CN212004085U - 一种磁力阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁力阻尼器，包括安装架、均固定在安装架上的第一固定管和第二固定管、安装在第一固定管和第二固定管上的滑动架、与滑动架连接的往复框架、安装在安装架上的齿条、安装在安装架上的转动组件；往复框架包括上横板和下横板；转动组件包括转盘和齿轮；滑动架的两端分别滑动安装在第一固定管和第二固定管内且与上横板连接，第一固定管和第二固定管分别设有第一强力磁铁和第二强力磁铁，滑动架两端设有第三强力磁铁，上横板和下横板相固定且上横板和下横板上均设有半圆槽，转盘上设有圆柱，齿轮与齿条啮合，转盘和齿轮同步转动，上横板的半圆槽和下横板的半圆槽交替与转盘的圆柱啮合。本阻尼器通过强力磁铁的相斥实现减震耗能。

Description

一种磁力阻尼器

技术领域

本实用新型涉及阻尼器的技术领域，具体为一种磁力阻尼器。

背景技术

阻尼器或避震器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动及消耗动能的装置。

据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。人们感觉不到的地震，必须用地震仪才能记录下来；不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子，基本都是巧合。对于地震，我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御，而不是预测地震。有些摩天大楼为了防震的考量，也会有阻尼器。近年来，减隔震技术得到了越来越多的研究和应用，但是，传统的各类阻尼器在地震作用下，阻尼器易超过其极限能力而丧失耗能能力。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种磁力阻尼器，磁力阻尼器在利用第一强力磁铁和第三强力磁铁之间、第二强力磁铁和第三强力磁铁之间的斥力来减震耗能，达到很好的隔震、减震的效果。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种磁力阻尼器，包括安装架、均固定在安装架上的第一固定管和第二固定管、滑动式安装在第一固定管和第二固定管上的滑动架、与滑动架固定连接的往复框架、滑动式安装在安装架上的齿条、转动式安装在安装架上的转动组件；往复框架包括上横板和下横板；转动组件包括转盘和齿轮；滑动架的两端分别滑动式安装在第一固定管内和第二固定管内且滑动架与上横板固定连接，第一固定管的一端和第二固定管的一端分别设有第一强力磁铁和第二强力磁铁，滑动架的两端均设有第三强力磁铁，第一强力磁铁和第二强力磁铁均与第三强力磁铁相斥，上横板和下横板相对固定且上横板和下横板上均设有若干个半圆槽，转盘的端面上设有若干个圆柱，若干个圆柱沿着端面的中心圆周均匀分布，转盘和齿轮均转动式安装在安装架上且转盘位于上横板和下横板之间，齿轮与齿条啮合，转盘和齿轮的转动中心相同且同步转动，上横板的半圆槽和下横板的半圆槽交替与转盘的圆柱啮合。产生震动的时候齿条会驱动齿轮和转盘转动，转盘通过往复框架带动滑动架滑动，滑动架的第三强力磁铁交替向第一强力磁铁和第二强力磁铁靠近的时候，由于磁场的作用会产生相斥的力，相斥的力会消耗震动产生的力，到达减震耗能的效果。

进一步而言，若干个圆柱分布在转盘的半个端面上，若干个圆柱在转盘端面的呈半圆弧状分布。圆柱与半圆槽配合，往复框架可以做往返运动。

进一步而言，齿轮的直径小于转盘的直径。齿条的响应经转动组件放大后，传递给滑动架，滑动架滑动的时候，第一强力磁铁与第三强力磁铁之间、第二强力磁铁与第三强力磁铁之间均产生相斥的力，能够发挥耗能作用。

进一步而言，安装架包括底板、固定在底板上的竖板；竖板上设有固定块，固定块上设有滑槽，齿条滑动式安装在滑槽上。发生震动的时候，震动驱动齿条在安装架上滑动。

进一步而言，滑动架呈T形，第一固定管和第二固定管分布在竖板上的两端，滑动架的两端分别滑动式安装在第一固定管内和第二固定管内且均固定有第三强力磁铁，滑动架的下端与上横板固定连接。滑动架在往复框架的带动下在第一固定管内和第二固定管内滑动，滑动架的两端分别滑动式安装在第一固定管内和第二固定管内，第一固定管和第二固定管可以防止往复框架由于重力的作用下垂。

