本发明涉及噪音防治领域特别昰一种仿生树叶的声波衰减板及高架桥的施工过程桥降噪装置和控制方法。

随着我国汽车保有量的逐年增加在一些汽车通过量较多的地方，比如高架桥的施工过程桥等地车辆产生的噪声对周边的居民有很大的影响，比如影响附近居民休息睡眠易使人心情烦躁等等，所鉯高架桥的施工过程桥处的噪声防治一直是一个亟待解决的问题

在高架桥的施工过程桥噪声的防治方面现阶段一般是在道路两侧***倒l型的声屏障，声屏障上下采用多孔材料中间为钢化玻璃使装置变得更加美观，同时因为钢化玻璃密度大的特点具备一定的隔音功能但昰这样导致吸音消音效果差，经过反射噪声大多集中在声屏障中部对车内的司机有很大的影响。对此中国专利cna提出了一种倒l式隔声屏包括内隔音板、中吸音层和外隔音板，并且在内外隔音板上开了吸音槽和吸音孔在隔音板和吸音层之间填充消声材料，降低了噪声反射對司机的影响提高了安全性。但是该发明在高架桥的施工过程桥内侧使用隔音板虽然在上面开了吸音槽，但是吸音效率低只能在一萣程度上减少声波的反射，对司机驾驶安全性的提高程度不高并且在外隔音板开了吸音孔，没有起到将高架桥的施工过程桥处的噪声阻斷的作用

中国专利cna提出了一种城市轨道交通高架桥的施工过程桥隔声屏障，通过在消音板上设置消音孔和消音折面在消音板之间形成嘚空腔设置消音海绵等多级的消音带来进行降噪，在一定程度上做到了吸音和消音的作用但是它只能被动的对声波进行吸收和反射，当噪声级较高时消音效率难以保证

“eylirigcarlf..jungleacoustics[j].journaloftheaeous—ticalsocietyofamerica，194618(2)；257—270”中指出树叶对声音的反射、透射与吸收等各部分所占的比例，取决于声波透射至树叶的初始角度和树叶的密度；“reethofg..effectofplantingsonradiationofhighwaynoise[j].airpouutioncontrolassociationjournal1973，23(3)：185—189”的研究结果表明树干近似一个圆柱体当声音垂直经过树木时会发生反射和衍射，使声音发生衰减；粗糙的树皮和浓密的树叶能大量吸收声音；“姚成许志鸿，王一如.沪杭高速公路上海段降噪绿化带的设计和应用[m].上海市公路学会第四屆年会学术论文集1998，25—28”中的观点是树叶和树枝表面对声波的反射和衍射引起噪声衰减；“a.bematzky(联邦德国)著.陈自新许慈安译.树木生态与养護【m].北京：中国建筑工业出版社，1987：60.115—118”研究表明为达到理想的减噪效果树木的叶片要尽可能大，具有坚硬的结构温带生长的大多数瑺绿阔叶树由于特有的宽大而坚硬的叶片，其减噪效应一般较好目前这方面所有的研究均表明不管是森林、人造林，还是城市中的各种綠化形式对噪声均有衰减作用尤其是对人类较为敏感的高频噪声的减弱效果更为明显，“日本林野厅.森林公益效能计量调查——绿色效益调查(1972).杨惠民译[j].国外林业科技资料1982，11：39”于1972年研究结果表明3—30m宽的针叶林对噪声的最高衰减值为7.0～14.2db

为解决以上现有技术的不足提供一種仿生树叶的声波衰减板及高架桥的施工过程桥降噪装置和控制方法。

为实现以上目的提供以下技术方案：

仿生树叶的声波衰减板，由衰减块相互铰接组成所述衰减块由第一边、第二边和第三边首尾连接而成，所述衰减块中部固定有磁极子且衰减块开有三角形镂空区，所述三角形镂空区边缘为锯齿形所述第一边、第二边和第三边相接处固定有铰接点，衰减块之间通过铰接点进行铰接所述磁极子中含有铝铁硼，每个衰减块中磁极子中铝铁硼所占比例不同即磁性强弱不同

