减振地板、组件、轨道车辆以及控制方法

技术领域

本发明涉及地板减振技术领域，尤其涉及一种减振地板、组件、轨道车辆以及控制方法。

背景技术

轨道车辆运行时，转向架振动会传递到车体地板，并进一步通过内饰地板支撑座传递到内饰地板，进而通过内饰地板振动向车厢内辐射噪声。为了减小车厢内噪声，内饰地板通常会通过减振方式安装在车体地板上。目前轨道车辆内饰地板常用减振支撑结构主要为各种类型的橡胶减振器，通过结构设计实现不同减振频率特性。主要存在以下问题：

(1)对于内饰地板减振器，通常工程上追求更低的有效减振频率，而橡胶减振器受限于物理特性，更低的减振频率造成减振器自身更大的变形量，导致地板下沉量较大，无法满足工程上内饰地板小变形量要求，与车厢内噪声控制存在矛盾。

(2)由于轨道车辆载客人数变化较大，因此内饰地板承载重量变化较大，而传统弹性减振器在承受不同载荷时会呈现出不同的减振频率特性，无法和内装地板系统所需减振特性高效率匹配，影响内饰地板减振效率，从而无法实现高效率车厢内噪声控制。

发明内容

本发明提供一种减振地板、组件、轨道车辆以及控制方法，用以解决现有技术中地板采用橡胶减振器难以满足小变形量减振要求，以及传统地板不能根据其压力调节不同减振频率所导致的振动噪声难以控制的缺陷，实现地板的主动减振以及对地板振动噪声有效控制的目的。

本发明提供一种减振地板，包括：

地板本体，适于铺设在底架上，所述地板本体的底部与所述底架之间设有减振元件，所述减振元件设有减振气囊，所述减振气囊连接有气路；

压力检测元件，适于检测所述地板本体所受压力；

控制单元，与所述压力检测元件以及所述气路分别连接，用于根据所述压力检测元件所测得的压力，控制所述气路对所述减振气囊充放气。

根据本发明提供的减振地板，所述气路包括气泵和管路，所述气泵通过管路连接所述减振气囊，所述气泵连接所述控制单元，所述控制单元通过控制所述气泵对所述减振气囊充放气。

根据本发明提供的减振地板，所述管路包括主气管路和多个支气管路，所述主气管路连接所述气泵，多个所述支气管路与多个所述减振气囊一一对应连接。

根据本发明提供的减振地板，所述支气管路上设有气阀，所述控制单元通过控制所述气阀开闭对所述减振气囊充放气。

根据本发明提供的减振地板，所述减振元件还包括设于所述减振气囊相对两侧的第一安装座和第二安装座，所述第一安装座与所述地板本体连接，所述第二安装座与所述底架连接。

根据本发明提供的减振地板，每个所述地板本体的底部设有四个所述减振单元，四个所述减振单元设于所述地板本体的底部四个拐角处。

根据本发明提供的减振地板，每个所述地板本体的底部设有六个所述减振单元，其中，四个所述减振单元设于所述地板本体的底部四个拐角处，两个所述减振单元设于所述地板本体的的中心轴线上。

进一步地，本发明提供一种减振地板组件，该组件包括多个如上所述的减振地板，多个所述减振地板拼接设于同一平面上。

进一步地，本发明提供一种轨道车辆，该车辆铺设有如上所述的减振地板组件。

进一步地，本发明还提供一种减振地板控制方法，包括：

获取地板本体的压力；

基于所述地板本体的压力，控制所述气路对所述减振气囊充放气；

其中，基于所述地板本体承受的压力增大，控制所述气路对所述减振气囊充气，基于所述地板本体承受的压力减小，控制所述气路对所述减振气囊放气。

本发明提供的减振地板，通过在地板本体的底部与底架之间设置减振元件，减振元件设有减振气囊，减振气囊连接有气路，并通过压力检测元件检测地板本体所受压力，通过控制单元与压力检测元件以及气路分别连接，利用控制单元根据压力检测元件所测得的压力，控制气路对减振气囊充放气，实现减振元件自身刚度主动适应性的调整，以实现地板的主动减振效果。减振元件实现了地板不同载荷下的减振需求，减小了车体向地板传递的振动，提高了地板减振效率，进而减小了地板振动辐射噪声，实现高效率车厢内噪声控制。

