一种可移动式的噪声监测装置

1.本发明涉及噪声监测领域，具体为一种可移动式的噪声监测装置。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.目前，公路交通噪声已经成为了城市当中的主要噪声来源，公路交通的噪声影响越来越受到人们的重视。因此，声环境质量现在是对公路交通项目的环境影响评价和环境保护验收环节中的重点监测内容。
4.针对交通噪声预测理论模型具有一定的实用性，但是由于城市道路情况较为复杂，理论模型在对城市道路以及城市高架道路进行噪声预测时，会有一定的偏差。因此，在对城市交通噪声进行监测时，依然需要在一段公路周边几十个甚至上百个监测点布置噪声监测装置用于监测噪声才能完成噪声预测及治理，每个测点安装固定噪声监测装置均为固定设备，难以移动位置，当需要改变测点位置时，需要寻找到原来的测点位置，并将噪声监测装置拆除后在新位置重新安装，会消耗大量的时间成本和人力成本。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种可移动式的噪声监测装置，通过自身携带的蓄电池和驱动轮沿公路两侧护栏布置的轨道上移动，配合至少两组活动连接的机械臂和多组转动关节，使得搭载噪声监测模块的传感器平台能够实现多角度的自由移动，从而满足公路噪声监测需求，同时减少调整测点位置的时间成本。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供一种可移动式的噪声监测装置，包括连接在道路护栏上的轨道，轨道通过驱动轮与移动模块连接，移动模块远离轨道的一侧具有多关节伸缩式机械臂，多关节伸缩式机械臂末端连接传感器平台；
8.多关节伸缩式机械臂连接在传感器平台和移动模块之间，包括通过第三转动关节连接的第一机械臂和第二机械臂，两机械臂在同一平面上，第一机械臂朝向移动模块的一端通过第一转动关节和第二转动关节与移动模块一侧活动连接，第一转动关节和第二转动关节的转动轴相垂直；第二机械臂朝向传感器平台的一端通过第四转动关节和第五转动关节与传感器平台的底部活动连接，第四转动关节和第五转动关节的转动轴相垂直。
9.轨道位于道路护栏远离道路中心的一侧，移动模块的侧部通过驱动轮与轨道活动连接，移动模块底部通过支撑架连接从动轮，移动模块通过主动轮和从动轮沿轨道方向运动，进而使整个噪声监测装置沿道路方向前后移动。
10.移动模块包括箱体和连接在箱体内部的驱动电机、蓄电池和控制单元，蓄电池分别与驱动电机和控制单元连接，控制单元通过驱动电机连接驱动轮，移动模块顶部具有太阳能电池板连接蓄电池，驱动电机在蓄电池提供电能动力的条件下为驱动轮提供动力，实
现移动模块沿道路方向前后移动。
11.第一转动关节的固定端连接在箱体侧面，绕与箱体侧面垂直的转动轴转动。
12.第二转动关节的固定端铰接于第一转动关节的活动端，第二转动关节绕其自身轴线转动。
13.第一机械臂连接第二转动关节的活动端，第一机械臂绕第二转动关节的转动轴转动。
14.第三转动关节连接在第一机械臂和第二机械臂之间，两机械臂在同一平面上绕第三转动关节的转动轴转动。
15.第四转动关节的固定端连接在第二机械臂朝向传感器平台的一端，第四转动关节的转动轴与第二机械臂的轴线重合。
16.第四转动关节的活动端连接第五转动关节，第五转动关节的固定端位于传感器平台底部，使传感器平台绕第五转动关节的转轴转动。
17.传感器平台包括平台底座，平台底座搭载风向风速传感器、温度传感器、湿度传感器、噪声传感器、gps定位模块和距离传感器中的至少一种。
18.与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
19.1、通过移动模块带动传感器平台沿道路方向移动，可以在道路的任意监测位置进行噪声监测，监测范围广。
20.2、通过伸缩式机械臂带动传感器平台，使传感器平台在道路两侧一定空间内的任意监测距离进行噪声监测。
21.3、移动方便灵活，通过伸缩式机械臂使传感器平台工作面以任意的姿态和角度改变，从而满足不同的监测要求。
22.4、集成度高，一台装置可以对多个监测点的噪声进行监测，不需要多个监测设备，也不需要监测者在监测点附近等待，既节约了设备资源，又节约了人力资源。
