本發(fā)明涉及一種頻率可調的調諧質量阻尼器，只要通過調整無級變速器齒輪比，就可以將自身的固有振動頻率調整到當前的激勵頻率，能夠達到很好的耗能效果，屬于土木結構（包括高層建筑、高聳結構和橋梁結構等）振動控制領域。

背景技術：

近年來，由于高層建筑的迅速發(fā)展，使得地震振動問題得到廣泛的研究。耗能減震等被動控制技術廣泛應用于減小高層建筑在地震等作用下的響應，其中TMD得益于構造簡單、造價低等優(yōu)點，應用最為廣泛。

但TMD裝置有著不可調和自適應性差的固有缺陷，TMD裝置的減振效果對頻率十分敏感和對不同激勵的自適應差，在減小主結構在主諧振中的響應方面是非常有效的，但是對于其它頻率（甚至接近諧振頻率），它增加了系統(tǒng)運動的幅度。因此，使用配備有能夠連續(xù)且準確地改變慣性的逆變器的裝置可以消除上述問題，這種功能可以通過使用具有齒輪比控制系統(tǒng)的無級變速器來實現(xiàn)。本發(fā)明保留了傳統(tǒng)TMD被動控制的優(yōu)點，又有很好的可調性、適應性，可以有效提高耗能能力，這對于實際工程的減震控制具有重大的意義。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)TMD不可調和自適應性差的固有缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種頻率可調的調諧質量阻尼器，該裝置在發(fā)揮傳統(tǒng)TMD優(yōu)勢的基礎上加以改進，即通過使用具有齒輪比控制系統(tǒng)的無級變速器來實現(xiàn)連續(xù)且準確地改變慣性的逆變器的裝置。本阻尼器易于調諧、魯棒性、消能減震效果好。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術方案。

本發(fā)明提出的一種頻率可調的調諧質量阻尼器，由下水平板1、垂直板2、上水平板3、質量板4、彈簧約束裝置5、螺旋彈簧6、齒條7、齒輪8、驅動軸9、軸承10、飛輪11、無級變速器12和滑動支承件13組成，其特征在于：兩塊垂直板2平行放置，兩塊垂直板與下水平板1、上水平板3連接組成框架結構；齒條7一端插入兩塊垂直板2之間形成的空間內，另一端連接質量板4，螺旋彈簧6穿過齒條7，一端錨固于質量板4底部，另一端連接上水平板3頂部，所述螺旋彈簧6分別通過位于上水平板3和質量板4上彈簧約束裝置5進行約束，兩個滑動支承件13分別裝于兩塊垂直板2之間，所述齒條7通過兩個滑動支承件13被引導；齒輪8固定于無級變速器12的驅動軸9上；飛輪11安裝于無級變速器12的從動軸上，驅動軸9兩端位于軸承10上，所述軸承10安裝于垂直板2中；所述齒條7與齒輪8相嚙合；當結構受到外部激勵時，外部輸入的能量積蓄于螺旋彈簧6上，進而使質量板４和齒條７往復運動，能量得到耗散，最終運動的齒條７通過無級變速器12將能量轉化為飛輪11的動能;通過下水平板1將頻率可調的調諧質量阻尼器安裝于結構上，使得頻率可調的調諧質量阻尼器的軸線平行于結構振動的方向。

本發(fā)明中，下水平板1通過焊接或螺栓連接與結構的預埋件相連，螺旋彈簧6通過焊接與上水平板3和質量板4相連。

本發(fā)明的一種頻率可調的調諧質量阻尼器，

本發(fā)明中，所述下水平板1通過焊接或螺栓連接與結構預埋件相連，螺旋彈簧6通過焊接與其他部件相連。

本發(fā)明中，所述頻率可調的調諧質量阻尼器軸線平行于主結構振動的方向。

本發(fā)明中，所述的頻率可調的調諧質量阻尼器的參數(shù)（質量、阻尼參數(shù)）應根據特定的目的進行優(yōu)化。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：

1）本發(fā)明改善了TMD不可調和自適應性差的缺陷。

2）本發(fā)明通過適當調整無級變速器齒輪比，可以將TMD的固有振動頻率調整到當前的激勵頻率。允許TMD的本身振動頻率的平滑改變，重新調諧容易實現(xiàn)，增加了其有效性的范圍。

3）本發(fā)明結構形式簡單，減震效果十分顯著，當系統(tǒng)中存在噪聲時，阻尼特性也被保留。

附圖說明

圖1為本發(fā)明頻率可調的調諧質量阻尼器正立面圖；

圖2為本發(fā)明頻率可調的調諧質量阻尼器B-B剖面圖；

圖3為本發(fā)明頻率可調的調諧質量阻尼器A-A剖面圖；

圖中標號：1為下水平板、2為垂直板、3為上水平板、4為質量板、5為彈簧約束裝置、6為螺旋彈簧、7為齒條、8為齒輪、9為驅動軸、10為軸承、11為飛輪、12為無級變速器、13為滑動支承件。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施例1：如圖1－圖３所示，為本發(fā)明的一種頻率可調的調諧質量阻尼器實施例，其主要包括下水平板1、垂直板2、上水平板3、質量板4、彈簧約束裝置5、螺旋彈簧6、齒條7、齒輪8、驅動軸9、軸承10、飛輪11、無級變速器12、滑動支承件13。兩垂直板2互相平行，并且與下水平板1、上水平板3組成一體；通過下水平板1將頻率可調的調諧質量阻尼器安裝在結構上，使得裝置的軸線平行于主結構振動的方向；上水平板3上的彈簧約束裝置5用于約束螺旋彈簧6，螺旋彈簧6的另一端錨固到于質量板4；質量板4連接到齒條7，齒條7在安裝在垂直板2的兩個滑滑動支承件13中被引導；齒輪8固定于無級變速器12上。飛輪11安裝在無級變速器12的從動軸上，傳動軸的軸承10安裝在垂直板2中。當結構受到外部激勵時，外部輸入的能量積蓄于螺旋彈簧，進而使質量板和齒條往復運動，能量得到耗散，最終運動的齒條通過無級變速器將能量轉化為飛輪的動能。本發(fā)明在非常寬的振動頻率范圍內提供顯著的阻尼性質，以及容易調諧和重新調諧的能力，耗能效果極佳，魯棒性好，具有很好的應用前景。

下水平板1上預留孔洞通過螺栓與結構上的預埋件相連，與垂直板2焊接連接，垂直板2與上水平板3焊接連接；質量板4與齒條7通過預埋件相固接，螺旋彈簧4分別與質量板4、上水平板3焊接相連；滑動支承件13嵌固在垂直板2中；無級變速器通過兩個傳動軸附著于垂直板上。結構受到外部激勵時，通過調整無級變速器齒輪比，就可以將自身的固有振動頻率調整到當前的激勵頻率，極大提高了該裝置調諧性以及適應性，使得減振效率提高。