CN114280965B - 可调谐实验场地用变形剪纸声开关 - Google Patents
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Abstract
可调谐实验场地用变形剪纸声开关，包括螺线剪纸结构、微位移结构、机电控制系统；所述螺线剪纸结构设有多个剪纸单元，所述剪纸单元呈阵列方式排列在一板体上；所述微位移结构设于螺线剪纸结构的下方，微位移结构设有多个微位移单元，所述微位移单元一一对应剪纸单元设置，微位移单元通电后通过电磁吸引与剪纸单元连接后控制剪纸单元的位移变形；所述机电控制系统用于通过微位移结构控制每个剪纸单元的三维变形方向及程度，以此来改变其本征模式，控制声能传播带隙。本发明具有阵列及结构位移可调性，整体模块化设计，可以根据不同声学场景进行调控，利用对螺线剪纸三维变形来控制能带范围，其结构紧凑，灵活调控，工作频带宽。
Description
技术领域
本发明涉及领域，尤其涉及可调谐实验场地用变形剪纸声开关。
背景技术
目前声学超材料迅猛发展，可以通过共振来解释波色散效应，但是其局限性很明显，只能在共振频率附近产生带隙，受材料自身特征影响大，不具有可调控性。且带隙的宽度受结构的体积等影响因素比较大，限制了其应用的推广。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中声学超材料由于自身结构及体积质量的限制，只能在共振频率附近产生带隙，带隙控制比较固定且有限，无法连续调控的局限性，提供可调谐实验场地用变形剪纸声开关，可以灵活调控能带变化，且能在较大工作频率范围内有作用，适用于声学实验室等多种需要调控声能带的场景。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
可调谐实验场地用变形剪纸声开关，包括螺线剪纸结构、微位移结构、机电控制系统；所述螺线剪纸结构设有多个剪纸单元，所述剪纸单元呈阵列方式排列在一板体上；所述微位移结构设于螺线剪纸结构的下方，微位移结构设有多个微位移单元，所述微位移单元一一对应剪纸单元设置，微位移单元通电后通过电磁吸引与剪纸单元连接后控制剪纸单元的位移变形；所述机电控制系统用于通过微位移结构控制每个剪纸单元的三维变形方向及程度，以此来改变其本征模式，控制声能传播带隙。
所述剪纸单元为四条阿基米德螺线刻蚀而成。
所述微位移单元包括电磁吸盘、拉伸轴、固定平板；所述拉伸轴设于固定平板上，所述电磁吸盘设于拉伸轴的顶端，所述电磁吸盘通电后吸附固定于剪纸单元的剪纸螺线中心。
所述拉伸轴的伸缩距离为相对原点-5mm～5mm。
所述多个微位移单元的固定平板集成一体。
所述机电控制系统包括O/I设备和控制终端，所述控制终端通过O/I设备连接微位移结构。
所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关的应用，用于声学实验室以及其他需要对声音传播频率进行控制的场景，通过螺线剪纸结构中剪纸单元的不同三维变形实现仅输出所需频带内的声能。
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
本发明为利用剪纸螺线三维变形来实现带隙调控的声开关，在声学实验室及其他其他需要对声音传播频率进行控制的场景，利用终端程序对剪纸结构的三维位移进行控制，从而调控所需要传输的频带范围，不但突破固有的本征频率限制，并且拓宽工作频带，从而拓宽适用范围。本发明具有结构可调节性，整体设计简洁，调控方便，可以根据所需频率的不同改变阵列的尺寸及数量，也可针对不同剪纸单元进行不同方向及大小的位移变形。由于该装置的灵活性，适用于多种声学场景。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为单个剪纸单元单元和微位移单元配合的侧视示意图；
图3为控制终端通过微位移结构控制变形的螺线剪纸结构示意图；
图4是本发明的应用场景示意图。
附图标记：固定平板1，拉伸轴2，电磁吸盘3，剪纸单元4，剪纸螺线中心5，多功能O/I设备6，控制终端7。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1～3所示，本实施例可调谐实验场地用变形剪纸声开关，包括螺线剪纸结构、微位移结构、机电控制系统；
所述螺线剪纸结构设有多个剪纸单元4，所述剪纸单元4呈阵列方式排列在一板体上；所述剪纸单元4为四条阿基米德螺线刻蚀而成；
所述微位移结构设于螺线剪纸结构的下方，微位移结构设有多个微位移单元，所述微位移单元一一对应剪纸单元4设置；所述微位移单元包括电磁吸盘3、拉伸轴2、固定平板1；所述拉伸轴2设于固定平板1上，所述电磁吸盘3设于拉伸轴2的顶端，所述多个微位移单元的固定平板1集成一体；所述电磁吸盘3通电后吸附固定于剪纸单元4的剪纸螺线中心5，使剪纸单元4轴向受力，通过拉伸轴2实现三维变形；
所述机电控制系统包括多功能O/I设备6和控制终端7，所述控制终端7通过多功能O/I设备6连接微位移结构；所述机电控制系统用于通过微位移结构控制每个剪纸单元4的三维变形方向及程度，以此来改变其本征模式，控制声能传播带隙。本实施例中，所述机电控制系统的控制终端7可为电脑，控制软件可为编程软件，多功能O/I设备6可用采集卡。
本实施例以嵌入隔音墙的剪纸声开关为例：
所述螺线剪纸结构可为5*5的剪纸单元4阵列而成的正方形板，板厚可为0.6mm，板材质可为铝，螺线宽度可为1mm，晶格常数可为30mm；
所述微位移结构可为与剪纸单元4对应数量的微位移单元阵列而成的正方形板，板厚可为0.6mm，每个微位移单元的拉伸轴2总长度可为12mm，半径可为0.5mm，电磁吸盘3半径可为1mm，厚度可为0.4mm。所述拉伸轴2的伸缩距离为相对原点-5mm～5mm，拉伸轴2完全伸开的总长度为12mm，半径0.5mm。
本发明中，每一个剪纸单元4可以由微位移结构拉伸三维变形，从而实现不同能带的开关控制。控制终端7通过多功能O/I设备6与微位移结构相连，通过电磁吸盘3控制拉伸轴2的拉伸长度，从而控制剪纸单元4的三维变形，在本例中可实现1075～1350kHz之间声频带的开关控制，更改其尺寸大小及阵列多少可以调整其作用频带。
如图4所示，本发明将剪纸物理结构与声学相结合，在声学实验室以及其他需要对声音传播频率进行控制的场景，通过螺线剪纸结构中剪纸单元的不同三维变形来达到仅输出所需频带内的声能的效果。本发明具有阵列及结构位移可调性，整体模块化设计，可以根据不同声学场景进行调控，利用对螺线剪纸三维变形来控制能带范围，其结构紧凑，灵活调控，工作频带宽。
Claims (6)
1.可调谐实验场地用变形剪纸声开关，其特征在于：包括螺线剪纸结构、微位移结构、机电控制系统；所述螺线剪纸结构设有多个剪纸单元，所述剪纸单元呈阵列方式排列在一板体上，所述剪纸单元为四条阿基米德螺线刻蚀而成；所述微位移结构设于螺线剪纸结构的下方，微位移结构设有多个微位移单元，所述微位移单元一一对应剪纸单元设置，微位移单元通电后通过电磁吸引与剪纸单元连接后控制剪纸单元的位移变形；所述机电控制系统用于通过微位移结构控制每个剪纸单元的三维变形方向及程度，以此来改变其本征模式，控制声能传播带隙。
