CN103975385A - 高带宽抗共振膜 - Google Patents

Abstract

公开了膜。该膜包括布置在该膜中心部分的第一重量，和布置远离该膜中心部分的第一铰链结构。

Description

高带宽抗共振膜

相关申请的交叉引用

本申请请求于2011年10月6日提交的美国临时申请号61/544,195的权益，其在此通过引用全文并入。本申请请求于2012年10月4日提交的美国非临时申请号13/645,250的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及结构性声音屏障，和更具体地涉及抗共振膜。

背景技术

噪音已经被长期认为是环境污染的有害形式，主要由于它的高穿透力。目前的噪音屏蔽解决方法直接受困于屏障质量。通常，噪音传播由质量密度定律控制，其规定通过墙壁的声音传播T与壁厚1、质量密度ρ和声频f的乘积成反比例。因此使壁厚加倍将仅增加(20log2＝)6dB的额外传声损失(STL)，和将STL在100Hz下从20增加至40dB将需要是正常厚度8倍的墙壁。

尽管很多结构已经用于改善STL，但它们具有有限的有效带宽，和它们的性能取决于温度和外部变形而变化。很多实例需要在高环境变化的大带宽和公差(tolerance)上的具有高STL的材料。

现有技术公开了不同的方法以获得至少部分的传声损失。例如，美国专利7,510,052公开了基于改进的亥姆霍兹共振效应的消声蜂窝。美国申请20080099609公开了用于飞行器座舱的可调谐的声音吸收系统，其通过选择不同材料和改变尺寸进行调谐，以获得对每个位置和具体飞行器的隔音。遗憾地，美国申请20080099609公开的结构是沉重和庞大的。美国专利7,263,028公开了在与其他轻量面板的夹心物中嵌入具有多种特有声音阻抗的多个颗粒，以提高声隔离。尽管它可比传统实心隔音面板更轻或更薄，但它仍然是庞大的，和它的隔音工作频率高，其使低频工作不太有效。美国专利7249653公开了包括夹住其他弹性软面板的坚硬材料外层的声音衰减材料，整体质量位于软面板上。通过使用机械共振，面板被动吸收入射声波以衰减噪音。该发明具有集中于175Hz周围的100Hz带宽，并且不容易针对多种环境条件进行调整。美国专利4,149,612和4,325,461公开了消音器(silator)。消音器是抽空的透镜状(双凸透镜形)，具有片金属的凸盖。这些消音器包括具有封闭体积的柔顺板，其中压力低于大气压，以构成振动系统，用于减少噪音。为了控制工作频率，与结构性构造连接的封闭在体积中的压力决定阻止的噪音频率。在封闭体积中工作频率对压力的依赖使工作频率依赖于环境变化诸如温度。美国专利5,851,626公开了交通工具声音阻尼和减震系统。该发明包括气泡袋，其可填充有多种阻尼液体和空气以实现声音阻尼。它是依赖于环境的被动阻尼系统。最终，美国专利7,395,898公开了基于伸展穿过刚硬框架的柔性橡胶状膜的抗共振蜂窝状面板阵列。然而，美国专利7,395,898公开的材料限制带宽至大约200Hz和单一衰减频率。

