基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器的制作方法

1.本发明涉及阻尼器技术领域，尤其涉及一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器。


背景技术：

2.随着我国经济的发展，国家整体的用电需求也越来越大，为了能够实现长距离、大跨度的输电，则使得电力高耸结构的高度也越来越高。然而，在强风、地震等自然灾害作用下，电力高耸结构极易发生振动，尤其是对于特高压输电塔来说，如果结构振动过大，就会造成螺栓松动，构件疲劳甚至破坏，就有可能引起输电塔的倒塌而导致整个输电线路的瘫痪。因此，很有必要在电力高耸结构上安装一定的减振装置来消耗振动能量，从而降低结构的振动响应，延长电力高耸结构的寿命。
3.根据工作原理不同，结构振动控制大致可分为：被动控制、主动控制、半主动控制以及混合控制。其中，被动控制应用最广，由于它构造简单，且不依赖外部能源，因此其应用场景也大大增加。常见的被动控制装置主要包括粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器、摩擦阻尼器和电涡流阻尼器等，虽然现有的被动控制装置在一定程度上解决了既有结构振动问题，但也依然存在以下问题：
4.1、传统粘弹性阻尼器使用的耗能材料主要是高分子聚合物，例如橡胶，而该耗能材料在室外极端温度下性能会降低，从而无法满足耗能要求，因此不适用于电力高耸结构的振动控制；
5.2、粘滞性阻尼器由于腔室内压强较大，极易发生渗漏，且阻尼器的粘滞液在室外极端低温条件下粘稠度会降低，从而大大减小其耗能能力，也不适用于电力高耸结构的振动控制；
6.3、传统的摩擦阻尼器所需要的正压力较大，极易导致摩擦材料的损坏，而导致后期需要多次维护，因此也不适用于电力高耸结构的振动控制；
7.4、传统的电涡流阻尼器的耗能有限，阻尼力不方便调节，且不具备自复位能力，使得结构震后残余变形明显，从而影响结构的长期使用。


