一种半主动调谐液体阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及一种半主动调谐液体阻尼器，包括阻尼器水箱、供调节水箱及伺服控制系统。其中：阻尼器水箱由箱体I、阻尼网和调谐液体组成；供调节水箱由箱体II和供调节液体组成；伺服控制系统由单片机电路板、加速度传感器、液位传感器、水泵I和水泵II组成。调谐液体阻尼器的频率由调谐液体的液面高度确定。本发明专利技术的调谐液体的液面高度可通过伺服控制系统进行调节，以实现调谐液体阻尼器频率的精确控制。与现有技术相比，本发明专利技术能实现调谐液体阻尼器频率的精确调节，提高减振效果，简化阻尼器的设计，且阻尼装置控制效果好，结构简单，易于维护安装，耐久性好等。

A semi-active tuned liquid damper

The invention relates to a semi-active tuned liquid damper, comprising a damper, a water tank, a regulating water tank and a servo control system. The water tank is composed of a box body, I damper damping net and tuned liquid composition; for regulating water tank is composed of a box body II and for regulating the liquid; servo control system consists of MCU circuit board, acceleration sensor, liquid level sensor, water pump and I pump II. The frequency of the tuned liquid damper is determined by the liquid level of the tuned liquid. The liquid level of the tuned liquid can be adjusted by a servo control system to achieve precise control of the frequency of the tuned liquid damper. Compared with the prior art, the invention can realize the precise adjustment of tuned liquid damper frequency, improve the damping effect of the damper, simplify the design, and the damping device has good control effect, simple structure, easy maintenance and installation, good durability.

