CN111779789B - 一种压电吸能阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压电吸能阻尼器，包括外壳组件、传力杆组件和吸能组件；所述吸能组件设置于所述中部腔内，包括两对第一弯折梁组和第二弯折梁组且均具有自由端和固定端，每一所述第一弯折梁组的自由端均与一所述第二弯折梁组的自由端相对应且互不接触，所述第一弯折梁组自由端通过磁力改变所述第二弯折梁组自由端的位置。本发明通过引入传力杆组件和吸能组件，依靠自身进行能量吸收并将振动能转化为电能，以收集利用；同时吸能组件的弯折梁之间通过磁力相互作用来进行减震，避免了组件间的直接接触，使使用寿命显著延长。

Description

一种压电吸能阻尼器

技术领域

本发明涉及压电吸能领域，特别是一种压电吸能阻尼器。

背景技术

阻尼器是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。在工程结构的不断复杂化的今天，人类或自然活动影响下产生的震动不断增多，这些产生的震动往往都会被工程结构本身所吸收，长此以往工程结构本身不断吸收这些能量就会对其结构特性造成不利影响，从而影响其安全性和耐久性。

现在根据实际需求产生了许多不同种类和不同应用场景的阻尼器来吸收能量减少震动，但是现有技术中的阻尼器往往是利用弹簧或者变形金属进行能量吸收，从而达到减震的效果，这些阻尼器往往依靠自身构件进行能量的消耗，也就是说，直接将工程结构上的能量转移到阻尼器上进行消耗，而并未对这些能量进行合理的收集利用；在实际工作时常常因为阻尼器构件之间的直接摩擦与碰撞，使阻尼器的使用寿命大大减少。故需要提出一种新的阻尼器用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种压电吸能阻尼器，用于解决现有技术中阻尼器寿命较短且传递至阻尼器上的振动能并未能有效收集利用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压电吸能阻尼器，包括外壳组件、传力杆组件和吸能组件；外壳组件包括壳体、两块盖板和两块隔板，壳体为矩形筒体结构，壳体两端分别与盖板连接，隔板固定设置于壳体的内腔中并均与盖板平行，两块隔板将壳体和盖板包围的腔体分为顶部腔、中部腔和底部腔；吸能组件设置于中部腔内，包括两对第一弯折梁组和第二弯折梁组，且均具有自由端和固定端，每一第一弯折梁组的自由端均与一第二弯折梁组的自由端相对应且互不接触，第一弯折梁组自由端通过磁力改变第二弯折梁组自由端的位置；传力杆组件垂直贯穿盖板和隔板并与两者均滑动连接，传力杆组件垂直贯穿两个第一弯折梁组并与第一弯折梁组均固定连接。

其中，壳体上设置有顶部滑槽组、两组承台和底部滑槽组；顶部滑槽组为设置于顶部腔内壁的四条滑槽，底部滑槽组为设置于底部腔内壁的四条滑槽，顶部滑槽组和底部滑槽组结构相同，两者均与传力杆组件滑动连接；每组承台包括分别设置于中部腔的四内壁面上的四条承台，每组承台均与一块隔板的四边固定连接，且隔板设置于承台远离吸能组件一侧。

优选的，盖板上均垂直贯穿设置有直线轴承，传力杆组件通过直线轴承与盖板滑动连接。

其中，传力杆组件包括传力杆、第一限位板、第一限位弹簧组、第二限位板和第二限位弹簧组；传力杆垂直贯穿盖板和隔板并与两者均滑动连接，传力杆垂直贯穿若干第一弯折梁组并与第一弯折梁组均固定连接；第一限位板与第二限位板为大小相同的十字形板状结构，分别垂直固定于传力杆的两端，且固定连接点均为十字形板状结构的中心；第一限位板和第一限位弹簧组均位于顶部腔中，第一限位板与顶部滑槽组滑动连接，第一限位弹簧组包括两个分别设置于第一限位板两侧的弹簧，且均同轴套设于传力杆上，第一限位弹簧组远离第一限位板的两端分别同盖板和隔板固定连接；第二限位板和第二限位弹簧组均位于底部腔中，第二限位板与底部滑槽组滑动连接，第二限位弹簧组包括两个分别设置于第二限位板两侧的弹簧，且均同轴套设于传力杆上，第二限位弹簧组远离第二限位板的两端分别同盖板和隔板固定连接。

