[发明专利]一种阵列式新型高性能电涡流阻尼器

摘要

一种阵列式新型高性能电涡流阻尼器，它由电涡流耗能单元、弹性缓冲单元、电磁屏蔽部件、轴向位移导向单元和支撑部件组合构成；弹性缓冲单元、电涡流耗能单元、轴向位移导向单元按顺序从底至上依次嵌套在支撑部件上面；作为阻尼器核心部件的电涡流耗能单元，其底部与弹性缓冲单元顶部相连接，其顶部则与轴向位移导向单元底部相连接；该阻尼器顶端设有柔性球形绞座，与轴向位移导向单元相连，同时连接外部负载，并输出阻尼力；该阻尼器底端设有柔性球形绞座，用于固定阻尼器；本发明具有阻尼系数可调，高阻尼力与阻尼器整体质量比值，结构紧凑，可靠性高等优点，它在结构振动控制技术领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种阵列式新型高性能电涡流阻尼器，其特征在于：它由电涡流耗能单元、弹性缓冲单元、电磁屏蔽部件、轴向位移导向单元和支撑部件组合构成；弹性缓冲单元、电涡流耗能单元和轴向位移导向单元按顺序从底至上依次嵌套在支撑部件上面，电涡流耗能单元的底部与弹性缓冲单元顶部相连接，其顶部则与轴向位移导向单元底部相连接；该阻尼器顶端设有柔性球形绞座，与轴向位移导向单元相连，并连接外部负载输出阻尼力；阻尼器底端设有柔性球形绞座，用于固定阻尼器；所述电涡流耗能单元包括电涡流阻尼源胞和固定软铁，电涡流阻尼源胞对称的分布在电涡流耗能单元内部，构成一个阵列，固定软铁分布在相邻电涡流阻尼源胞之间；电涡流阻尼源胞的数目根据设定的阻尼力大小确定，至少为四个；其功能是通过各个电涡流阻尼源胞，在外部负载的作用下，发热耗能，输出阻尼力；该电涡流阻尼源胞包括永磁体阵列、条形软铁和电涡流板，该永磁体阵列由多块分布在电涡流板两侧的条形永磁体按规律排列而成，两侧条形永磁体之间留有间隙，电涡流板插于两侧条形永磁体之间的间隙内；具体排布方式是：电涡流板同一侧的条形永磁体均匀分布且用条形软铁隔开，且二者的充磁方向相反；电涡流板另一侧的条形永磁体以同样的方式布置；其功能是在电涡流板中形成多个方向交替变化的均匀磁场，电涡流板在中间运动，发热耗能，形成一个阻尼器件；该电涡流板是矩形铜质薄板，穿插于永磁体阵列中间的间隙中，其顶端与轴向位移导向单元一端相连，用于向外输出阻尼力；另一端与底部弹性缓冲单元相连，其功能是通过电涡流板在方向交替变化的均匀磁场中运动来产生阻尼力；该条形软铁是由高磁导率的软铁制成，其长度方向的尺寸等于条形永磁体的长度，分布在条形永磁体之间的间隙中，用于增强电涡流板所处间隙内的磁场强度；该固定软铁是由高磁导率的软铁制成，其长度方向的尺寸等于电涡流板的长度，分布在相邻电涡流阻尼源胞之间，用于固定电涡流阻尼源胞中的永磁体阵列和条形软铁，同时增强电涡流板所处间隙内的磁场强度；所述弹性缓冲单元由弹簧、弹簧固定导向端和弹簧末端定位部件构成，弹簧末端定位部件固定在电涡流阻尼器底部，弹簧一端与之相连，另一端与弹簧固定导向端底部相连；其功能是为在外部载荷输入过程中，为电涡流耗能单元提供一个反向的弹力；该弹簧是一个高性能圆柱螺旋压缩弹簧；该弹簧固定导向端是中间带孔的带台阶的圆柱形零件；该弹簧末端定位部件是带台阶的套筒式零件；所述轴向位移导向单元由负载杆和电磁屏蔽罩顶板构成，该负载杆一端与电涡流耗能单元里的电涡流板连接在一起，另一端与顶端柔性球形绞座连接，该负载杆是空心的圆管，该电磁屏蔽罩顶板是中间带孔且孔内外周围设有凸起部分的矩形零件，其凸起部分用于支撑该负载杆；其功能是提高阻尼器轴向运动定位精度，同时通过外部结构的运动带动电涡流耗能单元运动，将电涡流耗能单元产生的阻尼力提供给外部结构；所述电磁屏蔽部件是由高磁导率合金板制成的密封薄壁外壳，它包括电磁屏蔽罩底板、电磁屏蔽罩侧板和电磁屏蔽罩顶板；其电磁屏蔽罩顶板开有一小圆孔，并有凸起部分，用于支撑负载杆；该电磁屏蔽罩底板是中间带孔的矩形零件，该电磁屏蔽罩侧板是底部带孔的矩形筒式零件，其功能是屏蔽装置中各永磁体产生的磁场，防止其影响周围其它元器件，提高其电磁兼容特性；所述支撑部件是一金属的空心支撑杆，其底部与阻尼器底端柔性球形绞座和支撑帽固结，另一端穿插于轴向位移导向单元内部的负载杆之中，其功能是支撑电涡流阻尼器各结构单元。