CN203770500U - 自控电磁阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自控电磁阻尼器，包括阻尼器外筒、阻尼器内置底座、阻尼器滑动导体回路、阻尼器方形永磁铁、阻尼器导体棒导向板和阻尼器连杆。所述阻尼器通过外筒底板上的螺孔与桥面连接，阻尼器内部设置电磁转换闭合回路以及电磁铁，阻尼器连杆与回路导体棒上的永磁铁栓接。通过导体棒切割磁感线在闭合回路中产生感应电流；感应电流通过电磁铁的线圈后形成电磁铁，通过调整线圈的绕制方向使电磁铁与导体棒上的永磁铁的相互作用力始终为阻尼力。同时导体棒还会受到磁场中的磁力作用，该作用力始终是导体棒运动方向相反的，所以也可以提供一部分阻尼力。通过调整阻尼器永磁块的磁场强度和电磁铁线圈的密度调整阻尼力的大小。

Description

自控电磁阻尼器

技术领域

本实用新型属于土木工程结构振动控制领域，具体涉及一种自控电磁阻尼器。

背景技术

在近年来的桥梁建设中，斜拉桥桥型得到广泛应用，但随之而来的斜拉索的振动问题也摆在了工程人员面前。针对斜拉索的振动问题，目前已经有多种控制方法，常用的控制方式为外加阻尼装置减振。常见的阻尼器类型有油压阻尼器、摩擦性阻尼器、磁减阻尼器、MR阻尼器以及高阻尼橡胶减振器等。各种类型的阻尼器各有优劣，其中电磁阻尼器因其灵敏度高，减振效果明显得到工程人员的青睐，但是现在应用的电磁阻尼器，工作原理复杂，制作工艺要求高，制造费用高，这样会大大提高桥梁建设的成本。所以一种制作成本低同时，制作工艺简单的同时又能继承电磁阻尼器优点的新型阻尼器急需研发。

电磁感应技术是物理学世界中的一项伟大发现，至今人们都应经从中受益。电磁之间的相互转换非常容易，电磁之间的相互作用易调可控，同时对于磁体同极向置能够产生可观的斥力，异极则会产生吸引力。利用电磁感应原理制作斜拉索阻尼器可以实现构造简单，灵敏度高，造价低，阻尼效率高等优点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种自控电磁阻尼器，它既能有效的对拉索的振动起到控制，同时制作工艺简单，造价低，效率高。

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种自控电磁阻尼器，包括阻尼器外筒、阻尼器内置底座、阻尼器滑动导体回路、阻尼器方形永磁铁及导体棒导向板，阻尼器连杆，所述自控电磁阻尼器为长方体外形，通过连杆与斜拉索相连。所述阻尼器外筒的底板与桥面相连，阻尼器外筒的盖板通过螺栓连接在外筒壁上。该阻尼器可以始终提供阻止运动的阻尼力，该阻尼力易调可控，电磁铁磁极方向可以自动转换，形成自控的电磁阻尼器。

所述阻尼器内置底座为中空盒状，可以是一块中空的泡沫方形块，可以直接放置在阻尼器外筒底板上。

所述阻尼器滑动导体回路，是由导体棒、导体棒导向板、电磁铁、弹簧型导线组合连接而成。具体来说，所述导体棒由圆柱形导体棒永磁块以及较细导体棒构成，该导体棒永磁块与电磁铁放置在阻尼器的轴线上保证两者之间的相互作用力为最大；所述电磁铁为缠绕线圈的电磁铁；所述电磁铁粘结在内置底座上，是由内置铁芯和外绕导线组成的；两弹簧型导线连接导体棒和电磁铁。

所述导体棒导向板内部开槽控制导体棒方向，如上所述，导体棒由圆柱形导体棒永磁块和外伸较细导体棒组成，放置于磁场中，上部连接阻尼器连杆系统，向下通过弹簧型导线连接电磁铁构成闭合回路。

所述阻尼器方形永磁铁，为两块长方体永磁板，粘结在阻尼器外筒上且对称布置，形成水平向的磁场。

所述阻尼器连杆，为一个非磁性连接杆，下部连接导体棒上的永磁块，上部连接斜拉索。

当斜拉索受到外界作用产生振动时，振动将通过连杆引起自控电磁阻尼器导体棒的上下振动，即导体棒切割磁感线运动，通过导体棒切割磁感线在闭合回路中产生感应电流；感应电流通过电磁铁的线圈后形成电磁铁，通过调整线圈的绕制方向使电磁铁与导体棒上的永磁铁的相互作用力为：当导体棒向上运动时为吸引力，当导体棒向下运动时为斥力，即阻尼力。同时导体棒还会受到磁场中的磁力作用，该作用力始终是导体棒运动方向相反的，所以也可以提供一部分阻尼力。

与现有技术相比，本实用新型的优越功效：

1）本实用新型阻尼器利用导体棒在方形永磁铁组成的水平磁场中做切割磁感线运动在回路中产生感应电流对电磁铁通电，形成与导体棒上的永磁块相互作用的磁铁，通过两者之间的相互作用提供阻尼力。

2）本实用新型阻尼器利用电磁铁的形成原理和导体棒切割磁感线形成电流的原理，实现磁极的自动改变，保证导体棒上的永磁块与该电磁铁的相互作用力时刻为阻尼力；

3）本实用新型阻尼器导体棒在切割磁感线的过程中因产生感应电流也会受到阻尼力；

4）本实用新型所提供的阻尼力可控性强，通过调整永磁板的磁性控制磁场强度，通过控制电磁铁的线圈数控制电磁铁的磁性，通过电磁铁线圈的绕转方向控制电磁铁的磁极；

5）本实用新型制作工艺简单，构件之间的连接多采用粘结方式连接，构件组合方便，便于安装；

6）本实用新型阻尼器构造简单，工作原理明确，根据导体棒运动方向实现电磁铁磁极方向的自动控制，克服了永磁铁阻尼器起条件高和磁流变等阻尼器工作原理复杂等缺点。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1中阻尼器外筒结构示意图；

