CN107921872A - 用于履带车辆的降噪系统和履带车辆 - Google Patents

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Abstract

一种用于履带车辆(1)的降噪系统(20)，该履带车辆(1)包括驾驶室(9)以及至少一个履带(3)，该履带沿着车辆的行驶方向延伸并且至少包括横向于行驶方向并优选地由金属制成的多个杆(15)，降噪系统包括控制装置(21)以及连接至控制装置(21)以由控制装置(21)控制的声波发射器(22)，该降噪系统包括声输入部(23)并且构造成发射声均衡波，以便降低噪声，具体地，降低通过履带(3)生成的噪声，声均衡波的相位相对于噪声被转换并且基于声输入部(23)确定声均衡波的相位。

Description

用于履带车辆的降噪系统和履带车辆
技术领域
本发明涉及一种用于履带车辆的降噪系统以及履带车辆，例如用于清理滑雪道。
背景技术
通常，履带车辆包含至少一个履带，该履带沿着车辆的行驶方向延伸，并且履带包括橡胶带和横向于车辆的行驶方向的多个杆。另外，履带车辆包括底盘以及耦接至底盘的驾驶室。驾驶室通过弹性元件连接至底盘，弹性元件被构造成对由履带引起并传播至驾驶室的振动进行抑制。
已知技术的一个缺点在于当履带车辆沿着行驶方向移动时，履带的横向杆在底盘上生成具有与行驶速度相关的频率的振动。这个振动从底盘传输至驾驶室，并且在一定频率范围内，这些振动可以相当干扰驾驶员并且在驾驶室中生成噪声，降低了履带车辆的驾驶员的驾驶舒适性。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种用于履带车辆的降噪系统，该履带车辆包括驾驶室以及至少一个履带，该履带沿着车辆的行驶方向延伸并且至少包括横向于行驶方向并优选地由金属制成的多个杆，降噪系统包括控制装置以及连接至控制装置由控制装置控制的声波发射器，该降噪系统包括声输入部，并且降噪系统被构造成发射声均衡波，以便降低噪声，具体地，降低通过履带生成的噪声，声均衡波的相位相对于噪声被转换并且基于声输入部来确定声均衡波的相位。
由于本发明，降噪系统一旦安装在履带车辆上，更具体地安装在驾驶室内部，则保证驾驶员的驾驶舒适性，因为通过履带生成并由驾驶员感知到的噪声被降低。此外，降噪系统在履带车辆的生产阶段和之后中安装在履带车辆上、作为改进安装在已经现有履带车辆上具有优势。降噪系统的另一个优势是对通过履带车辆的履带造成的噪声的适应性。实际上，当设计履带车辆时，通过履带造成的噪声的特征仅在履带车辆已经组装之后是可确定的并且不可以提前确定，因为计算振动将如何从履带传输至驾驶室并且什么是驾驶室的谐振频率很复杂。实际上，造成干扰驾驶员的噪声的振动主要是具有对应于驾驶室的一个或多个振荡模式的频率和/或与驾驶室的谐振频率一致的那些振动。当发现传输到驾驶室的噪声是驾驶员不可忍受的时，因此降噪系统能够在不需要重新设计驾驶室或履带的情况下降低履带车辆的噪声。
根据优选实施方式，降噪系统包括麦克风，该麦克风限定声输入部并且连接至控制装置以便将与噪声相关的第一信号提供至控制装置。
根据优选实施方式，控制装置被构造成基于第一信号的相位发射声均衡波以便降低噪声。
根据优选实施方式，控制装置被构造成基于通过第一信号检测到的噪声的振幅发射声均衡波。
根据优选实施方式，控制装置被构造成基于通过第一信号检测到的噪声的频率发射声均衡波。
根据另一个优选实施方式，降噪系统包括第二输入部以接收与履带车辆的行驶速度相关的第二信号，降噪系统被构造成基于第二信号发射声均衡波以便降低噪声，并且优选地降噪系统构造成基于第二信号限定声均衡波的频率或者限定声均衡波的频率和振幅。
根据另一个优选实施方式，降噪系统包括第三输入部以接收与履带车辆的发动机旋转速度相关的第三信号，降噪系统被构造成基于第三信号发射声均衡波以便降低噪声，并且优选地基于第三信号限定声均衡波的频率。