进一步而言，底板上镶嵌有若干个磁珠，下横板位于磁珠的上方且下横板上设有磁条，磁珠与磁条相斥。磁珠与磁条的斥力为往复框架提供支撑，可以防止往复框架由于重力的作用下垂，同时也能避免往复框架与安装架发生摩擦，防止往复框架在运动过程中的磨损。

进一步而言，往复框架还包括两条连接板；往复框架呈方框状，上横板的一端通过其中一条连接板与下横板的一端固定连接，上横板的另一端通过另一条连接板与下横板的另一端固定连接。连接板使得上横板和下横板相对固定。

进一步而言，磁力阻尼器还包括磁性电磁阻尼器；安装架上固设有固定架，磁性电磁阻尼器安装在固定架上，磁性电磁阻尼器的输出端与转盘固定连接。转盘运动的时候将动能传递到磁性电磁阻尼组件内的转子，通过定子与转子之间的电磁力为惯性质量块提供阻尼力，同时本发明能将转子的机械能转化为绕组中的电能。

进一步而言，磁力阻尼器还包括滑动式安装在第一固定管内或第二固定管内的第四强力磁铁；第一固定管内或第二固定管内的第四强力磁铁均有若干个，相邻的第四强力磁铁之间相互排斥，第一强力磁铁和第二强力磁铁以及第三强力磁铁均与第四强力磁铁相斥。通过多个强力磁铁，使得第一固定管内和第二固定管内的斥力更加大，达到更好的减震耗能效果。

本实用新型具有如下优点和有益技术效果：

1)本实用新型利用齿条、齿轮、转盘及往复框架，构成一种响应放大装置，通过往复框架与滑动架连接，滑动架滑动的时候相邻的强力磁铁(第一强力磁铁、第二强力磁铁、第三强力磁铁、第四强力磁铁)相互排斥，在相排斥的磁力的作用下，到达减震耗能的效果，同时通过磁性电磁阻尼器将震动的能量转化为绕组中的电能，构成一种可自复位的、位移不失效的新型阻尼器。

2)一方面，齿条的响应经转动组件联动部分放大，通过往复框架间接传递给强力磁铁(第一强力磁铁、第二强力磁铁、第三强力磁铁、第四强力磁铁)，通过强力磁铁间相互排斥，使阻尼器能够尽早发挥耗能作用，使阻尼器产生较小的恢复力即可为结构提供较大的恢复力，因为强力磁铁的磁性强，所以斥力很大，同时由于强力磁铁的磁性是永久的，因此它的耗能也是永久性的，从而显著节省造价；

3)另一方面，通过齿条将震动的动能传递给转盘，转盘把转动的动能传递给磁性电磁阻尼器转化为电能，进一步达到减震耗能的同时也能够将震动的动能转化为电能收集使用。

附图说明

图1是本实用新型磁力阻尼器的结构示意图。

图2是本实用新型磁力阻尼器的局部剖视图

图3是本实用新型的安装架、磁性电磁阻尼器的结构示意图。

图中：1-安装架，2-第一固定管，3-第二固定管，4-滑动架，5-齿条，6-转动组件，7-第一强力磁铁，8-第二强力磁铁，9-第三强力磁铁，10-上横板，11-下横板，12-连接板，13-磁性电磁阻尼器，14-磁珠，15-磁条，16-半圆槽，17-圆柱，18-固定块，19-滑槽，20- 底板，21-竖板，22-转盘，23-齿轮，24-固定架，25-第四强力磁铁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种技术方案，为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的左右方向与图1本身的左右方向一致，下文所说的前后方向与图1本身的投影方向一致。