本公开公开的实施方式克服了现有技术的限制并提供改善的STL。

附图说明

图1描述了现有技术抗共振膜的平面示图。

图2描述了图1中抗共振膜的传播特性。

图3描述了根据本发明原理的抗共振膜的透视图。

图4a-c描述了用于图3的实施方式的可能的铰链结构机构的横截面视图。

图5描述了组装入更大结构的多个抗共振膜。

图6描述了根据本发明原理的作为温度函数的抗共振膜的传播变化。

图7a描述了具有附加的膜加强件的图3的实施方式。

图7b-d描述了用于图7a实施方式的可能的膜加强件机构的横截面视图。

图8描述了具有附加质量块以提供第二共振的图3的实施方式。

图9描述了本发明原理的可选实施方式。

图10描述了图9中实施方式的传播特性。

图11描述了本发明原理的可选实施方式。

图12描述了图11中实施方式的传播特性。

图13描述了根据本发明原理的可选实施方式。

图14a为根据图13的两种或多种实施方式的横截面。

图14b为根据图13的具有框架的两种或多种实施方式的横截面。

图15描述了本发明原理的可选实施方式。

图16描述了本发明原理的可选实施方式。

图17描述了本发明原理的可选实施方式的横截面。

图18描述了图16中实施方式的传播特性。

图19描述了包括表现本发明原理的多个器件的桁架的横截面。

在以下描述中，相同的参考数字用于识别相同的元件。此外，附图意欲以图示方式图解示例性实施方式的主要特征。附图不意欲描述每个实施(implementation)的每个特征，也不意欲描述所描述元件的相对尺寸，并且不是按比例绘图。

发明详述

通常来说，依照多种实施方式，根据一方面，目前公开了膜。该膜包括：布置在膜中心部分的第一重量；以及布置在远离膜中心部分的第一铰链结构。根据第二方面，公开了结构。该结构包括：第一多个膜，其中每个膜包括：布置在膜中心部分的第一重量；布置在远离膜中心部分的第一铰链结构；以及连接第一多个膜的第一框架。根据第三方面，公开了方法。该方法包括：提供膜；形成布置在远离膜中心部分的第一铰链结构，其中膜的共振频率取决于第一铰链结构的长度、厚度、弹性模量或泊松比。根据第四方面，公开了膜。该膜包括：布置在膜中心部分的第一重量；以及一个或多个以辐条图案延伸远离膜中心部分的加强肋。根据第五方面，公开了膜。该膜包括：布置在膜中心部分的第一重量；以及布置在第一重量和膜外部部分之间的第二重量，其中第二重量限定开口，且第一重量布置在开口内。

在以下描述中，详述很多具体细节，以描述本文公开的多个具体实施方式。本领域技术人员将理解到可实践目前请求的发明，而不需要以下讨论的具体细节。在其他实例中，没有描述广泛已知的特征，以便不模糊本发明。

针对图1，如现有技术已知的，由橡胶状膜15组成的共振膜结构10附加至框架20，附在橡胶状膜15中心的重量25已经用于改善STL。橡胶状膜显示了随温度、湿度、暴露于阳光、溶剂和其他环境因素的变化，传播谱的显著变化。进一步地，膜硬度仅由膜张力决定，其仅提供有限的工具集(toolset)以改变孔度、有效频率范围和对温度变化的敏感性。需要的是更柔性的设计，其允许使用优选工程材料诸如硬塑料和金属，但仍然允许广泛变化的频率范围和孔度。

膜结构10的抗共振行为显示在图2中。曲线30描述了在阻抗管结构中经历传播损失测试的共振膜结构10。压力信号(通常是随机的白噪音)施加在共振膜结构10的一侧，和利用穿过共振膜结构10的可计算压力能量的相位、振幅和频率和因此能量损失的一系列4个麦克风记录通过的传播。曲线35描述了在阻抗管结构中经历相同传播损失测试的具有相同表面密度的泡沫材料。传播损失随频率增加的趋势符合质量定律预测，其代表依赖材料质量的常规噪音控制方法。尽管共振膜结构10显示了与传统多孔泡沫材料相比，传播在特定有源带上降低，膜结构10限于大约200Hz的带宽和单一衰减频率。