根据另一个优选实施方式，降噪系统包括接收与无线电系统的信号相关的第四信号的第四输入部，降噪系统被构造成基于第四信号发射声均衡波以便不降低无线电系统的可听度。
根据另一个优选实施方式，降噪系统包括存储器，该存储器包括多对值，其中，每对值包括履带车辆的速度值以及与速度值相关联的声均衡波的频率值，控制装置连接至存储器并且构造成基于第二信号而选择的多对值中的一对值来限定声均衡波的频率。
根据另一个优选实施方式，降噪系统包括存储器，该存储器包括三个值的多个集合，其中，三个值的每个集合包括履带车辆的速度值以及关联的声均衡波的频率值和振幅值，控制装置连接至存储器并且被构造成基于第二信号而选择的三个值的集合中的一个集合来限定声均衡波的频率。
根据另一个优选实施方式，声波发射器被构造成发射从0至100Hz的频率范围内的声均衡波，优选地，从0至50Hz。
根据另一个优选实施方式，声波发射器是具有至少20升空气的容量的扬声器，具体地，重低音类型的扬声器。
本发明的另一个目标是提供减少已知技术的劣势的履带车辆。
根据本发明，提供的履带车辆包括：驾驶室；至少一个履带，沿着车辆的行驶方向延伸并包括多个杆，多个杆横向于行驶方向且优选地由金属制成；底盘；连接至履带以及驾驶室；以及根据权利要求1至11中任一项所述的降噪系统；降噪系统优选地容纳在驾驶室内部。
根据优选实施方式，履带车辆包括速度检测器，降噪系统连接至速度检测器以便经由第二信号接收车辆的速度值。
根据另一个优选实施方式，履带车辆包括发动机转速传感器，降噪系统连接至发动机转速传感器以便经由第三信号接收发动机转速值。
根据另一个优选实施方式，履带车辆包括无线电系统，降噪系统连接至无线电系统以便接收与无线电系统相关联的第四信号。
根据另一个优选实施方式，多个横向杆以给定间距互相间隔，降噪系统被构造成基于给定间距限定声均衡波的频率；该间距优选地在从100mm至160mm的范围内，更优选地，从118mm至144mm的范围内。
根据另一个优选实施方式，履带车辆包括被构造成将驾驶室连接至底盘以便对来自底盘的振动进行抑制的弹性系统，该弹性系统优选地包括减震器和/或气弹簧。
根据另一个优选实施方式，驾驶室包括车顶以及在车顶中和驾驶室内部获得的隔室，降噪系统容纳在该隔室中。
根据另一个优选实施方式，履带车辆包括车门，并且声波发射器容纳在车门中。
根据另一个优选实施方式，驾驶室包括驾驶员座椅以及驾驶员座椅后面的后面板，其中，声波发射器容纳在后面板中。
附图说明
根据另一个优选实施方式，声波发射器是履带车辆的无线电系统的一部分。
参考附图，本发明的其他特征和优点将从以下非限制性实施方式的描述中变得清晰可见，附图中：
-图1是根据本发明制成的履带车辆的侧视图，为了清晰起见去除了一些部分；
-图2是用于图1中的履带车辆的降噪系统的框图；
-图3是包括存储在图2中的降噪系统的存储器中的三个值的多个集合的表格；以及
-图4是图3中的可替换实施方式的表格并且包括存储在图2中的降噪系统的存储器中的多对值。
具体实施方式
关于图1，参考标号1总体上表示用于清理滑雪道并且构造成沿着行驶方向D移动的履带车辆。履带车辆1包括底盘2、两个履带3、用于生成机械能的发动机4、分别耦接至履带3和发动机4以便将机械能从发动机4传输至履带3的两个相互独立的驱动轮5、驾驶室9、将驾驶室9耦接至底盘2的弹性系统11以及容纳在驾驶室9内部的降噪系统20。此外，两个驱动轮5和履带3耦接至底盘2。
履带车辆1可包括利用虚线示出的一组工作设备7。该组工作设备7可包括铲、切割机和绞盘。
弹性系统11被构造成对从底盘2传递至驾驶室9的振动进行抑制并且包括减震器和/或气弹簧。
