本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種組合式阻尼器。

背景技術(shù)：

結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)是振動控制中應用較為廣泛的一種技術(shù)，通過在結(jié)構(gòu)的適當位置安裝合適的消能減振裝置，利用這些裝置耗散外界輸入的能量，減小結(jié)構(gòu)的振動反應，這是一種積極、主動的抗振對策。

目前，各類耗能組織的研究取得了很大的進展，主要分為速度相關(guān)型、位移相關(guān)型，其中速度相關(guān)型消能器主要有各類粘滯阻尼消能器和粘彈性阻尼消能器等，位移相關(guān)型消能器主要指各類金屬屈服消能器和摩擦消能器，這些阻尼器均是通過自身被動耗散或吸收振動能量而減輕結(jié)構(gòu)由于振動帶來的動力反應。粘滯阻尼器是消能減振技術(shù)中的一種重要形式，這種類型的裝置一般由缸體、活塞、阻尼孔、粘滯流體阻尼材料和導桿等部分組成，活塞上有適量小孔稱為阻尼孔，缸筒內(nèi)裝滿粘滯流體阻尼材料。當活塞與缸筒之間發(fā)生相對運動時，由于活塞前后的壓力差是流體阻尼材料從阻尼孔中通過，從而產(chǎn)生阻尼力，通過耗能的作用達到減小結(jié)構(gòu)振動(例如地震)反應的目的。

常規(guī)的粘滯阻尼器為直線活塞式的布局形式，這是一種高效且被廣泛使用的布局形式，粘滯阻尼器能夠提供較大的阻尼，可以有效地減小結(jié)構(gòu)的振動，且不會提供附加的剛度，但是粘滯阻尼器為速度相關(guān)型的阻尼器，即對速度的敏感性較大，在使用的過程中，若要獲得較大的阻尼力，我們需要將該類阻尼設(shè)置于結(jié)構(gòu)層間速度較大的質(zhì)點(層節(jié)點)之間以取得更好的減振效果。

因此，設(shè)計一種阻尼力可控且高效的新型阻尼器，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種組合式阻尼器，能夠不僅提高了阻尼器的適用性，滿足了阻尼器在不同的剪切速度和阻尼力環(huán)境下的使用要求，也降低了阻尼器制造高速高阻尼環(huán)境的難度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種組合式阻尼器，包括直線阻尼部件、旋轉(zhuǎn)阻尼部件和連接部件；所述直線阻尼部件的輸入端與振動源相連，以使所述直線阻尼部件吸收振動能量做直線位移運動；所述直線阻尼部件的輸出端通過所述連接部件與所述旋轉(zhuǎn)阻尼部件連接，所述直線阻尼部件的直線位移轉(zhuǎn)化為所述旋轉(zhuǎn)阻尼部件周向旋轉(zhuǎn)運動，以使所述旋轉(zhuǎn)阻尼部件吸收所述振動源的振動能量，且所述旋轉(zhuǎn)阻尼力部件內(nèi)部設(shè)有可調(diào)節(jié)機構(gòu)，以調(diào)整組合的轉(zhuǎn)化比例實現(xiàn)阻尼力可控。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)阻尼部件包括旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋、旋轉(zhuǎn)阻尼外缸、旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄、旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸和螺旋導桿，所述螺旋導桿的輸入端與所述連接部件相連，所述旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄嵌套在所述螺旋導桿上，且所述螺旋導桿外圓周上設(shè)置有螺距可變的內(nèi)凹螺紋，以調(diào)整各所述旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄形成的阻尼力，所述旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)阻尼外缸內(nèi)，所述螺旋導桿貫穿所述旋轉(zhuǎn)阻尼外缸，所述旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋設(shè)置在所述螺旋導桿的輸出端，所述旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋開設(shè)的通孔內(nèi)壁與所述螺旋導桿周向側(cè)壁緊貼，且所述旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸與所述旋轉(zhuǎn)阻尼外缸形成第一腔室，所述第一腔室內(nèi)填充阻尼流體材料。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄中心的旋轉(zhuǎn)軸為空心結(jié)構(gòu)，且所述空心結(jié)構(gòu)上設(shè)有導向鍵，所述導向鍵與所述螺旋導桿配合。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄的周向設(shè)置有用于增大所述阻尼流體材料剪切面積的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋上設(shè)有密封氈圈，所述密封氈圈嵌套在所述螺旋導桿的輸出端，且固定在所述旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋的通孔內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)阻尼外缸內(nèi)設(shè)有用于防止其內(nèi)的所述阻尼流體材料滲漏的密封墊圈。

