一種自適應調諧質量阻尼器制造技術

本發明專利技術提供一種自適應調諧質量阻尼器，包括供調節質量裝置、彈簧組、固定質量塊、可變質量塊、阻尼棒、硅油槽和控制所述自適應調諧質量阻尼器的伺服控制系統，其中：彈簧組的底端與供調節質量裝置的頂部相連接，頂端與固定質量塊的底部相連接，可變質量塊固定設置于固定質量塊的頂部，可變質量塊和固定質量塊的中心開有阻尼棒槽道；可變質量塊和供調節質量裝置的主體為可充入固體或液體的容器，可變質量塊和供調節質量裝置所需的質量由固體或液體充入容器內部來提供。本發明專利技術的可變質量塊和供調節質量裝置的質量大小可通過伺服控制系統實時調節，從而實現調諧質量阻尼器的自適應精確控制，達到良好的減振效果，同時具有安裝簡單、操作便捷的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土木工程
，具體地講，是涉及一種自適應調諧質量阻尼器。
技術介紹
調諧質量阻尼器作為一種減振措施具有對原結構改動較小、安裝簡單、減振效果顯著且造價低的特點，因此，在國內外土木工程結構中得到了廣泛的應用，如：臺北101大廈和上海環球金融中心等高聳建筑上均有使用。通常建筑結構自身的頻率在不同的使用狀況下會發生變化，導致調諧質量阻尼器與建筑結構的頻率不一致，影響調諧質量阻尼器的減振效果。當調諧質量阻尼器自身的特性如粘滯阻尼器的退化、彈簧銹蝕時，或當調諧質量阻尼器采用建筑結構的某一構件作為其質量塊，構件質量發生變化時，都會影響調諧質量阻尼器的減振效果。另外，建筑結構在設計時的頻率估計值與實際的自振頻率存在一定的差異，荷載激勵的不確定性激發建筑結構不同階數的振型等因素也會影響調諧質量阻尼器的控制效果，而不良的減振控制會直接影響高層建筑的舒適度，嚴重時甚至影響建筑的安全性。這就要求單擺調諧質量阻尼器的頻率能夠隨實際頻率的變化而變化，但是傳統的調諧質量阻尼器一經安裝其頻率就固定，具有對頻率的調諧不敏感的缺點，無法滿足實際需求。因此，設計一種調諧質量阻尼器，能夠根據建筑結構的實際頻率或自身的實際使用狀況實時調節自身頻率至與建筑結構的頻率相近，實現自適應精確控制，從而達到良好的減振效果，就具有十分重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種自適應調諧質量阻尼器，以克服現有技術中的上述缺陷，能夠實時調節自身頻率與建筑結構的頻率相近，實現自適應精確控制，從而達到良好的減振效果。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種自適應調諧質量阻尼器，包括供調節質量裝置、彈簧組、固定質量塊、可變質量塊、阻尼棒、硅油槽和控制所述自適應調諧質量阻尼器的伺服控制系統，其中：所述彈簧組的底端與所述供調節質量裝置的頂部相連接，所述彈簧組的頂端與所述固定質量塊的底部相連接，所述可變質量塊固定設置于所述固定質量塊的頂部，所述可變質量塊和所述固定質量塊的中心開有阻尼棒槽道；所述硅油槽設置于所述供調節質量裝置的頂面中心，所述阻尼棒的上端穿設于所述阻尼棒槽道內，下端插入所述硅油槽內；所述可變質量塊和供調節質量裝置的主體為可充入固體或液體的容器，所述可變質量塊和供調節質量裝置所需的質量由固體或液體充入容器內部來提供。所述供調節質量裝置的底部具有向外的凹臺面，所述伺服控制系統包括設置于所述可變質量塊的頂部的第一加速度傳感器，設置于所述凹臺面上的第二加速度傳感器，接收所述第一加速度傳感器和所述第二加速度傳感器信號的單片機系統和用于改變所述可變質量塊的質量的驅動系統。所述可變質量塊的底部與所述固定質量塊固定連接，所述阻尼棒的頂端通過轉動螺母固定在所述可變質量塊上。進一步地，所述彈簧組由若干根彈簧組成，豎向支撐上部的所述可變質量塊和固定質量塊。進一步地，所述固體為沙、礦石中的任何一種。進一步地，所述液體為水、油、鹽液中的任何一種。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益技術效果：本專利技術的自適應調諧質量阻尼器，可變質量塊和供調節質量裝置的質量可通過伺服控制系統進行實時調節，從而能夠實時調節調諧質量阻尼器的頻率至與建筑結構的頻率附近，實現調諧質量阻尼器的自適應精確控制，達到良好的減振效果，同時具有安裝簡單、操作便捷的特點。附圖說明圖1是本專利技術的自適應調諧質量阻尼器主視圖。圖2是本專利技術的自適應調諧質量阻尼器俯視圖。圖3是圖2的A-A剖面圖。圖中標號：1-可變質量塊、2-固定質量塊、3-彈簧組、4-阻尼棒、5-阻尼棒槽道、6-單片機系統、7-驅動系統、8-第一加速度傳感器、9-第二加速度傳感器、10-供調節質量裝置、11-硅油槽、12-轉動螺母、13-伺服控制系統、14-凹臺面。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的技術方案做進一步的詳細說明。