23.5、监测装置获取的噪声信息与自身的位置信息关联，确保噪声监测的准确性。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1(a)是本发明一个或多个实施例提供的侧视视角下的整体结构示意图；
26.图1(b)是本发明一个或多个实施例提供的俯视视角下的整体结构示意图；
27.图2是本发明一个或多个实施例提供的移动模块内部的结构示意图；
28.图3是本发明一个或多个实施例提供的传感器平台结构示意图；
29.图中：
30.1、轨道；
31.2、移动模块，21、箱体，22、驱动轮，23、支撑架，24、从动轮，25、太阳能电池板，26、驱动电机，27、蓄电池，28、控制单元；
32.3、多关节伸缩式机械臂，31、第一转动关节，32、第二转动关节，33、第一机械臂，34、第三转动关节，35、第二机械臂，36、第四转动关节，37、第五转动关节；
33.4、传感器平台，41、平台底座，42、风向风速传感器，43、温度传感器，44、湿度传感
器，45、噪声传感器，46、gps定位模块，47、距离传感器。
具体实施方式
34.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
35.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.实施例一：
38.如图1
‑
3所示，一种可移动式的噪声监测装置，包括连接在道路护栏上的轨道1，轨道1通过驱动轮22连接移动模块2，移动模块2远离轨道1的一侧连接多关节伸缩式机械臂3，多关节伸缩式机械臂3末端连接传感器平台4，传感器平台4搭载风向风速传感器42、温度传感器43、湿度传感器44、噪声传感器45、gps定位模块46和距离传感器47中的至少一种。
39.轨道1位于道路护栏远离道路中心的一侧，移动模块2的侧部通过驱动轮22与轨道1活动连接，移动模块2底部通过支撑架23连接从动轮24，实现移动模块2通过主动轮和从动轮沿轨道1运动，进而使整个噪声监测装置沿道路方向前后移动。
40.从动轮24既可以抵接在轨道1上沿轨道方向移动，也可以直接抵接在护栏上沿护栏方向(即道路方向)移动，取决于护栏的具体结构，本实施例中，从动轮24抵接在轨道1沿轨道方向移动。
41.轨道1横截面可以为u形，用螺钉固定在道路、公路或高架桥梁的护栏外侧。支撑架23的截面可以为直角三角形，一条直角边连接移动模块2的底部，另一条直角边连接从动轮24，从动轮24的数量不受限制，图1(a)中展示了两组从动轮24。
42.移动模块2包括箱体21和连接在箱体21内部的驱动电机26、蓄电池27和控制单元28，蓄电池27分别与驱动电机26和控制单元28连接，控制单元28通过驱动电机26连接驱动轮22，移动模块2顶部具有太阳能电池板25连接蓄电池27，驱动电机在蓄电池提供电能动力的条件下为驱动轮22提供动力，实现整个噪声监测装置沿道路方向前后移动，太阳能电池板将太阳能转化为电能储存至蓄电池中。
43.多关节伸缩式机械臂3连接在传感器平台4和移动模块2之间，包括通过第三转动关节34连接的第一机械臂33和第二机械臂35，两机械臂在同一平面上，第一机械臂33朝向移动模块2的一端通过第一转动关节31和第二转动关节32与移动模块2的箱体21一侧活动连接，第一转动关节31和第二转动关节32的转动轴轴线空间垂直；第二机械臂35朝向传感器平台4的一端通过第四转动关节36和第五转动关节37与传感器平台4的底部活动连接，第四转动关节36和第五转动关节37的转动轴轴线空间垂直。
44.第一转动关节31的固定端安装在箱体21侧面，绕与箱体21侧面垂直的转动轴转动；
45.第二转动关节32的固定端铰接于第一转动关节31的活动端，第二转动关节32绕其
自身轴线转动；
46.第一机械臂33安装在第二转动关节32的活动端，第一机械臂33绕第二转动关节32的转动轴转动；
47.第三转动关节34连接在第一机械臂33和第二机械臂35之间，两机械臂在同一平面上绕第三转动关节34的转动轴转动；
