建筑用寬頻吸震裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種建筑用寬頻吸震裝置，包括安裝筒以及設(shè)置于所述安裝筒內(nèi)的阻尼機(jī)構(gòu)；所述阻尼機(jī)構(gòu)包括第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板、壓電單元以及底板，所述第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板以及底板由上至下順序同軸設(shè)置，且所述的三個(gè)連接板之間均通過彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊、連接板以及底板可沿安裝筒的軸向運(yùn)動(dòng)，所述第一振動(dòng)塊同軸固定設(shè)置于所述安裝筒的內(nèi)側(cè)頂部，所述壓電單元設(shè)置于所述連接板和底板之間；所述阻尼機(jī)構(gòu)還包括橋式整流濾波電路，所述橋式整流濾波電路的輸入端與所述壓電單元電連接；本實(shí)用新型的建筑用寬頻吸震裝置，能夠?qū)⑼饨缂?lì)因素導(dǎo)致的建筑震動(dòng)進(jìn)行吸收，對建筑物起到良好的保護(hù)作用。
【專利說明】建筑用寬頻吸震裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種吸震裝置，尤其涉及一種建筑用寬頻吸震裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑物在大風(fēng)或者地震鄧外界激勵(lì)因素的促使下會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，而這些震動(dòng)如果不采取措施加以消除，那么會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，尤其是橋梁，由于來往的車輛往往都會(huì)帶動(dòng)橋梁的震動(dòng)，尤其是在城市中立交橋或者跨河大橋，由于交通流量較大，車輛行駛中的震動(dòng)長時(shí)間影響著橋梁結(jié)構(gòu)以及橋梁的安全，雖然現(xiàn)有技術(shù)中存在消除建筑物的設(shè)施，但是這些設(shè)施往往將震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能等消耗掉，造成能量的浪費(fèi)。
[0003]因此，需要提出一種新型的建筑吸震裝置，能夠?qū)⑼饨缂?lì)因素導(dǎo)致的建筑震動(dòng)進(jìn)行吸收，對建筑物起到良好的保護(hù)作用，而且能夠?qū)⒔ㄖ恼饎?dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能加以存儲(chǔ)或直接利用，大大節(jié)約了能源，而且利于環(huán)保。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種建筑用寬頻吸震裝置，能夠?qū)⑼饨缂?lì)因素導(dǎo)致的建筑震動(dòng)進(jìn)行吸收，對建筑物起到良好的保護(hù)作用，而且能夠?qū)⒔ㄖ恼饎?dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能加以存儲(chǔ)或直接利用，大大節(jié)約了能源，而且利于環(huán)保。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種建筑用寬頻吸震裝置，包括安裝筒以及設(shè)置于所述安裝筒內(nèi)的阻尼機(jī)構(gòu)；
[0006]所述阻尼機(jī)構(gòu)包括第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板、壓電單元以及底板，所述第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板以及底板由上至下順序同軸設(shè)置，且所述的三個(gè)連接板之間均通過彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊、連接板以及底板可沿安裝筒的軸向運(yùn)動(dòng)，所述第一振動(dòng)塊同軸固定設(shè)置于所述安裝筒的內(nèi)側(cè)頂部，所述壓電單元設(shè)置于所述連接板和底板之間；
[0007]所述阻尼機(jī)構(gòu)還包括橋式整流濾波電路，所述橋式整流濾波電路的輸入端與所述壓電單元電連接；
[0008]所述第一振動(dòng)塊和第二振動(dòng)塊之間通過非線性彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊和連接板之間通過至少兩個(gè)線性彈簧固定連接。
[0009]進(jìn)一步，所述線性彈簧和非線性彈簧的阻尼比均小于0.3。
[0010]進(jìn)一步，所述壓電單元為壓電陶瓷制成的壓電元件，所述壓電元件包括環(huán)形結(jié)構(gòu)第一壓電板、環(huán)形結(jié)構(gòu)的第二壓電板以及環(huán)形結(jié)構(gòu)的第三壓電板，所述第一壓電板的外徑等于第二壓電板的內(nèi)徑，所述第二壓電板的外徑等于第三壓電板的內(nèi)徑，且所述第一壓電板嵌入于第二壓電板后第二壓電板再嵌入到第三壓電板形成圓形結(jié)構(gòu)的壓電元件。
