CN111503202A - 一种半主动调谐质量惯性阻尼器 - Google Patents

一种半主动调谐质量惯性阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半主动调谐质量惯性阻尼器，包括：平行设置的顶板、中间板和底板以及垂直设置于中间版和底板之间的半主动惯量阻尼器，顶板和底板之间固定有垂直设置的第一钢棒～第六钢棒；半主动惯量阻尼器包括平行设置的第一可变惯性件、第二可变惯性件、第一弹簧～第六弹簧以及附加质量件；第一弹簧～第六弹簧套设于第一钢棒～第六钢棒上并固定于中间板和底板之间，第一可变惯性件和第二可变惯性件的两端分别固定于中间板和底板上，附加质量件固定于中间板上，第一弹簧～第六弹簧、第一可变惯性件和第二可变惯性件通过平行设置的顶板和中间板以串联的方式连接至附加质量件。本发明可以在宽频率激励范围内实现理想减振效果。

Description

一种半主动调谐质量惯性阻尼器
技术领域
本发明涉及工程结构消能减振技术领域，具体地，涉及一种半主动调谐质量惯性阻尼器。
背景技术
在结构减振中，不同频率的激振对结构的减振效果有很大的影响。事实上，无源器件的基本缺点是在有限的频率范围内发挥作用，而外部激励的频率在激励过程中可能发生变化。在传统的无源质量基和惯性基装置中，它们的基频与主结构在整个激励过程中的基频相近。这类无源器件在整个激励频率范围内的减振效果并不显著，但可以大大提高其减振性能。
经检索发现，申请号为201710048685.0的中国专利，公开了一种频率可调的调谐质量阻尼器，包括水平板、垂直板、质量板、弹簧约束装置、螺旋弹簧、齿条、轴承、飞轮、无级变速器和滑动支承件。上、下水平板和垂直板紧密相连，质量板和齿条组合与螺旋弹簧形成一体，可沿着滑动支承件往复运动；无级变速器通过传动轴附着于垂直板上。只要通过调整无级变速器齿轮比，就可以将自身的固有振动频率调整到当前的激励频率，以便于更好的达到耗能效果。当结构受到外部激励时，外部输入的能量积蓄于螺旋弹簧，进而使质量板和齿条往复运动，最终运动的齿条通过无级变速器将能量转化为飞轮的动能，使能量耗散。该在非常宽的振动频率范围内提供显著的阻尼性质，以及容易调谐和重新调谐的能力，耗能效果佳，鲁棒性好，具有很好的应用前景。
但是上述频率可调的调谐质量阻尼器，仍然存在以下不足：
1、上述频率可调的调谐质量阻尼器中采用的滑动支承的往复运动，会产生较大摩擦力；
2、上述频率可调的调谐质量阻尼器中采用无级变速器为传统的V带无级变速器，只能产生不同的可变惯性；
3、上述频率可调的调谐质量阻尼器中阻尼不可调节。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种半主动调谐质量惯性阻尼器。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种半主动调谐质量惯性阻尼器，包括：平行设置的顶板、中间板和底板以及垂直设置于中间板和底板之间的半主动惯量阻尼器，所述顶板和底板之间固定有垂直设置的第一钢棒～第六钢棒；
所述半主动惯量阻尼器包括平行设置的第一可变惯性件、第二可变惯性件、第一弹簧～第六弹簧以及附加质量件；所述第一弹簧～第六弹簧套设于第一钢棒～第六钢棒上并固定于中间板和底板之间，所述第一可变惯性件和第二可变惯性件的两端分别固定于中间板和底板上，所述附加质量件固定于中间板上，第一弹簧～第六弹簧、第一可变惯性件和第二可变惯性件通过平行设置的顶板和中间板以串联的方式连接至附加质量件。
优选地，所述第一可变惯性件和第二可变惯性件均包括：滚珠丝杠组件、无级变速器组件、惯性元件以及固定组件；其中：
所述固定组件的一部分连接在滚珠丝杠组件的外端，所述固定组件的另一部分连接在惯性元件的外端；
所述滚珠丝杠组件的内端由惯性元件的内端伸入惯性元件内部；
所述无级变速器组件设置在滚珠丝杠组件的内端上；
当在固定组件的一部分上施加平移外激励时，推动滚珠丝杠组件旋转进而带动无级变速器组件扭转运动。
优选地，所述滚珠丝杠组件包括螺杆、设置于螺杆上的螺纹、与螺纹之间具有相对运动的钢球以及设置于螺杆上并通过钢球与螺杆之间的相对运动进行旋转的螺母。
优选地，所述无级变速器组件包括：与螺母连接的输入环、与输入环连接的行星齿轮组、设置于行星齿轮组中心处的空转中心、设置于空转中心中心处的定子、与行星齿轮组连接的行星转子和输出环；其中：
