CN113926682A - 一种高强度极低频声波发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度极低频声波发生器，涉及极低频声波发生器技术领域，具体为一种高强度极低频声波发生器，包括极低频声波发生器壳体、辅助驱动机构和连杆机构，所述极低频声波发生器壳体内设有辅助驱动机构，所述辅助驱动机构上设有连杆机构，所述连杆机构远离辅助驱动机构的一端设有锥形架，所述极低频声波发生器壳体上设有刚性振膜，所述刚性振膜的外壁边缘连接有一体式环状弹性环。本发明设置的辅助驱动机构通过连杆机构可推动锥形架移动，并将作用力施加于刚性振膜，而刚性振膜通过弹性环弹性连接在低频声波发生器壳体上，使得刚性振膜往复移动，以及配合连杆机构的往复运动，使得刚性振膜产生均匀振动幅度。

Description

一种高强度极低频声波发生器
技术领域
本发明涉及极低频声波发生器技术领域，具体为一种高强度极低频声波发生器。
背景技术
随着科技的发展，目前声音应用也越来越广泛，大部分人的认知声音是播放音乐，其实不然，目前声音已经应用于军事、医疗、探测、防卫等领域。由于市面上常用于播放音乐的扬声器，多采用电声转换方式，由电能转换为动能，再由动能转换成声能，效率极低，尤其是极低频频段。这些领域应用对于声音的强度要求比较高，现有设备很难满足要求，即便勉强可用，付出的代价也极其庞大和昂贵。
以传统的电磁方式来获得高强度极低频声强，将需要发声规模巨大，在实际应用上会出现非常大的局限性，所以需要重新研发高效能大振幅的极低频发声系统，并根据此条件会涉及以下的具体技术内容：
1.传统的音乐扬声器的振动体质量远远超过空气负载质量，因此能量大部分消耗在振动体上，输出的能量很小，效率极低。
2.极低频声波的频段为1-50Hz，在有限的发生面积下必须获得极大的振动幅度才能获得较高强度的极低频声压强度。
3.如果等声压的频率变化为1-50Hz，频率变化达到50倍，振动幅度也必须对应进行50倍的变化，以最大有效振幅为基准，确定可实现的恒定声压。
4.传统的动圈式电磁驱动结构（普通扬声器）的振幅极有限，无法产生很大的振幅，因此可以考虑采用机械驱动的方式，驱动的推拉力会非常大，而且必须是（非弹性体）刚性驱动。
5.机械驱动以曲轴方式，频率越低振幅越大，因此要求曲轴的半径必须是可变的，并且自动随着频率的变化而同步变化。
6.曲轴的连杆会随着曲轴半径的变化，必须进行自动的长度变化，使振动的中心位置不发生漂移，保证输出正弦波形的对称性。
7.极低频发生器的振动折环材料，必须具备良好密闭性，同时又要具备大幅度的振动特性。
8.极低频发生器的振动板材料，必须具备足够大的振动强度，但是振动质量还不能太重。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度极低频声波发生器，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高强度极低频声波发生器，包括极低频声波发生器壳体、辅助驱动机构和连杆机构，所述极低频声波发生器壳体内设有辅助驱动机构，所述辅助驱动机构上设有连杆机构，所述连杆机构远离辅助驱动机构的一端设有锥形架，所述极低频声波发生器壳体上设有刚性振膜，所述刚性振膜的外壁边缘连接有一体式环状弹性环。
可选的，所述辅助驱动机构包括同步轴、驱动齿轮、传动齿轮、同步齿轮、驱动主轴、轴承座、空心主轴、导电滑环、步进电机、减速器、调节螺杆、螺母滑块、曲轴臂架和动平衡块，所述同步轴外套设有驱动齿轮，所述同步轴的两端连接有传动齿轮，以及与传动齿轮啮合的同步齿轮。
可选的，所述同步齿轮的输出端连接有驱动主轴，所述驱动主轴的一端与同步齿轮固定连接，另一端设有曲轴臂架，所述曲轴臂架与驱动主轴固定连接。
可选的，所述驱动主轴上设有轴承座，所述轴承座内穿设有空心主轴，所述空心主轴的端部连接有导电滑环。
可选的，所述曲轴臂架上设有步进电机，所述步进电机的输出端连接有减速器，所述减速器的输出端连接有调节螺杆，所述调节螺杆外套设有螺母滑块。
可选的，所述曲轴臂架上设有动平衡块。
可选的，所述连杆机构包括曲轴摆杆、曲轴连杆、直线推杆、滚珠滑套和滑套基座，所述曲轴连杆的一端活动连接有曲轴摆杆，另一端活动连接有直线推杆，所述直线推杆外套设有滚珠滑套，所述滚珠滑套上设有滑套基座，所述滚珠滑套与滑套基座固定连接。
可选的，所述刚性振膜通过一体式环状弹性环与低频声波发生器壳体弹性连接。
本发明提供了一种高强度极低频声波发生器，具备以下有益效果：
1、该高强度极低频声波发生器设置的辅助驱动机构通过连杆机构可推动锥形架移动，并将作用力施加于刚性振膜，而刚性振膜通过弹性环弹性连接在极低频声波发生器壳体上，使得刚性振膜往复移动，以及配合连杆机构的往复运动，使得刚性振膜产生均匀振动幅度。
