[发明专利]一种多场耦合节能调谐质量减振装置

摘要

提供一种多场耦合节能调谐质量减振装置，利用力-电-磁-热的多场耦合，针对外界对工程结构的振动激励，通过铝板切割磁感线将振动机械能转为电能，用螺杆来固定铝板并通过调节铝板和强磁铁之间的距离实现阻尼比的可调，在铝板后固定铜线圈吸收铝板中电涡流产生的能量，从而在铜线圈中产生电流，将镍钢片插在铜线圈中增加铜线圈的磁感应强度，通过调整线圈的直径和匝数、增加镍钢片的个数和调整镍钢片的尺寸使铜线圈中产生不同大小的电流，也实现阻尼比的可调；同时铜线圈中的电流对蓄电池以充电方式加以储存，以满足结构上照明或景观的供电需求。

主权项

一种多场耦合节能调谐质量减振装置，主要由镍钢片(1)、铜线圈(2)、铝板(3)、强磁铁(4)、橡胶垫块(5)、导轨(6)、铁块(7)、端板(8)、螺杆(9)、弹簧(10)、蓄电池(11)组成，其特征是：在减振装置的底部设置有带运动滑轮的导轨(6)，作为质量块的铁块(7)置于导轨(6)的运动滑轮上，橡胶垫块(5)分别固定于铁块(7)相对的两个面上且与导轨(6)的轴线平行，强磁铁(4)分别固定于橡胶垫块(5)的中心位置上，使得铁块(7)、橡胶垫块(5)、强磁铁(4)一并能够沿导轨(6)滑动，橡胶垫块(5)用于减弱强磁铁(4)和铁块(7)之间的传导，使磁感线能充分利用在铝板(3)上；导轨(6)两端由端板(8)支撑，在端板(8)的两端通过螺杆(9)分别固定铝板(3)，铜线圈(2)分别固定在铝板(3)上且轴线与固定面垂直，并且铝板(3)和铜线圈(2)与强磁铁(4)相对应，在铁块(7)、橡胶垫块(5)、强磁铁(4)一并相对铝板(3)运动时，使得铝板(3)能有效切割磁感线将振动机械能转为电能和热能，实现铝板(3)切割磁感线所产生抑制强磁铁(4)运动的阻尼，从而达到质量调谐阻尼的效果；镍钢片(1)插在铜线圈(2)内，以增加铜线圈(2)的磁感应强度，使得铜线圈(2)更好地吸收铝板(3)中电涡流的能量；铜线圈(2)连接于蓄电池(11)，使得铜线圈(2)中的电流对蓄电池(11)充电储能；铁块(7)和端板(8)之间分别设置有弹簧(10)，在铁块(7)沿导轨(6)运动时，由弹簧(10)提供对铁块(7)运动的阻尼；工程结构的振动方向与导轨(6)的轴线平行，当工程结构发生振动时，减振装置的固有频率和结构的固有频率接近，减振装置能把结构的能量最大可能地吸收过来变为自身的振动；铁块(7)沿导轨(6)来回运动时，固定在铁块(7)两侧的强磁铁(4)会和铝板(3)产生相对运动，这样铝板(3)中的磁通量就会发生改变，这样就导致感应电流的产生；铝板(3)中的感应电流会产生一个类圆形回路的电涡流，电涡流一部分经铝板(3)的电阻发热耗散掉；电涡流一部分产生电磁场穿过铜线圈(2)，在强磁铁(4)和铝板(3)相对运动过程中，铝板(3)中的电涡流是变化的，所以穿过铜线圈(2)中的磁感应强度是变化的，磁场发生变化，也即磁通量发生改变，导致铜线圈(2)中产生感应电流，铜线圈(2)中的感应电流都被蓄电池(11)所存储；镍钢片(1)对磁场有汇聚作用，使铝板(3)中电涡流产生的磁场都积聚在铜线圈(2)内。