本發(fā)明屬于汽車噪聲源識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可編程控制的用于汽車噪聲源識(shí)別的掃描式機(jī)器人，適用于整車及各總成部件噪聲源識(shí)別測(cè)量。

背景技術(shù)：

在應(yīng)用近場(chǎng)聲全息對(duì)汽車進(jìn)行噪聲源識(shí)別時(shí)，全息聲壓測(cè)量面至少需要和被測(cè)對(duì)象一樣大，分析上限頻率f_max和陣元的間距d成反比，f_max＝c/2d，其中c為空氣中的聲速，如果要分析到5kHz，那么陣元的間距就不能大于3.4cm。當(dāng)進(jìn)行整車側(cè)面噪聲源識(shí)別時(shí)，陣列尺寸至少為4m×2m，如果采用快照法一次測(cè)量全息聲壓，需要用到近7000個(gè)陣元，這幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。若采用線陣列掃描法，則可利用60陣元的線陣列沿車身x方向掃描117次能完成全息聲壓的測(cè)量。在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，由于安全問(wèn)題，需要汽車停止運(yùn)行時(shí)才能進(jìn)去移動(dòng)陣列進(jìn)行下一個(gè)位置的布置，完成一個(gè)位置的測(cè)量需要至少數(shù)分鐘時(shí)間，完成整個(gè)全息聲壓的測(cè)量需要近10個(gè)小時(shí)，從汽車運(yùn)行的工況一致性而言，是不可靠的。此外，每次人工移動(dòng)陣列的誤差也會(huì)給全息聲壓引入測(cè)量誤差，影響噪聲源識(shí)別的精度。因此，如何用一套設(shè)備對(duì)各種類型汽車或總成進(jìn)行大范圍、高精度、高效安全的噪聲測(cè)量，是應(yīng)用近場(chǎng)聲全息對(duì)汽車進(jìn)行噪聲源識(shí)別需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于汽車噪聲源識(shí)別的數(shù)控掃描式機(jī)器人。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明如下：

一種用于汽車噪聲源識(shí)別的數(shù)控掃描式機(jī)器人，包括固定支架1、導(dǎo)軌、滑塊、傳聲器支架主桿41、傳聲器支架延長(zhǎng)桿42和傳聲器卡具43；所述導(dǎo)軌固定于固定支架1內(nèi)部，滑塊安裝在導(dǎo)軌上，傳聲器通過(guò)所述傳聲器支架主桿41、傳聲器支架延長(zhǎng)桿42和傳聲器卡具43與能夠在導(dǎo)軌上移動(dòng)的滑塊相連接。

所述導(dǎo)軌根據(jù)自由度級(jí)別分為一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23；所述滑塊分為一級(jí)滑塊31、二級(jí)滑塊32和三級(jí)滑塊33，并分別安裝在一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23上，并能夠在對(duì)應(yīng)級(jí)別的導(dǎo)軌上滑動(dòng)；所述一級(jí)導(dǎo)軌21固定在固定支架1上，二級(jí)導(dǎo)軌22固定在一級(jí)滑塊31上，并隨一級(jí)滑塊31同時(shí)沿直線滑動(dòng)，三級(jí)導(dǎo)軌安23固定在在二級(jí)滑塊32上，并隨二級(jí)滑塊32同時(shí)在平面滑動(dòng)；所述傳聲器支架主桿41安裝在三級(jí)滑塊33上，且能夠在導(dǎo)軌有效范圍內(nèi)在三維空間移動(dòng)。

所述一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23可以是橫向?qū)к墶⒇Q向?qū)к壱约白兙鄬?dǎo)軌三者的任意組合。

所述傳聲器支架主桿41和傳聲器支架延長(zhǎng)桿42有多種組合方式，能夠安裝單個(gè)傳聲器或通過(guò)連接傳聲器支架延長(zhǎng)桿42安裝多個(gè)傳聲器，傳聲器間距可調(diào)節(jié)。

