CN114046326B - 一种电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法 - Google Patents
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Abstract
一种电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法，其中摩擦摆原型包括上盖板、滑块容腔、铰接滑块、滑动曲面；电磁装置包括电磁组件和高性能钕铁硼永磁体，电磁组件设置在滑动曲面下方并与铰接滑块内的高性能钕铁硼永磁体相互作用；其中电磁组件的线圈绕组通过导线与控制系统相连。当发生地震时，开启控制系统，通过调节线圈绕组输出功率的大小与摩擦摆原型进行同步耗能工作，共同对地震输入能量进行大幅耗散；通过开启电磁装置削弱铰接滑块对限位环的碰撞破坏以及减少摩擦摆减隔震系统存在的残余位移问题，使摩擦摆减隔震支座具有好的耗能能力，从而减少在面对超预期地震时人员的伤亡以及财产的损失。
Description
技术领域
本发明涉及属于减震与隔震技术，具体是摩擦摆减隔震支座，特别是涉及电磁摩擦摆减隔震支座技术。
背景技术
由于摩擦摆隔震体系能够有效延长上部结构的自振周期，通过钟摆原理大幅减小因地震作用而引起的动力放大效应，通过摩擦摆腔内的滑块摩擦对地震输入能量进行耗散。从而对地震能量进行消能。摩擦摆隔震体系是当前隔震体系中最主流的隔震方式之一，但是现有的摩擦摆隔震支座由于其内部缺陷的影响，在超预期地震动下，上部结构存在倾覆、倒塌等严重的问题。同时由于摩擦摆自身存在一定的缺陷，如摩擦系数不稳定、有最大位移限制、摩擦摆支座力学性能变化较大，尤其是震后存在残余位移，而这些摩擦摆固有缺陷导致其隔震效果并不理想。
近年来随着科学技术发展水平的不断提高，经过三十余年的不断发展，摩擦摆隔震体系已研制出十余种摩擦摆隔震支座，其现有分类如曲面式、沟槽式、曲面沟槽式等等，这些摩擦摆隔震支座不仅在理论上对原有摩擦摆有了长足的研究，更是在大量工程中得到了实际的应用。虽然摩擦摆隔震支座在实际生活中的应用越来越广泛，但是对于摩擦摆自身存在的缺陷，如震后存在的残余位移，虽然在竖向荷载的作用下，摩擦摆隔震支座可以自动回复。但是当达到力平衡时，其不会再回到原始中心位置，其最大残余位移与摩擦系数和球面半径有关，致使滑块并不能很好的进行完全复位。并且因为摩擦摆自身存在位移限制，导致摩擦摆自身减震耗能能力也存在一定的限制，这对于摩擦摆在实际的工程应用中对于超预期地震的减震消能情况较理论值而言相对较小。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法。
本发明是一种电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法，电磁摩擦摆减隔震支座，包括电磁耗能装置、摩擦摆原型和控制装置8，其中摩擦摆原型包括上盖板2、滑块容腔2-1、滑动曲面3、铰接滑块4，摩擦摆原型的上盖板2与上部基础1相连接，电磁构件部分5与下部基础7相连接；其中所述电磁耗能装置包括安装在所述电磁构件部分5和安装在铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1，所述电磁组件设置在所述电磁构件部分5内，并与所述铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1相互作用产生电磁吸、斥力；当摩擦摆原型独立工作时，内嵌在电磁构件部分5内的电磁组件并不工作，承担耗能工作的部位为铰接滑块4及滑动曲面3，其中铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1与滑动曲面3产生吸力，能提高摩擦摆原型的抗拔能力，在滑动曲面3全区域内都产生吸力，能减弱铰接滑块4对限位环的碰撞破坏；当强震来临或超预期地震来临前，接入电源，开启电磁耗能装置，电磁构件部分5加入工作，开启控制系统8选择低功率或最大功率辅助摩擦摆原型进行耗能，其中由电磁构件部分5内的十二槽单极线圈绕组5-1～5-12、吸力电磁铁5