通过以下目前公开的实施方式可至少部分解决需要增加的STL带宽，同时在传播谱上更好控制，并减少对环境因素依赖。

在根据本公开一个实施方式中，针对图3，膜结构40可包括第一膜45，其可附加至框架(未示出)，和具有附在或接近膜46的中心的质量/重量50的第二膜46。膜结构40进一步包括布置在第一膜45和第二膜46之间的至少一个铰链结构55。尽管图3显示通常圆形的膜和结构，但这不是暗示限制。根据本发明原理的可选几何图形为正方形、长方形(如图5所示)，六边形和三角形膜。在一个实施方式中，膜45和膜46包括相同的材料(一种或多种)和/或厚度。在另一实施方式中，膜45、膜46和铰链结构55包括相同的材料(一种或多种)。在另一实施方式中，由于铰链结构55的形状(即结构)，与膜45、46相比，铰链结构可具有不同硬度和/或可提供对外力的不同响应，即使膜45、膜46和铰链结构55包括相同的材料(一种或多种)。

铰链结构55允许设计者在膜45、46中将结构40的响应从系统张力中脱离，并允许为膜45、46使用坚硬、抗蠕变材料。这改善了当大面积需要被声音隔离时的可扩展性，因为大面积可覆盖有尽可能多的较小结构。可扩展性也通过使用多个结构40以与较少但较大孔的阵列相比减少跨过组装入阵列的大量孔的屈曲和变形而改善。另外，减少邻近孔之间的连接，以允许孔更好地作为独立孔而工作。

在一个实施方式中，铰链结构55是建立在膜45、46的表面的弯曲受控的弹性部件，其产生调谐膜结构40的硬度和因此共振频率的方法，而不使用张力。铰链结构55的硬度由铰链结构55的长度和厚度参数控制，其可被认为是例如弯曲板。因此硬度基于形成铰链结构55的材料(一种或多种)的弹性模量、泊松比和厚度。在典型膜中，张力部件提供了所有的抗弯强度并因此限定性质，独立于所选择的材料。通过调谐铰链结构55的厚度和高度/宽度比，可调谐膜结构40的硬度。利用调节膜结构40的硬度的能力，膜结构40可通过为膜45、46使用坚硬材料诸如工程热塑性塑料和/或热固性塑料而具有非常低的频率响应。这些热塑性塑料和热固性塑料显示了非常低的蠕变，其将改变行为和性能并具有有利于很多工程应用的很大的温度稳定性。在一个实施方式中，膜45、46可包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸脂类(PC)、聚酰胺类(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSU)、聚乙烯(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、HDPE、LDPE或尼龙。理解到其他材料也可用于膜45、46。不暗示限制，膜45、46可包括金属诸如铝、黄铜和钢。

尽管简单的单一铰链结构55显示在图3中，但理解到目前公开的膜结构可包括如图4a、4b和4c的横截面视图所示的两种或多种铰链结构55。图3描述了具有半圆轮廓的铰链结构55，但没有暗示限制，铰链结构55的形状可为正弦波(图4a)、三角形(图4b)、正方形(图4c)或任何其他形状，取决于硬度和可制造性的设计要求。

在另一实施方式中，多个结构40可结合成如图5所示的阵列。针对图5，阵列60包括具有膜45、质量块50和铰链结构55的四个膜结构40。注意到图5中的膜40和铰链结构55不必是圆形的。阵列60已经被测试并显示良好的低频率性能，共振频率从1"直径膜尺寸低至120Hz。没有暗示限制，较低的频率可通过变细和延伸铰链结构55而产生。

图6显示了膜结构40的传播谱随40℃温度变化的变化。如可在图6中所见，膜结构40性能的改变在30℃温度变化上小于5％。

在一个实施方式中，图3中的质量块50可包括铁合金、黄铜合金、铝、铅、陶瓷、玻璃、石头或具有高密度的其他材料。在另一实施方式中，质量块50可被制成圆筒、立方体或长方形固体的形状。为了增加质量块的大小，而不影响膜的长度，并且没有暗示限制，质量块50可为T形、环形或不规则形的形式，取决于期望的要求。质量块可利用联结材料诸如形状记忆合金或粘弹性材料连接至支持结构，以实现多种共振方式。