優(yōu)選地，所述直線阻尼部件包括直線阻尼活塞桿、直線阻尼密封缸、直線阻尼柵欄、直線阻尼外缸和直線阻尼密封蓋；所述直線阻尼活塞桿的輸入端與所述振動源相連，所述直線阻尼活塞桿的輸出端于所述連接部件相連，所述直線阻尼柵欄嵌套在所述直線阻尼活塞桿上，且所述直線阻尼柵欄設(shè)置在所述直線阻尼外缸內(nèi)，所述直線阻尼活塞桿貫穿所述直線阻尼外缸，所述直線阻尼密封缸設(shè)置在所述直線阻尼活塞桿的輸入端，所述直線阻尼密封蓋開設(shè)的通孔內(nèi)壁與所述直線阻尼活塞桿周向側(cè)壁緊貼，所述直線阻尼密封蓋設(shè)置在所述直線阻尼密封缸端部，且所述直線阻尼外缸與所述直線阻尼密封缸形成第二腔室，所述第二腔室內(nèi)填充阻尼流體材料。

優(yōu)選地，所述直線阻尼柵欄上設(shè)有沿周向且呈對稱分布的阻尼孔，以在所述直線阻尼活塞桿做往復的直線運動時，使所述直線阻尼柵欄和所述阻尼流體材料形成相對運動產(chǎn)生阻尼力。

優(yōu)選地，所述直線阻尼活塞桿上設(shè)有用于限位滑動的直線限位滑塊。

優(yōu)選地，所述直線阻尼外缸內(nèi)設(shè)有用于防止其內(nèi)的所述阻尼流體材料滲漏的密封墊圈。

優(yōu)選地，所述直線阻尼密封蓋上設(shè)有密封氈圈，所述密封氈圈嵌套在所述直線阻尼活塞桿的輸入端，且固定在所述直線阻尼密封蓋的通孔內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述連接部件包括聯(lián)軸器，且所述聯(lián)軸器一端與所述直線阻尼活塞桿的輸出端相連，另一端與所述螺旋導桿的輸入端相連。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述連接部件上、用于連接固定的連接加強筋，以及用于將所述直線阻尼部件和所述旋轉(zhuǎn)阻尼部件固定的固定底板。

本發(fā)明所提供的組合式阻尼器，主要包括直線阻尼部件、旋轉(zhuǎn)阻尼部件和連接部件。其中，直線阻尼部件的輸入端與振動源相連，以使直線阻尼部件吸收振動能量做直線位移運動，直線阻尼部件的輸出端通過連接部件與旋轉(zhuǎn)阻尼部件連接，直線阻尼部件的直線位移轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)阻尼部件周向旋轉(zhuǎn)運動，以使旋轉(zhuǎn)阻尼部件吸收振動源的振動能量，并且旋轉(zhuǎn)阻尼力部件內(nèi)部設(shè)有可調(diào)節(jié)機構(gòu)，如此，通過調(diào)整組合的轉(zhuǎn)化比例，從而實現(xiàn)阻尼力可控。在應用本發(fā)明所提供的組合式阻尼器時，不僅提高了阻尼力的調(diào)整范圍，提高了阻尼器的適用性，滿足了阻尼器在不同的剪切速度和阻尼力環(huán)境下的使用要求，也降低了阻尼器制造高速高阻尼環(huán)境的難度，增強了阻尼力的可調(diào)整性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的一種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的直線阻尼活塞桿和直線阻尼柵欄裝配圖；

圖3為圖1所示的旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄結(jié)構(gòu)圖。

其中，圖1-圖3中：

1—直線阻尼活塞桿，101—直線限位滑塊，102—阻尼孔，2—直線阻尼密封蓋，3—直線阻尼密封缸，4—直線阻尼柵欄，5—直線阻尼外缸，6—連接部件，7—旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋，8—旋轉(zhuǎn)阻尼外缸，9—旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄，901—導向鍵，902—內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，10—旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸，11—螺旋導桿。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明所提供的一種具體實施方式中，組合式阻尼器主要包括直線阻尼部件、旋轉(zhuǎn)阻尼部件和連接部件6。

其中，直線阻尼部件的輸入端與振動源相連，以使直線阻尼部件吸收振動能量做直線位移運動，直線阻尼部件的輸出端通過連接部件6與旋轉(zhuǎn)阻尼部件連接，直線阻尼部件的直線位移轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)阻尼部件周向旋轉(zhuǎn)運動，以使旋轉(zhuǎn)阻尼部件吸收振動源的振動能量，并且旋轉(zhuǎn)阻尼力部件內(nèi)部設(shè)有可調(diào)節(jié)機構(gòu)，如此，通過調(diào)整組合的轉(zhuǎn)化比例，從而實現(xiàn)阻尼力可控。