其中，第一弯折梁组包括平行排布的若干无孔弯折梁和一条带孔弯折梁，第二弯折梁组包括平行排布的若干无孔弯折梁，第一弯折梁组中的无孔弯折梁与带孔弯折梁均在第二弯折梁组中存在一无孔弯折梁与其位置一一对应；传力杆垂直贯穿带孔弯折梁，并与带孔弯折梁固定连接。

关于中部腔中吸能组件的第一种配置方式，隔板靠近吸能组件一侧两端还分别设置有两条凸台，无孔弯折梁与带孔弯折梁均为L型两段式的条状弯折结构，且宽度相同。

其中，无孔弯折梁包括L型无孔梁体、第一压电陶瓷片和第一磁体片，第一压电陶瓷片设置于任意一段L型无孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，L型无孔梁体的一端设置有第一磁体片，L型无孔梁体的另一端与其中一条凸台固定连接；带孔弯折梁包括L型带孔梁体、第二压电陶瓷片、第一孔位和第二磁体片，第二压电陶瓷片设置于任意一段L型带孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，L型带孔梁体的一端设置有第二磁体片，L型带孔梁体的另一端与另一条凸台固定连接，第一孔位位于第二压电陶瓷片和第二磁体片之间靠近第二磁体片处，且带孔弯折梁通过第一孔位与传力杆固定连接；无孔弯折梁和带孔弯折梁分别同凸台固定的连接处构成固定端，无孔弯折梁靠近第一磁体片的一端与带孔弯折梁靠近第二磁体片的一端构成自由端，第一磁体片与第二磁体片相对设置，第二磁体片通过磁力改变第一磁体片的位置和状态。

关于中部腔中吸能组件的第二种配置方式，中部腔的中央还设有一条状的横梁，横梁与隔板平行，且横梁的两端分别设置于壳体相对的两内侧壁上；无孔弯折梁与带孔弯折梁均为U型三段式的条状弯折结构，且宽度相同。

其中，无孔弯折梁包括U型无孔梁体、第三压电陶瓷片和第三磁体片，第三压电陶瓷片设置于任意一段U型无孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，U型无孔梁体的一端设置有第三磁体片，U型无孔梁体的另一端与横梁一侧固定连接；带孔弯折梁包括U型带孔梁体、第四压电陶瓷片、第二孔位和第四磁体片，第四压电陶瓷片设置于任意一段U型带孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，U型带孔梁体的一端设置有第四磁体片，U型带孔梁体的另一端与横梁一侧固定连接，第二孔位位于第四压电陶瓷片和第四磁体片之间靠近第四磁体片处，且带孔弯折梁通过第二孔位与传力杆固定连接；无孔弯折梁和带孔弯折梁分别同横梁固定的连接处构成固定端，无孔弯折梁靠近第三磁体片的一端与带孔弯折梁靠近第四磁体片的一端构成自由端，第三磁体片与第四磁体片相对设置，第四磁体片通过磁力改变第三磁体片的位置和状态。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种压电吸能阻尼器，通过引入传力杆组件和吸能组件，依靠自身进行能量吸收并将不利于工程结构的振动能转化为电能，以收集利用；同时，吸能组件的弯折梁之间通过磁体的相互作用来进行减震，避免了组件间的直接接触，使器械的使用寿命显著延长。