所述螺杆的内端穿过空转中心，使无级变速器组件设置在滚珠丝杠组件的内端上；
所述行星齿轮组包括多个行星齿轮以及穿过行星齿轮中心作为行星齿轮自身轴的行星轴；
所述输入环连接到螺母上，将螺母的旋转和扭矩传递输入至输入环；
所述输入环的旋转驱动行星齿轮旋转，行星齿轮围绕行星轴旋转，行星轴相对于自身中心发生倾斜，通过行星轴的倾斜调整行星齿轮的斜率；
所述行星齿轮与输出环连接，使得行星齿轮的旋转带动输出环旋转；
所述行星转子位于空转中心的周围，并能够相对于定子和空转中心旋转。
优选地，所述空转中心与行星转子之间通过球形轴承密封。
优选地，所述无级变速器组件还包括外壳，所述行星齿轮组和空转中心设置于外壳内，所述定子固定于外壳的两侧，所述行星齿轮组表面的输入端和输出端通过设置于外壳的两侧开孔与输入环和输出环连接。进一步地，改变行星齿轮的斜率，通过使用外部电动机给予螺杆施加平移外激励改变旋转速度和扭矩传递。
优选地，所述惯性元件包括与外转子和固定管；其中：
所述外转子与与输出环连接，输出环的旋转带动外转子围绕其自身轴线旋转产生惯性矩，进而产生惯性阻力扭矩，并进一步产生线性方向上的惯性阻力；
所述固定管通过固定组件组装在外转子的内部，用于限制螺杆的运动方向。
优选地，所述固定组件包括第一端子、第一滚珠轴承、第二滚珠轴承、第一推力轴承、第二推力轴承、第二端子；其中：
所述第一端子的垂直端板与螺杆的外端连接，所述第二端子的垂直端板设置于外转子的外端并与固定管的外端固定连接；
所述固定管的外端通过第一推力轴承和第一滚珠轴承与外转子组装连接，所述固定管的内端通过第二推力轴承和第二滚珠轴承与外转子组装连接。
优选地，所述无级变速器组件作为齿轮速比控制器，通过调节螺杆的平动速度与外转子的转速之间的角速度，连续不断地改变角输出与输入速度比，进而对产生的惯量及其频率进行调制和控制；通过无级变速器组件连续平稳地改变频率ωd(φb)的表达式为：
Figure BDA0002418849650000031
其中，φb，m及kd分别为单个可变惯性件的可变惯性、附加质量件的附着质量和单个弹簧刚度。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种有益效果：
1、本发明提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，该阻尼器极易在机械结构和民用结构中被各种频率的外部振动所激发，具有提供可变惯量(表观放大质量)的特点，之后其频率可以无间断连续地改变。采用无级变速器技术，可将器件的频率调制到激励频率的各个时间间隔内。从该频率方程出发，推导出了在力频范围内简单的器件重调和增强阻尼特性。
2、本发明提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，通过使用带有管状飞轮的滚珠丝杆和无级变速器(CVT)组件来产生可调节的惯量，可以调节输入到输出角速度比，通过使用无级变速器(CVT)组件校准到适当的比率来设置理想的惯性阻尼，可以在宽频率激励范围内实现理想减振效果。
3、本发明提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，作为减振装置，在本质上可以调节激振时的惯量，使激振在宽频带内显著的减振。
4、本发明提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，可以控制并使装置的频率与激励频率相等，从而大大抑制半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)附加的机械结构和土木建筑结构在增大的外力频段内的振动，应用于多种工程振动控制中，具有较好的工程应用前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)的等轴视图；
图2是本发明实施例提供的可变惯性件(SAID)的俯视图；
图3是本发明实施例提供的可变惯性件(SAID)的剖面图；
图4是本发明实施例提供的无级变速器(CVT)核心的剖面立体图；
图5是本发明实施例提供的无级变速器(CVT)核心机制的剖面图；
图6是本发明实施例提供的可变惯性件(SAID)的等距详细视图；
