阅读说明：本技术 一种惯质系数可调的惯质减振系统 (Inertial mass damping system with adjustable inertial mass coefficient ) 是由 朱宏平 沈文爱 龙振滔 孙子航 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于可变惯质控制领域,具体公开一种惯质系数可调的惯质减振系统,包括：飞轮主体,质量块,作动器,导轨,控制单元,以及基座；飞轮主体安装在基座上；飞轮主体的四周边缘均匀分布地连接有向其径向延伸的多个导轨,每个导轨上设置有一个质量块；作动器设置于飞轮主体上,用于在控制单元的控制下独立推动各质量块在各自所在导轨上滑动,以使得该惯质减振系统具有实际所需的惯质系数,实现惯质系数的无极调整。本发明提供的惯质减振系统,能够根据控制单元中的控制指令,控制质量块靠近或远离飞轮中心,因此能够在安装好后其惯质系数仍可以随意调节,即能无极调控惯质的惯质系数,在工程应用中不用重新拆卸安装,十分方便。(The invention belongs to the field of variable inerter control, and particularly discloses an inerter vibration reduction system with an adjustable inerter coefficient, which comprises: the flywheel comprises a flywheel body, a mass block, an actuator, a guide rail, a control unit and a base; the flywheel main body is arranged on the base; the periphery of the flywheel main body is uniformly connected with a plurality of guide rails which radially extend towards the flywheel main body in a distributed manner, and each guide rail is provided with a mass block; the actuator is arranged on the flywheel main body and used for independently pushing the mass blocks to slide on the guide rails where the mass blocks are located under the control of the control unit, so that the inertial mass vibration reduction system has an actually required inertial mass coefficient, and stepless adjustment of the inertial mass coefficient is realized. The inertial mass vibration reduction system provided by the invention can control the mass block to be close to or far from the center of the flywheel according to the control instruction in the control unit, so that the inertial mass coefficient can still be randomly adjusted after the mass block is installed, namely, the inertial mass coefficient of the inertial mass can be infinitely regulated and controlled, and the inertial mass vibration reduction system is not required to be disassembled and installed again in engineering application and is very convenient.)

一种惯质系数可调的惯质减振系统

技术领域

本发明属于可变惯质控制领域，更具体地，涉及一种惯质系数可调的惯质减振系统。

背景技术

惯质是一种产生的反力跟两端的相对加速度有关的结构，具体的其产生的力等于惯质系数与相对加速度的乘积，惯质系数是惯质本身的一种属性，比如飞轮式惯质，其惯质系数与飞轮的转动惯量有关。惯质其本身质量很小，但能产生很大的质量效应。惯质自从被发明以来，其应用范围在不断扩大，如TID体系、TVMD体系等等，惯质体系的最大优点在于其能模拟很大的质量效应，多用在斜拉桥等拉索的减振上面。

而在工程上，惯质安装好后，其惯质系数就是固定了的，无法改变，若要改变惯质系数只能拆下来换一个上去，费时又费力，而且过去人们认为惯质系数越大越好，但惯质可以近似视作TMD体系，而TMD体系配重过大有时候会产生反效果，而现在的相关研究显示惯质在很多情况下并不是越大越好，因为固定了惯质系数的惯质本质上还是被动控制领域，而被动控制是不会有特别好的控制效果的。

发明内容

本发明提供一种惯质系数可调的惯质减振系统，用以解决现有惯质减振系统其惯质系数调节较为费时费力的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种惯质系数可调的惯质减振系统，包括：飞轮主体，质量块，作动器，导轨，控制单元，以及基座；

所述飞轮主体安装在所述基座上；所述飞轮主体的四周边缘均匀分布地连接有向其径向延伸的多个所述导轨，每个导轨上设置有一个所述质量块；所述作动器设置于所述飞轮主体上，用于在所述控制单元的控制下独立推动各质量块在各自所在导轨上滑动，以使得该惯质减振系统具有实际所需的惯质系数，实现惯质系数的无极调整。

本发明的有益效果是：本发明提供的惯质减振系统，能够根据控制单元中的控制指令，当想要改变惯质系数时，可命令作动器推动质量块沿导轨滑动，靠近或远离飞轮中心，即能利用作动器推动质量块从而改变飞轮的转动惯量以改变惯质系数。因此，本发明的惯质减振系统能够在安装好后其惯质系数仍可以随意调节，即能无极调控惯质的惯质系数，在工程应用中不用重新拆卸安装，十分方便。