48.第四转动关节36的固定端安装在第二机械臂35朝向传感器平台4的一端，第四转动关节36的转动轴与第二机械臂35的轴线重合；
49.第四转动关节36的活动端安装第五转动关节37，第五转动关节37的固定端位于传感器平台4底部，使传感器平台4绕第五转动关节37的转轴转动。
50.多关节伸缩式机械臂3使得传感器平台4能够移动到距离道路、公路或高架桥梁护栏的任意位置，取决于多关节伸缩式机械臂3的长度。
51.例如：
52.通过第一转动关节31使传感器平台4绕水平方向轴转动，从而改变传感器平台4工作面的朝向；
53.通过第二转动关节32、第三转动关节34及第四转动关节36的转动，以及两组机械臂的伸缩动作，使传感器平台4与轨道1之间的水平距离任意改变；
54.通过第五转动关节37，使传感器平台4以第五转动关节37为轴心改变工作面的角度。
55.传感器平台4包括平台底座41，平台底座41搭载风向风速传感器42、温度传感器43、湿度传感器44、噪声传感器45、gps定位模块46和距离传感器47中的至少一种。本实施例中的传感器平台4安装上述全部的传感器模块。
56.风向风速传感器42用于实时监测风速和风向；
57.温度传感器43用于实时监测温度；
58.湿度传感器44用于实时监测空气湿度；
59.噪声传感器45用于实时监测噪声；
60.gps定位模块46用于实时定位传感器平台4的位置；
61.距离传感器47用于传感器平台4在移动过程中监测轨道1上的障碍物与整个装置之间的距离，从而实现规避障碍物；
62.传感器平台4中搭载的任意一种或多种传感器模组均与移动模块中的控制单元连接，从而获得各个监测点位的实际监测噪声和影响声波传播的各类参量，以便控制单元进行进一步计算和修正。
63.控制单元28通过控制驱动电机和各个转动关节，控制整个装置机械结构的运转；控制单元28通过传感器平台4在各个监测点位监测到的影响声波传播的各类参量计算理论预测噪声，并通过与实际监测噪声对比，得到得到噪声修正函数f(x)；进一步对距离高架桥梁护栏外侧i米处的噪声进行预测和修正。
64.上述装置应用于噪声监测的使用步骤如下：
65.1、控制移动模块，将移动模块移动到轨道上的指定位置。
66.2、控制多关节伸缩式机械臂，将传感器平台移动到高架桥梁护栏外侧横向1米、2米、3米
……
10米的10个监测位置。
67.3、在上述10个监测位置上，风向风速传感器测量风速和风向，温度传感器测量空气温度，湿度传感器测量空气湿度，gps定位器定位传感器平台的位置，并将实时测量数据传输给控制单元。
68.4、控制单元根据上述数据和交通噪声预测模型，计算出10个监测位置的理论预测噪声l
eq1
、l
eq2
、l
eq3
……
l
eq10
。
69.5、在上述10个监测位置上，噪声传感器测量实际监测噪声l’eq1
、l’eq2
、l’eq3
……
l’eq10
。
70.6、控制单元根据实际监测噪声l’eq1
、l’eq2
、l’eq3
……
l’eq10
和理论预测噪声l
eq1
、l
eq2
、l
eq3
……
l
eq10
得到噪声修正函数f(x)。
71.7、控制单元根据交通噪声预测模型得到i米处的理论预测噪声l
eqi
，通过噪声修正函数得到噪声修正量f(i)，利用两者结合计算得到距离高架桥梁护栏外侧i米处经过修正的噪声计算结果l’eqi
。
72.上述结构通过伸缩式机械臂带动传感器平台移动，可以在道路两侧一定空间内的任意监测位置移动并进行噪声监测，监测范围广。
73.集成度高，一台装置可以对多个监测点的噪声进行监测，不需要多个监测设备，也不需要监测者在监测点附近等待，既节约了设备资源，又节约了人力资源。
74.自动化程度高，可以对道路交通噪声进行全天候实时监测，以便对噪声超标进行实时预警。
75.监测范围广、监测时间长、监测信息量大，对高架桥梁的交通噪声声场的绘制更加全面、准确。
76.轨道移动模块上装有太阳能电池板，可以一边工作一边发电，为噪声传感器等元件供电，节能环保。
77.使用方便，自动化程度高、监测范围广，可以对任意噪声监测点的进行噪声监测，可在具有控制噪声需求的城市高架桥梁上推广使用。
78.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。