图7是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)的等距详细视图。
图中：
1为端子，2为端板，3为螺杆，4为螺纹，5为钢球，6为螺母，7为无级变速器(CVT)的输入环，8-13为行星齿轮，14-19为行星轴，20为空转中心，21为定子，22为行星转子(带斜面的圆环)，23为无级变速器(CVT)的输出环，24为外壳，25为特殊类型轴承(小钢球)，26为外转子(飞轮)，27为固定管，28为垂直端板，29-30为滚珠轴承，31为端子，32为无级变速器(CVT)组件，33-34为可变惯性件(SAID)，35-40为线性螺旋弹簧，41为附加质量件，42-44为钢板，45-50为钢棒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本发明优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本发明实施例所属技术领域的技术人员所理解。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
本发明的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的，并非是限定本发明可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本发明各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
本发明实施例提供一种半主动调谐质量惯性阻尼器；图1是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)的等轴视图；图2是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)中可变惯性件(SAID)的俯视图；图3是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)中可变惯性件(SAID)的剖面图；图4是本发明实施例提供的无级变速器(CVT)核心的剖面立体图；图5是本发明实施例提供的无级变速器(CVT)核心机制的剖面图；图6是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)中可变惯性件(SAID)的等距详细视图；图7是本发明实施例提供的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)的等距详细视图。
请同时参阅图1～图7，本发明实施例提供了一种半主动调谐质量惯性阻尼器，包括：平行设置的顶板、中间板和底板以及垂直设置于中间版和底板之间的半主动惯量阻尼器，所述顶板和底板之间固定有垂直设置的第一钢棒～第六钢棒；
所述半主动惯量阻尼器包括平行设置的第一可变惯性件33、第二可变惯性件34、第一弹簧～第六弹簧以及附加质量件41；所述第一弹簧～第六弹簧套设于第一钢棒～第六钢棒上并固定于中间板和底板之间，所述第一可变惯性件33和第二可变惯性件34的两端分别固定于中间板和底板上，所述附加质量件41固定于中间板上，第一弹簧～第六弹簧、第一可变惯性件33和第二可变惯性件34通过平行设置的顶板和中间板以串联的方式连接至附加质量件41。
所述第一可变惯性件33和第二可变惯性件34，所述第一可变惯性件33和第二可变惯性件34均包括：滚珠丝杠组件、无级变速器(CVT)组件、惯性元件、固定组件。
进一步地，滚珠丝杠组件包括螺杆3、螺纹4、钢球5、螺母6；
进一步地，无级变速器(CVT)组件32包括输入环7、行星齿轮8-13及其行星轴14-19(构成行星齿轮组)、空转中心20、定子21、行星转子(为一种具有指定角度倾斜的圆环)22、输出环23；
进一步地，惯性元件包括：外转子(飞轮)26和固定管27；
进一步地，固定组件包括：端板2、钢球5、垂直端板28、滚珠轴承29-30。
如图2所示，为可变惯性件的俯视图，其中，将右侧为端子1的垂直端板2连接到螺杆3上，螺杆3周围有足够的螺纹4，当在垂直端板2和端子1上施加平移外激励时，推动钢球5在球-螺钉系统的螺纹中循环；由于钢球5和螺纹4之间的相互作用，螺杆3沿轴线双向移动导致螺母6旋转；所述螺杆3中的平移往复运动转化为螺母6的角向运动；所述螺母6以所述方式与CVT组件32的输入环7相连，所述连接使所述输入环7的扭转方向与螺母6的旋转方向相同。
