本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)阻尼減振領(lǐng)域，尤其涉及一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)結(jié)構(gòu)受到自然和人為條件下的脈動(dòng)激勵(lì)時(shí)(如風(fēng)、地震、撞擊和機(jī)械振動(dòng)等)就會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)響應(yīng)。特別是在土木建筑領(lǐng)域，隨著新施工工藝和計(jì)算理論以及新材料的出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的柔度進(jìn)一步加大，而且一般采用鋼材，譬如大跨度橋梁的柔細(xì)主梁和大長(zhǎng)細(xì)比柔性吊桿和吊索、超高層建筑主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)件(譬如大跨越輸電導(dǎo)線、建筑的薄壁維護(hù)結(jié)構(gòu)等)，其均具有抵抗剛度小、自振頻率低、結(jié)構(gòu)阻尼小，易發(fā)生風(fēng)致振動(dòng)的特點(diǎn)，從而極易造成人的振動(dòng)不舒適感和構(gòu)件的疲勞損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)短時(shí)間倒塌破壞。例如1940年，美國(guó)的tacoma懸索橋建成四個(gè)月后在小風(fēng)下即發(fā)生了主梁大幅渦振，當(dāng)風(fēng)速提高至19m/s，主梁經(jīng)歷短時(shí)彎扭耦合振動(dòng)后突然坍塌。超高層建筑在建成之初未采取減振措施之前，幾乎均有一定幅度的風(fēng)致擺動(dòng)問(wèn)題，譬如美國(guó)的帝國(guó)大廈、上海大廈和中國(guó)臺(tái)灣的101大廈等，雖然對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響較小，但極易造成人的不舒適感。另外對(duì)于大長(zhǎng)細(xì)比柔細(xì)結(jié)構(gòu)，振動(dòng)更加頻繁、幅值也有所加大，譬如經(jīng)常發(fā)生于橋梁吊桿(索)和覆冰輸電導(dǎo)線的風(fēng)致大幅舞動(dòng)現(xiàn)象，其會(huì)引起嚴(yán)重的安全問(wèn)題。另外因風(fēng)脈動(dòng)和流固耦合的復(fù)雜性，使得結(jié)構(gòu)具有三維多向振動(dòng)的特點(diǎn)。

針對(duì)上述結(jié)構(gòu)極易發(fā)生的風(fēng)致或者其它振動(dòng)類型，在其上安裝機(jī)械阻尼措施是最為直接有效的減振方法。目前一般有動(dòng)力吸振器和耗能阻尼器兩種類型，耗能阻尼器(如粘彈性和金屬阻尼器(ved和med))均需要固定支撐點(diǎn)，這對(duì)于高層建筑和大跨越的橋梁主梁和索類結(jié)構(gòu)是無(wú)法滿足的。動(dòng)力吸振器(如調(diào)諧質(zhì)量和調(diào)諧液體阻尼器(tmd和tld))一般不需要固定支撐，將主體結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)移至吸振器產(chǎn)生阻尼力并耗散能量來(lái)減輕振動(dòng)。以上兩類阻尼器的阻尼部件較多的使用粘彈性固體和液體材料，屬于接觸式阻尼部件，其存在一定的內(nèi)摩阻，而且在野外的惡劣環(huán)境下，由于材料受溫濕度和漏液等因素影響，其存在一定的耐久性問(wèn)題。

針對(duì)已有阻尼部件的上述缺點(diǎn)，近年來(lái)，非接觸式的電渦流阻尼裝置開(kāi)始逐漸進(jìn)入結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域。其利用導(dǎo)體材料切割磁力線引起磁通量變化而產(chǎn)生電磁感應(yīng)下的阻尼力來(lái)減振，并通過(guò)電渦流以熱傳遞形式耗散能量。目前已有板式電渦流tmd和軸向力電渦流阻尼器兩種類型，軸向力電渦流阻尼器同樣需要一端的固定支撐，而板式電渦流tmd一般采用懸吊式和彈簧支撐式，抑振頻率單一。對(duì)于高層和大跨越柔細(xì)結(jié)構(gòu)的多向多階振動(dòng)其抑振方案復(fù)雜，效果有限。另外懸吊結(jié)構(gòu)和裸露的彈簧長(zhǎng)期振動(dòng)同樣易出現(xiàn)應(yīng)力疲勞和松弛等問(wèn)題。上述形式的單個(gè)電渦流阻尼器運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐痪S或者二維的，均不具備全向抑振功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置，解決了現(xiàn)有的單個(gè)電渦流阻尼器運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐痪S或者二維的，均不具備全向抑振功能的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置，包括：電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)；