每个履带3沿着行驶方向D延伸并且包括橡胶带13以及横向于行驶方向D、沿着橡胶带13并以给定间距P相互间隔的多个杆15。横向杆由金属制成。在本发明的一个优选的非限制性实施方式中，间距P优选地在从100mm至160mm的范围内。更优选地，间距P在从118mm至144mm的范围内。
在附图中示出的本发明的非限制性实施方式中，履带3包括布置在每个横向杆15上的角片(cleat)。
驾驶室9包括用于容纳驾驶员U的驾驶员座椅10和车顶16。
另外，驾驶室9包括驾驶室9内部的并且在车顶16中制成的隔室18。换言之，隔室18在面向驾驶室9的内部的车顶16的内部上获得。
参考图2，履带车辆1包括速度检测器19，该速度检测器被构造成检测履带车辆1的行驶速度并且发射与履带车辆1的行驶速度相关的速度信号SV。
此外，履带车辆1包括发动机转速传感器17，该发动机转速传感器被构造成发射与发动机4的旋转速度相关的发动机转速信号Sn。
此外，履带车辆1包括安装在驾驶室9中并且包括接收器装置14a和扬声器14b的无线电系统14。无线电系统14具有通过音乐、广播新闻和/或其他服务为驾驶员U提供文娱新闻的目的。此外，无线电系统14可以包括由驾驶员U可用的无线电通信系统以便经由射频系统(radio frequency system，无线广播频率系统)通信，在这种情况下，无线电系统包括麦克风。无线电通信系统可以是民用频段(所谓的CB)类型，这使用约27MHz的射频频带。在另一个实施方式中，无线电通信系统可以是使用VHF或UHF频带的类型。
接收装置14a连接至扬声器14b并且将信号SA发送至扬声器14b。
参考图2，降噪系统20包括控制装置21以及连接至控制装置21以由控制装置21控制的声波发射器22。
更详细地，降噪系统20包括限定降噪系统20的声输入部的麦克风23。麦克风23通过控制装置21的输入部21a连接至控制装置21并且将信号SR提供至与检测到的噪声相关的控制装置21。麦克风23容纳在靠近驾驶员座椅10的驾驶室9内部以便检测由驾驶员U感知到的噪声。
降噪系统20连接至速度检测器19以便接收履带车辆1的行驶速度值。更详细地，控制装置21包括从速度检测器19接收速度信号SV的输入部21b。
参考图2和图3，控制装置21包括存储器24，三个值V、f和A的多个集合存储在该存储器中。三个值V1、f1、A1；V2、f2、A2；…；Vn、fn、An的每个集合包括履带车辆1的速度值V以及彼此相关联的声均衡波的频率值f和振幅值A。在本发明的可替换的实施方式中，控制装置21包括其中存储三个值组V、f和A的多个集合的存储器24。三个值组(group)V1、f1、A1；V2、f2、A2；…；Vn、fn、An的每个集合包括履带车辆1的速度值V以及彼此相关联的声均衡波的一组频率值f和一组振幅值A。更详细地，频率值f的组合包括噪声频谱的各个分量的频率值。振幅值A的组合包括噪声频谱的各个分量的振幅值。
控制装置21被构造成限定能够降低噪声的声均衡波；具体地，声均衡波具有与希望补偿的声噪声波(acoustic noise wave)相同的波形并且是相对于声噪声波转移180°的相位。为此，控制装置21限定补偿信号SC以发送至声波发射器22以便发射声均衡波降低噪声。
控制装置21基于由速度检测器19检测到的行驶速度V的值来确定声均衡波的频率f和振幅A补偿信号SC的频率f和振幅A。更详细地，控制装置21从具有等于检测到的速度值的速度值V的三个值V、f和A的集合得出声均衡波的频率f和振幅A。因此控制装置21基于速度信号SV来选择三个值V、f和A的集合中的一个并且从所选择的三个值V、f和A的集合的频率值f来确定补偿信号SC的频率f和振幅A。
此外，控制装置21基于声输入信号确定均衡波的相位。更详细地，降噪系统20经由确定SR信号的麦克风23检测噪声，并且控制装置21得出SR信号的相位并且确定补偿信号SC的相位，以致声均衡波是相对于检测到的声噪声波转移180°的相位。
