一种多维减隔震装置

专利2023-11-30  122



1.本发明属于多维减隔震装置技术领域,尤其涉及一种多维减隔震装置。


背景技术:

2.目前,地震时土木建筑结构的倒塌与破坏是导致人员伤亡的主要原因,减隔震技术是一种提高结构抗震性能的有效手段,即通过设置在结构底部的减隔震装置消耗或隔离输入的地震能量,从而到达减少地震能量进入上部结构。隔震橡胶支座本身没有明显的阻尼性能,水平耗能能力相对较小,虽然隔震橡胶支座可以提供较大的水平变形,但竖向抗拉能力较弱,并且当上部结构的水平位移超过隔震支座的水平极限位移时,导致基础隔震结构的地震安全性降低,带来巨大的人员伤亡和经济损失。因此需要一种复合型减隔震装置来解决现有技术中阻尼比低,竖向抗拉能力不足,无法对水平极限剪切起到限位作用的问题,在满足结构减隔震的前提下提高基础隔震结构的地震安全性。
3.通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
4.(1)面对不同等级的地震不能进行有效的改变阻尼液中的阻尼系数,针对地震的等级进行针对性的改变,浪费大量的财力物力不能达到较好的效果。
5.(2)现有的减隔震装置成型后不能调整和检测,低楼层和非重要建筑不会采用减隔震装置,当地震来临时很难保证人民的生命和财产安全。


技术实现要素:

6.针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种多维减隔震装置。
7.本发明是这样实现的,一种多维减隔震装置设置有:
8.底座;所述底座上端固定有第一弹簧组,所述底座通过第一弹簧组与上端的缓震容器固定连接,所述缓震容器内部固定有第二弹簧,所述第二弹簧上端固定有t型固定块,所述t型固定块下端通过螺栓等间距固定有连杆,所述连杆底部固定有活塞,所述活塞固定在底座上端的高粘度溶液中;所述高粘度溶液内壁固定有温度控制装置,所述加热棒线性连接固定在底座一侧的控制系统;所述连杆一侧通过齿轮固定有调节电机,所述调节电机线性连接控制系统,所述缓震容器底部固定有压力传感器和位移传感器,所述压力传感器和位移传感器线性连接控制系统。
9.进一步,所述缓震容器为u型结构,所述缓震容器内部设有空腔,所述空腔内部填充有高粘度溶液,所述缓震容器内部空腔的侧面固定有温度控制装置,所述缓震容器上端预埋有排气装置,所述排气装置设有流量计和气体浓度传感器,所述底座空腔内部还设有温度传感器,所述温度传感器和气体浓度传感器线性连接控制系统。
10.进一步,所述控制系统线性连接地震波检测器,所述地震波检测器通过穿插管道固定在底座底部,所述控制系统设有数据采集模块、数据分析模块及警报模块,所述控制系统控制地震波检测器进行地震检测的具体步骤为:
11.步骤一:数据采集模块实时采集底座底部的地面震动数据;
12.步骤二:通过数据记录分析模块对实时地面震动数据进行分析;
13.步骤三:当通信及报警模块拾取到地震p波信号后向报警模块发送报警指令;
14.步骤四:控制系统检测地震的强度控制温度控制装置对缓震容器内部的高浓度溶液进行温度处理,改变高浓度溶液阻尼系数改变,应对不同强度的震动;
15.步骤五:同时将数据上传至控制系统内的存储模块,存储模块实时对底座的压力进行检测,并及时的修复各个不同位置的压力大小。
16.进一步,所述震动数据进行分析是基于savitzky-golay与电离层tec时间序列进行平滑处理,具体为:
17.步骤一:通过公式tec(t)(t=1~n),对savitzky-golay滤波对电离层tec时间序列进行平滑处理,得到初步的tec平滑值;
18.其中,tec(t)(t=1~n)为电离层tec时间序列,t为当前历元;
19.步骤二:将tec的观测值和通过的平滑值做差,得到的tec残差即视为异常。
20.进一步,所述压力传感器是基于大数据进行修正,具体方法为:
21.步骤一:将压力传感器的压力系数和压力传感器的额定数据输入到控制系统,从互联网中获取多组对应型号的压力传感器在不同温度下的压力值;
22.步骤二:建立压力值与温度的曲线模型,将多组不同温度下的压力模拟值输入到温度曲线模型中,获得压力传感器温度曲线;
23.步骤三:控制系统获取温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值,将获取的温度值代入到压力传感器温度曲线中,获得不同温度下的压力值;
24.步骤四:将从数据采集模块获取的压力值减去温度压力值,获得真实压力值。
25.进一步,所述温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值方法包括:
26.步骤一:获取等时间t秒内的温度值tei,t为正整数,建立时间为纵轴温度为横轴的温度-时间值坐标系;
27.步骤二:检测时间t两端的温度值tei,将相邻两个温度值tei点使用直线连接,形成温度随时间的折线图。
28.进一步,所述位移传感器基于激光定位,所述激光定位时在规定时间内进行自主的进行中心定位,具体步骤为:
29.步骤一:将激光位移传感器与固定在底座上的定位点进行机械定位,将直线轴x轴、y轴、z轴进行初步的定位和找平;
30.步骤二:对激光位移传感器进行水平和角度参量位姿参数的误差因素进行分析;
31.步骤三:建立入射倾角与水平误差模型,得到入射摆角误差模型;
32.步骤四:利用最小二乘法分别对补偿前各点的坐标值和补偿后各点坐标值。
33.进一步,所述入射摆角误差模型的建立需要对各个位移传感器的数据进行测量,具体为:对入射倾角为﹣45
°
~45
°
,水平度为0~15
°
,测量深度在﹣10mm~10mm之间进行激光位移传感器误差校对,通过三轴定位算法建立入射倾角和水平度的激光位移传感器四维误差模型图。
34.结合上述的技术方案和解决的技术问题,请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为:
35.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度,紧密结合本发
明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等,详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题,解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下:
36.本发明实施例一种多维减隔震装置,通过在底座上端固定有第一弹簧组,底座通过第一弹簧组与上端的缓震容器固定连接,缓震容器内部固定有第二弹簧,第二弹簧上端固定有t型固定块,减隔震装置整体成型,当面对不同位置的地震波会通过第一弹簧组进行减隔震;t型固定块下端通过螺栓等间距固定有连杆,连杆底部固定有活塞,活塞固定在底座上端的高粘度溶液中,通过缓震溶液将竖直方向的冲击波践行减小和隔离;高粘度溶液内壁固定有温度控制装置,内部通过设有温度装置面对不同的地震会改变高浓度溶液的粘度系数进行改变减隔,效果明显。
37.第二,把技术方案看做一个整体或者从产品的角度,本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点,具体描述如下:
38.本发明实施例一种多维减隔震装置结构简单、效果明显,能够面对不同等级的地震。