-13所产生的电磁吸、斥力与铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1相互作用，当铰接滑块4处在滑动曲面3中心范围内时，高性能钕铁硼永磁体4-1与吸力电磁铁5-13相互吸引，迫使地震输入能量在克服摩擦摆本身的摩擦耗能之后，更多的消耗能量摆脱电磁吸力；而当脱离中心区域之后，进入电磁斥力区时，高性能钕铁硼永磁体4-1与十二槽单极线圈绕组5-1～5-12则是相互排斥，这种电磁斥力由于区域面大，电磁斥力分布广且均匀使得地震输入能量同样在摩擦摆原型摩擦耗能的基础上耗能更大，同时由于电磁斥力区的存在，最大程度上保护了铰接滑块4对限位环的碰撞破坏。
本发明的电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法，其步骤为：步骤(1)所述第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为U1、U2；第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为V1、V2；第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为W1、W2；
步骤(2)将U1、U2、V1、V2、W1、W2接至接线端子盒6内，通过垫片将W2、U2、V2进行并联，则形成低功率的星型接法，通过垫片将W2、U1，U2、V1，V2、W1，分别进行连接，则形成最大功率的三角形接法；
步骤(3)通过控制系统8的远程控制，可在低功率和最大功率两种功率之间进行功率变换，辅助摩擦摆原型进行地震能量消耗。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：当发生微小地震时，通过摩擦摆原型进行对地震输入能量的耗散，通过钟摆原理减小因地震作用而引起的动力放大效应；当发生中强地震时，可依靠摩擦摆原型自身的抗震性能进行减震消能；当发生强震或大地震时，激活电磁装置，调节电磁装置的功率至低功率模式并与摩擦摆原型进行同步工作，共同对地震能量进行消耗；当发生巨大地震或超预期地震时，调节电磁装置的功率至最大功率并与摩擦摆原型一起进行对地震输入能量进行大幅耗散，从而减少在面对超预期地震时，人员的伤亡以及财产的损失。由于现有发明是将电磁铁和现有摩擦摆原型相结合，通过控制电磁铁的电磁力和通过线圈绕组的所产生的功率大小从而实现对普通摩擦摆的功能化发展及控制，着重解决了现有摩擦摆体系中的残余位移、竖向抗拔能力小可能发生竖向倾覆、滑块对限位环的碰撞破坏等问题。高效的降低了结构的地震响应，以达到更好的减隔震效果，起到更好的安全保护结构稳定性的目的。
附图说明
图1是整体构造示意图(正视图)，图2是滑动曲面(3)与电磁构件部分(5)局部构造示意图(正视图)，图3是十二槽单极线圈绕组(5-1～5-12)及吸力电磁铁局部构造示意图(俯视图)，附图标记及对应名称为：上部基础1；上盖板2；滑动曲面3；铰接滑块4；高性能钕铁硼永磁体4-1；低摩擦系数材料层4-2；电磁构件部分5；下盖板3、5；第一线槽5-1′；第二线槽5-2′；第三线槽5-3′；第四线槽5-4′；第五线槽5-5′；第六线槽5-6′；第七线槽5-7′；第八线槽5-8′；第九线槽5-9′；第十线槽5-10′；第十一线槽5-11′；第十二线槽5-12′；电磁吸力线圈绕组5-1～5-12；接线端子盒6；下部基础7；控制装置8。
具体实施方式
如图1～图3所示，本发明是一种电磁摩擦摆减隔震支座及线圈绕组的接线方法，电磁摩擦摆减隔震支座，包括电磁耗能装置、摩擦摆原型和控制装置8，其中摩擦摆原型，也称摩擦摆减隔震支座原型，包括上盖板2、滑块容腔2-1、滑动曲面3、铰接滑块4，摩擦摆原型的上盖板2与上部基础1相连接，电磁构件部分5与下部基础7相连接；其中所述电磁耗能装置包括安装在所述电磁构件部分5和安装在铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1，所述电磁组件设置在所述电磁构件部分5内，并与所述铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