如图3所示，为可变惯性件的简化剖视图，其中对装配布局进行详细说明。端子1右侧的垂直端板2与螺旋轴3相连，轴周围有足够的螺纹4，通过在端板2和端子1上施加平移外激励，推动钢球5在螺纹4中循环。由于钢球5和螺纹4(在滚珠-螺杆组件中)之间的相互作用，螺杆3沿自身轴的水平方向双向移动，导致螺母6旋转。实际上，螺母6的平动往复运动是由螺旋轴3的平动往复运动转化为螺帽6的角动。螺母6与无级变速核心32的输入环7相连，其连接方式使输入环7与螺母6旋转方向相同。
如图4所示，CVT组件32主要由一组行星齿轮8-13组成，其行星轴为14-19，一个空转中心20，CVT组件中心的一个定子21和一个转子22。具体地，定子21(空心圆柱)位于铸型外壳24的中间，定子21的两端牢牢地固定在壳壳24的两侧。之后，空转中心20(边缘空心圆柱)也被放置在壳体24的中心，使得定子21通过空转中心20。空转中心20可以围绕定子21自由旋转，并相对于定子21作线性运动。此外，行星转子22(有指定角度倾斜的圆环)位于空转中心20的周围，因此，它可以相对于定子21和空转中心20旋转，使用特定类型轴承(小钢球)25密封在空转中心20和行星转子22之间。内表面浇铸成型的外壳24将整个行星齿轮8-13及其行星轴14-19与转子22和空转中心20一起夹在定子21周围。行星齿轮8-13围绕在转子22的表面和外壳24的内表面之间，形成这种排列方式。在这种配置中，行星齿轮8-13表面的输入端和输出端都可以通过在外壳24的两侧开孔来接触输入环7和输出环23。此外，行星轴14-19通过行星齿轮8-13的中心，使得行星齿轮8-13可以相对于行星轴14-19自由旋转，并通过行星轴14-19的倾斜来打断行星齿轮8-13的倾斜。每个行星轴14-19只能通过其位于轴两端的两个手柄在壳体24的内表面铸铸的沟槽路径上的运动来倾斜。原则上，无级变速器组件(行星齿轮8-13，行星轴14-19，空转中心20，定子21和行星转子22)被铸造外壳24夹紧。然后将输入环7和输出环23放置在行星齿轮8-13表面的输入和输出端，将输入环7的转矩传递到输出环23。
在CVT组件32结构中，除了由于输入环7的旋转而使行星齿轮8-13围绕它们自己的行星轴14-19旋转之外，当行星轴14-19经过中间时，行星轴14-19发生倾斜。行星齿轮8-13的角度(参见图5的详细视图)。使用行星轴14-19及其相关的行星齿轮8-13，可以以低压小型外部电动机可以相对于定子21线性驱动空转中心20和行星转子22的方式来实现CVT比率的变化。导致行星齿轮8-13及其行星轴14-19倾斜。通过电动机改变行星齿轮8-13的角度会导致角速度和扭矩传递发生变化，从而确定输入半径(rin)和输出半径(rout)。
如上所述，输入CVT输入环7连接到螺母6，以将螺母6的旋转和扭矩传递到输入CVT组件32。输入环7的旋转引起并旋转行星齿轮8-13。输入环7和行星齿轮8-13之间的连接通过使用一层机能液来固定。另外，CVT组件32的输出环23还利用它们之间的一层机能液牢固地连接到行星齿轮8-13的输出表面，使得行星齿轮8-13的旋转引起旋转输出环23。通常，输入环7和行星齿轮8-13的输入表面之间以及输出环23和行星齿轮8-13的输出表面之间的牢固连接的设置方式应使输入旋转和扭矩可以将其从螺母6和输入环7传递到行星齿轮8-13，最后传递到输出环23。输出环23连接到外转子(飞轮)26，其中输出环23旋转导致外环外转子26相对于固定管27绕螺杆3的轴线旋转。固定在左垂直端板28上的固定管27通过两个轴承29-30组装在飞轮26内。而端板28则作为另一个端子31。因此，CVT组件32通过螺母6和飞轮26分别经由输入7环和输出23环被保持并固定在装置中。因此，如图6所示，构造了可变惯性件(SAID)33，因为其技术设计和实施方式在上面详细说明。
因此，在滚珠丝杠组件(惰轮)中使用CVT组件32，可以通过控制CVT的传动比来改变螺杆(丝杠轴)3的线速度和外转子(飞轮)26的角速度之间的比率。因此，具有惯性矩的，具有较小物理质量的管状外转子(飞轮)26可以通过输出环23可变地旋转，导致可变惯性件(SAID)33可以产生可调节的惯性和惯性转矩。之后会产生可变的线性惯性阻力。