在另一实施方式中，针对图7a，膜结构80可包括附加至膜(未示出)外围周围的框架的膜45、具有附在膜46中心的质量块50的膜46、布置得远离质量块50中心的至少一个铰链结构55和一个或多个加强肋100。加强肋100可用于控制膜46中的伪振动模式，同时增加第二共振(膜模式)以提供更宽的噪音减少带宽。抗共振效应通过两中心-对称模式(质量块和膜模式)的混合产生。该频率范围内的附加模式可减弱传播损失。提供坚硬的零件100可减弱膜46中的较高模式，同时最低程度的改变原始模式。尽管图7a描述了铰链结构55，但理解到可实施膜结构80，而不利用铰链结构55。

在一个实施方式中，一个或多个坚硬零件100形成在膜46中。针对图7b-d，但没有暗示限制，坚硬零件100的形状可为正弦波(图7b)、三角形(图7c)、正方形(图7d)或任何其他形状，取决于硬度和可制造性的设计要求。

在根据本公开的另一实施方式中，针对图8，膜结构110可包括附加至膜(未示出)外围周围的框架的膜45、具有附在或接近膜46中心的第一质量块50的膜46、至少一个布置得远离第一质量块50中心的铰链结构55和至少一个布置得远离第一质量块115的第二质量块130。在一个实施方式中，第二质量块130被制成如图8所示的像环的形状。

针对图9，在另一实施方式中，膜结构140可包括附加至框架150的膜45，第一质量块50附在膜45的中心，和至少一个布置得远离第一质量块50的第二质量块160。在一个示例性实施方式中，第二质量块160被制成像如图9所示的环的形状。不像膜结构110，膜结构140不具有图8所示的铰链结构55。

尽管图8和9显示了膜45单侧的环形质量块130和160，理解到环形的质量块130和160可位于膜45的每侧。在一个实施方式中，环形质量块130或160可通过粘合、熔化结合和/或磁力的制造过程整合入膜结构110和140。在另一实施方式中，当形成膜45时，环形质量块可用与膜45相同的材料制造并模塑为膜结构110或140的一部分。理解到中心质量块可类似地利用膜结构110或140整合。

环形质量块130(图8示出)和/或环形质量块160(图9示出)可被仔细调谐直径和质量，以提供第二抗共振峰。通过调谐环质量块130和/或160的参数，多种不同行为是可能的。针对三种不同直径的不同环形质量块160，这些行为中的三种在图10中示出。图10的图显示当使用两个质量块而不是一个质量块时，有效带宽以及强抗共振峰增加。单一环质量块的设计也抑制提供最大水平的传播损失的更高级的振动。它可为通过利用更大的环质量块增加膜硬度针对相同目标噪音频率的轻量解决方法。环质量块也可用于以更大尺寸提供更宽的带宽，其缩短膜长度并因此增加第二共振频率(膜模式)。

环形质量块的尺寸可根据需要的行为优化。在一个示例性实施方式中，环形质量块可具有中心质量块0.25和10倍的质量比。在另一示例性实施方式中，环形质量块的直径可处于膜直径的0.85和0.2之间。在膜为长方形形状的情况下，环形质量块的直径可处于膜的最长尺寸的0.85和0.2之间。

尽管圆形膜45分别针对图3、7和8中的图解目的显示，理解到可使用其他几何图形。例如，膜45可为正方形、三角形、六边形或任何其他形状，取决于期望的性能。在一个实施方式中，第二质量块130和/或160的形状可与膜45的形状相同。在另一实施方式中，第二质量块130和/或160的形状可不同于膜45的总体形状，以协助确立具体的频率响应或声音能量吸收谱。环形质量块可类似地形成多种区域-包围设计，而不是严格的圆形环。可使用正方形、椭圆形、星形或其他类似的形状。另外，尽管环显示在它的外围周围是连续的，但一系列离散的质量块也可用于形成环。