所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)位于磁場(chǎng)屏蔽外殼的內(nèi)部；

所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)包括兩個(gè)磁體、導(dǎo)電線圈、球狀滾珠；

所述導(dǎo)電線圈纏繞在所述磁體上；

兩個(gè)磁體的一端分別連接所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)的兩端；

兩個(gè)磁體的所述一端為異性磁極；

兩個(gè)磁體的另一端連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼；

所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)與所述磁場(chǎng)屏蔽外殼連接；

所述球狀滾珠位于所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)空腔內(nèi)；

所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)為閉合曲面形狀。

優(yōu)選地，所述磁場(chǎng)屏蔽外殼上設(shè)置有孔，所述導(dǎo)線線圈通過(guò)所述孔連接電源。

優(yōu)選地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)彈簧與支撐外殼連接，所述支撐外殼固定連接在所述磁場(chǎng)屏蔽外殼內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)減振結(jié)構(gòu)與支撐外殼連接，所述支撐外殼在所述磁場(chǎng)屏蔽外殼內(nèi)部固定連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼。

優(yōu)選地，所述磁場(chǎng)屏蔽外殼與需要被減振的結(jié)構(gòu)部件連接。

優(yōu)選地，兩個(gè)磁體關(guān)于所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)對(duì)稱放置。

優(yōu)選地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)和所述支撐外殼設(shè)置為一定厚度。

優(yōu)選地，所述支撐外殼為閉合曲面外形。

優(yōu)選地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置向內(nèi)突起障礙。

優(yōu)選地，兩個(gè)磁體的另一端固定連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置包括：電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)；所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)位于磁場(chǎng)屏蔽外殼的內(nèi)部；所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)包括兩個(gè)磁體、導(dǎo)電線圈、球狀滾珠；所述導(dǎo)電線圈纏繞在所述磁體上；兩個(gè)磁體的一端分別連接所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)的兩端；兩個(gè)磁體的所述一端為異性磁極；兩個(gè)磁體的另一端連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼；所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)與所述磁場(chǎng)屏蔽外殼連接；所述球狀滾珠位于所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)空腔內(nèi)；所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)為閉合曲面形狀。本實(shí)施例中，通過(guò)電渦流阻尼系統(tǒng)由永磁體或電磁體以及由隔磁強(qiáng)導(dǎo)電材料(如黃銅)制成的滾珠構(gòu)成，滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)由某種隔磁材料制成三維弧形曲面形式，從而可使?jié)L珠三維滾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)全向抑振，解決了現(xiàn)有的單個(gè)電渦流阻尼器運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐痪S或者二維的，均不具備全向抑振功能的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的滾珠沿弧面運(yùn)動(dòng)示意圖；

圖3本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的滾珠曲面運(yùn)動(dòng)后切割磁力線產(chǎn)生電渦流阻尼力示意圖；

圖示說(shuō)明：1-永磁體或電磁鐵內(nèi)芯；2-通電線圈；3-黃銅空心滾珠；4-隔磁材料所制滾珠導(dǎo)向光滑曲面；5-減振彈簧或其它減振構(gòu)造；6-支撐外壁；7-固定連接頭；8-磁場(chǎng)屏蔽封裝外殼；9-阻尼器與本體結(jié)構(gòu)連接接頭；10-熱交換和出線孔。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置，用于解決現(xiàn)有的單個(gè)電渦流阻尼器運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐痪S或者二維的，均不具備全向抑振功能的技術(shù)問(wèn)題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的一個(gè)實(shí)施例包括：

電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)；

所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)、所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)位于磁場(chǎng)屏蔽外殼的內(nèi)部；

所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)包括兩個(gè)磁體、導(dǎo)電線圈、球狀滾珠；

所述導(dǎo)電線圈纏繞在所述磁體上；

兩個(gè)磁體的一端分別連接所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)的兩端；

兩個(gè)磁體的所述一端為異性磁極；

兩個(gè)磁體的另一端連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼；

所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)與所述磁場(chǎng)屏蔽外殼連接；

所述球狀滾珠位于所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)空腔內(nèi)；

所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)為閉合曲面形狀。

進(jìn)一步地，所述磁場(chǎng)屏蔽外殼上設(shè)置有孔，所述導(dǎo)線線圈通過(guò)所述孔連接電源。

進(jìn)一步地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)彈簧與支撐外殼連接，所述支撐外殼固定連接在所述磁場(chǎng)屏蔽外殼內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)減振結(jié)構(gòu)與支撐外殼連接，所述支撐外殼在所述磁場(chǎng)屏蔽外殼內(nèi)部固定連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼。