2、该高强度极低频声波发生器设置有辅助驱动机构，可通过驱动驱动齿轮同步带动传动齿轮转动，而同步轴通过传动齿轮和同步齿轮的配合与驱动主轴实现啮合传动，从而可带动驱动主轴转动，以及驱动主轴将同步齿轮与曲轴臂架固定连接，进而可同步带动曲轴臂架转动，并可同步带动曲轴臂架上设置的步进电机，以及通过调节螺杆连接的螺母滑块转动，并通过步进电机和减速器驱动调节螺杆转动，使得螺母滑块沿调节螺杆的中轴线方向移动，从而能够有效的改变螺母滑块的位置，而螺母滑块与连杆机构的曲轴摆杆相连接，进而能够同步改变曲轴摆杆的转动半径。
3、该高强度极低频声波发生器设置有连杆机构，曲轴摆杆可带动曲轴连杆的一端转动，而曲轴连杆的另一端与直线推杆活动连接，可拉动直线推杆沿滑套基座的中轴线方向往复移动，从而能够有效的实现锥形架的往复移动。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的系统控制结构示意图。
图中：1、低频声波发生器壳体；2、辅助驱动机构；201、同步轴；202、驱动齿轮；203、传动齿轮；204、同步齿轮；205、驱动主轴；206、轴承座；207、空心主轴；208、导电滑环；209、步进电机；210、减速器；211、调节螺杆；212、螺母滑块；213、曲轴臂架；214、动平衡块；3、连杆机构；301、曲轴摆杆；302、曲轴连杆；303、直线推杆；304、滚珠滑套；305、滑套基座；4、锥形架；5、刚性振膜；6、弹性环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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发明和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。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。
实施例一
如图1和图2所示，本实施方式提出一种高强度极低频声波发生器，包括极低频声波发生器壳体1、辅助驱动机构2和连杆机构3，极低频声波发生器壳体1内设有辅助驱动机构2，辅助驱动机构2上设有连杆机构3，连杆机构3远离辅助驱动机构2的一端设有锥形架4，极低频声波发生器壳体1的内壁设有刚性振膜5，刚性振膜5的外壁边缘连接有一体式环状弹性环6，刚性振膜5通过一体式环状弹性环6与极低频声波发生器壳体1弹性连接，辅助驱动机构2通过连杆机构3可推动锥形架4移动，并将作用力施加于刚性振膜5，而刚性振膜5通过弹性环6弹性连接在低频声波发生器壳体1上，使得刚性振膜5往复移动，并在弹性环6的配合连杆机构3的往复运动，使得刚性振膜5产生均匀振动幅度。
实施例二
下面结合具体的工作方式对实施例一中的方案进行进一步的介绍，详见下文描述：
如图1、图2和图3所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，辅助驱动机构2包括同步轴201、驱动齿轮202、传动齿轮203、同步齿轮204、驱动主轴205、轴承座206、空心主轴207、导电滑环208、步进电机209、减速器210、调节螺杆211、螺母滑块212、曲轴臂架213和动平衡块214，同步轴201外套设有驱动齿轮202，同步轴201的两端连接有传动齿轮203，以及与传动齿轮203啮合的同步齿轮204，同步齿轮204的输出端连接有驱动主轴205，驱动主轴205上设有轴承座206，轴承座206内穿设有空心主轴207，空心主轴207的端部连接有导电滑环208，驱动主轴205的一端与同步齿轮204固定连接，另一端设有曲轴臂架213，曲轴臂架213上设有步进电机209，步进电机209的输出端连接有减速器210，减速器210的输出端连接有调节螺杆211，调节螺杆211外套设有螺母滑块212，曲轴臂架213与驱动主轴205固定连接，曲轴臂架213上设有动平衡块214，可通过驱动驱动齿轮202同步带动传动齿轮203转动，而同步轴201通过传动齿轮203和同步齿轮204的配合与驱动主轴205实现啮合传动，从而可带动驱动主轴205转动，以及驱动主轴205将同步齿轮204与曲轴臂架213固定连接，进而可同步带动曲轴臂架213转动，并可同步带动曲轴臂架213上设置的步进电机209，以及通过调节螺杆211连接的螺母滑块212转动，并通过步进电机209和减速器210驱动调节螺杆211转动，以及步进电机209通过伺服控制，使得螺母滑块212沿调节螺杆211的中轴线方向移动，从而能够有效的改变螺母滑块212的位置，而螺母滑块212与连杆机构3的曲轴摆杆301相连接，进而能够同步改变曲轴摆杆301的转动半径。