技术实现要素：

8.本发明提供一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，旨在解决传统技术中减振阻尼器耗能有限，阻尼力不方便调节，且不具备自复位能力的问题。
9.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，包括：
10.连接组件，包括间隔设置的第一连接件以及第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件均用于与结构物连接、且所述第一连接件与所述第二连接件设置为可随结构物的振动相互靠近或远离；
11.旋转配合组件，包括两个旋转件以及两个连杆，两个所述旋转件均转动连接于所
述连接组件且呈部分层叠设置，各所述旋转件均具有靠近另一所述旋转件的连接端以及远离另一所述旋转件的转动端，各所述连杆的一端分别铰接于所述第一连接件或者所述第二连接件，各所述连杆的另一端分别对应铰接于各所述旋转件的所述连接端；以及，
12.磁性涡流组件，包括第一磁性件以及第二磁性件，所述第一磁性件分别设于两个所述转动端，所述第二磁性件间隔设于所述连接组件上、且与各所述第一磁性件对应设置，所述第一磁性件与所述第二磁性件其一设为导体，另一对应设为磁体，所述磁性涡流组件用于根据所述第一磁性件与所述第二磁性件的相对运动产生电涡流，继而通过导体的电阻作用实现散热耗能减振。
13.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，各所述旋转件均具有旋转中心，每一所述旋转件的所述转动端距所述旋转中心的直线距离大于对应的所述连接端距所述旋转中心的直线距离。
14.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，各所述旋转件包括类菱形旋转件，各所述类菱形旋转件的所述连接端具有相邻且相等的两条第一邻边，所述转动端具有相邻且相等的两条第二邻边，所述第一邻边与所述第二邻边平行设置且所述第一邻边的长度小于所述第二邻边。
15.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述类菱形旋转件的对角线交点与所述旋转中心重合。
16.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述连接组件包括设于所述第一连接件以及所述第二连接件之间的弹性件，所述弹性件用于使所述第一连接件与所述第二连接件可随结构物的振动相互靠近或远离后恢复到最初位置。
17.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述弹性件包括弹簧、弹力筋或者sma棒。
18.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述弹性件包括分别连接于所述第一连接件与所述第二连接件的四个sma棒，四个所述sma棒分设于所述第一连接件与所述第二连接件的两侧，所述旋转板以及所述连杆均位于四个所述sma棒形成的间隙内。
19.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述连接组件包括设于所述第一连接件以及所述第二连接件之间的旋转轴以及分设于所述旋转轴两端的保护板，两个所述旋转件均转动连接于所述旋转轴上，各所述第二磁性件分设于各所述保护板的端部。
20.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，所述第一磁性件设为永磁体，所述第二磁性件设为导体板，所述永磁体设为方型，所述导体板对应设为弧型。
21.根据本发明提供的一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，各所述旋转端的两侧均具有一个所述永磁体，所述导体板对应设为四个，分设于两个所述保护板的两端，各所述永磁体的厚度呈变化设置，以使所述永磁体与对应的所述导体板之间的距离相等。
22.本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，连接组件的第一连接件与第二连接件可以通过螺栓与输电塔等结构直接连接，安装方便简单；旋转配合组
件采用杠杆运动的原理，当第一连接件与第二连接件随着结构物振动而发生运动时，第一磁性件会与第二磁性件之间产生相对位移，从而产生电涡流达到减振耗能的目的；由于采用非接触式结构形式，第一磁性件与第二磁性件互不接触，不存在漏油或者构件磨损等现象，后期维护保养方便、快捷，经济效能显著。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器第一剖视图结构示意图；
25.图2为本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器第二剖视图结构示意图；
26.图3为本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器的俯视图结构示意图；
27.图4为本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器的侧视图结构示意图；
28.图5为本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器应用于输电塔时的结构示意图；
29.附图标记：10：基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器；100：连接组件；110：第一连接件；120：第二连接件；130：sma棒；140：旋转轴；150：保护板；200：旋转配合组件；210：旋转件；211：连接端；212：转动端；220：连杆；300：磁性涡流组件；310：第一磁性件；311：永磁体；320：第二磁性件；321：导体板。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领
域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
33.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.下面结合图1-图5描述本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10。
36.为了解决传统技术中减振阻尼器耗能有限，阻尼力不方便调节，且不具备自复位能力的问题，本发明提供一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10，包括连接组件100、旋转配合组件200以及磁性涡流组件300。
