[实用新型]基于刚度空气弹簧的压电感应式半主动控制装置

说明书

本实用新型公开了一种基于刚度空气弹簧的压电感应式半主动控制装置，包括内箱体和外箱体，所述内箱体内设置有质量球，所述质量球的顶部和底部分别设置有刚性膜，两个所述刚性膜的相对面分别设置有压电传感材料层，两个所述刚性膜分别与所述内箱体组成空气腔体，所述刚性膜与所述内箱体滑动连接，所述内箱体的顶部和底部分别设置有磁块，所述质量球的两侧分别通过连杆连接有空气弹簧。本实用新型能够实现半主动控制，可以通过控制空气弹簧内的气体从而做出主动调谐，保证本实用新型在最优范围内工作；且本实用新型设计合理、质量较轻，原理简单、成本较低、安装简单等优点，具有良好的经济效益与应用前景。

技术领域

本实用新型涉及结构工程振动控制技术领域，尤其涉及一种基于刚度空气弹簧的压电感应式半主动控制装置。

背景技术

近五十年来，减振技术发展迅猛，现已广泛应用于建筑工程减振。结构振动控制改变了土木工程以往的传统设计思路，采用减振装置来施加减缓结构本身动力响应的控制力，达到抑制结构不良振动的目的。其中被动控制技术的理论研究与工程应用相对成熟，相比之下半主动控制与混合控制因其形式复杂等原因仍处于研究开发阶段。

半主动控制属于有源控制的一种，通常以被动控制为主控，需有一定的能量输入。与被动控制相比，半主动控制可以根据结构在外力作用下的响应智能调整控制参数，确保减振装置的减振效果达到最大化，具有较强的灵活性，工作路径简单，不会发生失控现象，可靠性高。

针对高耸结构，目前提出利用弹簧摆的内共振特性实现非线性能量阱以减小地震响应，其基本原理是将原悬挂质量摆的摆线改为弹簧，通过设计弹簧刚度使弹簧摆的振动和摆动模态相耦合，进而提高吸振能力。然而地震与风荷载是随机的，而弹簧的刚度是一定的不能够保证减振效果达到最优。

本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的技术目的在于解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型提供了一种基于刚度空气弹簧的压电感应式半主动控制装置，包括内箱体和外箱体，所述内箱体内设置有质量球，所述质量球的顶部和底部分别设置有刚性膜，两个所述刚性膜的相对面分别设置有压电传感材料层，两个所述刚性膜分别与所述内箱体组成空气腔体，所述刚性膜与所述内箱体滑动连接，所述内箱体的顶部和底部分别设置有磁块，所述质量球的两侧分别通过连杆连接有空气弹簧，两个所述空气弹簧分别通过气体压缩装置与所述空气腔体连通。

优选的，所述质量球为金属球。

优选的，所述刚性膜的两侧分别通过导轨与所述内箱体滑动连接。

优选的，所述质量球的两侧分别通过所述连杆与所述空气弹簧的活塞相连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型由于上述结构设计，能够实现半主动控制，可以通过控制空气弹簧内的气体从而做出主动调谐，保证本实用新型在最优范围内工作；且本实用新型设计合理、质量较轻，原理简单、成本较低、安装简单等优点，具有良好的经济效益与应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1空气弹簧、2气体压缩装置、3刚性膜、4压电传感材料层、5质量球、6磁块、7导轨、8内箱体、9外箱体、10连杆、11空气腔体。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例：