以此方式，由补偿信号SC限定的声均衡波将降低由驾驶员U感知到的噪声。
在图4中示出的另一个实施方式中，存储器24存储多对值V、f。每对值V1、f1；V2、f2；…；Vn、fn包括履带车辆1的速度值V以及与速度值V配对的声均衡波的频率值f。在这个实施方式中，控制装置21基于由速度检测器19检测到的行驶速度V的值确定声均衡波的频率f和补偿信号SC的频率f。更详细地，控制装置21从具有等于检测到的速度值的速度值V的一对值V和f得出声均衡波的频率f。因此控制装置21基于速度信号SV来选择多对值V和f中的一个并且从所选择的一对值V和f的频率值f来确定补偿信号SC的频率f。控制装置21基于声输入信号来确定均衡波的相位和振幅A。更详细地，降噪系统20经由确定SR信号的麦克风23的来检测噪声，并且控制装置21得出SR信号的相位和SR信号的振幅并且确定补偿信号的相位和补偿信号SC的振幅，以致声均衡波相对于检测到的声噪声波转移180°的相位并且具有等于希望删除的噪声的振幅A。在本发明的可替换的实施方式中，控制装置21包括其中存储多对值组V和f的存储器24。每对值组V1、f1；V2、f2；…；Vn、fn包括履带车辆1的速度值V以及与行驶速度值V配对的一组频率值f。更详细地，该组频率值f包括以给定速度V发生并希望删除的噪声的频谱的各个分量的频率值。
在本发明的可替换和优先实施方式中，控制装置21基于行驶速度V和给定间距P计算补偿信号的频率f。更详细地，控制装置21基于速度信号SV和给定间距P计算补偿信号SC的频率f。具体地，控制装置21基于作为速度信号SV和给定间距P的函数的第一函数计算补偿信号SC的频率f。此外，在这个实施方式中，控制装置21基于声输入信号确定均衡波的相位和振幅。更详细地，控制装置21从SR信号确定补偿信号SC的相位和补偿信号SC的振幅A，以致声均衡波是相对于检测到的声噪声波转移180°的相位并且具有等于该噪声的振幅。
在本发明的另一个可替换的实施方式中，省去了速度信号SV的输入部21b，并且控制装置21基于SR信号的相位、SR信号的频率和SR信号的振幅来确定均衡波的相位、频率f和振幅A。更详细地，控制装置21在SR信号上执行快速傅里叶变换(FFT)并且得出希望删除的噪声分量的频率f和振幅A。在可替换的实施方式中，控制装置21从快速傅里叶变换得出噪音频谱的分量的频率f和振幅A。
控制装置21基于全部由麦克风23检测到的频率f、检测到的振幅A和检测到的相位来限定补偿信号SC。
在一个优选实施方式中，降噪系统20连接至发动机转速传感器17以便接收发动机4的发动机转速值。在这个实施方式中，降噪系统20包括输入部21c以便接收发动机转速信号Sn，该发动机转速信号与履带车辆1的发动机4的旋转速度相关。控制装置21被构造成也基于发动机转速信号Sn限定声均衡波以便降低噪声。具体地，控制装置21基于发动机转速信号Sn限定补偿信号SC的频率f。
在一个优选实施方式中，降噪系统20连接至无线电系统14以便接收SA信号并且具有输入部21d以便接收SA信号。控制装置21还基于SA信号来确定补偿信号SC以便不使SA信号均衡。换言之，还经由麦克风23检测到的SA信号不通过控制装置21来均衡。更详细地，通过从补偿过程排除从SA信号得出的频率和/或相位，控制装置21将发射这样的补偿信号SC，该补偿信号不具有等于SA信号的且与SA信号反相的分量。以此方式，降噪系统20不降低驾驶员U的无线电系统14的可听度。
在所有实施方式中，声均衡波具有范围从0至100Hz的频率，优选地，从0至50Hz。因此，声波发射器22被构造成发射0至100Hz的频率范围的声波，优选地，0至50Hz。为此，声波发射器22是具有至少20升空气的容量的扬声器，更具体地，重低音类型的扬声器。具体地，声波发射器容纳在隔室中。
