CN207749668U - 一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器 - Google Patents

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刘洋
冯冀岩
乔雅
翁光远
胡阿丽
杨建宁
山锋
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Abstract

本实用新型提供一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，包括传动力矩的传动轴、与传动轴同轴设置并在其外侧的圆形外筒和内筒、连接外筒和内筒的预紧力螺栓、压电陶瓷驱动器、设置于压电陶瓷驱动器上的位移传感器、设置于两个压电陶瓷驱动器之间的陀螺仪传感器、连接在传动轴上的恢复弹簧、限位器、设置于外筒上的控制器，本实用新型利用电子陀螺传感器采集的数据，通过控制器控制调节施加给压电陶瓷驱动器的电压，实时改变滑动摩擦力，可以自适应调整摩擦力大小，安装简单，由连接套筒与传动轴连接，可以实现一部分的自复位效果，可用于建筑结构杆件和机械减震杆件中，应用于工程结构的减震控制中。

Description

一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器
技术领域
本实用新型属于工程结构减震控制领域，具体涉及一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器。
背景技术
传统的抗震方法是通过结构本身的塑性变形来耗散地震能量，其实质就是把结构本身及构件作为“消能”元件，这样必然使结构产生不同程度的损坏，甚至产生严重的破坏和倒塌。结构控制是指通过在结构上设置控制装置，由控制机构和结构一起来抵御地震等动力作用，使结构的动力反应减小。
摩擦阻尼器作为一种耗能装置，因其构造简单，取材容易，造价低廉，而具有很好的应用前景。摩擦阻尼器对结构进行振动控制的机理是：阻尼器在主要结构构件屈服前的预定荷载下产生滑移或变形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同时，由于结构变形后自振周期加长，减小了地震输入，从而达到降低结构地震反应的目的，但现有的摩擦阻尼器具有耗能效果低的缺点，且摩擦力无法改变，无法适应各种工程结构。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
本实用新型的技术方案是：一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，包括传动力矩的传动轴、与传动轴同轴设置并在其外侧的圆形外筒和内筒、连接外筒和内筒的预紧力螺栓、压电陶瓷驱动器、设置于压电陶瓷驱动器上的位移传感器、设置于两个压电陶瓷驱动器之间的陀螺仪传感器、连接在传动轴上的恢复弹簧、限位器、设置于外筒上的控制器。
方案进一步地，所述控制器通过导线与压电陶瓷驱动器、陀螺仪传感器、位移传感器连接。
方案进一步地，压电陶瓷驱动器包括压电陶瓷芯棒以及包覆在其上的压电陶瓷电极镀膜。
方案进一步地，所述传动轴两端都设置有连接套筒，通过连接套筒实现与建筑结构连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用电子陀螺传感器采集的数据，通过控制器控制调节施加给压电陶瓷驱动器的电压，实时改变滑动摩擦力，可以自适应调整摩擦力大小，安装简单，由连接套筒与传动轴连接，可以实现一部分的自复位效果，可用于建筑结构杆件和机械减震杆件中，应用于工程结构的减震控制中。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型1-1剖面示意图。
其中：1、外筒，2、内筒，3、陀螺仪传感器，4、传动轴，5、恢复弹簧，6、位移传感器，7、压电陶瓷驱动器，8、预紧力螺栓，9、控制器，10、导线，11、限位器，12、连接套筒，701、压电陶瓷芯棒，702、压电陶瓷电极镀膜。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本实用新型。
本实用新型的具体实施方式是：如图1、2所示，一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，包括传动力矩的传动轴4、与传动轴4同轴设置并在其外侧的圆形外筒1和内筒2、连接外筒1和内筒2的预紧力螺栓8、压电陶瓷驱动器7、设置于压电陶瓷驱动器7上的位移传感器6、设置于两个压电陶瓷驱动器7之间的陀螺仪传感器3、连接在传动轴4上的恢复弹簧5、限位器11、设置于外筒1上的控制器9。
进一步地，所述控制器9通过导线10与压电陶瓷驱动器7、陀螺仪传感器3、位移传感器6连接。
进一步地，压电陶瓷驱动器7包括压电陶瓷芯棒701以及包覆在其上的压电陶瓷电极镀膜702。
进一步地，所述传动轴4两端都设置有连接套筒12，通过连接套筒12实现与建筑结构连接。
基于上述，通过控制器9根据陀螺仪传感器3和位移传感器6监测的数据，调节施加给压电陶瓷驱动器7的电压，从而实时改变滑动摩擦力，可以自适应调整摩擦力大小。
以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，其特征在于，包括传动力矩的传动轴、与传动轴同轴设置并在其外侧的圆形外筒和内筒、连接外筒和内筒的预紧力螺栓、压电陶瓷驱动器、设置于压电陶瓷驱动器上的位移传感器、设置于两个压电陶瓷驱动器之间的陀螺仪传感器、连接在传动轴上的恢复弹簧、限位器、设置于外筒上的控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，其特征在于，所述控制器通过导线与压电陶瓷驱动器、陀螺仪传感器、位移传感器连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，其特征在于，压电陶瓷驱动器包括压电陶瓷芯棒以及包覆在其上的压电陶瓷电极镀膜。
4.根据权利要求3所述的一种基于陀螺仪的主动控制筒式压电摩擦阻尼器，其特征在于，所述传动轴两端都设置有连接套筒，通过连接套筒实现与建筑结构连接。
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