图3为图1中内置底座及动导体回路结构示意图；

图4为图1中阻尼器方形永磁铁及阻尼器导体棒导向板结构示意图。

图中标号说明：

1——阻尼器外筒； 

11——盖板；                    12——底板；

13——桶壁；

2——内置底座；

3——阻尼器滑动导体回路；

31——电磁铁；                  32——导体棒永磁铁；

33——较细导体棒；              34——弹簧型导线；

4——阻尼器方形永磁铁；

5——阻尼器导体棒导向板；       51——刻槽；

6——阻尼器连杆；

7——斜拉索。

具体实施方式

请参阅说明书附图，对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，一种自控电磁阻尼器，包括阻尼器外筒1、阻尼器内置底座2、阻尼器滑动导体回路3、阻尼器方形永磁铁4、阻尼器导体棒导向板5和阻尼器连杆6。

如图2所示，阻尼器外筒1由盖板11，底板12和桶壁13组成。桶壁13由不可磁化材料如高强合金焊接而成或者一次浇筑形成；底板12为桶壁13的同种材料带螺孔板，与桶壁13通过焊接进行连接；盖板11为带螺孔的圆孔板，在内部结构安装完成后与桶壁13通过螺栓进行连接，圆孔供连杆6上下振动通过。阻尼器的整个结构依靠底板12上的螺孔（图中未示）通过高强螺栓连接在桥面上或者阻尼器支架上。

如图3所示，本实用新型阻尼器内置底座2为中空盒状，可以是一个中空的泡沫或者橡胶盒。该内置底座2外尺寸与阻尼器外筒1内部尺寸相同，这样内置底座2便可以稳定的安置在外筒1内。该内置底座2的空间的主要作用是放置电磁铁和弹簧型导线。

再如图3所示，本实用新型阻尼器滑动导体回路3，是由缠绕线圈的电磁铁31，弹簧型导线34，圆柱形导体棒永磁块32以及较细导体棒33构成。所述圆柱形导体棒永磁块32以及较细导体棒33构成导体棒。所述电磁铁31粘结在内置底座2上，是由内置铁芯和外绕导线组成的；两弹簧型导线34连接导体棒和电磁铁31；导体棒由圆柱形导体棒永磁块32内穿较细导体棒33组成，该导体棒永磁块32与电磁铁31放置在阻尼器的轴线上保证两者之间的相互作用力为最大。

本实用新型阻尼器连杆6为不可磁化材料制作的金属圆杆，其下端设置螺纹，与预置在导体棒永磁块32上的螺孔连接，上部通过常规索夹与斜拉索7相连接。

如图4所示，本实用新型阻尼器方形永磁铁4和阻尼器导体棒导向板5放置在阻尼器内置底座2上部。

该阻尼器方形永磁铁4为强磁性永磁铁，通过工业胶粘结在在阻尼器外筒1壁上。两块方形永磁铁对称布置的，主要作用是提供水平向的磁场。

该阻尼器导体棒导向板5为有刻槽51的橡胶板或者非磁化金属板。该导向板5粘结在阻尼器外筒1壁上，刻槽51用来固定导体棒。

当斜拉索7受到外界作用产生振动时，振动将通过连杆6引起自控电磁阻尼器导体棒的上下振动，即导体棒切割磁感线运动，通过导体棒切割磁感线在闭合回路中产生感应电流；感应电流通过电磁铁的线圈后形成电磁铁，通过调整线圈的绕制方向使电磁铁与导体棒上的永磁铁的相互作用力为：当导体棒向上运动时为吸引力，当导体棒向下运动时为斥力，即阻尼力。同时导体棒还会受到磁场中的磁力作用，该作用力始终是导体棒运动方向相反的，所以也可以提供一部分阻尼力。

本实用新型通过调整阻尼器方形永磁铁4的磁场强度和电磁铁31线圈的密度调整阻尼力的大小。

Claims (9)

1.一种自控电磁阻尼器，包括阻尼器外筒、阻尼器内置底座、阻尼器滑动导体回路、阻尼器方形永磁铁、导体棒导向板和阻尼器连杆，其特征在于：所述自控电磁阻尼器为长方体外形，通过连杆与斜拉索相连；所述阻尼器外筒的底板与桥面相连，阻尼器外筒的盖板通过螺栓连接在外筒壁上。

2.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器内置底座为中空盒状。

3.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器外筒为不可磁化材料制作而成，通过底板上的螺孔，用高强螺栓与桥面连接。

4.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器滑动导体回路由导体棒、导体棒导向板、电磁铁、弹簧型导线组合连接而成。

5.根据权利要求4所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述导体棒由圆柱形导体棒永磁块以及较细导体棒构成；所述导体棒导向板内部开有控制所述导体棒方向的刻槽；所述电磁铁为缠绕线圈的电磁铁；所述电磁铁粘结在内置底座上，是由内置铁芯和外绕导线组成的；两弹簧型导线连接导体棒和电磁铁。

6.根据权利要求5所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述导体棒在所述阻尼器导体棒导向板的刻槽内上下滑动。

7.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器方形永磁铁，为两块长方体永磁板，粘结在阻尼器外筒上且对称布置，形成水平向的磁场。

8.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器连杆，为一个非磁性连接杆，下部连接导体棒上的永磁块，上部连接斜拉索。

9.根据权利要求1所述的自控电磁阻尼器，其特征在于：所述阻尼器中的电磁铁和导体棒上的永磁块之间的相互作用力方向自动控制。