所述傳聲器支架主桿41能夠與連接傳聲器卡具43相連，并于傳聲器卡具43上安裝傳聲器。

所述傳聲器支架主桿41也可與不同長(zhǎng)度的傳聲器支架延長(zhǎng)桿42相連，并于傳聲器支架延長(zhǎng)桿42上安裝一個(gè)或多個(gè)傳聲器卡具43，且多個(gè)傳聲器卡具43之間間距可調(diào)。

所述固定支架1由剛性材料構(gòu)成穩(wěn)定牢固的六面體框架，固定支架1底部安裝有萬(wàn)向輪5和支撐底腳6。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的用于汽車噪聲測(cè)量的數(shù)控掃描式機(jī)器人中的傳聲器支架可安裝單個(gè)傳聲器或傳聲器陣列，傳聲器陣列可以為線陣列或平面陣列，實(shí)現(xiàn)整排或分塊掃描，提高掃描速度，且各傳聲器間距可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過(guò)傳聲器支架延長(zhǎng)桿，可以完成大型貨車這種尺寸較高的整車噪聲源識(shí)別測(cè)量。

2、本發(fā)明的用于汽車噪聲測(cè)量的數(shù)控掃描式機(jī)器人，其傳聲器支架通過(guò)三個(gè)級(jí)別的導(dǎo)軌和三個(gè)級(jí)別的滑塊，可在三維空間范圍內(nèi)連續(xù)移動(dòng)，當(dāng)x-y-z軸導(dǎo)軌行程為2m×0.5m×2m時(shí)，其重復(fù)定位精度為0.1mm。若按單點(diǎn)進(jìn)行全息面掃描，掃描間距最小可為0.2mm，最高分析頻率為85kHz。若以線陣列進(jìn)行整車噪聲源識(shí)別時(shí)，按每次測(cè)量需時(shí)30s，半個(gè)車身的測(cè)量?jī)H需半小時(shí)，效率相比人工掃描提高20倍。

3、所述掃描機(jī)器人對(duì)于給定的傳聲器位置坐標(biāo)，由程序自動(dòng)控制對(duì)滑塊進(jìn)行組合驅(qū)動(dòng)，使傳聲器到達(dá)指定位置。對(duì)于尾氣排放條件差的試驗(yàn)室內(nèi)整車測(cè)量、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的總成臺(tái)架測(cè)量，掃描機(jī)器人可替代人員操作，避免高危環(huán)境對(duì)人員造成傷害。

4、所述固定支架底部安裝有萬(wàn)向輪，便于掃描機(jī)器人的移動(dòng)；固定支架底部安裝有支撐底腳，在使用時(shí)調(diào)節(jié)底腳，可穩(wěn)固支架并且能調(diào)節(jié)支架平衡姿態(tài)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明用于汽車噪聲源識(shí)別的掃描式機(jī)器人掃描機(jī)器人的正視圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的軸測(cè)圖；

圖4為本發(fā)明用于汽車噪聲源識(shí)別的掃描式機(jī)器人掃描機(jī)器人隱藏固定支架后的正視圖。

圖5為圖4的左視圖；

圖6為圖4的俯視圖；

圖7為圖4的軸測(cè)圖。

圖中：1.固定支架 21.一級(jí)導(dǎo)軌 22.二級(jí)導(dǎo)軌 23.三級(jí)導(dǎo)軌 31.一級(jí)滑塊 32.二級(jí)滑塊 33.三級(jí)滑塊 41.傳聲器支架主桿 42.傳聲器支架延長(zhǎng)桿 43.傳聲器卡具 5.萬(wàn)向輪 6.支撐底腳。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。為便于說(shuō)明，分別列出掃描機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)和掃描機(jī)器人隱藏固定支架后內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)的附圖。

如圖1-圖7所示，本發(fā)明的用于汽車噪聲測(cè)量的數(shù)控掃描機(jī)器人包括陣列固定支架1，一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23、一級(jí)滑塊31、二級(jí)滑塊32和三級(jí)滑塊33、傳聲器支架主桿41、傳聲器延長(zhǎng)桿42、傳聲器卡具43、萬(wàn)向輪5和支撐底腳6。