進(jìn)一步地，所述磁場(chǎng)屏蔽外殼與需要被減振的結(jié)構(gòu)部件連接。

進(jìn)一步地，兩個(gè)磁體關(guān)于所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)對(duì)稱放置。

進(jìn)一步地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)和所述支撐外殼設(shè)置為一定厚度。

進(jìn)一步地，所述支撐外殼為閉合曲面外形。

進(jìn)一步地，所述滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置向內(nèi)突起障礙。

進(jìn)一步地，兩個(gè)磁體的另一端固定連接所述磁場(chǎng)屏蔽外殼。

進(jìn)一步地，所述球狀滾珠可以是實(shí)心或者空心的。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的另一個(gè)實(shí)施例包括：永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1；通電線圈2；黃銅空心滾珠3；隔磁材料所制滾珠導(dǎo)向光滑曲面4；減振彈簧或其它減振構(gòu)造5；支撐外壁6；固定連接頭7；磁場(chǎng)屏蔽封裝外殼8；阻尼器與本體結(jié)構(gòu)連接接頭9；熱交換和出線孔10，其中所述通電線圈2纏繞在所述永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1上，所述通電線圈2穿過(guò)熱交換和出線孔10與外部電源連接，永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1為兩個(gè)，兩個(gè)永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1異性磁極相對(duì)排列放置，兩個(gè)永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1一端(異性磁極)與支撐外壁6連接，兩個(gè)永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1另一端與磁場(chǎng)屏蔽封裝外殼8通過(guò)固定連接頭7連接，兩個(gè)永磁體或電磁鐵內(nèi)芯1相對(duì)于支撐外壁6對(duì)稱水平放置，黃銅空心滾珠3與隔磁材料所制滾珠導(dǎo)向光滑曲面4接觸，隔磁材料所制滾珠導(dǎo)向光滑曲面4通過(guò)減振彈簧或其它減振構(gòu)造5連接支撐外壁6，支撐外壁6通過(guò)固定連接頭7連接磁場(chǎng)屏蔽封裝外殼8，磁場(chǎng)屏蔽封裝外殼8通過(guò)阻尼器與本體結(jié)構(gòu)連接接頭9連接需要被減振的結(jié)構(gòu)物或結(jié)構(gòu)部件。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置的另一個(gè)實(shí)施例包括：

電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)和滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)。所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)包含兩端的異性磁極和強(qiáng)導(dǎo)電隔磁材料制成的球狀光滑滾珠，球狀光滑滾珠可以是空心或?qū)嵭牡模瑵L珠位于兩端磁極的不均勻磁場(chǎng)范圍內(nèi)，其通過(guò)運(yùn)動(dòng)后可以切割不均勻磁場(chǎng)引起滾珠內(nèi)的磁通量變化而產(chǎn)生電渦流阻尼耗能。所述的滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)，弧形曲面構(gòu)造可以使?jié)L珠沿弧周各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)的磁極為異性磁極相對(duì)排列，從而可以使得磁極間隙內(nèi)的滾珠活動(dòng)空間有足夠多的磁力線通過(guò)。另外若采用磁場(chǎng)可調(diào)的電磁場(chǎng)，電流線圈包圍的內(nèi)芯需采用消磁性能較好的磁化材料，如軟鐵和硅鋼材料，通過(guò)線圈中電流大小的調(diào)節(jié)可以很好的實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的主動(dòng)控制，從而可以主動(dòng)調(diào)節(jié)電渦流阻尼力的大小。對(duì)于切割磁力線的運(yùn)動(dòng)滾珠，考慮電渦流的集膚效應(yīng)和提高減振效率以及減輕滾珠和結(jié)構(gòu)質(zhì)量，采用空心構(gòu)造形式則更為合理，另外也可采用多個(gè)運(yùn)動(dòng)滾珠。

進(jìn)一步地，電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)外部由導(dǎo)磁材料制成的屏蔽外殼包圍，以防止磁場(chǎng)泄露對(duì)外部的不良影響，另外，磁體端部用適當(dāng)連接形式固定于屏蔽外殼之上，以防止其隨意移動(dòng)和異性磁極相吸而對(duì)支撐外殼產(chǎn)生附加壓力。另外在屏蔽外殼之上開(kāi)有數(shù)量和尺寸大小適當(dāng)?shù)膬?nèi)外熱交換和出線孔10。

進(jìn)一步地，滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)由光滑的三維弧面構(gòu)造形式，使得滾珠可以沿弧面全向運(yùn)動(dòng)，而且其需使用非導(dǎo)磁材料，以免破壞磁路使其不從弧面包圍空間通過(guò)而導(dǎo)致滾珠無(wú)法切割磁力線。