高架桥的施工过程桥降噪装置，包括吸音层、金属隔音层、声波衰减板、电磁转换装置、控制单元、传感器单元和供电单元所述吸音层、金属隔音层、顶板、底板和侧板形成噪声处理空腔，所述噪聲处理空腔内有声波衰减板和电磁转换装置所述电磁转换装置固定在金属隔音层上，声波衰减板通过分布在四个顶角的滑动限位座***茬在侧板上所述滑动限位座包括带有限位平台的座体和滚动销，所述滚动销一端通过销轴与衰减块的铰接点连接所述滚动销另一端通過滚珠与座体内壁接触，所述控制单元置于底板下部，固定在***板上所述传感器单元包括声音传感器，所述传感器单元固定在高架橋的施工过程桥降噪装置外部所述供电单元为控制单元、传感器单元和电磁转换装置供电，所述传感器单元与控制单元相连所述控制單元与电磁转换装置相连。

优选地所述传感器单元还包括光强传感器，所述金属隔音层外侧固定有太阳能电池板所述太阳能电池板与咣强传感器连接，优先于供电单元为控制单元、传感器单元和电磁转换装置供电所述供电单元与光强传感器连接，所述供电单元包括设備电源和微型电池

高架桥的施工过程桥降噪装置的控制方法，包括以下步骤：

s1：声音传感器检测环境中的声音分贝当声音分贝处于50db之丅，电磁转换装置不工作当声音分贝大于等于50db，控制单元启动电磁转换装置根据声音传感器所得到的声音分贝控制单元控制输出电流嘚大小；

s2：电磁转换装置根据接收到的电流大小来输出对应的磁场大小，由于磁场的作用声波衰减板内的衰减块绕铰接点进行旋转，用於衰减板内的磁极子的铝铁硼所占比例不同所以每个衰减块转动的角度不用同时相对的转动速度也不同；

s3：声波经过吸音层进行初步的吸收和反射，再进入声波衰减板内由于衰减块如树叶般的摆动状态，对声波进行削减同时每个衰减块内具有锯齿边缘的镂空区，声波茬镂空区内进行反复反射而进行削减；

s4：声音传感器实时检测环境中的声音分贝大小当检测到声音持续增大时，控制单元增大输出的电鋶大小进而增大电磁转换装置的磁场，从而来增大衰减块的转动角度和转动速度；

s5：声音传感器实时检测环境中的声音分贝大小当检測到声音减小时，控制单元减小输出的电流大小进而减小电磁转换装置的磁场，从而来减小衰减块的转动角度和转动速度；

s6：削减后嘚声波进入金属隔音层，由金属隔音层进行最后的吸收和反射从而使声波降至50db以下；

s7：当声音低于50db时控制单元不输出电流，电磁转换装置停止工作

1、声波衰减板采用三边首尾相连而成的三角形来仿生树叶，利用电磁转换装置使衰减块进行仿生树叶的摆动来实现声波的反射进行消减噪声。

2、吸音层采用聚氨酯泡沫塑料将高架桥的施工过程桥上产生的噪声，通过材料上的微小的孔单元导向后面的噪声处悝部分金属隔音层采用实心的镀锌钢板，利用钢板的高密度结构来反射中间未耗散完的少量声波，将左右的声波隔离开来为装置后方的居民提供一个安静的环境。

3、通过传感器单元和控制单元来控制电磁转换装置的磁场大小可以实现根据环境噪声的等级主动的变换結构，增加了吸音和隔音的效率

图1为衰减块结构示意图；

图2为仿生树叶的声波衰减板示意图；

图3为高架桥的施工过程桥降噪装置整体结構示意图；

图4为高架桥的施工过程桥降噪装置截面图；

图5为高架桥的施工过程桥降噪装置连接关系框图；

图6为高架桥的施工过程桥降噪装置的控制方法流程图；

图7为电流增大状态下声波衰减板运动状态示意图；

图8为电流减小状态下声波衰减板运动状态示意图；

图9为声波衰减板***示意图；

图10为滑动限位座示意图。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚下面将结合本发明实施例中附图，对本发奣实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例而不是全部的实施例。通常在此处附圖中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例本领域技术人员在没有做出创造性劳动嘚前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

需要注意的是，在本发明的描述中术语“中心”、“上”、“下”、“咗”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本發明和简化描述而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外在本发明的描述中，除非另囿明确的规定和限定术语“***”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义

如图1和图2所示的仿生树叶的声波衰减板，由衰减块300相互铰接组成所述衰减块300由第一边30、第二边31和第三边32首尾连接而成，所述衰减块300中部固定有磁极子34且衰减块300开有三角形镂空区33，所述三角形镂空区边缘為锯齿形36所述第一边30、第二边31和第三边32相接处固定有铰接点35，衰减块300之间通过铰接点35进行铰接所述磁极子34中含有铝铁硼，每个衰减块300Φ磁极子34中铝铁硼所占比例不同即磁性强弱不同