[0011]進(jìn)一步，所述橋式整流濾波電路的輸入端分別與第一電壓板、第二壓電板以及第三壓電板電連接。
[0012]進(jìn)一步，所述線性彈簧為9個(gè)并分成三組，其中第一組為一個(gè)，第二組和第三組均為四個(gè)，第一組的線性彈簧與連接板的連接點(diǎn)位于連接板的軸線上，所述第二組線性彈簧沿連接板的圓周方向均勻布置且與連接板的連接點(diǎn)的垂直投影位于第二壓電板上；所述第三組線性彈簧沿連接板的圓周方向均勻布置且與連接板的連接點(diǎn)的垂直投影位于第三壓電板上。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的建筑用寬頻吸震裝置，能夠?qū)⑼饨缂?lì)因素導(dǎo)致的建筑震動(dòng)進(jìn)行吸收，對建筑物起到良好的保護(hù)作用，而且能夠?qū)⒔ㄖ恼饎?dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能加以存儲(chǔ)或直接利用，大大節(jié)約了能源，避免了傳統(tǒng)吸震裝置直接通過摩擦等阻尼作用將震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放到空氣中，利于環(huán)保；并且通過非線性彈簧和線性彈簧線相結(jié)合的方式，增加了本裝置的共振峰個(gè)數(shù)和共振頻帶寬度，從而拓寬了整個(gè)裝置的工作帶寬，并且與上述中的壓電單元相結(jié)合，使壓電單元能夠持續(xù)承受壓力并轉(zhuǎn)化為電能，能夠大大提高能量轉(zhuǎn)化效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的壓電單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型線性彈簧與連接板連接分布結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的壓電單元結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本實(shí)用新型線性彈簧與連接板連接分布結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型提供的一種建筑用寬頻吸震裝置，包括安裝筒3以及設(shè)置于所述安裝筒內(nèi)的阻尼機(jī)構(gòu)；所述阻尼機(jī)構(gòu)包括第一振動(dòng)塊1、第二振動(dòng)塊4、連接板6、壓電單元7以及底板8，所述第一振動(dòng)塊1、第二振動(dòng)塊4、連接板6以及底板8由上至下順序同軸設(shè)置，且所述的三個(gè)連接板之間均通過彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊4、連接板6以及底板8可沿安裝筒3的軸向運(yùn)動(dòng)，所述第一振動(dòng)塊I同軸固定設(shè)置于所述安裝筒3的內(nèi)側(cè)頂部，本實(shí)施例中的上下是指圖1中形成的上下；所述壓電單元7設(shè)置于所述連接板6和底板8之間，并且通過定位銷或者螺釘進(jìn)行固定連接；所述阻尼機(jī)構(gòu)還包括橋式整流濾波電路9，所述橋式整流濾波電路9的輸入端與所述壓電單元7電連接；使用時(shí)通過底板與建筑物固定可拆式固定連接，比如通過螺栓固定連接，并且底板和連接板對壓電單元能夠起到良好的保護(hù)作用；本實(shí)用新型的建筑用寬頻吸震裝置，能夠?qū)⑼饨缂?lì)因素導(dǎo)致的建筑震動(dòng)進(jìn)行吸收，對建筑物起到良好的保護(hù)作用，而且能夠?qū)⒔ㄖ恼饎?dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能加以存儲(chǔ)或直接利用，大大節(jié)約了能源，避免了傳統(tǒng)吸震裝置直接通過摩擦等阻尼作用將震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放到空氣中，利于環(huán)保；并且通過非線性彈簧和線性彈簧線相結(jié)合的方式，增加了本裝置的共振峰個(gè)數(shù)和共振頻帶寬度，從而拓寬了整個(gè)裝置的工作帶寬，并且與上述中的壓電單元相結(jié)合，使壓電單元能夠持續(xù)承受壓力并轉(zhuǎn)化為電能，能夠大大提高能量轉(zhuǎn)化效率。
[0019]本實(shí)施例中，所述第一振動(dòng)塊I和第二振動(dòng)塊4之間通過非線性彈簧2固定連接，所述第二振動(dòng)塊4和連接板6之間通過至少兩個(gè)線性彈簧5固定連接，所述線性彈簧2和非線性彈簧5的阻尼比均小于0.3，通過這種結(jié)構(gòu)，在線性彈簧和非線性彈簧組成的吸震系統(tǒng)的共同作用能夠驅(qū)動(dòng)壓電單元產(chǎn)生持續(xù)電流，并通過橋式整流濾波單元輸出持續(xù)穩(wěn)定的直流，便于直接利用和存儲(chǔ)，并且能夠大大提高震動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率，非線性彈簧的個(gè)數(shù)以保證連接板均勻受力即可。