37.连接组件100包括间隔设置的第一连接件110以及第二连接件120，第一连接件110与第二连接件120均用于与结构物连接、且第一连接件110与第二连接件120设置为可随结构物的振动相互靠近或远离；可参阅图5，电力高耸结构中的特高压输电塔的平均高度超过100米，其横担的伸臂长度一般在50米左右，且塔身的结构为上大下小，主要荷载集中在塔的上部，因此塔顶的振幅一般最大。在使用基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10时，需要通过第一连接件110与第二连接件120连接在特高压输电塔顶端的两竖臂之间。当特高压输电塔在外力作用下发生振动时，在特高压输电塔两竖臂的带动下，第一连接件110与第二连接件120会相互靠近或者远离；
38.旋转配合组件200，包括两个旋转件210以及两个连杆220，两个旋转件210均转动连接于连接组件100且呈部分层叠设置，以使各旋转件210具有靠近另一旋转件210的连接端211以及远离另一旋转件210的转动端212；对应的，各连杆220的一端分别铰接于第一连接件110或者第二连接件120，各连杆220的另一端分别对应铰接于各旋转件210的连接端211；当特高压输电塔在外力作用下发生振动时，第一连接件110和第二连接件120之间会产生相对运动，从而带动其上的拉杆运动，进而带动两个旋转件210产生摆动，达到振动到位移的转换；
39.磁性涡流组件300，包括第一磁性件310以及第二磁性件320，第一磁性件310分别设于两个转动端212，第二磁性件320间隔设于连接组件100上、且与各第一磁性件310对应设置，第一磁性件310与第二磁性件320其一设为导体，另一对应设为磁体。如前所述，两个旋转件210产生转动，在两个旋转件210转动的过程中第一磁性件310与第二磁性件320之间产生相对运动，则导体中会产生感应电涡流，由于感应电涡流产生的磁场方向与磁体的磁
场方向相反，则感应电涡流就会产生电磁阻尼阻碍第一磁性件310与第二磁性件320之间的相对运动。随着第一磁性件310与第二磁性件320的相对运动，电涡流因两者中导体的电阻作用而转化为热能，从而达到减振耗能的目的。
40.进一步地，各旋转件210均具有旋转中心，每一旋转件210的转动端212距旋转中心的直线距离大于对应的连接端211距旋转中心的直线距离。需要说明的是，可将旋转配合组件200等效为一个杠杆，杠杆支点为它的旋转中心，以旋转中心为圆心而延伸出的旋转半径为力臂。由于转动端212的旋转力臂是连接端211的旋转力臂的数倍，因此可以将拉杆的水平位移放大数倍，从而使得旋转板产生较大的旋转位移，从而带动第一磁性件310与与第二磁性件320之间产生较大的相对运动而增大耗能。需要说明的是，转动端212的旋转力臂也可以与连接端211的旋转力臂相等，在此种情况下依然能达到涡流减振的效果，只是旋转力臂不等更能提高装置整体减振效果。
41.需要说明的是，旋转件210的形状可以设置为多种，可以设置为矩形板，条形块等等，通过控制旋转中心在旋转件210上的位置即可以控制两个旋转力臂的大小关系。为了提高转动的流畅性以及装置整体的美观性，请参阅图1-图2，在本发明提供的技术方案中，各旋转件210设为类菱形旋转件210，类菱形旋转件210的连接端211具有相邻且相等的两条第一邻边，转动端212具有相邻且相等的两条第二邻边，第一邻边与第二邻边平行设置且第一邻边的长度小于第二邻边。进一步地，为了保证类菱形旋转件210转动的稳定性，在本发明提供的技术方案中，类菱形旋转件210的对角线交点与旋转中心重合。
42.进一步地，第一连接件110与第二连接件120需要随着结构物的振动发生相对运动，在本发明提供的技术方案中，连接组件100包括设于第一连接件110以及第二连接件120之间的弹性件，弹性件的主要作用就是使得阻尼器实现自复位功能。当第一连接件110和第二连接件120相互远离时，就会使得弹性件发生拉伸，当撤去外力时，弹性件的弹力就会克服电磁阻尼力做功，使得旋转件210、第一连接件110、第二连接件120又回到初始的位置，从而使得结构物实现自复位，避免了残余位移。为了确保阻尼器自复位功能的实现，弹性件必须要设置初始预应力，且预应力的大小要大于电磁阻尼。
43.需要说明的是，弹性件的设置方式具有多种，例如弹簧、弹力筋或者sma棒。考虑到实际应用中的问题，请参阅图1-图4，在本实施例中，弹性件包括分别连接于第一连接件110与第二连接件120的四个sma棒130，四个sma棒130分设于第一连接件110与第二连接件120的两侧，旋转件210以及连杆220均位于四个sma棒130形成的间隙内，四个sma棒130呈对称分布，可以确保阻尼器运动过程中受力均匀。sma棒130的材质为形状记忆合金(shape memory alloys，缩写为sma)，形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素构成的材料。进一步地，本实施例中sma棒130材质为铁基sma，铁基sma具有低成本、记忆性好、易成材、强度高等优点，但是却存在耐蚀性差、变形抗力大、机械加工困难等问题。因此，为了克服以上问题，本发明在铁基sma中添加了铬(cr)、ni等元素来改善它的耐蚀性，同时加入氮(n)、钒(v)等元素来提高它的综合性能，以便它在阻尼器更好地发挥作用。
44.进一步地，第一连接件110与第二连接件120在本发明中设置为两个间隔设置的连接块，每个连接块上设置有两个连接孔，一个连接孔用于与结构物连接，另一连接孔用于与对应的连杆220铰接，两个连接块之间通过sma棒130连接。具体地，连接组件100还包括设于
第一连接件110与第二连接件120之间的旋转轴140以及分设于旋转轴140两端的保护板150，两个旋转件210均转动连接于旋转轴140上，各第二磁性件320分设于各保护板150的端部，保护板150对旋转件210以及拉杆起到了一定的保护作用，在本实施例中，保护板150的两侧设有缺口，一方面是为了减少材料支出，另一方面也是为了提高美观程度。
45.具体地，在本发明提供的技术方案中，第一磁性件310设为永磁体311，第二磁性件320设为导体板321，可参阅附图，永磁体311设为方型，导体板321对应设为弧型。弧形设置的导体板321一方面可以覆盖永磁体311的整个运动范围，另一方面也减少了材料支出。需要说明的是，永磁体311与导体板321的位置也可以进行互换，两者之间只要产生相对位移即可，本发明对此并不加以限定。
46.本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10可以依靠改变永磁体311的数量改变阻尼力的大小，十分方便。在可选地实施例中，每个旋转件210上设置有一个永磁体311，需要注意的是永磁体311与导体板321之间的距离相等，因此可保证旋转件210两端受到的作用力相等，进而保证旋转件210运动的稳定性。在其他可选地实施例中，永磁体311可设为四个，各旋转端的两侧均具有一个永磁体311，导体板321对应设为四个，分设于两个保护板150的两端。需要说明的是，在此种情况下，永磁体311包括厚永磁体311以及薄永磁体311，以使每个永磁体311与对应的导体板321之间的距离相等。在本实施例中，由于整个阻尼器为对称设计，使得第一连接件110和第二连接件120发生相对运动的过程中可以带动4块永磁体311一起克服电磁阻尼耗能，使得阻尼器在运动位移放大的基础上整体耗能又扩大了4倍，从而使得阻尼器的耗能大大增加。
