[发明专利]一种挖掘机主动降噪方法、系统及挖掘机

说明书

本发明公开了一种挖掘机主动降噪方法、系统及挖掘机，通过获取由挖掘机液压泵高压油的压力信号转换得到的第一噪音频谱信号；由发动机喷油器控制电流信号转换得到的第二噪音频谱信号；由散热风扇转速转换得到的第三噪音频谱信号；控制器根据第一噪音频谱信号得到第一控制信号、根据第二噪音频谱信号得到第二控制信号、根据第三噪音频谱信号得到第三控制信号，通过三路独立的控制信号分别控制各自对应的抑制扬声器的输出。噪音源信号采集、抑制处理过程相互独立，互不影响；无信号相位延迟，降噪效果好。

技术领域

本发明属于挖掘机降噪领域，具体涉及一种挖掘机主动降噪方法、系统及挖掘机。

背景技术

目前，挖掘机在工程机械行业中占有举足轻重的地位，并且驾驶员对操作舒适度要求越来越高，其中驾驶室噪音污染，给人带来强烈的不适感，直接影响操作体验，而驾驶室噪音主要来源于液压动力系统以及环境，其中环境噪音的音频率无规律，而液压动力系统的噪音主要来自于发动机或电动机、液压泵、发动机风扇、液压油风扇等，这些噪音频率规律性比较强；例如在现有的山重建机SE600挖掘机中，如图1所示，对驾驶舱噪音进行测量分析,驾驶室噪音以低频噪音为主(500Hz以内)。其中，降噪技术分为两种：分别是被动降噪(物理降噪)和主动降噪：其中被动降噪采用吸音或阻尼减震吸收、减少噪音，但是因为低频噪音波长较长，穿透性较强，传统物理隔音对低频噪音处理效果较差。主动降噪采集噪音频率及大小，进行反向相位抵消；主动降噪技术对于低频噪音的处理，相位易捕捉，信号延迟小，效果相对高频噪音的处理较好。

液压动力总成中内燃机(以柴油机为主)及液压系统分具有两个特点：分贝较高、噪声源相互距离较近，给降噪带来两个难题，分别是：1)物理降噪，效果有限；2)主动降噪：噪声源距离较近，不同频率、分贝噪声叠加，使得采集噪声信号波形复杂，一方面难以捕捉相位进行抵消，另一方面复杂噪声信号处理计算运算量较大，无法快速响应，抑制声信号输出延迟较大，降噪效果不明显。同时受环境噪音及其他噪音源的影响，直接通过麦克风等声信号收集器，受环境噪音及噪音源间相互的干扰，噪音源声信号复杂，给噪音源的分频处理带来较大困难，输出的抑制信号延时性高，降噪效果不明显。

发明内容

为解决当前液压动力总成噪声源信号采集困难，本发明提供了一种挖掘机主动降噪方法、系统及挖掘机。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种挖掘机主动降噪方法，如下：

获取由挖掘机液压泵高压油的压力信号转换得到的第一噪音频谱信号；

获取由发动机喷油器控制电流信号转换得到的第二噪音频谱信号；

获取由液压油散热器风扇转速、发动机油散热风扇转速转换得到的第三噪音频谱信号；

根据第一噪音频谱信号得到第一控制信号、根据第二噪音频谱信号得到第二控制信号、根据第三噪音频谱信号得到第三控制信号，通过三路独立的控制信号分别控制各自对应的抑制扬声器的输出。

作为进一步的技术方案，通过误差传感器采集司机室的噪声信号，并反馈给控制器，控制器根据反馈信号以及第一噪音频谱信号、第二噪音频谱信号、第三噪音频谱信号发出控制信号。

作为进一步的技术方案，通过压电陶瓷传感器获取挖掘机液压泵的噪音信号。

第二方面，本发明还提供了一种挖掘机主动降噪系统，包括压电陶瓷传感器、转速传感器、电流传感器和控制器；

压电陶瓷传感器采集挖掘机液压泵高压油的压力信号并且转换成电信号，得到对应的第一噪音频谱信号；

电流传感器采集发动机喷油器的控制电流信号，得到对应的第二噪音频谱信号；

转速传感器采集液压油散热器风扇转速、发动机油散热风扇转速，得到对应的第三噪音频谱信号；