[发明专利]一种自适应多维多级减振装置

说明书

本发明公开了一种自适应多维多级减振装置，弥补传统单一方法控制的缺陷，将被动控制和半主动控制有机结合在一起形成多级控制，既可以弥补被动控制在强度和频带宽度方面的局限性，又能够确保控制的自适应性和可调节性，在节约能量输入的前提下达到良好的减振控制效果。其技术方案为：包括工作箱，所述工作箱顶部安装滑动机构，且滑动机构能够沿工作箱移动；所述滑动机构通过置于工作箱内部的伸缩柱连接惯性质量体；滑动机构下方设有内挑板，所述内挑板底部连接若干压簧；工作箱侧壁低于内挑板位置铺设压电陶瓷；所述工作箱具有多个倾斜面，所述倾斜面安装多层能够相对其转动的D形滚杠；在外力作用下，惯性质量体能够沿D形滚杠移动。

技术领域

本发明涉及高耸和大跨结构的振动控制领域，尤其涉及一种自适应多维多级减振装置。

背景技术

在传统的土木工程中，通常通过优化设计提高结构性能，依靠结构自身的耗能能力吸收外界环境荷载的能量。但随着城市人口集中、用地紧张和现代化社会的发展，高耸和大跨结构发展迅速，这些结构通常具有柔性高、质量大等特点，通过结构自身抵抗外界动力荷载较难满足结构安全性和舒适度的要求。而振动控制技术可以有效增加结构的能量耗散，从而改善结构在环境荷载作用下的适用性，近年来得到了广泛关注。

发明人发现，目前对土木工程结构通常采用单一方法控制振动，常用的控制方法有被动控制、半主动控制和主动控制等。被动控制在多种控制方法中由于无需外界能量输入、稳定性较高等特点，已在很多实际应用中取得了良好的控制效果。半主动控制是通过借助少量能量调节作动器，通过改变振动体系的刚度、阻尼等特性实施反馈进行控制。主动控制对结构高频和低频振动均有很强的控制能力，但由于对外部能量输入要求过高，不易实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自适应多维多级减振装置，该装置将被动控制和半主动控制有机结合在一起形成多级控制，既可以弥补被动控制在强度和频带宽度方面的局限性，又能够确保控制的自适应性和可调节性，在节约能量输入的前提下达到良好的减振控制效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了一种自适应多维多级减振装置，其特征在于，包括工作箱，所述工作箱顶部安装滑动机构，且滑动机构能够沿工作箱移动；所述滑动机构通过置于工作箱内部的伸缩柱连接惯性质量体；

滑动机构下方设有内挑板，所述内挑板底部连接若干压簧；工作箱侧壁低于内挑板位置铺设压电陶瓷；所述工作箱具有多个倾斜面，所述倾斜面安装多层能够相对其转动的D形滚杠；在外力作用下，惯性质量体能够沿D形滚杠移动。

作为进一步的实现方式，所述滑动机构包括滑动梁和滑动块，所述滑动块卡合于滑动梁外侧并与伸缩柱相连；所述滑动梁的两端分别与位于内挑板上方的滑动槽滑动连接。

作为进一步的实现方式，所述惯性质量体包括保护箱，保护箱内部设有托板，托板侧面与保护箱侧壁之间设置配重块；所述托板上方放置若干金属球，托板下方与保护箱之间通过多个复位弹簧相连。所述配重块与保护箱、托板相围绕共同形成碰撞腔，所述碰撞腔铺设粘弹性材料。

作为进一步的实现方式，所述D形滚杠包括外壳和设置于外壳内部的多个线圈基柱，所述线圈基柱两侧对称设置配重条。

本发明实施例的工作原理如下：

在外部环境荷载作用下，惯性质量体由于惯性在工作箱底面发生沿任意水平方向的初始运动，带动伸缩柱和滑动梁一起运动。伸缩杆与滑动梁的联合作用能够保证惯性质量体不发生倾斜。

当惯性质量体运动范围超过工作箱底面时，惯性质量体推动底层D形滚杠转动，此时被转动的D形滚杠侧面与惯性质量体的斜侧面贴合，惯性质量体在水平方向的平动转变为沿摩擦角方向的上行运动。