如圖1至圖3所示，本專利技術的自適應調諧質量阻尼器，包括供調節質量裝置10、彈簧組3、固定質量塊2、可變質量塊1、阻尼棒4、硅油槽11和控制所述自適應調諧質量阻尼器的伺服控制系統13，其中：所述彈簧組3的底端與所述供調節質量裝置10的頂部相連接，所述彈簧組3的頂端與所述固定質量塊2的底部相連接，所述可變質量塊1固定設置于所述固定質量塊2的頂部，所述可變質量塊1和所述固定質量塊2的中心開有阻尼棒槽道5；所述硅油槽11設置于所述供調節質量裝置10的頂面中心，所述阻尼棒4的上端穿設于所述阻尼棒槽道5內，下端插入所述硅油槽11內；當所述可變質量塊1和固定質量塊2做豎向振動時，所述阻尼棒4在所述硅油槽11內發生相對運動，通過所述阻尼棒4與硅油之間的摩擦提供阻尼，幫助耗能，從而實現減振。所述可變質量塊1和供調節質量裝置10的主體為可充入固體或液體的容器，所述可變質量塊1和供調節質量裝置10所需的質量由固體(例如：沙子、礦石)或液體(例如：水、油或鹽液)充入容器內部來提供。所述供調節質量裝置10的底部具有向外的凹臺面14，所述伺服控制系統13包括設置于所述可變質量塊1的頂部的第一加速度傳感器8，設置于所述凹臺面14上的第二加速度傳感器9，接收所述第一加速度傳感器8和所述第二加速度傳感器9信號的單片機系統6和用于改變所述可變質量塊1的質量的驅動系統7。所述可變質量塊1的底部與所述固定質量塊2固定連接，所述阻尼棒4的頂端通過轉動螺母12固定在所述可變質量塊1上。進一步地，由圖2所示，所述彈簧組3由4根彈簧組成，豎向支撐上部的所述可變質量塊1和固定質量塊2，所述彈簧組3的彈簧根數、材料、幾何參數等分別根據實際剛度需要來確定。進一步地，所述可變質量塊1、固定質量塊2和供調節質量裝置10的材料、形狀、幾何參數等分別根據實際建筑結構的質量和調幅范圍需要來確定。進一步地，所述硅油槽11的尺寸以及硅油液面的高度，阻尼棒4的尺寸等根據實際建筑結構，通過設計或實驗獲得。進一步地，所述驅動系統7的具體形式由可變質量的形式和調幅范圍需要來確定。結合上述的自適應調諧質量阻尼器的具體結構和附圖，本專利技術的使用方法如下：1)、安裝本專利技術自適應調諧質量阻尼器，往供調節質量裝置10中加入適量的固體或液體，使所述供調節質量裝置10達到一定的質量；往所述可變質量塊1的內部加入適量的固體或液體，調節自適應調諧質量阻尼器的頻率至與建筑結構的頻率接近。2)、當自適應調諧質量阻尼器的頻率與建筑結構的頻率不一致時，所述第一加速度傳感器8和第二加速度傳感器9分別檢測阻尼器的豎向加速度，所述單片機系統6接收來自建筑結構及所述第一加速度傳感器8和所述第二加速度傳感器9的信號，經過分析處理后控制驅動系統7動作，從所述供調節質量裝置10內抽出一部分固體或液體至可變質量塊1內，或者從所述可變質量塊1內抽出一部分固體或液體至所述供調節質量裝置10內，直至達到所述單片機系統6中預設的可變質量塊1加速度和固定質量塊2加速度的比值要求時停止調節，此時阻尼器自振頻率在建筑結構頻率附近，從而實現所述可變質量塊1的質量的實時控制，進而實現自適應調諧質量阻尼器頻率的實時控制。以上對本專利技術的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為范例，本專利技術并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本專利技術的范疇之中。因此，在不脫離本專利技術的精神和范圍下所作的均等變換和修改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自適應調諧質量阻尼器，其特征在于，包括供調節質量裝置、彈簧組、固定質量塊、可變質量塊、阻尼棒、硅油槽和控制所述自適應調諧質量阻尼器的伺服控制系統，其中：所述彈簧組的底端與所述供調節質量裝置的頂部相連接，所述彈簧組的頂端與所述固定質量塊的底部相連接，所述可變質量塊固定設置于所述固定質量塊的頂部，所述可變質量塊和所述固定質量塊的中心開有阻尼棒槽道；所述硅油槽設置于所述供調節質量裝置的頂面中心，所述阻尼棒的上端穿設于所述阻尼棒槽道內，下端插入所述硅油槽內；所述可變質量塊和供調節質量裝置的主體為可充入固體或液體的容器，所述可變質量塊和供調節質量裝置所需的質量由固體或液體充入容器內部來提供。

【技術特征摘要】
1.一種自適應調諧質量阻尼器，其特征在于，包括供調節質量裝置、彈簧組、固定質量塊、可變質量塊、阻尼棒、硅油槽和控制所述自適應調諧質量阻尼器的伺服控制系統，其中：所述彈簧組的底端與所述供調節質量裝置的頂部相連接，所述彈簧組的頂端與所述固定質量塊的底部相連接，所述可變質量塊固定設置于所述固定質量塊的頂部，所述可變質量塊和所述固定質量塊的中心開有阻尼棒槽道；所述硅油槽設置于所述供調節質量裝置的頂面中心，所述阻尼棒的上端穿設于所述阻尼棒槽道內，下端插入所述硅油槽內；所述可變質量塊和供調節質量裝置的主體為可充入固體或液體的容器，所述可變質量塊和供調節質量裝置所需的質量由固體或液體充入容器內部來提供。2.如權利要求1所述的自適應調諧質量阻尼器，其特征在于，所述供調節質量裝置的底部具有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施竹珺，
申請(專利權)人：上海路博減振科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31