【技术实现步骤摘要】
一种半主动调谐液体阻尼器
本专利技术属于土木工程、振动控制
，具体为一种半主动调谐液体阻尼器。
技术介绍
在当今社会，调谐液体阻尼器因为有对原建筑结构改动小、施工方便、取材便利、减振控制效果显著等优点而被广泛关注，并在工程实际中有广泛应用。但传统的调谐液体阻尼器具有对频率的调谐敏感性的缺点，不仅建筑结构的自身损伤等会影响调谐液体阻尼器的减振效果，某些时候其自身的特性，如液体的挥发、阻尼网的锈蚀等也会影响其控制效果。而且，设计时结构的自振频率估计值与其实际自振频率存在差异。因此，如何实现调谐液体阻尼器的自适应控制，使其能够调节自身频率与结构的频率相近，以达到良好的减振效果，很有研究价值。半主动控制属于参数控制，利用控制机构来主动调节结构的内部参数，使结构始终处于最优的状态。半主动控制与主动控制相比，不需要大量的外部输入力，只需要少量的外部输入力来驱动实施作用力的驱动器，尽可能主动利用结构振动响应过程中的相对变形和速度，来实现最优控制。半主动控制兼具被动控制简单易行与经济性的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半主动调谐液体阻尼器，以克服现有技术中的上述缺点，能够调节自身频率与主结构的频率相同，以满足调谐被控结构频率的要求，从而达到良好的减振效果。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种半主动调谐液体阻尼器，其特征在于由阻尼器水箱、供调节水箱及伺服控制系统组成，其中：所述阻尼器水箱由箱体I、阻尼网和调谐液体组成；所述供调节水箱由箱体II和供调节液体组成；所述伺服控制系统由单片机电路板、加速度传感器、液位传感器、水泵I和水泵II组成。所述加速度传感器放置于主结构的顶部，液位传感器放置于阻尼器水箱内。所述水泵I放置于阻尼器水箱内，用于降低调谐液体的液面高度；水泵II放置于供调节水箱内，用于增高调谐液体的液面高度；所述单片机电路板接受并处理所述加速度传感器和液位传感器的信号后，可一次性精确计算所需调节的液面高度，并控制所述水泵I或水泵II一次性完成所述调谐液体的液面高度调节；本专利技术中，所述半主动调谐液体阻尼器安装于主结构的顶部。本专利技术中，所述调谐液体和供调节液体可为水、硅油等。本专利技术中，所述主结构发生水平向振动时，调谐液体与阻尼网摩擦产生阻尼，消耗能量。本专利技术中，所述阻尼网材质可为铜、铁等，数量可根据实际工程而定，可为1～5片。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：本专利技术的半主动调谐液体阻尼器，调谐液体的液面高度可通过伺服控制系统进行精确调节，且无须实时调节，仅在选定时段进行即可，所需供电量小，能够精确调节调谐液体阻尼器频率与主结构频率相同；并能简化结构的抗风和抗震的分析设计，采用调谐液体与阻尼网摩擦提供阻尼力，无需外界提供能源。具有耐久性好、减振效果良好、安装简单和操作便捷等优点。附图说明图1是本专利技术的半主动调谐液体阻尼器立面图；图2是本专利技术的阻尼器水箱立面图；图3是本专利技术的供调节水箱立面图；图4是本专利技术的伺服控制系统示意图；图中标号：1-主结构，2-半主动调谐液体阻尼器，3-箱体I，4-阻尼网，5-箱体II，6-控制电路板，7-加速度传感器，8-液位传感器，9-水泵I，10-水泵II，11-调谐液体，12-供调节液体。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1至图4所示，本专利技术的半主动调谐液体阻尼器由阻尼器水箱、供调节水箱及伺服控制系统组成，其中：如图2所示，所述阻尼器水箱由箱体I(3)、阻尼网(4)和调谐液体(11)组成；如图3所示，所述供调节水箱由箱体II(5)和供调节液体(12)组成；如图4所示，所述伺服控制系统由控制电路板(6)(本实施具体选用单片机电路板实现)、加速度传感器(7)、液位传感器(8)、水泵I(9)和水泵II(10)组成。所述的半主动调谐液体阻尼器，其特征在于，所述加速度传感器(7)放置于主结构(1)的顶部，用于测量主结构(1)顶部的水平振动加速度；液位传感器(8)放置于阻尼器水箱内(具体设置于水箱底部)，用于测量调谐液体(11)的液面高度；所述水泵I(9)放置于阻尼器水箱内，用于将调谐液体(11)抽往供调节水箱，即降低阻尼器水箱中的调谐液体(11)的液面高度；水泵II(10)放置于供调节水箱内，用于将供调节液体(12)抽往阻尼器水箱，即增高阻尼器水箱中的调谐液体(11)的液面高度；所述控制电路板(6)接受并处理所述加速度传感器(7)和液位传感器(8)信号后，可一次性精确计算所需调节的液面高度，并控制所述水泵I(9)或水泵II(10)一次性完成所述调谐液体(11)的液面高度调节。进一步地，所述调谐液体(11)和供调节液体(12)可为水、硅油等。所述主结构(1)发生水平向振动时，调谐液体(11)与阻尼网(4)摩擦产生阻尼，消耗能量。进一步地，所述阻尼网(4)的设置方式为：与箱体I(3)固定连接，根据阻尼网的数目等间距布置。如此，更好地利用调谐液体(11)与阻尼网(4)之间产生摩擦提供阻尼力。所述阻尼网(4)材质可为铜、铁等，数量可根据实际工程而定，可为1～5片。本专利技术可仅在选定的时段启动所述伺服控制系统进行所述调谐液体(11)的液面高度调节，而不必实时启动。这里本专利技术的描述和应用是说明性的，并非想将本专利技术的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本专利技术的精神或本质特征的情况下，本专利技术可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本专利技术范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半主动调谐液体阻尼器，其特征在于，阻尼器水箱、供调节水箱及伺服控制系统组成，其中：所述阻尼器水箱包括箱体I(3)、阻尼网(4)和调谐液体(11)；所述供调节水箱包括箱体II(5)和供调节液体(12)；所述伺服控制系统包括控制电路板(6)、加速度传感器(7)、液位传感器(8)、水泵I(9)和水泵II(10)。所所述加速度传感器(7)放置于主结构(1)的顶部，用于测量主结构(1)顶部的水平振动加速度；液位传感器(8)放置于阻尼器水箱内(具体设置于水箱底部)，用于测量调谐液体(11)的液面高度；所述水泵I(9)放置于阻尼器水箱内，用于将调谐液体(11)抽往供调节水箱，即降低阻尼器水箱中的调谐液体(11)的液面高度；水泵II(10)放置于供调节水箱内，用于将供调节液体(12)抽往阻尼器水箱，即增高阻尼器水箱中的调谐液体(11)的液面高度；所述控制电路板(6)接受并处理所述加速度传感器(7)和液位传感器(8)信号后，可一次性精确计算所需调节的液面高度，并控制所述水泵I(9)或水泵II(10)一次性完成所述调谐液体(11)的液面高度调节。

【技术特征摘要】
1.一种半主动调谐液体阻尼器，其特征在于，阻尼器水箱、供调节水箱及伺服控制系统组成，其中：所述阻尼器水箱包括箱体I(3)、阻尼网(4)和调谐液体(11)；所述供调节水箱包括箱体II(5)和供调节液体(12)；所述伺服控制系统包括控制电路板(6)、加速度传感器(7)、液位传感器(8)、水泵I(9)和水泵II(10)。所所述加速度传感器(7)放置于主结构(1)的顶部，用于测量主结构(1)顶部的水平振动加速度；液位传感器(8)放置于阻尼器水箱内(具体设置于水箱底部)，用于测量调谐液体(11)的液面高度；所述水泵I(9)放置于阻尼器水箱内，用于将调谐液体(11)抽往供调节水箱，即降低阻尼器水箱中的调谐液体(11)的液面高度；水泵II(10)放置于供调节水箱内，用于将供调节液体(12)抽往阻尼器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梁坤，施卫星，张全伍，刘念，章仪青，杨悦，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31