所述一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23是以自由度區(qū)分。所述固定支架1內(nèi)安裝一級(jí)導(dǎo)軌21，一級(jí)滑塊31、二級(jí)滑塊32和三級(jí)滑塊33分別安裝在一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23上，并能在相應(yīng)的導(dǎo)軌上滑動(dòng)，其中，二級(jí)導(dǎo)軌22固定在一級(jí)滑塊31上，并隨一級(jí)滑塊31同時(shí)沿直線滑動(dòng)；三級(jí)導(dǎo)軌安23固定在在二級(jí)滑塊32上，并隨二級(jí)滑塊32同時(shí)在平面滑動(dòng)；所述傳聲器支架主桿41安裝在三級(jí)滑塊33上，且能夠在導(dǎo)軌有效范圍內(nèi)在三維空間移動(dòng)。

傳聲器通過(guò)所述傳聲器支架主桿41、傳聲器支架延長(zhǎng)桿42和傳聲器卡具43與能夠在導(dǎo)軌上移動(dòng)的滑塊相連接。所述傳聲器支架主桿41和傳聲器支架延長(zhǎng)桿42有多種組合方式，能夠安裝單個(gè)傳聲器或通過(guò)連接傳聲器支架延長(zhǎng)桿42安裝多個(gè)傳聲器。所述傳聲器支架主桿41可直接連接傳聲器卡具43，傳聲器卡具43上可安裝傳聲器；傳聲器支架主桿41也可連接不同長(zhǎng)度的傳聲器支架延長(zhǎng)桿42，在傳聲器支架延長(zhǎng)桿42上安裝一個(gè)或多個(gè)傳聲器卡具43，多個(gè)傳聲器卡具43之間間距可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的測(cè)量需求。

所述固定支架1由剛性材料構(gòu)成穩(wěn)定牢固的六面體框架，固定支架1底部安裝有萬(wàn)向輪5和支撐底腳6，萬(wàn)向輪5方便掃描機(jī)器人的搬運(yùn)移動(dòng)；在使用時(shí)，通過(guò)調(diào)整支撐底腳6使陣列保持穩(wěn)定平衡狀態(tài)。本發(fā)明的掃描機(jī)器人通過(guò)編程控制，三個(gè)滑塊進(jìn)行組合移動(dòng)，控制傳聲器移動(dòng)到指定空間坐標(biāo)并進(jìn)行測(cè)量，傳聲器通過(guò)指定邏輯順序和時(shí)間間隔的移動(dòng)和測(cè)量，實(shí)現(xiàn)用于噪聲源識(shí)別掃描測(cè)量。

所述一級(jí)導(dǎo)軌21、二級(jí)導(dǎo)軌22和三級(jí)導(dǎo)軌23可以是橫向?qū)к?、豎向?qū)к壱约白兙鄬?dǎo)軌三者的任意組合。三個(gè)級(jí)別的導(dǎo)軌可以是橫向?qū)к墶⒇Q向?qū)к?、變距?dǎo)軌三者的任意組合，除對(duì)生產(chǎn)成本、裝配方式和機(jī)器人程序控制策略的影響外，不影響本發(fā)明的技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)。

所述用于汽車噪聲源識(shí)別的數(shù)控掃描式機(jī)器人使用三個(gè)級(jí)別的導(dǎo)軌和三個(gè)級(jí)別的滑塊配合，傳聲器支架安裝在滑塊上，傳聲器支架可安裝單個(gè)傳聲器或傳聲器陣列，傳聲器陣列可以為線陣列或平面陣列，實(shí)現(xiàn)整排或分塊掃描。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程驅(qū)動(dòng)，傳聲器或傳聲器陣列可在三維空間自由掃描，可根據(jù)需要輸入掃描間距和軌跡。本發(fā)明設(shè)計(jì)的機(jī)器人滿足汽車整車及各總成部件噪聲源識(shí)別對(duì)測(cè)量范圍、識(shí)別精度、頻率范圍，效率和安全的需求。