在图1中示出的实施方式中，降噪系统20容纳在隔室18中。这个特征具有的优点在于不必重新设计驾驶室9以便插入降噪系统20或声波发射器22，并且因此，降噪系统20作为改进可以应用于已经现有的履带车辆1。
在一个实施方式中，在附图中未示出，无线电系统14的扬声器14b限定声波发射器22，并且因此控制装置21将补偿信号SC提供至无线电系统14。无线电系统14基于从控制装置21接收的补偿信号SC经由扬声器14b发射声均衡波。
在一个实施方式中，在附图中未示出，驾驶室包括车门并且声波发射器容纳在车门中。
在一个实施方式中，在附图中未示出，驾驶室包括位于驾驶员座椅后面的后面板，其中声波发射器容纳在后面板中。
由于本发明，履带车辆1为驾驶员U提供了优良的驾驶舒适性，驾驶员U不会感知到由履带3所引起的噪声。此外，由于本发明，降噪系统20可以安装在已经现有的履带车辆1中，从而增加驾驶员U的舒适性。这个特征允许具有当发现履带车辆1在驾驶室9中生成驾驶员U不可忍受的噪声时易于安装并且不必重新设计整个履带车辆1的系统。
此外，显而易见的是，本发明还覆盖了具体实施方式中未描述的实施方式以及落入所附权利要求的范围内的等效实施方式。

Claims (18)

1.一种用于履带车辆的降噪系统，所述履带车辆(1)包括驾驶室(9)以及至少一个履带(3)，至少一个所述履带沿着所述履带车辆的行驶方向(D)延伸并且至少包括多个杆(15)，多个所述杆横向于所述行驶方向(D)并优选地由金属制成，所述降噪系统(20)包括控制装置(21)以及连接至所述控制装置(21)以由所述控制装置(21)控制的声波发射器(22)，所述降噪系统(20)包括声输入部(23)，并且所述降噪系统构造成发射声均衡波，以便降低噪声，具体地所述噪声由所述履带(3)生成，所述声均衡波的相位相对于所述噪声被转换并基于所述声输入部(23)来确定所述声均衡波的相位。
2.根据权利要求1所述的降噪系统，所述降噪系统包括麦克风(23)，所述麦克风限定所述声输入部并连接至所述控制装置(21)，以便将与所述噪声相关的第一信号(SR)提供至所述控制装置(21)。
3.根据权利要求2所述的降噪系统，其中，所述控制装置(21)构造成基于所述第一信号(SR)的相位发射所述声均衡波以便降低噪声。
4.根据权利要求2或3所述的降噪系统，其中，所述控制装置(21)构造成基于通过所述第一信号(SR)检测到的噪声的振幅发射所述声均衡波。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的降噪系统，其中，所述控制装置(21)构造成基于通过所述第一信号(SR)检测到的噪声的频率发射所述声均衡波。
6.根据前述权利要求中任一项所述的降噪系统，所述降噪系统包括第二输入部(21b)以接收与所述履带车辆(1)的行驶速度相关的第二信号(SV)，所述降噪系统(20)构造成基于所述第二信号(SV)发射所述声均衡波以便降低噪声，并且优选地所述降噪系统构造成基于所述第二信号(SV)限定所述声均衡波的频率或限定所述声均衡波的频率和振幅。
7.根据前述权利要求中任一项所述的降噪系统，所述降噪系统包括第三输入部(21c)以接收与所述履带车辆(1)的发动机(4)的旋转速度相关的第三信号(Sn)，所述降噪系统(20)构造成基于所述第三信号(Sn)来发射声均衡波以便降低噪声，并且优选地所述降噪系统构造成基于所述第三信号(Sn)来限定所述声均衡波的频率(f)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的降噪系统，所述降噪系统包括第四输入部(21d)以接收与无线电系统(174)的无线电信号相关的第四信号(SA)，所述降噪系统(20)构造成基于所述第四信号(SA)发射所述声均衡波，以便不降低所述无线电系统(14)的可听度。