附图说明

图1是本发明中压电吸能阻尼器一实施方式的结构示意图；

图2是本发明中压电吸能阻尼器一实施方式的传力杆组件的结构示意图；

图3是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的主视剖面图；

图4是图3中沿A-A方向的剖面图；

图5是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的无孔弯折梁的结构示意图；

图6是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的带孔弯折梁的结构示意图；

图7是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的主视剖面图；

图8是图7中沿B-B方向的剖面图；

图9是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的无孔弯折梁的结构示意图；

图10是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的带孔弯折梁的结构示意图；

图中：在第一实施方式中，110：外壳组件；111：壳体；111a：顶部滑槽组；111b：承台；111c：底部滑槽组；112：盖板；112a：直线轴承；113：隔板；113a：凸台；114：顶部腔；115：中部腔；116：底部腔；120：传力杆组件；121：传力杆；122：第一限位板；123：第一限位弹簧组；124：第二限位板；125：第二限位弹簧组；130：吸能组件；131：第一弯折梁组；132：第二弯折梁组；133：无孔弯折梁；133a：L型无孔梁体；133b：第一压电陶瓷片；133c：第一磁体片；134：带孔弯折梁；134a：L型带孔梁体；134b：第二压电陶瓷片；134c：第一孔位；134d：第二磁体片；

在第二实施方式中，210：外壳组件；211：壳体；211a：顶部滑槽组；211b：承台；211c：底部滑槽组；212：盖板；212a：直线轴承；213：隔板；214：顶部腔；215：中部腔；216：底部腔；217：横梁；220：传力杆组件；221：传力杆；222：第一限位板；223：第一限位弹簧组；224：第二限位板；225：第二限位弹簧组；230：吸能组件；231：第一弯折梁组；232：第二弯折梁组；233：无孔弯折梁；233a：U型无孔梁体；233b：第三压电陶瓷片；233c：第三磁体片；234：带孔弯折梁；234a：U型带孔梁体；234b：第四压电陶瓷片；234c：第二孔位；234d：第四磁体片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明中压电吸能阻尼器一实施方式的结构示意图。本发明中压电吸能阻尼器包括外壳组件110、传力杆组件120和吸能组件130；外壳组件包括壳体111、两块盖板112和两块隔板113，壳体111为矩形筒体结构，壳体111两端分别与盖板112连接，隔板113固定设置于壳体111的内腔中并均与盖板112平行，两块隔板113将壳体111和盖板112包围的腔体分为顶部腔114、中部腔115和底部腔116；吸能组件130设置于中部腔115内，包括两对第一弯折梁组131和第二弯折梁组132，且均具有自由端和固定端，每一第一弯折梁组131的自由端均与一第二弯折梁组132的自由端相对应且互不接触，第一弯折梁组131自由端通过磁力改变第二弯折梁组132自由端的位置和状态；传力杆组件120垂直贯穿盖板112和隔板113并与两者均滑动连接，传力杆组件120垂直贯穿两个第一弯折梁组131并与第一弯折梁组131均固定连接，当外界的振动能传递至传力杆组件120后，传力杆组件120带动第一弯折梁组131发生位置和状态的变化，由于第一弯折梁组131和第二弯折梁组132之间存在磁力的维系关系，当第一弯折梁组131的位置和状态发生变化时，势必会造成第一弯折梁组131和第二弯折梁组132之间的磁力变化，而第二弯折梁组132有回归原有磁力关系的趋势，从而会使所述第二弯折梁组132的位置和状态也随之发生改变，通过这种磁体间的相互作用，来达到减震的效果，因为第一弯折梁组131和第二弯折梁组132之间始终处于互不接触的状态，有效避免组件间直接接触，使器械的使用寿命显著延长。

下面对本发明中压电吸能阻尼器的各个组成部分分别进行描述。

具体地，壳体111上设置有顶部滑槽组111a、两组承台111b和底部滑槽组111c；顶部滑槽组111a为设置于顶部腔114内壁的四条滑槽，底部滑槽组111c为设置于底部腔116内壁的四条滑槽，顶部滑槽组111a和底部滑槽组111c结构相同，两者均与传力杆组件120滑动连接，由于顶部滑槽组111a和底部滑槽组111c均沿平行于壳体111的轴线方向进行排布，所以可以通过顶部滑槽组111a和底部滑槽组111c来约束传力杆组件120仅沿平行于壳体111的轴线方向进行滑移。每组承台111b包括分别设置于中部腔115的四内壁面上的四条承台，每组承台111b均与一块隔板113的四边固定连接，且隔板113设置于承台远离吸能组件130一侧，本实施方式中，每一块隔板113与一组承台111b对应固定螺接，设置两组承台111b便于隔板113的定位安装，其固定连接方式还可以选用其他方式，在此不作限定。