1相互作用产生电磁吸、斥力；当摩擦摆原型独立工作时，内嵌在电磁构件部分5内的电磁组件并不工作，承担耗能工作的部位为铰接滑块4及滑动曲面3，其中铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1与滑动曲面3产生吸力，能提高摩擦摆原型的抗拔能力，在滑动曲面3全区域内都产生吸力，能减弱铰接滑块4对限位环的碰撞破坏；当强震来临或超预期地震来临前，接入电源，开启电磁耗能装置，电磁构件部分5加入工作，开启控制系统8选择低功率或最大功率辅助摩擦摆原型进行耗能，其中由电磁构件部分5内的十二槽单极线圈绕组5-1～5-12、吸力电磁铁5-13所产生的电磁吸、斥力与铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1相互作用，当铰接滑块4处在滑动曲面3中心范围内时，高性能钕铁硼永磁体4-1与吸力电磁铁5-13相互吸引，迫使地震输入能量在克服摩擦摆本身的摩擦耗能之后，更多的消耗能量摆脱电磁吸力；而当脱离中心区域之后，进入电磁斥力区时，高性能钕铁硼永磁体4-1与十二槽单极线圈绕组5-1～5-12则是相互排斥，这种电磁斥力由于区域面大，电磁斥力分布广且均匀使得地震输入能量同样在摩擦摆原型摩擦耗能的基础上耗能更大，同时由于电磁斥力区的存在，最大程度上保护了铰接滑块4对限位环的碰撞破坏。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述电磁构件部分5处在所述摩擦摆原型的滑动曲面3下方，且与所述的滑动曲面3不在一个平面内，即所述电磁构件部分5包括十二槽单极线圈绕组5-1～5-12和安装在中心处的吸力电磁铁5-13，所述十二槽单极线圈绕组5-1～5-12与中心处的吸力电磁铁5-13处于同一平面内，所述十二槽单极线圈绕组5-1～5-12安装在电磁构件部分5专门为其设置的线槽5-1′～5-12′内，同时与吸力电磁铁5-13归属为不同的两个部分，所述两个部分同时与铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1作用。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述控制装置8为远程控制装置，通过人为调整模式使电磁耗能装置辅助摩擦摆原型进行工作，其作为一个个体独立于整个电磁摩擦摆减隔震支座之外；其主要承担的功能有电磁耗能装置的功率调节，通过连接接线端子盒6对电磁构件部分5的接线方式进行控制，同时承担电磁耗能装置的供电来源，使其能够在地震来临时能够稳定、安全地对电磁构件部分5进行供电，电磁耗能装置能够正常、平稳的工作。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述电磁构件部分5内嵌于所在滑动曲面3的下方，所述内嵌电磁构件部分5部分半径尺寸与所述滑动曲面3所在部分半径尺寸相同。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述的十二槽单极线圈绕组5-1～5-12分别对应不同的线槽5-1′～5-12′，所述线圈绕组分为三组线圈绕组，所述第一组线圈绕组从第一线槽5-1′穿进，从第四线槽5-4′穿出，形成第一组第一环线圈绕组，所述第一组线圈绕组从第七线槽5-7′穿进，从第十线槽5-10′穿出，形成第一组第二环线圈绕组；所述第二组线圈绕组从第二线槽5-2′穿进，从第五线槽5-5′穿出，形成第二组第一环线圈绕组，所述第二组线圈绕组从第八线槽5-8′穿进，从第十一线槽5-11′穿出，形成第二组第二环线圈绕组；所述第三组线圈绕组从第三线槽5-3′穿进，从第六线槽5-6′穿出，形成第三组第一环线圈绕组，所述第三组线圈绕组从第九线槽5-9′穿进，从第十二线槽5-12′穿出，形成第三组第二环线圈绕组；所述第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组连接，所述第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组连接，所述第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组连接，最后三组线圈绕组各有一部分相互叠交。