進(jìn)一步地，滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)，在其外部還有消除滾珠撞擊效應(yīng)的減振耗能彈簧及其由非導(dǎo)磁材料制成的支撐外殼，支撐外殼以適當(dāng)連接形式固定于屏蔽外殼上。導(dǎo)向系統(tǒng)和支撐外殼之間也可填充其它耗能阻尼材料。另外為限制滾珠滾動(dòng)高度以避免對(duì)導(dǎo)向系統(tǒng)的較大撞擊，可以在導(dǎo)向系統(tǒng)適當(dāng)位置設(shè)置向內(nèi)突起障礙。

進(jìn)一步地，屏蔽外殼需通過(guò)適當(dāng)連接形式(可用鉸接和彈性連接等其他形式)與減振本體結(jié)構(gòu)相連，從而構(gòu)成附加阻尼減振系統(tǒng)。

本實(shí)施例提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置,該裝置能通過(guò)滾珠在光滑弧形曲面上的三維滾動(dòng)，并切割磁力線來(lái)提供結(jié)構(gòu)三維復(fù)雜振動(dòng)條件下的無(wú)接觸式電渦流阻尼力并耗能。所述滾珠式電渦流全向阻尼裝置包括電渦流阻尼系統(tǒng)和滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成。電渦流阻尼系統(tǒng)由永磁體或電磁體以及由隔磁強(qiáng)導(dǎo)電材料(如黃銅)制成的滾珠構(gòu)成。滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)由某種隔磁材料制成三維弧形曲面形式，從而可使?jié)L珠三維滾動(dòng)以實(shí)現(xiàn)全向抑振。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種滾珠式阻尼裝置的一個(gè)應(yīng)用例為：它包括電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)和滾珠三維運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)。電渦流產(chǎn)生系統(tǒng)包括產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體、可以三維全向滾動(dòng)的隔磁強(qiáng)導(dǎo)電滾珠。滾珠可以在光滑弧形曲面形式的導(dǎo)向系統(tǒng)中向任意方向滾動(dòng)以切割磁力線產(chǎn)生電渦流阻尼力并耗能。

進(jìn)一步地，磁體可以采用快速消磁的軟鐵或硅鋼內(nèi)芯和纏繞其外導(dǎo)電線圈組合成的電磁鐵，其磁力大小可以通過(guò)改變纏繞線圈的通過(guò)電流進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，裝置需采用導(dǎo)磁外殼避免磁場(chǎng)泄露。

進(jìn)一步地，滾珠數(shù)量大小和數(shù)量可以改變以調(diào)節(jié)減振效果。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向曲面的弧度可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而調(diào)節(jié)滾珠沿曲面運(yùn)動(dòng)的頻率，其頻率計(jì)算公式和單擺是類似的(弧面半徑對(duì)應(yīng)擺長(zhǎng))。其和單擺的不同之處在于即使結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率和滾珠沿導(dǎo)向弧面頻率不一致時(shí)，由于導(dǎo)向面和滾珠之間仍然存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故滾珠同樣會(huì)做切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電渦流阻尼力。

進(jìn)一步地，導(dǎo)向系統(tǒng)和支撐外壁6之間可用彈簧或者其他減振構(gòu)造相連，在其適當(dāng)位置可設(shè)置向內(nèi)突起障礙以限制滾珠運(yùn)動(dòng)高度，以減輕其跌落撞擊影響。

本實(shí)施例中提供的一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置,適用于三維復(fù)雜振動(dòng)的結(jié)構(gòu),它同現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)有：

1.本實(shí)施例中的滾珠式電渦流全向阻尼裝置，采用的滾珠三維弧面導(dǎo)向構(gòu)造，其對(duì)于結(jié)構(gòu)的空間任意方向振動(dòng)均具有一定的減振效果。

2.本實(shí)施例中的滾珠式電渦流全向阻尼裝置，采用滾珠在光滑弧面滾動(dòng)切割磁力線的方式，可大大減輕啟動(dòng)摩阻力，從而從可以抑制結(jié)構(gòu)細(xì)微振動(dòng)。滾珠近似光滑的滾動(dòng)吸振耗能形式使得其抑振模態(tài)可以為多階次。