本实施方式中，盖板112上均垂直贯穿设置有直线轴承112a，传力杆组件120通过直线轴承121与盖板112滑动连接，通过直线轴承112a约束传力杆组件120仅沿平行于壳体111的轴线方向进行滑移；此处，通过螺钉将盖板112分别固定于壳体111的两端，使壳体111和盖板112构成封闭的腔体结构，用于对内部传力杆组件120和吸能组件130起保护作用，当然在其他实施方式中，壳体111和盖板112还可以采用其他固定方式，在此不作限定。

请参阅图2，图2是本发明中压电吸能阻尼器一实施方式的传力杆组件的结构示意图，传力杆组件120包括传力杆121、第一限位板122、第一限位弹簧组123、第二限位板124和第二限位弹簧组125；传力杆121垂直贯穿盖板112和隔板113并与两者均滑动连接，传力杆121垂直贯穿若干第一弯折梁组131并与第一弯折梁组131均固定连接；第一限位板122与第二限位板124为大小相同的十字形板状结构，分别垂直固定于传力杆121的两端，且固定连接点均为十字形板状结构的中心；第一限位板122和第一限位弹簧组123均位于顶部腔114中，第一限位板122与顶部滑槽组111a滑动连接，第一限位弹簧组123包括两个分别设置于第一限位板122两侧的弹簧，且均同轴套设于传力杆121上，第一限位弹簧组123远离第一限位板122的两端分别同盖板112和隔板113固定连接；第二限位板124和第二限位弹簧组125均位于底部腔116中，第二限位板124与底部滑槽组111c滑动连接，第二限位弹簧组125包括两个分别设置于第二限位板124两侧的弹簧，且均同轴套设于传力杆121上，第二限位弹簧组125远离第二限位板124的两端分别同盖板112和隔板113固定连接。这种设置方式，可以将第一限位板122和第一限位弹簧组123的运动范围限制在顶部腔114中，同时将第二限位板124和第二限位弹簧组125的运动范围限制在底部腔116中，从而能够有效限制传力杆组件120的移动距离，防止因位移过大使吸能组件130发生破坏。

具体地，在吸能组件130中，第一弯折梁组131包括平行排布的若干无孔弯折梁133和一条带孔弯折梁134，第二弯折梁组132包括平行排布的若干无孔弯折梁133，第一弯折梁组131中的无孔弯折梁133与带孔弯折梁134均在第二弯折梁组132中存在一无孔弯折梁133与其位置一一对应；传力杆121垂直贯穿带孔弯折梁134，并与带孔弯折梁134固定连接，对于第一弯折梁组或第二弯折梁组中弯折结构的平行设置数目，是与装置整体阻尼具有直接联系的，可根据实际需求，对弯折结构的平行设置数目进行适应性设置，在此不作限定。而对于无孔弯折梁133与带孔弯折梁134的具体结构，以及在中部腔115中的具体排布方式，下面通过两个具体的实施例进行分别阐述，以上所论述的结构组成均为后续两实施例中所共有的组成部分，仅在附图标注中进行了适应区别，具体地附图标注已在附图说明中指出，其结构和功能仍与上述内容保持一致，故不再赘述。

实施例1

本实施例中，请参阅图3～6，图3是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的主视剖面图，图4是图3中沿A-A方向的剖面图，图5是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的无孔弯折梁的结构示意图，图6是本发明中压电吸能阻尼器第一实施方式的带孔弯折梁的结构示意图。隔板113靠近吸能组件130一侧两端还分别设置有两条凸台113a，无孔弯折梁133与带孔弯折梁134均为L型两段式的条状弯折结构，且宽度相同。