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述第一组线圈绕组、第二组线圈绕组和第三组线圈绕组所环绕的面积均相等，且均匀布置在所在电磁构件部分5平面区域内。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述的摩擦摆原型为单摩擦摆支座，滑动曲面3采用不锈钢材料制成的下凹形圆弧形曲面，且所述单隔震支座整体表面镀铬，厚度约为0.05mm；铰接滑块4中有一活动关节，使滑块在沿滑槽滑动时，使上部结构处于水平状态；铰接滑块4底部与滑动曲面3具有相同的曲率半径并在两者之间涂有低摩擦材料4-2，能够更好地耗散地震能量。
以上所述的电磁摩擦摆减隔震支座，所述的吸力电磁铁5-13为交流电磁铁，吸力电磁铁5-13的形状为圆柱形，线圈从吸力电磁铁5-13两端按照顺时针缠绕多次；吸力电磁铁5-13的直径根据下盖板滑动曲面3部分的中心位置来选择，高度与电磁构件部分5高度一致，其中空隙部分选择隔热、绝缘性能良好的环氧树脂进行填补。
以上述的电磁摩擦摆减隔震支座的线圈绕组的接线方法，其步骤为：步骤(1)所述第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为U1、U2；第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为V1、V2；第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为W1、W2；
步骤(2)将U1、U2、V1、V2、W1、W2接至接线端子盒6内，通过垫片将W2、U2、V2进行并联，则形成低功率的星型接法，通过垫片将W2、U1，U2、V1，V2、W1，分别进行连接，则形成最大功率的三角形接法；
步骤(3)通过控制系统8的远程控制，可在低功率和最大功率两种功率之间进行功率变换，辅助摩擦摆原型进行地震能量消耗。
本发明中电磁耗能装置位于电磁构件部分5内，属于隐藏式装置，电磁耗能装置包括电磁组件以及高性能钕铁硼永磁体4-1，电磁组件包括十二槽单极线圈绕组5-1～5-12和安装在中心处的吸力电磁铁5-13，在十二槽单极线圈绕组5-1～5-12组各环相互连接之后会有六个接头连接交流电源，其中通过两种不同的接线方法可使十二槽单极线圈绕组5-1～5-12排列成为串联或者并联状态，使得十二槽单极线圈绕组5-1～5-12的在电路中的功率不同，对地震能量也会有不同的能量耗散情况。
本发明中十二槽单极线圈绕组5-1～5-12的尺寸与滑动曲面3尺寸相同，第一组三组线圈绕组、第二组三组线圈绕组、第三组三组线圈绕组尺寸相同，完成对所在平面除中心区域的满铺状态，使得十二槽单极线圈绕组5-1～5-12与所在平面的接触面积最大，当开启电磁耗能装置后，滑动曲面3内中心位置为电磁吸力，中心位置外均为电磁斥力，使得当内嵌高性能钕铁硼永磁体4-1的铰接滑块4在进行滑动时，使其具有消耗地震能量最多，具有快速均匀消耗地震能量的效果；同时，十二槽单极线圈绕组5-1～5-12尺寸的相同，也保证了十二槽单极线圈绕组5-1～5-12产生的电磁力在滑动曲面3上耗能的均匀性，在进行摩擦耗能时，电磁吸斥力会均匀分布在所在区域，不会产生电磁力集中在某一小块区域或者某一侧，导致该部分可以进行正常的能量耗散但是其他部分则能量耗散功能丧失，影响整体电磁摩擦摆的功能运行情况。
本发明中三组线圈绕组5-1～5-12的尺寸完全贴合滑动曲面3的尺寸大小，最大限度的保护了限位环，最大程度上避免了铰接滑块4对限位环的碰撞破坏作用下的敏感响应以及大震作用下的失效等问题；同时利用电流热效应，将结构的动能转化为热能得以耗散，其耗能能力与传统的摩擦耗能相比，具有更加优良的耗能能力，在传统摩擦摆的基础上进一步完成了优化。