3.本實(shí)施例中的滾珠式電渦流全向阻尼裝置，采用的非接觸式電渦流阻尼部件，可以避免漏液和部件磨損等其它影響耐久性的問(wèn)題發(fā)生，其中非接觸式電渦流阻尼部件具體是指由磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)和由強(qiáng)導(dǎo)電隔磁材料制成的滾珠，阻尼是由滾珠切割磁磁極產(chǎn)生的磁力線從而在自身表面引發(fā)電渦流而產(chǎn)生。因磁場(chǎng)不同于橡膠、油等其他可見(jiàn)的接觸型實(shí)體阻尼物質(zhì)，故稱為非接觸式阻尼部件。

如圖1所示，將磁體分別與磁場(chǎng)屏蔽外殼兩端固定，為使得磁力線能穿過(guò)滾珠滾動(dòng)區(qū)域，需采用異性磁極相對(duì)排列的方式。若采用電磁體，需將導(dǎo)電線圈纏繞于具有快速消磁性能的軟鐵或者硅鋼內(nèi)芯上，電線通過(guò)孔與外界控制電源聯(lián)通，以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的主動(dòng)控制。將隔磁材料制成的導(dǎo)向系統(tǒng)支撐外壁6通過(guò)固定連接頭7與磁場(chǎng)屏蔽外殼兩端固定，并使得磁極位于外殼左右(或者上下)兩端，支撐外壁6上可以安裝一定數(shù)量的減振彈簧或者其他減振構(gòu)造，彈簧的另一端則和用隔磁材料制成的滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)相連，滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)與滾珠接觸的內(nèi)壁應(yīng)保持盡可能的光滑。支撐外壁6和滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)均需一定厚度以保證其在滾珠滾動(dòng)和撞擊以及其他局部受力條件下不發(fā)生局部屈曲變形。支撐外壁6和滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)可以在事先安裝好減振彈簧或者其他減振構(gòu)造和在導(dǎo)向系統(tǒng)空腔內(nèi)放入滾珠后采用對(duì)半拼接的方式制成最終閉合曲面外形。滾珠需采用黃銅等強(qiáng)導(dǎo)電隔磁材料制成，須盡心滾動(dòng)面光滑處理，滾珠壁厚需滿足其在規(guī)定的撞擊下不發(fā)生局部屈曲變形。滾珠可以是空心或?qū)嵭牡?，另外為限制滾珠滾動(dòng)高度以避免和導(dǎo)向系統(tǒng)的較大撞擊，可以在導(dǎo)向系統(tǒng)適當(dāng)位置設(shè)置向內(nèi)突起障礙。圖2為滾珠在導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)沿曲面滾動(dòng)并切割磁感線的示意圖。圖3為滾珠一定的速度v切割磁力線后在其表面形成電渦流并產(chǎn)生反方向電渦流阻尼力的示意圖。

如圖1所示，整套裝置由屏蔽外殼進(jìn)行封裝處理，使得內(nèi)部磁場(chǎng)不發(fā)生泄漏，屏蔽外殼上裝有與結(jié)構(gòu)本體相連的連接接頭，連接接頭的位置和類型(固結(jié)或者鉸接等方式)可選擇確定。

本實(shí)施例中，一種滾珠式電渦流全向阻尼裝置,其由磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)、磁場(chǎng)屏蔽系統(tǒng)與電渦流發(fā)生系統(tǒng)以及滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)構(gòu)成。磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)由永磁體或者變磁力電磁體(硅鋼表面纏繞感應(yīng)線圈與外電源相連)構(gòu)成。磁場(chǎng)屏閉蔽系統(tǒng)是由強(qiáng)導(dǎo)磁材料制成的閉合外殼構(gòu)成。電渦流發(fā)生系統(tǒng)是由強(qiáng)導(dǎo)電隔磁材料制成的球狀光滑滾珠制成。導(dǎo)向系統(tǒng)采用光滑的曲面閉合內(nèi)殼由非導(dǎo)磁材料制成,其可以很好的引導(dǎo)滾珠在曲面上沿各個(gè)方向滾動(dòng)。連接系統(tǒng)由裝備或焊接于阻尼裝置外殼上的固定或鉸接連接件構(gòu)成。本阻尼器獨(dú)特的電渦流發(fā)生系統(tǒng)使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部不需要使用接觸式阻尼材料，可以避免漏液和結(jié)構(gòu)摩阻損耗，外層屏蔽系統(tǒng)可以避免磁場(chǎng)的對(duì)外發(fā)散而造成的不良影響，內(nèi)部曲面導(dǎo)向構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)滾珠的全向運(yùn)動(dòng)，使其切割磁體磁力線，從而使裝置產(chǎn)生各向(全向)的電渦流阻尼，解決現(xiàn)有的單個(gè)電渦流阻尼器運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橐痪S或者二維的，均不具備全向抑振功能的技術(shù)問(wèn)題。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。