如图2所示，作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，连杆机构3包括曲轴摆杆301、曲轴连杆302、直线推杆303、滚珠滑套304和滑套基座305，曲轴连杆302的一端活动连接有曲轴摆杆301，另一端活动连接有直线推杆303，直线推杆303外套设有滚珠滑套304，滚珠滑套304上设有滑套基座305，滚珠滑套304与滑套基座305固定连接，曲轴摆杆301可带动曲轴连杆302的一端转动，而曲轴连杆302的另一端与直线推杆303活动连接，可拉动直线推杆303沿滑套基座305的中轴线方向往复移动，从而能够有效的实现锥形架4的往复移动。
综上，该高强度极低频声波发生器，使用时，首先，可通过驱动驱动齿轮202同步带动传动齿轮203转动，而同步轴201通过传动齿轮203和同步齿轮204的配合与驱动主轴205实现啮合传动，从而可带动驱动主轴205转动，以及驱动主轴205将同步齿轮204与曲轴臂架213固定连接，进而可同步带动曲轴臂架213转动，并可同步带动曲轴臂架213上设置的步进电机209，以及通过调节螺杆211连接的螺母滑块212转动，接着，曲轴摆杆301可带动曲轴连杆302的一端转动，而曲轴连杆302的另一端与直线推杆303活动连接，可拉动直线推杆303沿滑套基座305的中轴线方向往复移动；然后，辅助驱动机构2通过连杆机构3可推动锥形架4移动，并将作用力施加于刚性振膜5，而刚性振膜5通过弹性环6弹性连接在极低频声波发生器壳体1上，使得刚性振膜5张开，并在弹性环6的配合连杆机构3的往复运动，使得刚性振膜5产生均匀振动幅度。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强度极低频声波发生器，包括极低频声波发生器壳体（1）、辅助驱动机构（2）和连杆机构（3），其特征在于：所述极低频声波发生器壳体（1）内设有辅助驱动机构（2），所述辅助驱动机构（2）上设有连杆机构（3），所述连杆机构（3）远离辅助驱动机构（2）的一端设有锥形架（4），所述极低频声波发生器壳体（1）上设有刚性振膜（5），所述刚性振膜（5）的外壁边缘连接有一体式环状弹性环（6）。
2.根据权利要求1所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述辅助驱动机构（2）包括同步轴（201）、驱动齿轮（202）、传动齿轮（203）、同步齿轮（204）、驱动主轴（205）、轴承座（206）、空心主轴（207）、导电滑环（208）、步进电机（209）、减速器（210）、调节螺杆（211）、螺母滑块（212）、曲轴臂架（213）和动平衡块（214），所述同步轴（201）外套设有驱动齿轮（202），所述同步轴（201）的两端连接有传动齿轮（203），以及与传动齿轮（203）啮合的同步齿轮（204）。
3.根据权利要求2所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述同步齿轮（204）的输出端连接有驱动主轴（205），所述驱动主轴（205）的一端与同步齿轮（204）固定连接，另一端设有曲轴臂架（213），所述曲轴臂架（213）与驱动主轴（205）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述驱动主轴（205）上设有轴承座（206），所述轴承座（206）内穿设有空心主轴（207），所述空心主轴（207）的端部连接有导电滑环（208）。
5.根据权利要求2所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述曲轴臂架（213）上设有步进电机（209），所述步进电机（209）的输出端连接有减速器（210），所述减速器（210）的输出端连接有调节螺杆（211），所述调节螺杆（211）外套设有螺母滑块（212）。
6.根据权利要求5所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述曲轴臂架（213）上设有动平衡块（214）。
7.根据权利要求1所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述连杆机构（3）包括曲轴摆杆（301）、曲轴连杆（302）、直线推杆（303）、滚珠滑套（304）和滑套基座（305），所述曲轴连杆（302）的一端活动连接有曲轴摆杆（301），另一端活动连接有直线推杆（303），所述直线推杆（303）外套设有滚珠滑套（304），所述滚珠滑套（304）上设有滑套基座（305），所述滚珠滑套（304）与滑套基座（305）固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种高强度极低频声波发生器，其特征在于：所述刚性振膜（5）通过一体式环状弹性环（6）与极低频声波发生器壳体（1）弹性连接。
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