具体地，无孔弯折梁133包括L型无孔梁体133a、第一压电陶瓷片133b和第一磁体片133c，第一压电陶瓷片133b设置于任意一段L型无孔梁体133a的至少一侧，并与外部导线电连接，L型无孔梁体133a的一端设置有第一磁体片133c，L型无孔梁体133a的另一端与其中一条凸台113a固定连接。带孔弯折梁134包括L型带孔梁体134a、第二压电陶瓷片134b、第一孔位134c和第二磁体片134d，第二压电陶瓷片134b设置于任意一段L型带孔梁体134a的至少一侧，并与外部导线电连接，L型带孔梁体134a的一端设置有第二磁体片134d，L型带孔梁体134a的另一端与另一条凸台113a固定连接，第一孔位134c位于第二压电陶瓷片134b和第二磁体片134d之间靠近第二磁体片134d处，且带孔弯折梁134通过第一孔位134c与传力杆121固定连接。

无孔弯折梁133和带孔弯折梁134分别同凸台113a固定的连接处构成固定端，无孔弯折梁133靠近第一磁体片133c的一端与带孔弯折梁134靠近第二磁体片134d的一端构成自由端，第一磁体片133c与第二磁体片134d相对设置，第二磁体片134d通过磁力改变第一磁体片133c的位置和状态，其中第一磁体片133c与第二磁体片134d可以磁性相同，也可以磁性相异，在此不作限定。无孔弯折梁133与带孔弯折梁134两者均是一端与凸台113a固定螺接并构成固定端，另一端具有磁体片并构成自由端，吸能组件130构成了两层式结构时，两对第一弯折梁组131和第二弯折梁组132的自由端均相互靠近但并不接触，通过相互之间的磁力来维系状态关系；本实施方式中，在无孔弯折梁133与带孔弯折梁134靠近固定端处分别设置有第一压电陶瓷片133b和第二压电陶瓷片134b，对于第一压电陶瓷片133b和第二压电陶瓷片134b可以分别设置于L型弯折梁靠近固定端的至少一侧，也可以在L型弯折梁靠近自由端的一侧或两侧均设置压电陶瓷片，压电陶瓷片的具体设置方式可根据实际需求进行适应性选择，在此不作限定。

在本实施例中，无孔弯折梁133与带孔弯折梁134的外形尺寸大小是相同的，即两对第一弯折梁组131和第二弯折梁组132均是以镜像的方式排布于中部腔116中的，而传力杆121贯穿两个第一弯折梁组131并与第一弯折梁组131均固定连接，使得传力杆121并不处于壳体111的轴线位置，而是偏向轴线的一侧，进而第一限位板122和第二限位板124也相应的设置为非完全对称的十字形结构，在其他实施方式中也可以根据实际需求，将无孔弯折梁133与带孔弯折梁134分别在第一弯折梁组131和第二弯折梁组132中设置不同的长短尺寸，使传力杆121位于壳体111的轴线位置处，在此不作限定。

基于本实施例中的结构描述，对该压电吸能阻尼器工作方式作进一步详述。本实施例中，该压电吸能阻尼器中传力杆121的两端与外部设备相连接，当外部设备产生振动时，机械振动使传力杆121沿其轴线方向进行运动，在顶部腔114和底部腔116的范围约束下，避免传力杆121产生较大幅度的位移；机械振动通过传力杆121传递至第一弯折梁组131的带孔弯折梁134，使带孔弯折梁134靠近中央处的自由端发生形变，由于带孔弯折梁134上的第二磁体片134d与水平对应的无孔弯折梁133上第一磁体片133c之间存在磁力作用，当带孔弯折梁134的自由端发生形变时，位置相对应的无孔弯折梁133的自由端也会随之发生形变，同时也会依次带动近邻的无孔弯折梁133的自由端发生形变，从而将振动能一部分在无孔弯折梁133与带孔弯折梁134的形变过程中散失，起到减震的作用，这种减震方式能够避免组件之间接触，使器械的使用寿命显著延长；同时无孔弯折梁133与带孔弯折梁134的形变也带动了设置在其上面的第一压电陶瓷片133b和第二压电陶瓷片134b发生形变，并在压电效应作用下将另一部分振动能转化为电能，可由导线导出并收集利用。

此外，由于两对第一弯折梁组131和第二弯折梁组132以镜像的方式排布于中部腔116中，自由端相互靠近，使整体的结构更加紧凑；将无孔弯折梁133与带孔弯折梁134均设计为L型两段式的条状弯折结构，相比于单一的条状结构来说，具有更广的形变承受范围，面对较大的形变情况时条状弯折结构也更加坚固，不易发生断裂。