[0020]本實(shí)施例中，所述壓電單元7為壓電陶瓷制成的壓電元件，所述壓電元件包括環(huán)形結(jié)構(gòu)第一壓電板71、環(huán)形結(jié)構(gòu)的第二壓電板72以及環(huán)形結(jié)構(gòu)的第三壓電板73，所述第一壓電板71的外徑等于第二壓電板72的內(nèi)徑，所述第二壓電板72的外徑等于第三壓電板73的內(nèi)徑，且所述第一壓電板71嵌入于第二壓電板72后第二壓電板72再嵌入到第三壓電板73形成圓形結(jié)構(gòu)的壓電元件，由于壓電板的尺寸不同，那么壓電單元就會(huì)有不同的頻率工作區(qū)間，通過上述結(jié)構(gòu)，可以大大拓寬壓電單元的工作頻率區(qū)間，從而避免了建筑震動(dòng)時(shí)的頻率在單一尺寸壓電板的情況下只能極少動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，大大提高了電能的轉(zhuǎn)化效率，當(dāng)然，壓電板的個(gè)數(shù)不僅僅是限于三個(gè)，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行增減。
[0021]本實(shí)施例中，所述橋式整流濾波電路9的輸入端分別與第一電壓板71、第二壓電板72以及第三壓電板73電連接，保證橋式整流濾波電路能夠持續(xù)穩(wěn)定輸出電能。
[0022]本實(shí)施例中，所述線性彈簧5為9個(gè)并分成三組，其中第一組為一個(gè)，第二組和第三組均為四個(gè)，第一組的線性彈簧5與連接板6的連接點(diǎn)位于連接板6的軸線上，所述第二組線性彈簧5沿連接板6的圓周方向均勻布置且與連接板6的連接點(diǎn)的垂直投影位于第二壓電板72上；所述第三組線性彈簧5沿連接板6的圓周方向均勻布置且與連接板6的連接點(diǎn)的垂直投影位于第三壓電板73上，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠使得壓電板承受均勻的壓力及拉力，并且通過線性彈簧、非線性彈簧、第一振塊和第二振動(dòng)塊組成復(fù)合動(dòng)力吸震系統(tǒng)，大大提高了本裝置的吸收振動(dòng)頻率的范圍，有效地提升吸震效果，同時(shí)大大提高電能轉(zhuǎn)化效率，當(dāng)然，每一組的線性彈簧個(gè)數(shù)并非固定，本實(shí)施例僅以最佳效果和最低成本來表述，在實(shí)際應(yīng)用中，只要能夠保證各連接板和壓電電源均勻受力即可。
[0023]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑用寬頻吸震裝置，其特征在于:包括安裝筒以及設(shè)置于所述安裝筒內(nèi)的阻尼機(jī)構(gòu)； 所述阻尼機(jī)構(gòu)包括第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板、壓電單元以及底板，所述第一振動(dòng)塊、第二振動(dòng)塊、連接板以及底板由上至下順序同軸設(shè)置，且所述的三個(gè)連接板之間均通過彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊、連接板以及底板可沿安裝筒的軸向運(yùn)動(dòng)，所述第一振動(dòng)塊同軸固定設(shè)置于所述安裝筒的內(nèi)側(cè)頂部，所述壓電單元設(shè)置于所述連接板和底板之間； 所述阻尼機(jī)構(gòu)還包括橋式整流濾波電路，所述橋式整流濾波電路的輸入端與所述壓電單元電連接； 所述第一振動(dòng)塊和第二振動(dòng)塊之間通過非線性彈簧固定連接，所述第二振動(dòng)塊和連接板之間通過至少兩個(gè)線性彈簧固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑用寬頻吸震裝置，其特征在于:所述線性彈簧和非線性彈簧的阻尼比均小于0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述建筑用寬頻吸震裝置，其特征在于:所述壓電單元為壓電陶瓷制成的壓電元件，所述壓電元件包括環(huán)形結(jié)構(gòu)第一壓電板、環(huán)形結(jié)構(gòu)的第二壓電板以及環(huán)形結(jié)構(gòu)的第三壓電板，所述第一壓電板的外徑等于第二壓電板的內(nèi)徑，所述第二壓電板的外徑等于第三壓電板的內(nèi)徑，且所述第一壓電板嵌入于第二壓電板后第二壓電板再嵌入到第三壓電板形成圓形結(jié)構(gòu)的壓電元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述建筑用寬頻吸震裝置，其特征在于:所述橋式整流濾波電路的輸入端分別與第一電壓板、第二壓電板以及第三壓電板電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述建筑用寬頻吸震裝置，其特征在于:所述線性彈簧為9個(gè)并分成三組，其中第一組為一個(gè)，第二組和第三組均為四個(gè)，第一組的線性彈簧與連接板的連接點(diǎn)位于連接板的軸線上，所述第二組線性彈簧沿連接板的圓周方向均勻布置且與連接板的連接點(diǎn)的垂直投影位于第二壓電板上；所述第三組線性彈簧沿連接板的圓周方向均勻布置且與連接板的連接點(diǎn)的垂直投影位于第三壓電板上。
【文檔編號】H02N2/18GK203747695SQ201420119415
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】鄭東昌, 鄭清源, 伍云天, 熊子楠, 唐歡, 蔡琪銳 申請人:重慶大學(xué)