输出到输入角速度比的改变是由CVT组件32进行的，因此输入角速度可以转换为更高或更低的输出角加速度。通过将CVT比率设置为欠驱动(φ＜1)或超驱动(φ＞1)范围模式下的值，可以实现理想的输出角加速度。比率范围(0.2-3.2)绝对可以通过修改和重新设计CVT组件32来扩大，最终达到更高的效率。一组行星齿轮8-13的行星布置取决于它们的数量和行星齿轮(钢球)8-13的数量，将行星齿轮8-13之间的间隙与行星齿轮8-13的半径以合适的比例范围区分可以实现理想的物理效果，为我们的特殊应用而设计。该CVT组件32专门设计用于承受和传递高的外部施加的扭矩和力。此外，角旋转和扭矩传递以平稳而精确的方式进行，从而产生相对于输入加速度(α2＝φα1)的输出角加速度。同样地，螺杆(丝杠轴)3可以在位于CVT组件32的中心以及固定管27的中心的孔内往复运动而没有任何接触或影响。
之后，将可变惯性件(SAID)33-34与线性螺旋弹簧35-40和平行设置的钢板组件组装在一起，由于未示出的CVT组件的内部阻力、阻尼和摩擦，阻尼器具有非常小的阻尼。可变惯性件(SAID)33-34，线性螺旋弹簧35-40和平行设置的钢板42-43以串联方式链接到附加质量件41，而布局的另一个节点连接到另一个钢板44。通过使用钢棒45-50来稳定，同时通过钢板44将其牢固地附接到应减轻其振动的主体结构上。半主动调谐质量惯性阻尼器使用辅助的附加质量件41形成的，该附加质量件41与可变惯性件(SAID)33-34，弹簧35-40和平行设置的钢板组件相关联，包围在钢板42-44之间，即所谓的半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，如图7所示。
在通过滚珠丝杠惯性系统的力-扭矩转换期间，在外力的相反方向上产生的惯性力被放大，并且通过使用CVT 32技术进行调整。可变惯性力公式导出为FI＝φb.a，其中a为螺杆3的平移加速度。飞轮24的实际质量(mf)被放大数倍，称为惯性(b)，从而获得质量放大系数。可变惰性的产生惯性可以如下给出：
Figure BDA0002418849650000081
其中I及L分别为飞轮24的惯性矩及螺杆3的导程.
本发明实施例通过使用在滚珠丝杠组件中使用的无级变速器(CVT)的半主动调谐质量阻尼器(SATMID)可以产生可调谐惯性量。螺杆的线性运动与飞轮的旋转运动的比率可以使用CVT改变。最终，使用SATMID可以在很大范围的激励频率下获得振动缓解。
本发明上述优选实施例所提供的半主动调谐质量惯性阻尼器，通过使用带有管状飞轮的滚珠丝杆组件和一种特殊结构的无级变速器组件(SAID)来产生可调节的惯量，形成半主动惯量阻尼器结构，进而，基于该半主动惯量阻尼器结构形成了一种半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)，其中可变惯性组件(SAID)以平行的方式连接到弹簧和小阻尼，最后它们被连续地附加到附加质量件上。本发明上述实施例所提供的半主动调谐质量惯性阻尼器，作为减振装置，在本质上可以调节激振时的惯量，使激振在宽频带内显著的减振。
本发明上述实施例所提供的半主动调谐质量惯性阻尼器，可以控制并使装置的频率与激励频率相等，从而大大抑制半主动调谐质量惯性阻尼器(SATMID)附加的机械结构和土木建筑结构在增大的外力频段内的振动，应用于多种工程振动控制中，具有较好的工程应用前景。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，包括：平行设置的顶板、中间板和底板，以及垂直设置于所述中间板和所述底板之间的半主动惯量阻尼器，所述顶板和所述底板之间固定有垂直设置的第一钢棒～第六钢棒；
所述半主动惯量阻尼器包括平行设置的第一可变惯性件、第二可变惯性件、第一弹簧～第六弹簧以及附加质量件；所述第一弹簧～第六弹簧分别套于所述第一钢棒～第六钢棒上并固定于所述中间板和所述底板之间，所述第一可变惯性件和所述第二可变惯性件的两端分别固定于所述中间板和所述底板上，所述附加质量件固定于所述中间板上，所述第一弹簧～第六弹簧、所述第一可变惯性件和第二可变惯性件通过平行设置的所述顶板和所述中间板以串联的方式连接至所述附加质量件。
2.根据权利要求1所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述第一可变惯性件和所述第二可变惯性件结构相同，均包括：滚珠丝杠组件、无级变速器组件、惯性元件以及固定组件；其中：