在另一实施方式中，膜结构110(图8示出)和/或140(图9示出)可包括一个或多个额外的质量块(未示出)，以便可获得额外的抗共振峰。

在另一实施方式中，粘弹性材料225可包括在目前公开的膜结构(一种或多种)中，以控制传播并同时改变传播损失谱。针对显示横截面视图的图11，膜结构200可包括附加至任选框架(未示出)的膜45，第一质量块220附在膜45的中心上，至少一个布置得远离第一质量块220的中心铰链结构55，夹在膜220和覆盖层230之间的粘弹性材料225。在一个实施方式中，粘弹性材料225可处于膜45的0.1x和4x厚度之间。覆盖层230可具有与膜45相同或更高的硬度，覆盖层230与膜45硬度的比在0.5和100之间变化。取决于硬度，覆盖层230的厚度可在1x和0.01x膜45厚度之间变化。在另一实施方式中，膜结构200也可包括布置在覆盖层230上的第二质量块240。

针对图12，与对照样本(无阻尼的基线)相比，图11中的质量块和膜结构200的声音能量传播谱(基线加约束层)已经减少8dB。这是峰能量传播的显著减少，而抗共振(峰传播损失)频率没有显著降低。尽管阻尼材料的添加减少传播损失量级(更低的质量因子)，但它可使噪音减少带宽的带宽变宽。

该概念的第二变化是使用粘弹性材料225(图11示出)作为频率敏感材料。作为例子，剪切增稠流体和凝胶具有以下行为：取决于应变率的从低粘度至几乎固体的改变。在具有如图11所示的覆盖层的约束层构造中的使用该材料将允许膜的硬度基于频率进行调整。最终，这允许获得更大的带宽，因为在低频下，约束层225不助于保持其相对低的原始模式。在较高频率下，速率敏感材料有助于膜的硬度并因此延伸膜共振至更高的频率，最终增加频率范围，具有显著的传播损失。

在另一实施方式中，不同的阻尼材料可与目前描述的实施方式一起使用，以对膜结构40提供阻尼，用于改善的声音能量的吸收。针对图13，阻尼材料201可与膜结构40连接，以提供在原始共振点上的阻尼。在一个实施方式中，阻尼材料201(图13示出)可与位于或接近结构40中心的质量块50连接(图13中不可见)。在另一实施方式中，阻尼材料201可直接与结构40而不是如上所述的质量块50连接。材料201可为例如泡沫、开孔泡沫、纤维垫或类似的吸收材料。

在根据本公开另一实施方式中，阻尼材料201可位于邻近膜结构40的位置，用于改善的声音能量的吸收。针对图14a，阻尼材料201可位于一个或多个结构40上方。针对图14b，一个或多个阻尼材料201可位于一个或多个结构40上方，其中每个结构40处于框架结构315内。

针对图15和16，在根据本公开一个实施方式中，多个抗共振膜结构可与轻量核连同轻量框架结构315结合，以形成吸声瓦300(图15示出)，其可排列以形成声音屏障面板320(图16示出)以覆盖大面积并排斥噪音。提供大于大约1.5英寸跨度的抗共振膜的一个担忧是因质量块和大小的性能改变。对于一些重量敏感应用如在运输中，例如，利用大量抗共振膜覆盖大面积可由框架315产生不可接受的重量处罚。同样地，利用较少数量但尺寸更大的膜可遭受不期望的共振模式。为了解决该问题，目前描述的结构300、320可利用在吸声瓦300的一侧或两侧上包括刚硬的聚合物膜的膜45，所述膜45提供弯曲稳定性的显著增加，因此防止瓦片水平振动模式破坏声音能量衰减效应。在一个实施方式中，刚硬的聚合物膜包括大于1GPa的弹性模量并包括0.001英寸至0.01英寸的厚度。进一步通过设计刚硬的聚合物膜，阻挡频率范围可从<100Hz的非常低范围调谐至至多5kHz的非常大的范围。同样在吸声瓦300的每一侧上利用不同的共振结构提供带宽和总体性能的显著增加。进一步通过在一侧上引入双抗共振结构，在另一侧上具有单抗共振结构，可获得甚至进一步增加的带宽(例如，至多8度)。