附图说明
39.图1是本发明实施例提供的多维减隔震装置结构示意图;
40.图2是本发明实施例提供的控制系统控制地震波检测器进行地震检测流程图;
41.图3是本发明实施例提供的压力传感器是基于大数据进行修正流程图;
42.图中:1、底座;2、第一弹簧组;3、温度控制装置;4、地震波检测器;5、t型固定块;6、第二弹簧。
具体实施方式
43.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。
44.一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现,该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
45.本发明实施例提供的一种多维减隔震装置设置有:底座1、第一弹簧组2、温度控制装置3、地震波检测器4、t型固定块5、第二弹簧6。
46.底座1上端固定有第一弹簧组2,底座1通过第一弹簧组2与上端的缓震容器固定连接,缓震容器内部固定有第二弹簧6,第二弹簧6上端固定有t型固定块5,t型固定块5下端通过螺栓等间距固定有连杆,连杆底部固定有活塞,活塞固定在底座1上端的高粘度溶液中;高粘度溶液内壁固定有温度控制装置3,加热棒线性连接固定在底座1一侧的控制系统;连杆一侧通过齿轮固定有调节电机,调节电机线性连接控制系统,缓震容器底部固定有压力传感器和位移传感器,压力传感器和位移传感器线性连接控制系统。
47.缓震容器为u型结构,缓震容器内部设有空腔,空腔内部填充有高粘度溶液,缓震容器内部空腔的侧面固定有温度控制装置3,缓震容器上端预埋有排气装置,排气装置设有流量计和气体浓度传感器,底座1空腔内部还设有温度传感器,温度传感器和气体浓度传感器线性连接控制系统。
48.如图2所示,控制系统线性连接地震波检测器,地震波检测器通过穿插管道固定在底座底部,控制系统设有数据采集模块、数据分析模块及警报模块,控制系统控制地震波检测器进行地震检测的具体步骤为:
49.s201:数据采集模块实时采集底座底部的地面震动数据;
50.s202:通过数据记录分析模块对实时地面震动数据进行分析;
51.s203:当通信及报警模块拾取到地震p波信号后向报警模块发送报警指令;
52.s204:控制系统检测地震的强度控制温度控制装置对缓震容器内部的高浓度溶液进行温度处理,改变高浓度溶液阻尼系数改变,应对不同强度的震动;
53.s205:同时将数据上传至控制系统内的存储模块,存储模块实时对底座的压力进行检测,并及时的修复各个不同位置的压力大小。
54.震动数据进行分析是基于savitzky-golay与电离层tec时间序列进行平滑处理,具体为:
55.步骤一:通过公式tec(t)(t=1~n),对savitzky-golay滤波对电离层tec时间序列进行平滑处理,得到初步的tec平滑值;
56.其中,tec(t)(t=1~n)为电离层tec时间序列,t为当前历元;
57.步骤二:将tec的观测值和通过的平滑值做差,得到的tec残差即视为异常。
58.如图3所示,压力传感器是基于大数据进行修正,具体方法为:
59.s301:将压力传感器的压力系数和压力传感器的额定数据输入到控制系统,从互联网中获取多组对应型号的压力传感器在不同温度下的压力值;
60.s302:建立压力值与温度的曲线模型,将多组不同温度下的压力模拟值输入到温度曲线模型中,获得压力传感器温度曲线;
61.s303:控制系统获取温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值,将获取的温度值代入到压力传感器温度曲线中,获得不同温度下的压力值;
62.s304:将从数据采集模块获取的压力值减去温度压力值,获得真实压力值。
63.温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值方法包括:
64.步骤一:获取等时间t秒内的温度值tei,t为正整数,建立时间为纵轴温度为横轴的温度-时间值坐标系;
65.步骤二:检测时间t两端的温度值tei,将相邻两个温度值tei点使用直线连接,形成温度随时间的折线图。
66.位移传感器基于激光定位,激光定位时在规定时间内进行自主的进行中心定位,具体步骤为:
67.步骤一:将激光位移传感器与固定在底座上的定位点进行机械定位,将直线轴x轴、y轴、z轴进行初步的定位和找平;
68.步骤二:对激光位移传感器进行水平和角度参量位姿参数的误差因素进行分析;
69.步骤三:建立入射倾角与水平误差模型,得到入射摆角误差模型;
70.步骤四:利用最小二乘法分别对补偿前各点的坐标值和补偿后各点坐标值。
71.入射摆角误差模型的建立需要对各个位移传感器的数据进行测量,具体为:对入射倾角为﹣45
°
~45
°
,水平度为0~15
°
,测量深度在﹣10mm~10mm之间进行激光位移传感器误差校对,通过三轴定位算法建立入射倾角和水平度的激光位移传感器四维误差模型图。
72.本发明实施例一种多维减隔震装置在使用时,首先通过数据采集模块实时采集底座底部的地面震动数据;之后通过数据记录分析模块对实时地面震动数据进行分析;通过控制系统检测地震的强度控制温度控制装置对缓震容器内部的高浓度溶液进行温度处理,改变高浓度溶液阻尼系数改变,应对不同强度的震动,面对不同等级的地震源。
73.二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值,该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
74.本发明实施例一种多维减隔震装置,应用在建筑的地震减缓基础建设中。
75.应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