上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述质量块套挂在其所对应的所述导轨上。

本发明的进一步有益效果是：通过套挂的方式，可以保证在飞轮主体转动时，质量块能够很好地附着在导轨上，同时又能够在需要改变惯质系数时在导轨上滑动。

进一步，所述作动器内嵌于所述飞轮主体的内部，并独立带动各质量块的运动以控制各质量块在导轨上的位置。

本发明的进一步有益效果是：作动器内嵌于飞轮主体的内部，使得惯质减振系统结构紧凑，保证作动器的安全。

进一步，每个所述质量块对应有一个所述作动器；每个所述作动器通过螺纹杆与其对应的质量块连接，以实现该作动器带动该质量块的运动。

本发明的进一步有益效果是：一个质量块连接一个作动器，保证各质量块的精确独立控制。另外，作动器通过螺纹杆带动质量块运动，具体可通过顺时针或逆时针旋转来推动质量块沿着导轨移动。

进一步，所述控制单元为内嵌在所述飞轮主体中的控制芯片。

本发明的进一步有益效果是：通过提前输入的算法实时控制作动器的工作，这种设置方式能够使得惯质减振系统结构简单，便于惯质减振系统实际工作。

进一步，所述控制单元为位于所述飞轮主体之外的控制终端。

进一步，所述作动器的电源内嵌于所述飞轮主体内部。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种惯质系数可调的惯质减振系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种惯质系数可调的惯质减振系统中飞轮主体内部结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1为飞轮主体，2为质量块，3为作动器，4为导轨，5为控制单元，6为基座，7为螺纹杆，8为电源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

一种惯质系数可调的惯质减振系统，包括：飞轮主体1，质量块2，作动器3，导轨4，控制单元5，以及基座6；

飞轮主体安装在基座上；飞轮主体的四周边缘均匀分布地连接有向其径向延伸的多个导轨，每个导轨上设置有一个质量块，质量块可沿着导轨滑动，并与作动器相连；作动器设置于飞轮主体上，用于在控制单元的控制下独立推动各质量块在各自所在导轨上滑动，以使得该惯质减振系统具有实际所需的惯质系数，实现惯质系数的无极调整。

本实施例基本原理是根据飞轮类惯质的惯质系数计算公式可知，通过改变质量块在导轨上的位置从而可以改变系统的转动惯量，而改变转动惯量后就改变了惯质的惯质系数。

根据控制单元中的控制指令，当想要改变惯质系数时，可命令作动器推动质量块沿导轨滑动，靠近或远离飞轮中心。当质量块靠近飞轮中心，飞轮转动惯量减小，则惯质的惯质系数减小，当质量块远离飞轮中心，轮转动惯量增大，则惯质的惯质系数增大。

本实施例能利用作动器推动质量块从而改变飞轮的转动惯量以改变惯质系数，因此，本实施例的惯质减振系统能够在安装好后其惯质系数仍可以随意调节，即能无极调控惯质的惯质系数，在工程应用中不用重新拆卸安装，这十分方便，可用于桥梁的拉索减振。

本实施例可以实时改变惯质系数的惯质，可以把被动控制变为主动控制，根据算法实时调整惯质系数从而达到最优的控制效果。

如图1所示的结构，在惯质减振系统实际工作中，其飞轮主体通过螺纹带动转动，实现减振功能。

优选的，每个质量块套挂在其对应的导轨上。

通过套挂的方式，可以保证在飞轮主体转动时，质量块能够很好地附着在导轨上，同时又能够在需要改变惯质系数时在导轨上滑动。

其中，导轨可以是由一根杆构成也可以是由多根细杆构成，其上的质量块是套挂在每根杆上，如图2所述，每个导轨由两根细杆构成。

优选的，上述作动器内嵌于飞轮主体的内部，并独立带动各质量块的运动以控制各质量块在导轨上的位置。

作动器内嵌于飞轮主体的内部，使得惯质减振系统结构紧凑，保证作动器的安全。

优选的，每个质量块对应有一个作动器；每个作动器通过螺纹杆7与其对应的质量块连接，以实现该作动器带动该质量块的运动。

如图2所示，一个质量块连接一个作动器，保证各质量块的精确独立控制。另外，作动器通过螺纹杆带动质量块运动，具体可通过顺时针或逆时针旋转来推动质量块沿着导轨移动。

优选的，控制单元为内嵌在飞轮主体中的控制芯片，通过提前输入的算法实时控制作动器的工作，这种设置方式能够使得惯质减振系统结构简单，便于惯质减振系统实际工作。

优选的，控制单元为位于飞轮主体之外的控制终端。这种设置方式由于是采用控制终端，控制可靠性较高。

优选的，作动器的电源8内嵌于飞轮主体内部，这种设置方式保证结构紧凑，便于惯质减振系统实际工作。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。