本發(fā)明實施例涉及土木工程減震領域，特別是涉及一種調諧質量阻尼器和減震裝置。

背景技術：

減隔振技術在土木工程減震領域因簡單有效得到廣泛使用。目前的調諧質量阻尼器通過慣性力反作用于建筑來減少建筑結構的振動，其減震效果與質量大小正相關。因此，可以通過增加調諧質量阻尼器的質量來增強減震效果，但是增加調諧質量阻尼器的質量，會增加建筑的豎向荷載。

技術實現要素：

本發(fā)明實施例的目的是提供一種質量小且儲能效果好的調諧質量阻尼器。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供一種調諧質量阻尼器，所述阻尼器包括：

第一連接件和第二連接件，所述第一連接件和第二連接件用于連接建筑結構；

防護箱，所述防護箱的一端與第二連接件固定連接，所述防護箱的的另一端設置有開口，所述防護箱內設置有運動轉換機構、彈性變形件和轉動飛輪，所述運動轉換機構包括直線運動部和轉動部，所述運動轉換機構用于將直線運動部的直線運動轉換成轉動部圍繞直線運動部的旋轉運動，或者將轉動部圍繞直線運動部的旋轉運動轉換成直線運動部的直線運動，所述直線運動部穿過所述開口與第一連接件的一端固定連接，所述轉動部連接彈性變形件的一端，所述彈性變形件的另一端連接轉動飛輪，所述轉動飛輪具有支撐軸承，所述支撐軸承固定設置在所述防護箱的內壁上，所述支撐軸承和水平運動部互相平行。

可選的，所述運動轉換機構為絲杠運動副，所述直線運動部為絲杠，所述轉動部為螺母，所述絲杠與螺母螺紋連接。

可選的，所述阻尼器還包括固定設置于所述防護箱內壁上的轉動軸承，所述螺母可沿轉動軸承轉動。

可選的，所述阻尼器還包括套設于所述絲杠上的保護彈性變形件，所述保護彈性變形件位于所述防護箱外部，設置于所述第一連接件和所述防護箱之間，所述保護彈性變形件的一端固定設置在所述防護箱上，另一端自由放置。

可選的，所述防護箱內壁上設置有兩個凸起，兩個所述凸起分別沿所述螺母的軸向方向放置于所述螺母的兩側，用于限制所述螺母在螺母的軸向方向上的運動。

可選的，所述支撐軸承上還設置有限位裝置，所述限位裝置沿所述轉動飛輪的軸向方向設置于所述轉動飛輪的兩側，用于限制所述轉動飛輪在轉動飛輪的軸向方向上的運動。

可選的，所述第一連接件和第二連接件中的任意一個為鉸接連接件。

可選的，所述絲杠上位于所述防護箱內的一端設置有軸向限位裝置。

可選的，所述彈性變形件和保護彈性變形件為彈簧。

為解決上述技術問題，第二方面，本發(fā)明還提供了一種減震裝置，所述減震裝置包括粘滯阻尼器和上述的調諧質量阻尼器，所述粘滯阻尼器和調諧質量阻尼器并聯設置。

本發(fā)明實施例的有益效果是：本發(fā)明實施例通過運動轉換機構將建筑物變形所引起的調諧質量阻尼器兩端的直線運動轉化成與直線運動方向共線的轉動運動，通過轉動飛輪與彈性變形件組成的慣性系統(tǒng)的運動吸收能量。區(qū)別于傳統(tǒng)的調諧質量阻尼器平動吸能，本阻尼器利用轉動飛輪的轉動吸收能量，以較小的質量通過位移轉換與放大原理得到較大的等效慣性，以較小的彈性變形件實現較大的等效剛度，大大減小了調諧質量阻尼器的質量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明調諧質量阻尼器的一個實施例的剖面結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進行更詳細地說明。需要說明的是，當元件被表述“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。當一個元件被表述“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。本說明書所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參照圖1，本發(fā)明實施例提供了一種調諧質量阻尼器，所述阻尼器包括：第一連接件10a、第二連接件10b和防護箱20，第一連接件10a和第二連接件10b用于外接建筑結構，防護箱20內設置有運動轉換機構、彈性變形件40和轉動飛輪51。防護箱20的一端與第二連接件10b固定連接，防護箱20的的另一端設置有開口21。運動轉換機構包括直線運動部和轉動部，運動轉換機構用于將直線運動部的直線運動轉換成轉動部圍繞直線運動部的旋轉運動，或者將轉動部圍繞直線運動部的旋轉運動轉換成直線運動部的直線運動。其中，所述運動轉換機構可以采用絲杠運動副，所述直線運動部為絲杠31，所述轉動部為螺母32，絲杠31與螺母32螺紋連接。絲杠31穿過開口21與第一連接件10a的一端固定連接，螺母32連接彈性變形件40的一端，彈性變形件40的另一端連接轉動飛輪51，轉動飛輪51具有支撐軸承52，支撐軸承52固定設置在防護箱20的內壁上，支撐軸承52和絲杠31互相平行。轉動飛輪51具有小質量、大慣量、放大彈性變形件40的剛度的特點。在本實施例中，彈性變形件40可以采用彈簧裝置。