76.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种多维减隔震装置,其特征在于,所述多维减隔震装置设置有:底座;所述底座上端固定有第一弹簧组,所述底座通过第一弹簧组与上端的缓震容器固定连接,所述缓震容器内部固定有第二弹簧,所述第二弹簧上端固定有t型固定块,所述t型固定块下端通过螺栓等间距固定有连杆,所述连杆底部固定有活塞,所述活塞固定在底座上端的高粘度溶液中;所述高粘度溶液内壁固定有温度控制装置,所述加热棒线性连接固定在底座一侧的控制系统;所述连杆一侧通过齿轮固定有调节电机,所述调节电机线性连接控制系统,所述缓震容器底部固定有压力传感器和位移传感器,所述压力传感器和位移传感器线性连接控制系统。2.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述缓震容器为u型结构,所述缓震容器内部设有空腔,所述空腔内部填充有高粘度溶液,所述缓震容器内部空腔的侧面固定有温度控制装置,所述缓震容器上端预埋有排气装置,所述排气装置设有流量计和气体浓度传感器,所述底座空腔内部还设有温度传感器,所述温度传感器和气体浓度传感器线性连接控制系统。3.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述控制系统线性连接地震波检测器,所述地震波检测器通过穿插管道固定在底座底部,所述控制系统设有数据采集模块、数据分析模块及警报模块,所述控制系统控制地震波检测器进行地震检测的具体步骤为:步骤一:数据采集模块实时采集底座底部的地面震动数据;步骤二:通过数据记录分析模块对实时地面震动数据进行分析;步骤三:当通信及报警模块拾取到地震p波信号后向报警模块发送报警指令;步骤四:控制系统检测地震的强度控制温度控制装置对缓震容器内部的高浓度溶液进行温度处理,改变高浓度溶液阻尼系数改变,应对不同强度的震动;步骤五:同时将数据上传至控制系统内的存储模块,存储模块实时对底座的压力进行检测,并及时的修复各个不同位置的压力大小。4.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述震动数据进行分析是基于savitzky-golay与电离层tec时间序列进行平滑处理,具体为:步骤一:通过公式tec(t)(t=1~n),对savitzky-golay滤波对电离层tec时间序列进行平滑处理,得到初步的tec平滑值;其中,tec(t)(t=1~n)为电离层tec时间序列,t为当前历元;步骤二:将tec的观测值和通过的平滑值做差,得到的tec残差即视为异常。5.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述压力传感器是基于大数据进行修正,具体方法为:步骤一:将压力传感器的压力系数和压力传感器的额定数据输入到控制系统,从互联网中获取多组对应型号的压力传感器在不同温度下的压力值;步骤二:建立压力值与温度的曲线模型,将多组不同温度下的压力模拟值输入到温度曲线模型中,获得压力传感器温度曲线;步骤三:控制系统获取温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值,将获取的温度值代入到压力传感器温度曲线中,获得不同温度下的压力值;
步骤四:将从数据采集模块获取的压力值减去温度压力值,获得真实压力值。6.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述温度传感器和压力传感器实时采集的温度值和压力值方法包括:步骤一:获取等时间t秒内的温度值tei,t为正整数,建立时间为纵轴温度为横轴的温度-时间值坐标系;步骤二:检测时间t两端的温度值tei,将相邻两个温度值tei点使用直线连接,形成温度随时间的折线图。7.如权利要求1所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述位移传感器基于激光定位,所述激光定位时在规定时间内进行自主的进行中心定位,具体步骤为:步骤一:将激光位移传感器与固定在底座上的定位点进行机械定位,将直线轴x轴、y轴、z轴进行初步的定位和找平;步骤二:对激光位移传感器进行水平和角度参量位姿参数的误差因素进行分析;步骤三:建立入射倾角与水平误差模型,得到入射摆角误差模型;步骤四:利用最小二乘法分别对补偿前各点的坐标值和补偿后各点坐标值。8.如权利要求7所述一种多维减隔震装置,其特征在于,所述入射摆角误差模型的建立需要对各个位移传感器的数据进行测量,具体为:对入射倾角为﹣45
°
~45
°
,水平度为0~15
°
,测量深度在﹣10mm~10mm之间进行激光位移传感器误差校对,通过三轴定位算法建立入射倾角和水平度的激光位移传感器四维误差模型图。9.一种地震预警装置,其特征在于,所述地震预警装置通过权利要求1~8任意一项所述的多维减隔震装置。10.一种建筑缓震器,其特征在于,所述建筑缓震器通过权利要求1~8任意一项所述的多维减隔震装置。

技术总结
本发明属于多维减隔震装置技术领域,公开了一种多维减隔震装置,底座上端固定有第一弹簧组,底座通过第一弹簧组与上端的缓震容器固定连接,缓震容器内部固定有第二弹簧,第二弹簧上端固定有T型固定块,连杆底部固定有活塞,活塞固定在底座上端的高粘度溶液中;高粘度溶液内壁固定有温度控制装置,加热棒线性连接固定在底座一侧的控制系统;连杆一侧通过齿轮固定有调节电机,调节电机线性连接控制系统,缓震容器底部固定有压力传感器和位移传感器,压力传感器和位移传感器线性连接控制系统。当面对不同位置的地震波会通过第一弹簧组进行减隔震,通过设有温度装置面对不同的地震会改变高浓度溶液的粘度系数进行改变减隔,效果明显。显。显。


技术研发人员:郑居焕 颜桂云 刘如月
受保护的技术使用者:福建工程学院
技术研发日:2022.07.12
技术公布日:2022/11/1
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