进一步地，本发明提供的减振地板组件，包括多个如上所述的减振地板，多个减振地板拼接设于同一平面上。该减振地板组件将多个减振地板做为独立单元，各地板间可实现不同减振频率的设置，满足了地板不同区域人员载荷的不同所需减振刚度不同的需求，进而有利于车厢内区域噪声精细化控制。通过各地板下方减振气囊的支撑刚度主动调整，减小了内饰地板不同载荷工况下车体振动向内饰地板传递，减小了内饰地板振动辐射噪声，有利于降低轨道车辆车内噪声。可避免局部地板承载较大时地板下沉较大，基本实现内装地板不同承载时下沉量相同，有效避免了相邻地板搭接处两块地板相对运动导致的地板松动、地板布脱胶鼓包等由地板下沉较大导致的质量问题。

进一步地，本发明提供的轨道车辆，铺设有如上所述的减振地板，因此同样具备如上所述的优势。

更进一步地，本发明提供的减振地板控制方法，通过在地板本体与底架之间设置减振气囊，减振气囊连接气路，获取地板本体的压力，基于地板本体的压力，控制气路对减振气囊充放气；其中，基于地板本体的压力增大，控制气路对减振气囊充气，基于地板本体的压力减小，控制气路对减振气囊放气，实现地板的主动减振调节，具备如上所述的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的减振地板的结构示意图；

图2是本发明提供的减振地板单侧放大图；

图3是本发明提供的减振地板组件俯视图；

图4是本发明提供的减振地板控制方法流程图；

附图标记：

1：减振元件； 11：减振气囊； 12：第一安装座；

13：第二安装座； 2：地板本体； 21：地板接缝；

3：底架； 4：管路； 5：气泵；

6：车体； 7：压力检测元件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

如图1-图3所示，本发明实施例提供一种减振地板，该减振地板优选应用于轨道车辆上，具体包括地板本体2，地板本体2即为轨道车辆内部的内饰地板，地板本体2铺设在底架3上，底架3即为轨道车辆的车体6的底板，内饰地板安装于车体底板上。地板本体2的底部与底架3之间设有减振元件1，该减振元件1具有减振气囊11，减振气囊11连接有气路。通过该气路给减振气囊11充放气，以控制减振气囊11的气压大小，相应地，气压大减振气囊11支撑刚度大，反之，气压小减振气囊11支撑刚度小，从而可以根据实际需要，主动调节减振气囊11的支撑刚度，实现对内饰地板的可调弹性支撑，起到主动减振作用。

具体的，在一个实施例中，气路包括气泵5和管路4，气泵5安装在底架3底部，气泵5通过管路4连接减振气囊11，通过气泵5为减振气囊11充气或放气，实现减振元件1对地板本体2的支撑。进一步地，管路4包括主气管路和多个支气管路，气泵5的输出端连接主气管路，主气管路连接多个支气管路，多个支气管路与多个减振气囊11一一对应连接。每个支气管路上设有气阀，气阀可以采用电磁阀，即每个减振气囊11都对应设有一个电磁阀，以便可以通过控制电磁阀的开闭来对减振气囊11充放气。

本实施例中，还设有用于检测地板本体2承受压力的压力检测元件7，压力检测元件7可以为应变片传感器、压力传感器等多种类型，优选的，压力检测元件7选用压力传感器，压力传感器安装于地板本体2的下表面，可以实时检测地板本体2的承受压力，其数量、位置根据需求实际设计。