下面用实施例进一步展开本发明的内容。如图1所示，电磁摩擦摆减隔震支座，包括电磁耗能装置以及摩擦摆原型，其中摩擦摆原型包括上盖板2、滑块容腔、铰接滑块4、滑动曲面3，所述电磁耗能装置包括安装在所述电磁构件部分5的电磁组件和安装在铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1，所述电磁组件设置在所述电磁构件部分5，并与所述铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1相互作用；所述电磁耗能装置和所述摩擦摆原型所产生的摩擦力及电磁吸、斥力共同用于消耗来自所述的地震输入能量；本发明中的新型电磁摩擦摆减隔震支座当发生微小地震或中强地震时，通过摩擦摆原型进行对地震输入能量的耗散，通过钟摆原理减小因地震作用而引起的动力放大效应；当发生中强地震时，可依靠摩擦摆原型自身的抗震性能进行减震消能；当发生强震或大地震时，激活电磁装置，调节电磁装置的功率至低功率模式并与摩擦摆原型进行同步工作，共同对地震能量进行消耗；当发生巨大地震或超预期地震时，调节电磁装置的功率至最大功率并与摩擦摆原型一起进行对地震输入能量进行大幅耗散，从而减少在面对超预期地震时，人员的伤亡以及财产的损失。
如图2所示，本发明中十二槽单极线圈绕组5-1～5-12的尺寸完全贴合滑动曲面3的尺寸，最大限度的保护了限位环，最大程度上避免了铰接滑块4对限位环的碰撞破坏作用下的敏感响应以及大震作用下的失效等问题；同时利用电流热效应，将结构的动能转化为热能得以耗散，其耗能能力与传统的摩擦耗能相比，具有更加优良的耗能能力，在传统摩擦摆的基础上进一步完成了优化。
如图3所示，本发明中电磁耗能装置位于电磁构件部分5内，属于隐藏式装置，电磁耗能装置包括电磁组件以及高性能钕铁硼永磁体4-1，电磁组件包括十二槽单极线圈绕组5-1～5-12和安装在中心处的吸力电磁铁5-13，在十二槽单极线圈绕组5-1～5-12各级各组相互连接之后会有六个接头连接交流电源，其中通过两种不同的接线方法可使十二槽单极线圈绕组5-1～5-12排列成为串联或者并联状态，使得十二槽单极线圈绕组5-1～5-12的在电路中的功率不同，对地震能量也会有不同的能量耗散情况。图中十二槽单极线圈绕组5-1～5-12的尺寸与滑动曲面3尺寸相同，第一组线圈绕组、第二组线圈绕组、第三组线圈绕组尺寸相同，完成对所在平面除中心区域的满铺状态，使得十二槽单极线圈绕组与所在平面的接触面积最大，当开启电磁耗能装置后，滑动曲面3内中心位置为电磁吸力，中心位置外均为电磁斥力，使得当内嵌高性能钕铁硼永磁体4-1的铰接滑块4在进行滑动时，使其具有消耗地震能量最多，具有快速均匀消耗地震能量的效果；同时，十二槽单极线圈绕组5-1～5-12尺寸的相同，也保证了十二槽单极线圈绕组5-1～5-12产生的电磁力在滑动曲面3上耗能的均匀性，在进行摩擦耗能时，电磁吸斥力会均匀分布在所在区域，不会产生电磁力集中在某一小块区域或者某一侧，导致该部分可以进行正常的能量耗散但是其他部分则能量耗散功能丧失，影响整体电磁摩擦摆的功能运行情况。
本发明的电磁摩擦摆减隔震支座的耗能过程如下：
微小地震或中强地震时，其步骤为：
第一步，当结构受到地震干扰时，结构发生响应，电磁耗能装置加入工作，高性能钕铁硼永磁体4-1加入工作，控制装置8通电，并将功率调至低功率模式，电磁组件5开始工作，十二槽单极线圈绕组5-1～5-12产生电磁斥力场，吸力电磁铁在中心区域产生电磁吸力场；
第二步，铰接滑块4在地震输入能量作用下在滑动曲面3内开始运动，发生滑动摩擦，高性能钕铁硼永磁体4-1开始与电磁构件部分5相互作用。刚开始运动时，与吸力电磁铁5-13相互吸引，在铰接滑块4摩擦耗能时进行水平输入能量抵抗耗能，同时对竖向输入能量进行抵抗耗能；
第三步，铰接滑块4运动至电磁斥力区域内，由于高性能钕铁硼永磁体4-1与十二槽单极线圈绕组5-1～5-12所产生的的电磁斥力场相互排斥，又有随铰接滑块4往吸力电磁铁场所在区域运动的趋势，在电磁斥力场作用下，并将功率调至最大功率模式，对水平输入能量作用进行反作用能量消耗，并随着铰接滑块4的运动，逐步耗散水平输入能量；以此往复，在电磁斥力场和电磁吸力场反复运动，地震输入能量将随着结构运动逐步耗散。