為了優(yōu)化上述實施例中直線阻尼部件消能減振效果，直線阻尼部件具體包括直線阻尼活塞桿1、直線阻尼密封缸2、直線阻尼柵欄4、直線阻尼外缸5和直線阻尼密封蓋2。其中，直線阻尼活塞桿1的輸入端與振動源相連，直線阻尼活塞桿1的輸出端于連接部件6相連，直線阻尼柵欄4嵌套在直線阻尼活塞桿1上，且直線阻尼柵欄4設(shè)置在直線阻尼外缸5內(nèi)，直線阻尼活塞桿1貫穿直線阻尼外缸5，直線阻尼密封缸3設(shè)置在直線阻尼活塞桿1的輸入端，直線阻尼密封蓋2開設(shè)的通孔內(nèi)壁與直線阻尼活塞桿1周向側(cè)壁緊貼，直線阻尼密封蓋2設(shè)置在直線阻尼密封缸2端部，直線阻尼密封缸3和直線阻尼外缸5為圓柱腔型，通過連接螺紋緊密連接在一起，如此，直線阻尼密封蓋2與直線阻尼密封缸3形成第二腔室，并且將第二腔室內(nèi)填充阻尼流體材料，使用時直線阻尼活塞桿1連接在振動源的一端，吸收振動源的一部分振動能量，并轉(zhuǎn)化為直線阻尼柵欄4與阻尼流體的相對運動，在這個運動的過程中產(chǎn)生的粘滯阻尼力消耗了一部分的振動能量。其中，阻尼流體材料優(yōu)選為牛頓流體材料。

進一步地，直線阻尼活塞桿1上帶有直線限位滑塊101，起到限位滑動的作用。直線阻尼活塞桿1的中部為直線阻尼柵欄4，直線阻尼柵欄4上設(shè)有沿周向且呈對稱分布的阻尼孔102，在直線阻尼活塞桿1做往復的直線運動時，直線阻尼柵欄4和阻尼流體材料形成相對運動，從而產(chǎn)生粘滯阻尼力，該粘滯阻尼力能夠消耗了一部分的振動能量。

基于此，直線阻尼密封缸3和直線阻尼外缸5為圓柱腔型，通過連接螺紋緊密連接在一起，直線阻尼密封缸3內(nèi)有密封墊圈，防止阻尼流體滲漏。同時，直線密封蓋2內(nèi)圈帶有密封氈圈，帶有用于限位的滑槽，配合直線阻尼活塞桿1做穩(wěn)定的活塞運動而不會發(fā)生阻尼流體的泄漏。在直線密封蓋2上設(shè)置有四個沉頭通孔，通過緊固螺釘固定在直線阻尼外缸5的缸體上，即有加固密封的作用，又防止直線阻尼活塞桿1在阻尼力作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，起到限位的作用。

為了優(yōu)化上述實施例中旋轉(zhuǎn)阻尼部件消能減振效果，旋轉(zhuǎn)阻尼部件具體包括旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋7、旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8、旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9、旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸10和螺旋導桿11。其中，螺旋導桿11的輸入端與連接部件611相連，旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9嵌套在螺旋導桿11上，且螺旋導桿11外圓周上設(shè)置有螺距可變的內(nèi)凹螺紋，旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9設(shè)置在旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8內(nèi)，螺旋導桿11貫穿所述旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8，旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋7設(shè)置在螺旋導桿11的輸出端，旋轉(zhuǎn)阻尼密封蓋7開設(shè)的通孔內(nèi)壁與螺旋導桿11的周向側(cè)壁緊貼，且旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸10與旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8形成第一腔室，所述第一腔室內(nèi)填充阻尼流體材料。在螺旋導桿11的作用下，將往復運動產(chǎn)生的位移傳遞到給導向鍵901，通過導向鍵901和螺旋導桿11外圓周上的內(nèi)螺紋的配合，將直線位移轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9的圓周旋轉(zhuǎn)運動，由離心運動的原理可知，在圓周線上的切向速度最大，即在旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9圓周末端，旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9和阻尼流體的相對運動速度高，會產(chǎn)生較大的粘滯阻力，達到消耗大部分振動能量的目的，同時，較大旋轉(zhuǎn)的半徑可以獲得更大的切向剪切速度，高速高阻尼的剪切環(huán)境更容易產(chǎn)生較大的粘滯阻力。

旋轉(zhuǎn)阻尼缸體的外形和連接的方式與直線阻尼的缸體連接相同，即旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸10和旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8為圓柱腔型，通過連接螺紋緊密連接在一起，旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8的輸入端和輸出端均設(shè)有密封墊圈，防止阻尼流體滲漏。同時，旋轉(zhuǎn)密封蓋7內(nèi)圈帶有密封氈圈，配合旋轉(zhuǎn)阻尼活塞桿11做穩(wěn)定的活塞運動而不會發(fā)生阻尼流體的泄漏。在旋轉(zhuǎn)阻尼密封缸10上設(shè)置有四個沉頭通孔，通過緊固螺釘固定在旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8的缸體上。