声音屏障面板320(图16示出)可被设置以相对于由抗共振膜40瞄准的频率范围控制绕曲模态响应。在一个实施方式中，良好的传播损失性能通过设置材料硬度和密度连同惯性的格栅构件力矩的结合而实现，以便基本(第1模式)格栅共振大于10％，高于预期的膜40抗共振频率范围。在另一实施方式中，良好的传播损失性能通过设置声音屏障面板320的性质实现，以便膜40抗共振频率位于第1格栅模式和第2格栅模式之间。

返回图3示出的基础设计，先前提及的对于面积声音能量屏障瓦的重量处罚通过模塑多个膜结构40作为如图14a和14b所示的一个单元而至少部分解决。

在一个实施方式中，如图15所示的轻量吸声瓦可由两个薄设计膜层夹住，以产生瓦片300。这些然后结合成多种结构以覆盖大面积的结构并提供声音隔离。通过在吸声瓦300的上下面上设计与设计膜层结合的吸声瓦，可排斥大频率跨度。在图15中，上部设计膜为315，和下部设计膜为317。

在一个实施方式中，针对图15-16，声音屏障320可包括利用超级框架325相互联结的吸声瓦300。吸声瓦300可包括膜结构40的阵列。每个膜结构40充当在相对宽的频率跨度上排斥声音能量的抗共振系统。图18显示了声音屏障320的传播特性。在一个示例性实施方式中，膜结构40为相对于图3、4a-c、5、7、8、9、11的上述结构之一或组合。每个膜结构40可为正方形、六边形、三角形或圆形。

在根据本公开的一个实施方式中，膜结构40可放置在吸声瓦300的两侧上。吸声瓦300的大小可在2x2"和2x2ft之间变化，和形状可从正方形、长方形、三角形或六边形变化。单个孔度将确定在2x2和15x15孔每瓦片之间的单个瓦片中的孔数量。

在根据本公开的另一实施方式中，不同膜结构40可用于吸声瓦300的每一侧，以增加声音反射效应的带宽。例如，吸声瓦300的第一侧可包括膜结构110或140，在图8-9中示出，和吸声瓦300的第二侧可包括上述或本领域已知的其他膜结构中的任一个。在该实施方式中，设计吸声瓦300的第二侧上膜结构的共振中心频率，以便它们补充布置在吸声瓦300的第一侧上的膜结构110或140中的抗共振中心频率。

在一个实施方式中，框架315可包括可软化的聚合物、形状记忆聚合物或聚合复合材料基体，这些材料用粒子或纤维或取向纤维或纤维垫增强。通过升高超级框架325材料的温度，需要可被折叠入部件周围的位置或任何空间内的面板结构，随后允许被冷却以恢复它的硬度。

在一个示例性实施方式中，开口可提供用于排出在邻近膜结构40之间形成的腔中的空气。孔侧壁上的小槽或洞可例如用于提供该能力。移除空气可防止压力积累改变膜结构40的抗共振行为。移除空气也可用于调谐共振腔的行为。

框架315可并入包括约束层阻尼处理的阻尼材料和表面元件。同时，包括压电片和传感器的有源振动相消可用于减弱吸声瓦300中的振动。压电片或膜可用于感应和因此响应以实现有源或半有源噪音相消。

吸声瓦300可一起组装入声音屏障320，以利用最小的附加质量块覆盖大面积。声音屏障320可被紧固至系统中的亚结构或与亚结构隔离。声音屏障320充当吸声瓦300的边界。吸声瓦300可利用粘合剂或机械紧固件刚硬地附接至框架325。框架325可由具有高弯曲硬度与重量比的材料和结构构成。例如，高长宽比梁和形状横截面诸如I梁(图17示出)和T梁(未示出)可用于框架325。在一个实施方式中，包括框架325的材料可包括：玻璃、碳纤维增强聚合复合材料、铝合金、钢合金、镁合金以及刚硬的聚合物或颗粒增强聚合物，没有暗示限制。