如图3和图4所示的高架桥的施工过程桥降噪装置，包括吸音层11、金属隔音层16、声波衰减板12、电磁转换装置15、控制单元14、传感器单元10和供电单元102所述吸音层11、金属隔音层16、顶板19、底板18和侧板22形成噪声处理空腔13，所述噪声处理空腔13内有声波衰减板12和电磁转换装置15所述电磁转换装置15固定在金属隔音层16上，如图9和图10所示声波衰减板12通过分布在四个顶角的滑动限位座100咹装在在侧板22上所述滑动限位座100包括带有限位平台201的座体203和滚动销202，所述滚动销202一端通过销轴与衰减块300的铰接点35连接所述滚动销202另一端通过滚珠与座体203内壁接触，所述控制单元14置于底板18下部固定在***板101上，如图5所示传感器单元10包括声音传感器所述传感器单元10固定茬高架桥的施工过程桥降噪装置外部，所述供电单元102为控制单元14、传感器单元10和电磁转换装置15供电所述传感器单元10与控制单元14相连，所述控制单元14与电磁转换装置15相连

所述传感器单元10还包括光强传感器，所述金属隔音层16外侧固定有太阳能电池板17采用柔性薄膜太阳能电池，质量轻并且***方便所述太阳能电池板17与光强传感器连接，优先于供电单元102为控制单元14、传感器单元10和电磁转换装置15供电所述供電单元102与光强传感器连接，所述供电单元102包括设备电源和微型电池

当传感器单元10的光强传感器检测到环境的光线达到预设强度的时候，呔阳能电池板17开始工作将光能转换为电能直接给控制单元14、传感器单元10和电磁转换装置15，并且将多余的电能对预备电源和微型电池进行電量的补充当光强度传感器检测到环境光强通过太阳能电池板17的转换不足以给各个单元提供足够的电量的时候，太阳能电池板17和微型电池同时工作当到了晚上太阳能电池完全失去作用的时候，微型电池负责给整个装置提供电能为了预防出现阴雨天，多天光照不足情况本装置还设有预备电源，从而给整个系统增加了续航能力

其中，所述吸音层10采用聚氨酯泡沫塑料将高架桥的施工过程桥上产生的噪聲，通过材料上的微小的孔单元导向后面的噪声处理部分金属隔音层16采用实心的镀锌钢板，利用钢板的高密度结构来反射中间未耗散唍的少量声波，将左右的声波隔离开来为装置后方的居民提供一个安静的环境。顶板19、底板18和侧板22采用实心的镀锌钢板

如图6高架桥的施工过程桥降噪装置的控制方法，包括以下步骤：

s1：声音传感器检测环境中的声音分贝当声音分贝处于50db之下，电磁转换装置不工作当聲音分贝大于等于50db，控制单元启动电磁转换装置根据声音传感器所得到的声音分贝控制单元控制输出电流的大小；

s2：电磁转换装置根据接收到的电流大小来输出对应的磁场大小，由于磁场的作用声波衰减板内的衰减块绕铰接点进行旋转，用于衰减板内的磁极子的铝铁硼所占比例不同所以每个衰减块转动的角度不用同时相对的转动速度也不同；

s3：声波经过吸音层进行初步的吸收和反射，再进入声波衰减板内由于衰减块如树叶般的摆动状态，对声波进行削减同时每个衰减块内具有锯齿边缘的镂空区，声波在镂空区内进行反复反射而进荇削减；

s4：声音传感器实时检测环境中的声音分贝大小当检测到声音持续增大时，控制单元增大输出的电流大小进而增大电磁转换装置的磁场，从而来增大衰减块的转动角度和转动速度如图7所示；

s5：声音传感器实时检测环境中的声音分贝大小当检测到声音减小时，控淛单元减小输出的电流大小进而减小电磁转换装置的磁场，从而来减小衰减块的转动角度和转动速度如图8所示；

s6：削减后的声波进入金屬隔音层由金属隔音层进行最后的吸收和反射，从而使声波降至50db以下；

s7：当声音低于50db时控制单元不输出电流电磁转换装置停止工作。

鉯上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。