在實際應用中，第一連接件10a和第二連接件10b可以分別連接在建筑層間，用于減少建筑層間變形；或者一端接地，另一端連接建筑結構，與隔震層配合使用，用以吸收隔震層的振動能量。建筑結構受外力變形時，第一連接件10a和第二連接件10b將發(fā)生相對直線運動，第一連接件10a將帶動絲杠31的直線運動，絲杠31通過螺紋帶動螺母32的轉動，螺母32的轉動將引起彈性變形件40的運動，彈性變形件40的運動將帶動轉動飛輪51沿支撐軸承52的轉動，從而將第一連接件10a和第二連接件10b的相對直線運動轉化為轉動飛輪51的轉動運動，實現了能量的吸收和存儲。

本發(fā)明實施例通過運動轉換機構將建筑物變形所引起的調諧質量阻尼器兩端的直線運動轉化成與直線運動方向共線的轉動運動，通過轉動飛輪與彈性變形件組成的慣性系統(tǒng)的運動吸收能量。區(qū)別于傳統(tǒng)的調諧質量阻尼器平動吸能，本阻尼器利用轉動飛輪的轉動吸收能量，以較小的質量通過位移轉換與放大原理得到較大的等效慣性，以較小的彈性變形件實現較大的等效剛度，大大減小了調諧質量阻尼器的質量。既實現了能量的存儲，又可以節(jié)省空間，且避免了調諧質量阻尼器懸掛掉落、影響建筑使用高度的缺點，安全性高、安裝方便。防護箱將螺母、轉動飛輪等元件封閉在防護箱內，可以避免防護箱內的所有元件被環(huán)境腐蝕，增加調諧質量阻尼器的使用壽命。

在上述實施例中，所述運動轉換機構選擇了傳動效率較高的絲杠運動副將建筑物變形所引起的調諧質量阻尼器兩端的直線運動轉化為與直線運動方向共線的轉動運動，使用轉動彈簧(即彈性變形件)替代傳統(tǒng)調諧質量阻尼器的拉壓彈簧，等效剛度變大，以較小的轉動彈簧實現了較大的等效剛度。其中，調諧質量阻尼器兩端的相對直線運動與轉動飛輪轉動運動之間的比例放大系數可根據絲杠31的螺紋間隙調節(jié)選取，轉動頻率可通過彈性變形件40的剛度和轉動飛輪51的質量調整，實現了多頻率控制建筑結構振動，相較于傳統(tǒng)的調諧質量阻尼器對建筑結構振動控制效率與性能大大提升。在實際應用中，螺母32可以通過鍵槽連接彈性變形件40，彈性變形件40的另一端通過鍵槽連接轉動飛輪51。在所述阻尼器的其他實施例中，所述運動轉換機構還可以采用其他能把直線運動轉換成與直線運動共線的轉動運動的機構，所述彈性變形件還可以采用除彈簧外的其他彈性元件。

可選的，請參照圖1，在所述阻尼器的其他實施例中，所述阻尼器還包括固定設置于所述防護箱20內壁上的轉動軸承33，所述螺母32可沿轉動軸承33轉動。所述轉動軸承33的設置，實現了螺母32的原位轉動，同時轉動軸承33可以對螺母32起支撐作用，以防止絲杠31受力變形。進一步的，為了限制螺母32在螺母32的軸向方向上的位移，所述防護箱20內壁上設置有兩個凸起(34a，34b)，兩個所述凸起(34a，34b)分別沿所述螺母32的軸向方向放置于所述螺母32的兩側。

可選的，請參照圖1，在所述阻尼器的其他實施例中，所述阻尼器還包括套設于所述絲杠31上的保護彈性變形件60，所述保護彈性變形件60位于所述防護箱20外部，設置于所述第一連接件10a和所述防護箱20之間，所述保護彈性變形件60的一端固定設置在所述防護箱20上，另一端自由放置。保護彈性變形件60可以限制絲杠31受壓最大行程，緩解外部沖擊對絲杠運動副(31、32)的影響。其中，保護彈性變形件60可以為彈簧裝置，或者其他彈性元件。

進一步的，請參照圖1，在所述阻尼器的其他實施例中，所述絲杠31上位于所述防護箱20內的一端設置有軸向限位裝置35。軸向限位裝置35可以限制絲杠31的運動位移，避免絲杠31脫離防護箱20。

可選的，請參照圖1，在所述阻尼器的其他實施例中，所述支撐軸承52上還設置有限位裝置53，所述限位裝置53沿所述轉動飛輪51的軸向方向設置于所述轉動飛輪51的兩側，用于限制所述轉動飛輪51在轉動飛輪51的軸向方向上的運動。

可選的，請參照圖1，在所述阻尼器的其他實施例中，所述第一連接件10a和第二連接件10b中的任意一個為鉸接連接件(圖1中示除了第一連接件10a為固定連接形式，第二連接件10b為鉸接形式)。阻尼器的其中一端選擇鉸接形式，可以在阻尼器兩端受外力作用時對阻尼器起到一定的保護作用，防止阻尼器被外力損壞。

如上所述，本發(fā)明的調諧質量阻尼器起到了很好的儲能作用，在實際應用時，可以將調諧質量阻尼器與粘滯阻尼器配合使用，將調諧質量阻尼器儲存的能量通過粘滯阻尼器反作用于建筑結構，以抵消建筑結構受到的外力，減小建筑結構的振動。因此，相應的，本發(fā)明還提供了一種減震裝置，所述減震裝置包括粘滯阻尼器和上述的調諧質量阻尼器，所述粘滯阻尼器和調諧質量阻尼器并聯設置。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書及其附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施方式，但是，本發(fā)明可以通過許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施方式，這些實施方式不作為對本發(fā)明內容的額外限制，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內容的理解更加透徹全面。并且，上述各技術特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實施方式，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；進一步地，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。