第四步，地震结束，在电磁斥力作用下，铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1逐步返回电磁吸力所在的中心区域，并在竖向荷载作用下逐步复位至滑动曲面3最低点，残余位移消失。
第五步，关闭控制装置8，关闭电源。
强震或超预期地震时，其步骤为：
第一步，当结构受到地震干扰时，结构发生响应，电磁耗能装置加入工作，高性能钕铁硼永磁体4-1加入工作，控制装置8通电，电磁构件部分5开始工作，十二槽单极线圈绕组5-1～5-12产生均匀电磁斥力场，吸力电磁铁在中心区域产生电磁吸力场；
第二步，铰接滑块4在地震输入能量作用下在滑动曲面3内开始运动，发生滑动摩擦，高性能钕铁硼永磁体4-1随铰接滑块4进行运动，并开始与电磁构件部分5相互作用。刚开始运动时，与吸力电磁铁5-13相互吸引，在铰接滑块4摩擦耗能时进行水平输入能量抵抗耗能，同时对竖向输入能量进行抵抗耗能；
第三步，铰接滑块4运动至电磁斥力区域内，由于高性能钕铁硼永磁体4-1与十二槽单极线圈绕组5-1～5-12所产生的的电磁斥力场相互排斥，又有随铰接滑块4往吸力电磁铁场所在区域运动的趋势，在电磁斥力场作用下，对水平输入能量作用进行反作用能量消耗，并随着铰接滑块4的运动，逐步耗散水平输入能量；以此往复，在电磁斥力场和电磁吸力场反复运动，地震输入能量将随着结构运动逐步耗散。
第四步，地震结束，在电磁斥力作用下，铰接滑块4内的高性能钕铁硼永磁体4-1逐步返回电磁吸力所在的中心区域，并在竖向荷载作用下逐步复位至滑动曲面3最低点，残余位移消失。
第五步，关闭控制装置8，关闭电源。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种电磁摩擦摆减隔震支座，包括电磁耗能装置、摩擦摆原型和控制装置(8)，其中摩擦摆原型包括上盖板(2)、滑块容腔(2-1)、滑动曲面(3)、铰接滑块(4)；摩擦摆原型的上盖板(2)与上部基础(1)相连接，电磁构件部分(5)与下部基础(7)相连接；其中所述电磁耗能装置包括安装在所述电磁构件部分(5)内的电磁组件和安装在铰接滑块(4)内的高性能钕铁硼永磁体(4-1)，所述电磁组件包括十二槽单极线圈绕组(5-1～5-12)和安装在中心处的吸力电磁铁(5-13)，并使用隔热、绝缘性能良好的环氧树脂对其中的空隙进行填补；且电磁构件部分(5)内嵌于所在滑动曲面(3)的下方，所述电磁组件与所述铰接滑块(4)内的高性能钕铁硼永磁体(4-1)相互作用产生电磁吸、斥力，当摩擦摆原型独立工作时，内嵌在电磁构件部分(5)内的电磁组件并不工作，承担耗能工作的部位为铰接滑块(4)及滑动曲面(3)，其中铰接滑块(4)内的高性能钕铁硼永磁体(4-1)与滑动曲面(3)产生吸力，提高摩擦摆原型抗拔能力，由于在滑动曲面(3)全区域内都产生吸力，减弱了铰接滑块(4)对限位环的碰撞破坏；当强震来临或超预期地震来临前，接入电源，开启电磁耗能装置，电磁构件部分(5)加入工作，开启控制装置(8)选择低功率或最大功率辅助摩擦摆原型进行耗能，其中电磁构件部分(5)十二槽单极线圈绕组(5-1～5-12)、吸力电磁铁(5-13)所产生的电磁吸、斥力与铰接滑块(4)内的高性能钕铁硼永磁体(4-1)相互作用，根据同性相斥，异性相吸的原理，当铰接滑块(4)处在滑动曲面(3)中心范围内时，高性能钕铁硼永磁体(4-1)与吸力电磁铁(5-13)相互吸引，迫使地震输入能量在克服摩擦摆本身的摩擦耗能之后，更多的消耗能量摆脱这种电磁吸力；而当脱离中心区域之后，进入电磁斥力区时，高性能钕铁硼永磁体(4-1)与十二槽单极线圈绕组(5-1～5-12)则是相互排斥，这种电磁斥力由于区域面大，电磁斥力分布广且均匀使得地震输入能量同样在摩擦摆原型摩擦耗能的基础上耗能更大，同时由于电磁斥力区的存在，最大程度上保护了铰接滑块(4)对限位环的碰撞破坏。
2.根据权利要求1所述的电磁摩擦摆减隔震支座,其特征在于:所述电磁构件部分(5)处在所述摩擦摆原型的滑动曲面(3)下方，且与所述的滑动曲面(3)不在一个平面内,同时与吸力电磁铁(5-13)归属为不同的两个部分,所述两个部分同时与铰接滑块(4)内的高性能钕铁硼永磁体(4-1)作用。