本实施例中，上述的气路连接有控制单元，控制单元包括处理器及控制器，控制单元与压力检测元件7以及气路分别连接，用于根据压力检测元件7所测得的压力，控制气路对减振气囊11充放气。具体的，控制单元的输入端连接上述的压力检测元件7，控制单元的输入端连接气路，压力检测元件7将所检测的地板本体2所受压力信息传递给控制单元，控制单元根据计算控制气路对减振气囊11进行适应性的充气或放气，从而调整减振元件1的支撑刚度，减振元件1刚度可根据地板本体2承受压力不同主动适应性地调整，实现主动式的减振调节。

进一步地，在一个具体实施例中，减振气囊11与地板本体2之间还设有第一安装座12，保证了减振气囊11与地板本体2之间连接的稳定性，减振气囊11与底架3之间设有第二安装座13，保证了减振气囊11与底架3之间连接的稳定性。第一安装座12和第二安装座13为减振元件1的安装和稳定支撑起到有效的作用。

根据本发明的一个实施例，每个地板本体2的底部设有四个减振单元1，四个减振单元1布置在地板本体2的底部四个拐角处，保证对地板本体2的平稳支撑。四个减振单元的减振气囊11可以单独控制，相互之间的充放气值可以不同，可以在地板本体2局部压力增大的情况下相应的进行调整。例如当车厢内地板本体2一侧的人数增多时，导致地板本体2一侧的压力增大，另一侧相对压力较小，此时，对应于压力较大一侧的减振气囊11适当充气，以提升该处减振气囊11的支撑刚度；当地板本体2一侧的人员较少而承载的压力降低时，该处的减振气囊11可以适当放气，降低该处减振气囊11的支撑刚度，提高该处的减振效果，通过同一地板本体2下方多个减振气囊11的不同充放气进行差异化调整，对地板本体2的支撑刚度适应性调节，保证地板整体支撑平稳，从而保证了车厢内部平稳性和舒适性。

进一步地，对于较大面积的地板本体2，减振单元1可以设置六个，其中，四个减振单元1布置在地板本体2的底部四个拐角处，另外两个减振单元1布置在地板本体2的中心轴线上。当然，减振元件1的结构、数量、位置可根据车辆空间、结构、承载需求进行定制化匹配设计。

而且，减振气囊相对于现有的橡胶垫减振，具有较低的减振频率，减小了内饰地板不同载荷工况下车体振动向内饰地板传递，减小了内饰地板振动辐射噪声，有利于降低轨道车辆车内噪声。

在一个具体实施例中，将地板本体2在空载时对减振气囊11提供的压力值作为预设压力值，该预设压力值用于地板本体2在空载时的弹性支撑，随着地板本体2上人员增多，地板本体2的承受压力增大，压力检测元件7将增大的压力值信息传递给控制单元，控制单元计算出需要增大的弹性气压值，并控制气泵5以及气阀给地板本体2下方的减振气囊11充气，该过程是比较平缓的，在地板本体2受重下沉的状况下为地板本体2提供弹性支撑力，而当地板本体2上的人员减少，地板本体2承受压力下降时，控制单元控制气泵5以及气阀给地板本体2下方的减振气囊11放气，以减小地板本体2的回弹，使地板本体2尽量保证在一个相对稳定的弹性活动范围，有利于提高减振效率。

需要说明的是，减振气囊11充气和放气的量均较小，减振气囊11的高度变化非常微小，例如仅有0.5mm～1mm，并不会使得地板本体2有明显的下降或升高，从而并不会对人员在车厢内的活动造成任何影响。

本实施例通过具有减振气囊11的减振元件1实现了车内地板不同载荷状况下的减振需求，进而有利于减小地板振动噪声辐射，降低车厢内噪声。控制单元通过气路对减振气囊充放气，实现主动式减振，减振元件1刚度可根据地板压力不同主动适应性地调整，从而实现地板本体2在不同支撑载荷下的高效减振需求，减小了车体向地板传递的振动，从而减小了地板振动辐射噪声，实现高效率车厢内噪声控制。