针对图17，可制作声音屏障320，以便吸声瓦300被放入框架325的凹处，以提供紧密的安装解决方法并增加瓦片300的结构性刚度。图17显示包括膜结构40的三乘三阵列的吸声瓦300，没有暗示限制。在一个示例性实施方式中，吸声瓦300可利用刚硬的紧固件(未示出)安装至框架325，以消除吸声瓦300和框架325之间的相对运动。在另一示例性实施方式中，吸声瓦300可利用粘弹性和软弹性体装置安装至框架325，以便框架325可与吸声瓦300的振动隔离，因此减少整体框架振动转移入吸声瓦300。

声音屏障320可被紧固至亚结构，以提供与结构刚硬的联结。可选地，振动隔离装置诸如剪切橡胶类型装置可用于安装瓦片，以提供对结构的隔离。对于甚至更大的控制，声音屏障320可利用有源控制的装置诸如压电材料安装至结构。这些部件结合适当的感应、动力和控制算法可为瓦片提供高程度的隔离，远离它附接的结构的振动。这将是有利的，例如，在驱动条件期间，当结构经历如在飞行中的飞行器或旋翼飞行器或汽车中的振动时，因为这些结构性振动可降低瓦片/框架解决方法的性能。

声音屏障320的性能也可通过并入粘性声音吸收材料诸如泡沫和纤维垫或类似的吸收材料改善。这些材料可被并入如图19所示的堆栈构造中的膜结构40之间或并入膜瓦片300前或后，以提供在所有频率下的吸收并减少在高频下的传播。这可在以下应用中是重要的：其中声音能量不必仅被反射开，也被吸收和转化为热。这可减少例如内部空间中的回声和反响。可进行这些材料与膜的并入，以便膜仍然具有空间以自由振动。因为中心点的振幅是最大的。这里的空间必须大于更接近边缘的地方。因为在孔水平上的原因，吸收材料可理想地具有圆锥形状，尽管吸收器和膜之间的均匀的间隔也是可接受的。

尽管已经显示和描述本发明的数个说明性实施方式，但很多变形和可选实施方式将由本领域技术人员想到。可预期并可进行这样的变形和可选实施方式，而不脱离如由所附权利要求限定的本发明的范围。

如本说明书和所附权利要求所用，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”包括复数指示物，除非以其他方式清楚地指示。术语“多个”包括两种或多种指示物，除非该内容以其他方式清楚地指示。除非以其他方式限定，本文使用的所有的技术和科学术语具有相同的意义，如由本公开有关的本领域技术人员之一通常理解的。

示例性和优选实施方式在前的详细说明根据定律的要求，为了图解和公开的目的显示。不意欲穷尽或限制本发明至所描述的精确的形式(一种或多种)，仅使本领域其他技术人员理解本发明可怎样适于具体使用或实施。更改和变化的可能性将对本领域从业者是显而易见的。不意欲通过示例性实施方式的描述而限制，所述示例性实施方式的描述可具有被包括的公差、零件尺寸、具体操作条件、工程规范或类似物，并可在实施之间改变或随技术状态的变化而改变，并且在其中不应暗示限制。申请人已经相对于技术的通用状态做出该公开，并且预期了提升，并且未来的适应可考虑到那些提升，即根据技术的随后的通用状态。意欲本发明的范围由所书写的权利要求和所适用的等同物限定。单数形式的权利要求元素的提及不意欲表示“一个或仅一个”，除非明确这样陈述。此外，本公开中的元件、部件或方法或过程步骤不意欲贡献给公众，不管元件、部件或步骤是否明确地在权利要求中详述。本文的权利要求元素没有在35U.S.C.Sec.112第6款的规定下被解释，除非该元素利用短语“用于……的装置”明确详述，和本文方法或过程步骤不在那些规定下进行解释，除非步骤或多个步骤利用短语“用于……的步骤(一种或多种)”明确详述。