3.根据权利要求1所述的电磁摩擦摆减隔震支座，其特征在于:所述控制装置(8)为远程控制装置,通过人为调整模式使电磁耗能装置辅助摩擦摆原型进行工作,其作为一个个体独立于整个电磁摩擦摆减隔震支座之外；其主要承担的功能有电磁耗能装置的功率调节,通过连接接线端子盒(6)对电磁构件部分(5)的接线方式进行控制,同时承担电磁耗能装置的供电来源，使其能够在地震来临时能够稳定、安全地对电磁构件部分(5)进行供电，电磁耗能装置能够正常、平稳的工作。
4.根据权利要求2所述的电磁摩擦摆减隔震支座,其特征在于:所述电磁构件部分(5)内嵌于所在滑动曲面(3)的下方,所述滑动曲面(3)下方嵌套电磁构件部分(5)的半径尺寸与内嵌的所述电磁构件部分(5)半径尺寸相同。
5.根据权利要求1所述的电磁摩擦摆减隔震支座,其特征在于:所述的十二槽单极线圈绕组(5-1～5-12)分别对应不同的线槽，且所述的十二槽单极线圈绕组分为三组线圈绕组，分别为第一组线圈绕组、第二组线圈绕组和第三组线圈绕组，其中第一组线圈绕组从第一线槽(5-1′)穿进，从第四线槽(5-4′)穿出，形成第一组第一环线圈绕组，第一组线圈绕组从第七线槽(5-7′)穿进，从第十线槽(5-10′)穿出，形成第一组第二环线圈绕组；第二组线圈绕组从第二线槽(5-2′)穿进，从第五线槽(5-5′)穿出，形成第二组第一环线圈绕组，第二组线圈绕组从第八线槽(5-8′)穿进，从第十一线槽(5-11′)穿出，形成第二组第二环线圈绕组；第三组线圈绕组从第三线槽(5-3′)穿进，从第六线槽(5-6′)穿出，形成第三组第一环线圈绕组，第三组线圈绕组从第九线槽(5-9′)穿进，从第十二线槽(5-12′)穿出，形成第三组第二环线圈绕组；所述第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组连接，所述第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组连接，所述第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组连接，最后三组线圈绕组各有一部分相互叠交。
6.根据权利要求5所述的电磁摩擦摆减隔震支座,其特征在于:所述第一组线圈绕组、第二组线圈绕组和第三组线圈绕组所环绕的面积均相等，且均匀布置在所在电磁构件部分(5)平面区域内。
7.根据权利要求1所述的电磁摩擦摆减隔震支座,其特征在于:所述的摩擦摆原型为单摩擦摆支座,滑动曲面(3)采用不锈钢材料制成的下凹形圆弧形曲面，且所述摩擦摆原型整体表面镀铬,厚度约为0.05mm；铰接滑块(4)中有一活动关节,使铰接滑块(4)在沿滑槽滑动时,使上部结构处于水平状态；铰接滑块(4)底部与滑动曲面(3)具有相同的曲率半径并在两者之间涂有低摩擦材料(4-2),能够更好地耗散地震能量。
8.根据权利要求5所述的电磁摩擦摆减隔震支座的线圈绕组的接线方法,其特征在于，其步骤为:
步骤(1)所述第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第一组第一环线圈绕组与第一组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为U1、U2；第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第二组第一环线圈绕组与第二组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为V1、V2；第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组内环的两根接线端相连接，第三组第一环线圈绕组与第三组第二环线圈绕组外环外露两根接线端，分别设为W1、W2；
步骤(2)将U1、U2、V1、V2、W1、W2接至接线端子盒(6)内，通过垫片将W2、U2、V2进行并联，则形成低功率的星型接法，通过垫片将W2、U1，U2、V1，V2、W1，分别进行连接，则形成最大功率的三角形接法；
步骤(3)通过控制装置(8)的远程控制，可在低功率和最大功率两种功率之间进行功率变换，辅助摩擦摆原型进行地震能量消耗。
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