本发明实施例还提供一种减振地板组件，如图3所示，该减振地板组件包括多个如上所述实施例中的减振地板，多个减振地板拼接设于同一平面上。在车体6的车长方向，根据设计可布置多块地板本体2，多块地板本体2相邻拼接设置，相邻地板本体2之间形成地板接缝21。每块地板本体2为一个独立的主动减振单元，同一个地板本体2的减振气囊11气压值可以相同，也可以不同，以适应车体6内不同区域承载情况不同，通过不同区域地板设置不同的减振气囊11减振参数，提高不同区域内饰地板减振效率。

控制单元内置主动减振控制程序，工作时，减振气囊11气压值按照车辆空载状态地板本体2承受压力设置预设值，起到支撑地板本体2作用。当车厢内有人员进入，地板本体2受力情况发生变化，压力检测元件7检测到地板本体2受力变化及载荷大小，将数据传输给控制单元，控制单元控制气泵5及气阀调节输出减振气囊11所需支撑刚度气压，并通过管路4将压缩空气传输到减振气囊11，从而实现本工况所需的减振气囊11刚度调节，保证从车体地板传递到内装地板振动根据内装地板承载情况实施控制，确保车厢内噪声维持在一个较优水平。

本实施例提供的减振地板组件，将多个减振地板做为独立单元，各地板间可实现不同减振频率设置，满足了地板不同区域人员载荷的不同所需减振频率不同的需求，进而有利于车厢内区域噪声精细化控制。通过各地板的支撑刚度主动调整，可避免局部地板承载较大时地板下沉较大，基本实现内装地板不同承载时下沉量相同，保证地板接缝21尽量一致，有效避免了相邻地板搭接处两块地板相对运动导致的地板松动、地板布脱胶鼓包等由地板下沉较大导致的质量问题。

本实施例还提供一种轨道车辆，如图1-图3所示，该轨道车辆铺设有上述实施例所述的减振地板，同样具备上述实施例提到的满足地板主动减振和内饰地板不同支撑载荷下减振刚度的需求，以及有利于减小地板振动噪声辐射，降低车厢内噪声，实现高效率车厢内噪声控制的优势。该轨道车辆同样可设置有上述实施例提到的减振地板组件，同样具备根据不同地板载荷进行主动支撑刚度调整的功能。

如图4所示，本实施例还提供一种减振地板控制方法，包括如下步骤：

首先，在地板本体2与底架3之间设置具有减振气囊11的减振元件1，减振气囊11连接气路；

该步骤中，气路包括气泵5和管路4，气泵5安装在底架3底部，气泵5通过管路4连接减振气囊11，通过气泵5为减振气囊11充气或放气，实现减振元件1对地板本体2的支撑。进一步地，还可以在管路4的支气管路上设置气阀，气阀采用电磁阀，每个减振气囊11都对应设有一个气阀，以便可以通过控制气阀的开度来对减振气囊11充放气。

上述安装步骤完成后，进行如下操作步骤：

步骤1：获取地板本体2的压力；

该步骤中，在地板本体2下表面安装压力检测元件7，用于检测地板本体2的承受压力。

步骤2：设置控制单元，控制单元基于地板本体2的压力，控制气路对所述减振气囊11充放气；

该步骤中，控制单元包括处理器及控制器，其内设有控制算法，控制单元与压力检测元件7以及气路分别连接，用于根据压力检测元件7所测得的压力，控制气路对减振气囊11充放气。

其中，控制单元基于地板本体2的压力增大，控制气路对减振气囊11充气，基于地板本体2的压力减小，控制气路对减振气囊11放气。

本实施例提供的减振地板控制方法，控制单元根据内饰地板的压力变化，控制气路对减振气囊11适应性的充放气，实现地板的主动减振调节，同样具备上述三种实施例的全部优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。