9.根据权利要求6所述的降噪系统，所述降噪系统包括存储器(24)，所述存储器包括多对值(V，f)，其中，每对值(V，f)包括所述履带车辆(1)的速度值(V1、V2…Vn)以及与所述速度值(V1、V2…Vn)相关联的所述声均衡波的频率值(f1、f2…fn)，所述控制装置(21)连接至所述存储器(24)并构造成基于所述第二信号(SV)而选择的所述多对值(V，f)中的一对值来限定所述声均衡波的频率(f)。
10.根据权利要求6所述的降噪系统，所述降噪系统包括存储器(24)，所述存储器包括三个值(V，f，A)的多个集合，其中，所述三个值(V，f，A)的每个集合包括所述履带车辆(1)的速度值(V1、V2…Vn)以及相关的所述声均衡波的频率值(f1、f2…fn)和振幅值(A1、A2…An)，所述控制装置(21)连接至所述存储器(24)并构造成基于所述第二信号(SV)而选择的所述三个值(V，f，A)的集合中的一个集合来限定所述声均衡波的所述频率(f)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的降噪系统，其中，所述声波发射器(22)被构造成发射从0至100Hz的频率范围内的声均衡波，具体地构造成发射从0至50Hz的频率范围内的声均衡波；优选地，所述声波发射器(22)是具有至少20升空气的容量的扬声器，具体地，所述扬声器为重低音类型的扬声器。
12.一种履带车辆(1)，所述履带车辆包括：驾驶室(9)；以及至少一个履带(3)，至少一个所述履带沿着所述履带车辆(1)的行驶方向(D)延伸并且包括多个杆(15)，多个所述杆横向于所述行驶方向(D)并优选地由金属制成；底盘(2)，所述底盘连接至所述履带(3)和所述驾驶室(1)；以及根据前述权利要求中任一项所述的降噪系统(20)；所述降噪系统(20)优选地容纳在所述驾驶室(9)中。
13.根据权利要求12所述的履带车辆，所述履带车辆包括速度检测器(19)，所述降噪系统(20)连接至所述速度检测器(19)以便经由第二信号(SV)接收所述履带车辆(1)的速度值。
14.根据权利要求12或13所述的履带车辆，所述履带车辆包括发动机转速传感器(17)，所述降噪系统(20)连接至所述发动机转速传感器(17)以便经由第三信号(Sn)接收发动机转速值。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的履带车辆，所述履带车辆包括无线电系统(14)，所述降噪系统(20)连接至所述无线电系统(14)以便接收与所述无线电系统(14)相关联的第四信号(SA)。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的履带车辆，其中，多个横向的所述杆(15)以给定间距(P)彼此间隔，所述降噪系统(20)构造成基于所述给定间距(P)来限定所述声均衡波的频率(f)；优选地，所述给定间距(P)在从100mm至160mm的范围内，更优选地，在从118mm至144mm的范围内。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的履带车辆，所述履带车辆包括弹性系统(11)，所述弹性系统构造成将所述驾驶室(9)连接至所述底盘(2)以便对从所述底盘(2)至所述驾驶室(9)的振动进行抑制，所述弹性系统(11)优选地包括减震器和/或气弹簧。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的履带车辆，其中，所述驾驶室(9)包括车顶(16)以及在所述车顶(19)中和所述驾驶室(9)内部获得的隔室(18)，所述降噪系统(20)容纳在所述隔室(18)中。
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