Claims (24)

1.膜，其包括：

布置在所述膜中心部分的第一重量；以及

布置远离所述膜的所述中心部分的第一铰链结构。

2.权利要求1所述的膜，进一步包括一个或多个以辐条图案延伸远离所述膜的所述中心部分的加强肋。

3.权利要求1至2中任一所述的膜，进一步包括布置在所述第一重量和所述第一铰链结构之间的第二重量。

4.权利要求3所述的膜，其中所述第二重量限定开口，和所述第一重量布置在所述开口内。

5.权利要求1至4中任一所述的膜，进一步包括：

布置在所述膜上方的覆盖层；以及

布置在所述膜和所述覆盖层之间的粘弹性材料。

6.权利要求5所述的膜，进一步包括与所述覆盖层连接的第二重量。

7.权利要求1至6中任一所述的膜，进一步包括连接至所述第一重量的阻尼材料。

8.权利要求1至7中任一所述的膜，进一步包括布置在邻近所述第一重量的阻尼材料。

9.权利要求1至8中任一所述的膜，其中所述第一铰链结构限定开口，其中所述第一重量布置在所述开口内。

10.权利要求9所述的膜，进一步包括布置在远离所述第一铰链结构的第二铰链结构。

11.权利要求10所述的膜，其中所述第二铰链结构限定开口，其中所述第一铰链结构布置在由所述第二铰链结构限定的所述开口内。

12.权利要求1至11中任一所述的膜，其中所述第一铰链结构包括半圆形轮廓、正弦波轮廓、三角形轮廓或正方形轮廓。

13.权利要求10所述的膜，其中所述第二铰链结构包括半圆形轮廓、正弦波轮廓、三角形轮廓或正方形轮廓。

14.权利要求1至13中任一所述的膜，进一步包括布置在所述第一铰链结构和所述第一重量之间的第一表面，其中所述第一表面基本上垂直于所述第一铰链结构的表面。

15.权利要求1至14中任一所述的膜，其中所述第一铰链结构控制所述膜的硬度。

16.权利要求1至15中任一所述的膜，其中所述第一铰链结构控制所述膜的共振频率。

17.结构，其包括：

第一多个膜，其中每个膜包括：

布置在所述膜中心部分的第一重量；

布置在远离所述膜的所述中心部分的第一铰链结构；以及

连接所述第一多个所述膜的第一框架。

18.权利要求17所述的结构，进一步包括：第二多个膜，其中每个膜包括：

布置在所述膜中心部分的第一重量；

布置在远离所述膜的所述中心部分的第一铰链结构；

连接所述第二多个膜的第二框架；以及

连接所述第一框架和所述第二框架的第三框架。

19.权利要求17或18任一所述的结构，其中所述第一多个膜中的至少一个膜布置在所述第一多个膜的另一膜上方。

20.权利要求19所述的结构，进一步包括布置在所述至少一个膜和所述另一膜之间的阻尼材料。

21.方法，其包括：

提供膜；

形成布置在远离所述膜的中心部分的第一铰链结构，其中所述膜的共振频率取决于所述第一铰链结构的长度、厚度、弹性模量或泊松比。

22.膜，其包括：

布置在所述膜中心部分的第一重量；以及

一个或多个加强肋，其以辐条图案延伸远离所述膜的中心部分。

23.膜，其包括：

布置在所述膜中心部分的第一重量；以及

布置在所述第一重量和所述膜外部部分之间第二重量，其中所述第二重量限定开口，所述第一重量布置在所述开口内。

24.权利要求23所述的膜，其中所述第二重量是环形的。