[发明专利]一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器

说明书

本发明公开了一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器，包括：安装底座、惯容减振系统、水箱机构和氮气弹簧；惯容减振系统包括设置在安装底座上的齿条、与齿条相啮合的一级齿轮和与一级齿轮连接的惯容器，惯容器的侧面连接有导轨；水箱机构设置在所述导轨上；氮气弹簧的一端与水箱机构连接，氮气弹簧的另一端与安装底座连接，安装底座上连接有预压氮气弹簧施压装置，预压氮气弹簧施压装置上连接有预压氮气弹簧，预压氮气弹簧的另一端与齿条连接。本发明采用上述结构的一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器，有效的控制了水箱内液体的晃动，增强了TLD减震效果，提高了耗能效率和TLD的空间利用率。

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，尤其是涉及一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器。

背景技术

近年来，土木工程领域越来越重视结构振动控制技术，各种类型的阻尼器广泛应用于各种建筑结构中，用来抵抗风荷载与地震作用对建筑物产生的不良影响。其中调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper，TLD)因其成本低廉，便于安装，维修养护成本低等优点，受到土木工程界学者和工程设计人员的广泛关注，并开始付诸工程实践。调谐液体阻尼器(TLD)是一种固定在结构上的具有指定形状和液体的容器，其对结构进行振动控制的机理为：在结构振动的过程中，水箱中水的惯性力和波浪对容器壁产生的动压力构成对结构的控制力，同时结构振动的部分能量也将由于水的粘性而耗散掉，从而达到减小结构反应的目的。TLD对于频率十分敏感，最佳的液体晃动频率十分接近外部激励的频率，因此将TLD的频率调谐至结构的固有频率会提供较好的减振效果。在实际工程中，TLD控制的频带较窄，而且调谐液体耗能机理单一且效率不高，为使TLD的频率调谐至结构的固有频率，水箱的理论尺寸较大，可行性差。且结构上需要布置多个水箱，所占空间较大，加之水箱中液体的质量也很大，会影响结构的使用空间和正常功能。因此在保证TLD的频率与结构的固有频率一致的前提下，大幅度减小TLD水箱的尺寸成为一个亟需解决的问题。

对于传统的TLD装置，当水箱受到外部激励时，容器内的水会发生较大幅度晃动，当激励频率与水箱自振频率接近时，水箱内水的晃动会更加剧烈，可能影响到结构的使用功能和使用感受，这是由于纯水提供的粘性阻尼较小，晃动过于剧烈引起的。另外，传统的TLD在输入加速度幅值较小的情况下耗能能力有限，适当放大输入加速度是改进性能的一种方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器，有效的控制了水箱内液体的晃动，增强了TLD减震效果，提高了耗能效率和TLD的空间利用率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于导轨式行星齿轮实现惯容功能的调谐液体阻尼器，包括：

安装底座，所述安装底座设置为U型结构；

惯容减振系统，所述惯容减振系统包括设置在所述安装底座上的齿条、与所述齿条相啮合的一级齿轮和与所述一级齿轮连接的惯容器，所述惯容器的侧面连接有导轨；

水箱机构，所述水箱机构设置在所述导轨上；

氮气弹簧，所述氮气弹簧的一端与所述水箱机构连接，所述氮气弹簧的另一端与所述安装底座连接，所述安装底座上连接有预压氮气弹簧施压装置，所述预压氮气弹簧施压装置上连接有预压氮气弹簧，所述预压氮气弹簧的另一端与所述齿条连接。

优选的，所述齿条的底部设置有承重托，所述承重托的底部固定在所述安装底座上。

优选的，所述氮气弹簧的可伸缩长度为所述导轨长度的0.7～1.2倍。

优选的，所述导轨包括固定在所述安装底座上的导轨安装架、设置在所述导轨安装架两端及中间部位的导轨从动轮传动杆和设置在所述导轨从动轮传动杆两端的导轨从动轮，所述导轨从动轮上设置有传动带。