动智能装置通信以用于执行远程控制器的功能中的任何。该移动智能装置还可与远程控制器通信。

13、在某些实施例中，质量阻尼器包括连接到旋转阻尼器的飞轮，其中该方法包括通过电子控制由旋转阻尼器施加的抵抗飞轮的旋转的反转矩来自动调谐质量阻尼器。在该实施例中，旋转阻尼器可包括与飞轮处于齿轮传动接合并且由飞轮驱动的发电机，其中发电机的电输出与飞轮的旋转速度成正比，并且控制成产生期望程度的反转矩以用于调谐过程。例如，调谐过程可包括远程改变放置在发电机上的电负载以改变由发电机在飞轮的给定旋转速度下施加的反转矩。

14、本发明的这些和其它特征、方面和优点参考以下描述和所附权利要求书将变得更好理解。并入并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。