47.本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10具备如下技术优势：
48.(1)基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10利用了杠杆机构位移放大原理，实现阻尼器整体位移响应放大与耗能增效，使其在结构小变形的作用下同样可以消耗较大的能量；
49.(2)基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10整体设计为装配式结构，连接组件100的两端可以通过螺栓与输电塔结构直接连接，安装方便简单；
50.(3)基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10采用的是非接触结构形式，由于导体板321不与磁体接触，不存在漏油(料)及构件磨损等现象，且其后期维护保养方便、快捷，经济效能显著；
51.(4)基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10可以通过调整永磁体311的数量就可以直接改变电涡流阻尼力的大小，适用范围更广；
52.(5)基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器10采用了铁基sma棒130，使得结构可以较好地实现自复位功能，减少结构的残余位移。
53.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，包括：连接组件，包括间隔设置的第一连接件以及第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件均用于与结构物连接、且所述第一连接件与所述第二连接件设置为可随结构物的振动相互靠近或远离；旋转配合组件，包括两个旋转件以及两个连杆，两个所述旋转件均转动连接于所述连接组件且呈部分层叠设置，各所述旋转件均具有靠近另一所述旋转件的连接端以及远离另一所述旋转件的转动端，各所述连杆的一端分别铰接于所述第一连接件或者所述第二连接件，各所述连杆的另一端分别对应铰接于各所述旋转件的所述连接端；以及，磁性涡流组件，包括第一磁性件以及第二磁性件，所述第一磁性件分别设于两个所述转动端，所述第二磁性件间隔设于所述连接组件上、且与各所述第一磁性件对应设置，所述第一磁性件与所述第二磁性件其一设为导体，另一对应设为磁体，所述磁性涡流组件用于根据所述第一磁性件与所述第二磁性件的相对运动产生电涡流，继而通过导体的电阻作用实现散热耗能减振。2.根据权利要求1所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，各所述旋转件均具有旋转中心，每一所述旋转件的所述转动端距所述旋转中心的直线距离大于对应的所述连接端距所述旋转中心的直线距离。3.根据权利要求2所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，各所述旋转件包括类菱形旋转件，各所述类菱形旋转件的所述连接端具有相邻且相等的两条第一邻边，所述转动端具有相邻且相等的两条第二邻边，所述第一邻边与所述第二邻边平行设置且所述第一邻边的长度小于所述第二邻边。4.根据权利要求3所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述类菱形旋转件的对角线交点与所述旋转中心重合。5.根据权利要求1所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述连接组件包括设于所述第一连接件以及所述第二连接件之间的弹性件，所述弹性件用于使所述第一连接件与所述第二连接件在相互靠近或远离后恢复到最初位置。6.根据权利要求5所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述弹性件包括弹簧、弹力筋或者sma棒。7.根据权利要求6所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述弹性件包括分别连接于所述第一连接件与所述第二连接件的四个sma棒，四个所述sma棒分设于所述第一连接件与所述第二连接件的两侧，所述旋转板以及所述连杆均位于四个所述sma棒形成的间隙内。8.根据权利要求1所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述连接组件包括设于所述第一连接件以及所述第二连接件之间的旋转轴以及分设于所述旋转轴两端的保护板，两个所述旋转件均转动连接于所述旋转轴上，各所述第二磁性件分设于各所述保护板的端部。9.根据权利要求8所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在于，所述第一磁性件设为永磁体，所述第二磁性件设为导体板，所述永磁体设为方型，所述导体板对应设为弧型。10.根据权利要求9所述的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，其特征在
于，各所述旋转端的两侧均具有一个所述永磁体，所述导体板对应设为四个，分设于两个所述保护板的两端，各所述永磁体的厚度呈变化设置，以使所述永磁体与对应的所述导体板之间的距离相等。

技术总结
本发明提供一种基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器，包括连接组件、旋转配合组件以及磁性涡流组件，连接组件，包括第一连接件以及第二连接件；旋转配合组件，包括两个旋转件以及两个连杆，各旋转件均具有连接端以及转动端，各连杆的一端分别铰接于第一连接件或者第二连接件，各连杆的另一端分别对应铰接于各旋转件的连接端；磁性涡流组件，包括第一磁性件以及第二磁性件，第一磁性件分别设于两个转动端，第二磁性件间隔设于连接组件上、且与各第一磁性件对应设置。本发明提供的基于组合拉杆的自复位耗能放大型电涡流阻尼器旨在解决传统技术中减振阻尼器耗能有限，阻尼力不方便调节，且不具备自复位能力的问题。且不具备自复位能力的问题。且不具备自复位能力的问题。


技术研发人员：张晓华 马瑞升 程志鹏 吴思远 毕凯明
受保护的技术使用者：智性科技南通有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/21