所述固定组件的一部分连接在所述滚珠丝杠组件的外端，所述固定组件的另一部分连接在所述惯性元件的外端；
所述滚珠丝杠组件的内端由所述惯性元件的内端伸入所述惯性元件内部；
所述无级变速器组件设置在所述滚珠丝杠组件的内端上；
当在所述固定组件的一部分上施加平移外激励时，推动所述滚珠丝杠组件旋转进而带动所述无级变速器组件扭转运动。
3.根据权利要求2所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述滚珠丝杠组件包括螺杆、设置于所述螺杆上的螺纹、与所述螺纹之间具有相对运动的钢球以及设置于所述螺杆上并通过所述钢球与所述螺杆之间的相对运动进行旋转的螺母。
4.根据权利要求3所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述无级变速器组件包括与所述螺母连接的输入环、与所述输入环连接的行星齿轮组、设置于所述行星齿轮组中心处的空转中心、设置于所述空转中心中心处的定子、与所述行星齿轮组连接的行星转子和输出环；其中：
所述螺杆的内端穿过所述空转中心，使所述无级变速器组件设置在所述滚珠丝杠组件的内端上；
所述行星齿轮组包括多个行星齿轮以及穿过所述行星齿轮中心作为所述行星齿轮自身轴的行星轴；
所述输入环连接到所述螺母上，将所述螺母的旋转和扭矩传递输入至所述输入环；
所述输入环的旋转驱动所述行星齿轮旋转，所述行星齿轮围绕所述行星轴旋转，所述行星轴相对于自身中心发生倾斜，通过所述行星轴的倾斜调整所述行星齿轮的斜率；
所述行星齿轮与输出环连接，使得行星齿轮的旋转带动输出环旋转；
所述行星转子位于所述空转中心的周围，并能够相对于所述定子和所述空转中心旋转。
5.根据权利要求4所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述空转中心与所述行星转子之间通过球形轴承密封。
6.根据权利要求4或5所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述无级变速器组件还包括外壳，所述行星齿轮组和所述空转中心设置于所述外壳内，所述定子固定于所述外壳的两侧，所述行星齿轮组表面的输入端和输出端通过设置于所述外壳的两侧开孔与所述输入环和所述输出环连接。
7.根据权利要求4所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，改变所述行星齿轮的斜率，通过使用外部电动机给予所述螺杆施加平移外激励改变旋转速度和扭矩传递。
8.根据权利要求4所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述惯性元件包括与外转子和固定管；其中：
所述外转子与所述输出环连接，所述输出环的旋转带动所述外转子围绕其自身轴线旋转产生惯性矩，进而产生惯性阻力扭矩，并进一步产生线性方向上的惯性阻力；
所述固定管通过固定组件组装在所述外转子的内部，用于限制螺杆的运动方向。
9.根据权利要求8所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述固定组件包括第一端子、第一滚珠轴承、第二滚珠轴承、第一推力轴承、第二推力轴承、第二端子；其中：
所述第一端子的垂直端板与所述螺杆的外端连接，所述第二端子的垂直端板设置于所述外转子的外端并与所述固定管的外端固定连接；
所述固定管的外端通过所述第一推力轴承和所述第一滚珠轴承与所述外转子组装连接，所述固定管的内端通过所述第二推力轴承和所述第二滚珠轴承与所述外转子组装连接。
10.根据权利要求9所述的半主动调谐质量惯性阻尼器，其特征在于，所述无级变速器组件作为齿轮速比控制器，通过调节所述螺杆的平动速度与所述外转子的转速之间的角速度，连续不断地改变角输出与输入速度比，进而对产生的惯量及其频率进行调制和控制；通过所述无级变速器组件连续平稳地改变频率ωd(φb)的表达式为：
Figure FDA0002418849640000031
其中，φb，m及kd分别为单个可变惯性件的可变惯性、附加质量件的附着质量和单个弹簧刚度。
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