结合图1、图2、图3所示，一种磁力阻尼器，包括安装架1、均固定在安装架1上的第一固定管2和第二固定管3、滑动式安装在第一固定管2和第二固定管3上的滑动架4、与滑动架4固定连接的往复框架、滑动式安装在安装架1上的齿条5、转动式安装在安装架1上的转动组件6。

该第一固定管2和第二固定管3位于安装架1的上方并分居两侧，滑动架4在第一固定管2和第二固定管3之间滑动，往复框架位于滑动架4的下方并与滑动架4固定连接。该往复框架包括上横板10和下横板11；该上横板10位于下横板11的正上方。

该转动组件6包括转盘22和齿轮23；在第一固定管2和第二固定管3之间来回滑动的滑动架4与上横板10固定连接，滑动架4的左右两端分别滑动式安装在第一固定管2 和第二固定管3内，滑动架4的下端与上横板10的上端面固定连接。

该第一固定管2的一端(左端)和第二固定管3的一端(右端)分别设有第一强力磁铁7和第二强力磁铁8，滑动架4的两端(左端和右端)均设有第三强力磁铁9，第一强力磁铁7和第二强力磁铁8均与第三强力磁铁9相斥，滑动架4向左滑动靠近第一强力磁铁7的时候，第一强力磁铁7与第三强力磁铁9产生斥力。

该滑动架4向右滑动靠近第二强力磁铁8的时候，该第二强力磁铁8与第三强力磁铁 9产生斥力，该滑动架4左右反复滑动，利用斥力来耗能，达到减震耗能的效果。该上横板10和下横板11相对固定，该上横板10向左运动的时候下横板11也向左运动，上横板 10向右运动的时候下横板11也向右运动。

该上横板10和下横板11上均设有若干个半圆槽16，该上横板10的下端面设有若干个半圆槽16，若干个半圆槽16从左向右水平均匀分布，该下横板11的上端面设有若干个半圆槽16，若干个半圆槽16从左向右水平均匀分布。

该转盘22的端面(前面)上设有若干个圆柱17，若干个圆柱17沿着端面的中心圆周均匀分布，转盘22和齿轮23均转动式安装在安装架1上且转盘22位于上横板10和下横板11之间，齿轮23固定在转盘22的端面(前面)上。

该齿条5左右滑动式安装在安装架1上，该齿条5位于往复框架的前方，该齿轮23与齿条5啮合。该转盘22和齿轮23的转动中心相同且同步转动，转盘22和齿轮23的角速度相同，线速度不同。上横板10的半圆槽16和下横板11的半圆槽16交替与转盘22 的圆柱17啮合。上横板10或下横板11采用半圆槽16与转盘22的圆柱17啮合，这种啮合方式相比齿轮23，配合的精度不需要那么高，啮合更加容易，适应性更好。

该转盘22转动的时候，该转盘22驱动上横板10运动的方向与转盘22驱动下横板11运动的方向相反，所以转盘22转动的时候，往复框架能够在水平方向上左右来回反复运动，从而带动滑动架4左右滑动，该滑动架4左右滑动的时候第一强力磁铁7和第二强力磁铁8交替与第三强力磁铁9产生排斥力，通过排斥力将地震产生的震动进行消耗，到达减震耗能的效果。

若干个圆柱17分布在转盘22的半个端面上，若干个圆柱17在转盘22端面的呈半圆弧状分布。转盘22的端面是一个圆面，若干个圆柱17只在半个圆面上，而且若干个圆柱 17在半个圆面上围成一个半圆弧，所有圆柱17与上横板10或下横板11的所有半圆槽16 一一对应，转盘22的圆柱17与上横板10或下横板11的半圆槽16啮合的时候，不同的圆柱17轮流与不同半圆槽16啮合。

该齿轮23的直径小于转盘22的直径。阻尼器的位移具有放大效果，且放大倍数等于转盘22直径与齿轮23的直径之比，该转盘22和齿轮23是同心和同步转动，当转过的角度一样的时候，该转盘22的线位移大于齿轮23的线位移，位移具有放大效果，使阻尼器能够尽早发挥耗能作用，使其产生较小的恢复力即可为结构提供较大的恢复力，从而显著节省造价。