進一步地，在螺旋導桿11的外圓周上設(shè)置有螺距可變的內(nèi)凹螺紋，通過與旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9上的導向鍵901配合將振動產(chǎn)生的直線位移轉(zhuǎn)化為圓周旋轉(zhuǎn)，若直線位移的變化速度一定，在將直線位移轉(zhuǎn)化為圓周旋轉(zhuǎn)的過程中，可以通過改變螺旋導桿11的可變螺距來調(diào)整旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9的轉(zhuǎn)速，在半徑不變的情況下，通過減小螺距的長度，可以獲得較大的轉(zhuǎn)速。另外，螺距的在變化的過程中，要始終保持導向鍵901與螺紋斜面的角度大于螺旋角，避免產(chǎn)生自鎖的現(xiàn)象。為保證直線位移速度和旋轉(zhuǎn)速度的比例轉(zhuǎn)換和螺旋導桿11的通用性，螺距設(shè)置為多種可選的螺距，通過更換不同的螺距的螺旋導桿11，可以得到不同的直線位移速度和旋轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)化比例，通過調(diào)整這一比例達到控制阻尼力的效果。

基于此，通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9，增大了旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9和阻尼流體的接觸面積，在直線阻尼柵欄4、旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9分別和第一腔室、第二腔室壁的距離相同的情況下，剪切速度越大，垂直相對運動方向的速度梯度也就越大，在粘滯系數(shù)不變的情況下，極大地提高了旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9的粘滯阻尼力，有利于提高該組合式阻尼器的總阻尼力，不僅擴大了該組合式阻尼器的阻尼力調(diào)整范圍，增強其適用性，還提升了該組合式阻尼器消能減振的效率。當然，還可以在旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄4的周向設(shè)置有向內(nèi)凹結(jié)構(gòu)902，該內(nèi)凹結(jié)構(gòu)902能夠增大了旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄4與阻尼流體的剪切面積。

在關(guān)于旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9的一種優(yōu)選實施例中，旋轉(zhuǎn)阻尼柵欄9的中心旋轉(zhuǎn)軸為空心結(jié)構(gòu)，其空心內(nèi)腔設(shè)置有凸起的導向鍵901，配合螺旋導桿11將直線的振動位移轉(zhuǎn)化為圓周旋轉(zhuǎn)運動，導向鍵901具有足夠的強度抵抗來自螺旋導桿11的運動碰撞，導向鍵11為圓柱形狀，減小與螺旋導桿11螺紋斜面的接觸面積，減小摩擦力。同時，在螺旋導桿11和導向鍵901的配合空間處浸潤有充分的潤滑液，在運動的過程中具有極小的摩擦損耗和剛度碰撞強度。

在關(guān)于連接部件6的一種優(yōu)選實施方式中，連接部件6包括聯(lián)軸器，聯(lián)軸器一端與直線阻尼活塞桿1的輸出端相連，另一端與螺旋導桿11的輸入端相連，該聯(lián)軸器將直線阻尼活塞桿1與螺旋導桿11連接，使得直線阻尼活塞桿1的直線位移有效傳遞。

為了提高連接部件6的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在連接部件6的外部設(shè)置連接加強筋，連接加強筋一端與直線阻尼外缸5外壁固定，另一端固定在旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8端面上，如此，將連接部件6緊固在直線阻尼部件和旋轉(zhuǎn)阻尼部件之間。同時，為了方便將連接部件6與直線阻尼部件和旋轉(zhuǎn)阻尼部件安裝固定，在連接部件6的另一端與旋轉(zhuǎn)阻尼外缸8端面連接處增設(shè)固定底板。

綜上所述，本實施例所提供的組合式阻尼器主要包括直線阻尼部件、旋轉(zhuǎn)阻尼部件和連接部件6。其中，直線阻尼部件的輸入端與振動源相連，以使直線阻尼部件吸收振動能量做直線位移運動，直線阻尼部件的輸出端通過連接部件6與旋轉(zhuǎn)阻尼部件連接，直線阻尼部件的直線位移轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)阻尼部件周向旋轉(zhuǎn)運動，以使旋轉(zhuǎn)阻尼部件吸收振動源的振動能量，并且旋轉(zhuǎn)阻尼力部件內(nèi)部設(shè)有可調(diào)節(jié)機構(gòu)，如此，通過調(diào)整組合的轉(zhuǎn)化比例，從而實現(xiàn)阻尼力可控。在應用本發(fā)明所提供的組合式阻尼器時，不僅提高了阻尼力的調(diào)整范圍，提高了阻尼器的適用性，滿足了阻尼器在不同的剪切速度和阻尼力環(huán)境下的使用要求，也降低了阻尼器制造高速高阻尼環(huán)境的難度，增強了阻尼力的可調(diào)整性。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。