实施例2

本实施例中，请参阅图7～10，图7是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的主视剖面图，图8是图7中沿B-B方向的剖面图，图9是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的无孔弯折梁的结构示意图，图10是本发明中压电吸能阻尼器第二实施方式的带孔弯折梁的结构示意图。中部腔215的中央还设有一条状的横梁217，横梁217与隔板213平行，且横梁217的两端分别设置于壳体211相对的两内侧壁上；无孔弯折梁233与带孔弯折梁234均为U型三段式的条状弯折结构，且宽度相同。

具体地，无孔弯折梁233包括U型无孔梁体233a、第三压电陶瓷片233b和第三磁体片233c，第三压电陶瓷片233b设置于任意一段U型无孔梁体233a的至少一侧，并与外部导线电连接，U型无孔梁体233a的一端设置有第三磁体片233c，U型无孔梁体233a的另一端与横梁217一侧固定连接。带孔弯折梁234包括U型带孔梁体234a、第四压电陶瓷片234b、第二孔位234c和第四磁体片234d，第四压电陶瓷片234b设置于任意一段U型带孔梁体234a的至少一侧，并与外部导线电连接，U型带孔梁体234a的一端设置有第四磁体片234d，U型带孔梁体234a的另一端与横梁217一侧固定连接，第二孔位234c位于第四压电陶瓷片234b和第四磁体片234d之间靠近第四磁体片234d处，且带孔弯折梁234通过第二孔位234c与传力杆221固定连接。

无孔弯折梁233和带孔弯折梁234分别同横梁217固定的连接处构成固定端，无孔弯折梁233靠近第三磁体片233c的一端与带孔弯折梁234靠近第四磁体片234d的一端构成自由端，第三磁体片233c与第四磁体片234d相对设置，第四磁体片234d通过磁力改变第三磁体片233c的位置和状态，其中第一磁体片133c与第二磁体片134d可以磁性相同，也可以磁性相异，在此不作限定。无孔弯折梁233与带孔弯折梁234两者均是一端与横梁217固定螺接并构成固定端，另一端具有磁体片并构成自由端，吸能组件230构成了两层式结构时，两对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232的自由端均相互靠近但并不接触，通过相互之间的磁力来维系状态关系；本实施方式中，在无孔弯折梁233与带孔弯折梁234的U型中段处分别设置有第一压电陶瓷片233b和第二压电陶瓷片234b，对于第一压电陶瓷片233b和第二压电陶瓷片234b可以分别设置于弯折梁U型中段处的至少一侧，也可以进一步地在弯折梁U型各段处的一侧或两侧均设置压电陶瓷片，压电陶瓷片的具体设置方式可根据实际需求进行适应性选择，在此不作限定。

本实施例中，传力杆221处于壳体111的轴线位置，相应的第一限位板222和第二限位板224也设置成完全对称的十字形结构，但此时两对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232并非呈完全镜像排布方式，由于传力杆221需要贯穿第一弯折梁组231中的带孔弯折梁234并与其固定连接，这就使第一弯折梁组231中U型结构靠近磁体片的一端均要长于第二弯折梁组232中U型结构靠近磁体片的一端，即第一弯折梁组231中的自由端均要长于第二弯折梁组232中的自由端，而对于第一弯折梁组231和第二弯折梁组232中各自的中间段和固定端均呈镜像排布；而对于两对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232的相对位置，其中一对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232在旋转180度后与另一对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232重合。在其他实施方式中，可以根据实际需求，将无孔弯折梁133与带孔弯折梁134分别在第一弯折梁组131和第二弯折梁组132中设置不同的长短尺寸，在此不作限定。