该安装架1包括底板20、固定在底板20上的竖板21；竖板21上设有固定块18，固定块18上设有滑槽19，齿条5滑动式安装在滑槽19上。转盘22转动式安装在竖板21的前面，齿轮23固定在转盘22的前端面，往复框架位于竖板21的前面。

该固定块18有两个，两个固定块18固定在竖板21的前面并分别位于第一固定管2和第二固定的下方，齿条5左右滑动式安装在固定块18的滑槽19内，该齿条5位于往复框架的前方。该齿条5位于往复框架前面但是与往复框架没有接触，所以齿条5通过滑动来驱动齿轮23转动的时候不会带动往复框架移动，不会对往复框架的运动造成干扰。

该滑动架4呈T形，第一固定管2和第二固定管3分布在竖板21上的两端，第一固定管2和第二固定管3分布在竖板21前端面的上方的两端。滑动架4的两端(左端和右端)分别滑动式安装在第一固定管2内和第二固定管3内，滑动架4的两端(左端和右端) 均固定有第三强力磁铁9，滑动架4的下端与上横板10固定连接。

该底板20上镶嵌有若干个磁珠14，下横板11位于磁珠14的上方且下横板11上设有磁条15，磁珠14与磁条15相斥。磁珠14镶嵌在底板20的上表面，下横板11的下表面固定有磁条15，磁条15位于磁珠14的正上方，磁条15的下端面的磁极与磁珠14上端面的磁极相反，磁珠14与磁条15之间的斥力为往复框架提供支撑的同时也使得往复框架的滑动更加平稳。

该往复框架还包括两条连接板12；往复框架呈方框状，上横板10的一端通过其中一条连接板12与下横板11的一端固定连接，上横板10的另一端通过另一条连接板12与下横板11的另一端固定连接。连接板12竖直设置，其中一条连接板12位于上横板10和下横板11的左端，且该连接板12的上端与上横板10的左端固定连接，该连接板12的下端与下横板11的左端固定连接；另一条连接板12位于上横板10和下横板11的右端，且该连接板12的上端与上横板10的右端固定连接，该连接板12的下端与下横板11的右端固定连接。

该磁力阻尼器还包括磁性电磁阻尼器13；安装架1上固设有固定架24，磁性电磁阻尼器13安装在固定架24上，磁性电磁阻尼器13的输出端与转盘22固定连接。固定架24 固定在竖板21的背(后)面，磁性电磁阻尼器13的机体固定在固定架24上，磁性电磁阻尼器13位于固定架24的下方，磁性电磁阻尼器13的转动轴从竖板21的背(后)面穿过竖板21后与转盘22的转动中心固定连接，转盘22转动的时候能够带动转动轴转动，使得磁性电磁阻尼器13内部进行发电，最后通过线路将震动转化的电能导出进行利用，到达减震的同时能够将震动的能量转化利用。

该磁力阻尼器还包括滑动式安装在第一固定管2内或第二固定管3内的第四强力磁铁 25；第一固定管2内或第二固定管3内的第四强力磁铁25均有若干个，相邻的第四强力磁铁25之间相互排斥，第一强力磁铁7和第二强力磁铁8以及第三强力磁铁9均与第四强力磁铁25相斥。与第一强力磁铁7相邻的第四强力磁铁25(即第一固定管2内最左端的第四强力磁铁25)与第一强力磁铁7相互排斥；与第二强力磁铁8相邻的第四强力磁铁 25(即第二固定管3内最右端的第四强力磁铁25)与第二强力磁铁8相互排斥。相邻的两个第四强力磁铁25也相互排斥，与第三强力磁铁9相邻的第四强力磁铁25(即位于第一固定管2内最右端的第四强力磁铁25或位于第二固定管3内最左端的第四强力磁铁25) 与第三强力磁铁9相互排斥。通过相邻的强力磁铁之间的排斥力的叠加，使得阻尼器的耗能效果更好。第四强力磁铁25呈圆柱17状，防止第四强力磁铁25在第一固定管2内或第二固定管3内发生转向。