2.如权利要求1所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关，其特征在于：所述微位移单元包括电磁吸盘、拉伸轴、固定平板；所述拉伸轴设于固定平板上，所述电磁吸盘设于拉伸轴的顶端，所述电磁吸盘通电后吸附固定于剪纸单元的剪纸螺线中心。
3.如权利要求2所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关，其特征在于：所述拉伸轴的伸缩距离为相对原点-5mm～5mm。
4.如权利要求2所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关，其特征在于：所述多个微位移单元的固定平板集成一体。
5.如权利要求1所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关，其特征在于：所述机电控制系统包括O/I设备和控制终端，所述控制终端通过O/I设备连接微位移结构。
6.权利要求1～5任一项所述的可调谐实验场地用变形剪纸声开关的应用，其特征在于：用于声学实验室以及其他需要对声音传播频率进行控制的场景，通过螺线剪纸结构中剪纸单元的不同三维变形实现仅输出所需频带内的声能。
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|---|---|---|---|---|
| CN117006982A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-11-07 | 南京航空航天大学 | 一种精密设备位移监测装置及其监测方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105430867A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-03-23 | 北京空间机电研究所 | 一种用于ccd相机的降噪电路 |
| CN108062947A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-22 | 华中科技大学 | 一种基于图案化裁剪技术形成声涡旋的方法 |
| US10128439B1 (en) * | 2017-06-30 | 2018-11-13 | California Institute Of Technology | Reprogrammable phononic metasurfaces |
| CN109041413A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-18 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种深度抑制超宽带同步开关噪声的电磁带隙结构 |
| CN109578481A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-05 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种串联多周期结构的减振降噪弹簧 |
| CN209472823U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-08 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种深度抑制超宽带同步开关噪声的电磁带隙结构 |
| CN110989207A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-10 | 郑州大学 | 一种双向机械调谐的太赫兹波调制器及其制备方法和应用 |
| CN113727263A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-30 | 苏州星航综测科技有限公司 | 一种声传播系统 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105430867A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-03-23 | 北京空间机电研究所 | 一种用于ccd相机的降噪电路 |
| US10128439B1 (en) * | 2017-06-30 | 2018-11-13 | California Institute Of Technology | Reprogrammable phononic metasurfaces |
| CN108062947A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-22 | 华中科技大学 | 一种基于图案化裁剪技术形成声涡旋的方法 |
| CN109041413A (zh) * | 2018-10-31 | 2018-12-18 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种深度抑制超宽带同步开关噪声的电磁带隙结构 |
| CN209472823U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-10-08 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种深度抑制超宽带同步开关噪声的电磁带隙结构 |
| CN109578481A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-04-05 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种串联多周期结构的减振降噪弹簧 |
| CN110989207A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-10 | 郑州大学 | 一种双向机械调谐的太赫兹波调制器及其制备方法和应用 |
| CN113727263A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-30 | 苏州星航综测科技有限公司 | 一种声传播系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Realization of full and directional band gap design by non-gradient topology optimization in acoustic metamaterials;Xiaopeng Zhang et al;《Extreme Mechanics Letters》;第42卷;全文 * |
| 用于汽车低频振动控制的局域共振声子晶体;麻乘榕;邵晨;万庆冕;王晓娜;程营;刘晓峻;;应用声学(01);全文 * |
| 螺旋局域共振单元声子晶体板结构的低频振动带隙特性研究;吴九汇;张思文;沈礼;;机械工程学报(10);全文第63-67页，附图1-3 * |
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