基于本实施例中的结构描述，对该压电吸能阻尼器工作方式作进一步详述。本实施例中，该压电吸能阻尼器中传力杆221的两端与外部设备相连接，当外部设备产生振动时，机械振动使传力杆221沿其轴线方向进行运动，在顶部腔214和底部腔216的范围约束下，避免传力杆221产生较大幅度的位移；机械振动通过传力杆221传递至第一弯折梁组231的带孔弯折梁234，使带孔弯折梁234靠近中央处的自由端发生形变，由于带孔弯折梁234上的第四磁体片234d与水平对应的无孔弯折梁233上第三磁体片233c之间存在磁力作用，当带孔弯折梁234的自由端发生形变时，位置相对应的无孔弯折梁233的自由端也会随之发生形变，同时也会依次带动近邻的无孔弯折梁233的自由端发生形变，从而将振动能一部分在无孔弯折梁233与带孔弯折梁234的形变过程中散失，起到减震的作用，这种减震方式能够避免组件之间接触，使器械的使用寿命显著延长；同时无孔弯折梁233与带孔弯折梁234的形变也带动了设置在其上面的第三压电陶瓷片233b和第四压电陶瓷片234b发生形变，并在压电效应作用下将另一部分振动能转化为电能，可由导线导出并收集利用。

此外，由于两对第一弯折梁组231和第二弯折梁组232以不完全镜像的方式排布于中部腔116中，固定端相互靠近并固定于同一横梁217上，使整体的结构更加紧凑；将无孔弯折梁233与带孔弯折梁234均设计为U型两段式的条状弯折结构，相比于单一的条状结构或者是实施例1中的L型弯折结构来说，具有更广的形变承受范围，面对较大的形变情况时条状弯折结构也更加坚固，不易发生断裂。

需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述；以上实施例1和2中，关于中部腔内吸能组件的结构描述，只是吸能组件可能出现的两种设计方式，在以上实施例的基础上，对吸能组件中的弯折结构进行适当变形或改进，应仍属于本发明的保护范围。

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种压电吸能阻尼器，通过引入传力杆组件和吸能组件，依靠自身进行能量吸收并将不利于工程结构的振动能转化为电能，以收集利用；同时，吸能组件的弯折梁之间通过磁体的相互作用来进行减震，避免了组件间的直接接触，使器械的使用寿命显著延长。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，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。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种压电吸能阻尼器，其特征在于，包括外壳组件、传力杆组件和吸能组件；

所述外壳组件包括壳体、两块盖板和两块隔板，所述壳体为矩形筒体结构，所述壳体两端分别与所述盖板连接，所述隔板固定设置于所述壳体的内腔中并均与所述盖板平行，两块所述隔板将所述壳体和盖板包围的腔体分为顶部腔、中部腔和底部腔；

所述吸能组件设置于所述中部腔内，包括两对第一弯折梁组和第二弯折梁组，且均具有自由端和固定端，每一所述第一弯折梁组的自由端均与一所述第二弯折梁组的自由端相对应且互不接触，所述第一弯折梁组自由端通过磁力改变所述第二弯折梁组自由端的位置；

所述传力杆组件垂直贯穿所述盖板和隔板并与两者均滑动连接，所述传力杆组件垂直贯穿两个所述第一弯折梁组并与所述第一弯折梁组均固定连接；

所述壳体上设置有顶部滑槽组、两组承台和底部滑槽组；所述顶部滑槽组为设置于所述顶部腔内壁的四条滑槽，所述底部滑槽组为设置于所述底部腔内壁的四条滑槽，所述顶部滑槽组和底部滑槽组结构相同，两者均与所述传力杆组件滑动连接；每组所述承台包括分别设置于所述中部腔的四内壁面上的四条承台，每组所述承台均与一块所述隔板的四边固定连接，且所述隔板设置于承台远离所述吸能组件一侧。

2.根据权利要求1中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述盖板上均垂直贯穿设置有直线轴承，所述传力杆组件通过所述直线轴承与所述盖板滑动连接。

3.根据权利要求1中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述传力杆组件包括传力杆、第一限位板、第一限位弹簧组、第二限位板和第二限位弹簧组；

所述传力杆垂直贯穿所述盖板和隔板并与两者均滑动连接，所述传力杆垂直贯穿若干所述第一弯折梁组并与所述第一弯折梁组均固定连接；

所述第一限位板与第二限位板为大小相同的十字形板状结构，分别垂直固定于所述传力杆的两端，且固定连接点均为十字形板状结构的中心；

所述第一限位板和第一限位弹簧组均位于所述顶部腔中，所述第一限位板与顶部滑槽组滑动连接，所述第一限位弹簧组包括两个分别设置于所述第一限位板两侧的弹簧，且均同轴套设于所述传力杆上，所述第一限位弹簧组远离所述第一限位板的两端分别同所述盖板和隔板固定连接；