本磁力阻尼器的工作原理可表述如下：

当地震发生之时，建筑或桥梁等结构推动齿条5移动，齿条5带动完齿轮23转动，完齿轮23转动带动转盘22转动并将震动的位移放大，转盘22转动的时候交替与上横板10和下横板11啮合，转盘22驱动上横板10运动的方向与转盘22驱动下横板11运动的方向相反，所以转盘22交替与上横板10和下横板11啮合时候，往复框架做直线往复运动，往复框架往复运动带动滑动架4往复运动，滑动架4往复运动通过第一强力磁铁7和第二强力磁铁8交替与第三强力磁铁9或第四强力磁铁25产生斥力来隔震和耗能，同时转盘22转动的时候能将动能传递给磁性电磁阻尼器，磁性电磁阻尼器13能将利用转盘22 的动能发电，进一步到达减震耗能的效果，也能达到将震动的动能转化再利用的效果，最后达到建筑结构或桥梁结构隔震避震的目的。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种磁力阻尼器，其特征在于：包括安装架、均固定在安装架上的第一固定管和第二固定管、滑动式安装在第一固定管和第二固定管上的滑动架、与滑动架固定连接的往复框架、滑动式安装在安装架上的齿条、转动式安装在安装架上的转动组件；

所述往复框架包括上横板和下横板；所述转动组件包括转盘和齿轮；所述滑动架的两端分别滑动式安装在第一固定管内和第二固定管内且滑动架与上横板固定连接，第一固定管的一端和第二固定管的一端分别设有第一强力磁铁和第二强力磁铁，滑动架的两端均设有第三强力磁铁，第一强力磁铁和第二强力磁铁均与第三强力磁铁相斥；

上横板和下横板相对固定且上横板和下横板上均设有若干个半圆槽，转盘的端面上设有若干个圆柱，若干个圆柱沿着端面的中心圆周均匀分布，转盘和齿轮均转动式安装在安装架上且转盘位于上横板和下横板之间，齿轮与齿条啮合，转盘和齿轮的转动中心相同且同步转动，上横板的半圆槽和下横板的半圆槽交替与转盘的圆柱啮合。

2.如权利要求1所述的磁力阻尼器，其特征在于：若干个圆柱分布在转盘的半个端面上，若干个圆柱在转盘端面的呈半圆弧状分布。

3.如权利要求2所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述齿轮的直径小于转盘的直径。

4.如权利要求1所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述安装架包括底板、固定在底板上的竖板；竖板上设有固定块，固定块上设有滑槽，齿条滑动式安装在滑槽上。

5.如权利要求4所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述滑动架呈T形，第一固定管和第二固定管分布在竖板上的两端，滑动架的两端分别滑动式安装在第一固定管内和第二固定管内且均固定有第三强力磁铁，滑动架的下端与上横板固定连接。

6.如权利要求5所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述底板上镶嵌有若干个磁珠，下横板位于磁珠的上方且下横板上设有磁条，磁珠与磁条相斥。

7.如权利要求1所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述往复框架还包括两条连接板；往复框架呈方框状，上横板的一端通过其中一条连接板与下横板的一端固定连接，上横板的另一端通过另一条连接板与下横板的另一端固定连接。

8.如权利要求1所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述磁力阻尼器还包括磁性电磁阻尼器；安装架上固设有固定架，磁性电磁阻尼器安装在固定架上，磁性电磁阻尼器的输出端与转盘固定连接。

9.如权利要求1所述的磁力阻尼器，其特征在于：所述磁力阻尼器还包括滑动式安装在第一固定管内或第二固定管内的第四强力磁铁；第一固定管内或第二固定管内的第四强力磁铁均有若干个，相邻的第四强力磁铁之间相互排斥，第一强力磁铁和第二强力磁铁以及第三强力磁铁均与第四强力磁铁相斥。

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