所述第二限位板和第二限位弹簧组均位于所述底部腔中，所述第二限位板与底部滑槽组滑动连接，所述第二限位弹簧组包括两个分别设置于所述第二限位板两侧的弹簧，且均同轴套设于所述传力杆上，所述第二限位弹簧组远离所述第二限位板的两端分别同所述盖板和隔板固定连接。

4.根据权利要求3中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述第一弯折梁组包括平行排布的若干无孔弯折梁和一条带孔弯折梁，所述第二弯折梁组包括平行排布的若干无孔弯折梁，所述第一弯折梁组中的所述无孔弯折梁与带孔弯折梁均在所述第二弯折梁组中存在一所述无孔弯折梁与其位置一一对应；

所述传力杆垂直贯穿所述带孔弯折梁，并与所述带孔弯折梁固定连接。

5.根据权利要求4中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述隔板靠近所述吸能组件一侧两端还分别设置有两条凸台，所述无孔弯折梁与带孔弯折梁均为L型两段式的条状弯折结构，且宽度相同。

6.根据权利要求5中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述无孔弯折梁包括L型无孔梁体、第一压电陶瓷片和第一磁体片，所述第一压电陶瓷片设置于任意一段所述L型无孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，所述L型无孔梁体的一端设置有所述第一磁体片，所述L型无孔梁体的另一端与其中一条所述凸台固定连接；

所述带孔弯折梁包括L型带孔梁体、第二压电陶瓷片、第一孔位和第二磁体片，所述第二压电陶瓷片设置于任意一段所述L型带孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，所述L型带孔梁体的一端设置有所述第二磁体片，所述L型带孔梁体的另一端与另一条所述凸台固定连接，所述第一孔位位于所述第二压电陶瓷片和第二磁体片之间靠近所述第二磁体片处，且所述带孔弯折梁通过所述第一孔位与所述传力杆固定连接；

所述无孔弯折梁和带孔弯折梁分别同所述凸台固定的连接处构成所述固定端，所述无孔弯折梁靠近所述第一磁体片的一端与所述带孔弯折梁靠近所述第二磁体片的一端构成所述自由端，所述第一磁体片与第二磁体片相对设置，所述第二磁体片通过磁力改变所述第一磁体片的位置和状态。

7.根据权利要求4中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述中部腔的中央还设有一条状的横梁，所述横梁与隔板平行，且所述横梁的两端分别设置于所述壳体相对的两内侧壁上；

所述无孔弯折梁与带孔弯折梁均为U型三段式的条状弯折结构，且宽度相同。

8.根据权利要求7中所述的压电吸能阻尼器，其特征在于，所述无孔弯折梁包括U型无孔梁体、第三压电陶瓷片和第三磁体片，所述第三压电陶瓷片设置于任意一段所述U型无孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，所述U型无孔梁体的一端设置有所述第三磁体片，所述U型无孔梁体的另一端与所述横梁一侧固定连接；

所述带孔弯折梁包括U型带孔梁体、第四压电陶瓷片、第二孔位和第四磁体片，所述第四压电陶瓷片设置于任意一段所述U型带孔梁体的至少一侧，并与外部导线电连接，所述U型带孔梁体的一端设置有所述第四磁体片，所述U型带孔梁体的另一端与所述横梁一侧固定连接，所述第二孔位位于所述第四压电陶瓷片和第四磁体片之间靠近所述第四磁体片处，且所述带孔弯折梁通过所述第二孔位与所述传力杆固定连接；

所述无孔弯折梁和带孔弯折梁分别同所述横梁固定的连接处构成所述固定端，所述无孔弯折梁靠近所述第三磁体片的一端与所述带孔弯折梁靠近所述第四磁体片的一端构成所述自由端，所述第三磁体片与第四磁体片相对设置，所述第四磁体片通过磁力改变所述第三磁体片的位置和状态。

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