CN214629449U - 一种超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器。其中，超声波聚能装置包括聚能部，聚能部的截面为梯形，其设有聚集口和扩散口，聚集口比扩散口小；超声波聚能装置还包括超声波固定部，超声波固定部将超声波聚能装置与超声波驱赶器的超声波发射头固定在一起，使超声波发射头发出的超声波进入聚集口后聚拢增强，且在超声波聚能装置的作用下沿着远离扩散口方向超声波的覆盖范围逐渐扩大。其有益效果是，使超声波集中到声波扩散口的前方，保证超声波的声音聚拢后沿一个角度扩散，从而增强了超声波的强度，又能保证超声波声音覆盖足够的范围，使用了该超声波聚能装置的超声波驱赶器在驱赶动物时可以达到更好的驱赶效果。

Description

一种超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器

技术领域

本实用新型涉及超声波声音驱赶应用领域，尤其涉及一种超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器。

背景技术

人耳能听到声音的频率范围是在20Hz～20,000Hz之，低于20Hz频率的声音叫次声波，高于20,000Hz频率的声音叫超声波。因为人耳的构造，次声波和超声波人耳都听不到；但动物能听到声音的频率范围更广，狗的听觉频率范围65Hz～50,000Hz的声音，老鼠听觉的频率200Hz～76,000Hz。

超声波驱赶器就是产生一个高分贝但人耳听不到的超声波声音，来威慑和驱赶动物的，现有超声波驱赶器一般使用25KHz频率的超声波声音。

要产生一种高分贝的超声波，超声波驱赶器需要比较高的功率驱动才可以。但是，因为超声波发射头的额定加载功率有限，另外超声波在空气传播过程中，因为其频率比较高衰减比较快，所以超声波驱赶器的有效距离都比较短，驱赶效果不够理想。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器，其解决了现有技术超声波驱赶器的超声发射器发射的超声波强度较小，驱赶效果不好的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

第一方面，提供一种超声波聚能装置，超声波聚能装置包括聚能部，聚能部的截面为梯形，其设有聚集口和扩散口，聚集口比扩散口小；

超声波聚能装置还包括超声波固定部，超声波固定部将超声波聚能装置与超声波驱赶器的超声波发射头固定在一起，使超声波发射头发出的超声波进入聚集口后聚拢增强，且在超声波聚能装置的作用下沿着扩散口方向超声波的覆盖范围逐渐扩大。

可选的，超声波聚能装置的超声波增益效果与聚能部的长度成正对应关系，且聚能角度α越接近30°超声波增益效果越好，其中，聚能角度α为聚能部的内壁与聚能部的轴向方向之间的夹角。

可选的，聚能角度α范围为20°至35°或者聚能角度α为30°，其中，聚能角度α为聚能部的内壁与聚能部的轴向方向之间的夹角。

可选的，聚能部的内壁为光滑平面；或者聚能部的内壁设有光滑阶梯面。

第二方面，提供一种超声波驱赶器，包括超声波发射装置和如第一方面所述的超声波聚能装置；

超声波发射装置包括发射器主体、超声波发射头和发射头外壳，发射器主体设于发射头的后端；超声波发射头固定在发射头外壳内；

超声波发射头及超声波聚能装置的固定部固定在发射头外壳上，并且超声波发射头的发射口位于超声波聚能装置的聚集口处。

可选的，超声波驱赶器还包括电源和主体外壳，电源置于主体外壳尾部并与超声波发射装置电连接，主体外壳的头部与发射头外壳固定在一起。

可选的，发射器主体上设有至少一个按键，主体外壳上对应按键设有开口。

可选的，主体外壳上还设有Micro USB接口，Micro USB接口与电源电连接。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器，将超声波发射装置的超声波发射头设置在聚能装置的声波聚集口处，超声波发射头发射出的超声波从聚集口进入聚能装置的聚能部，经聚能部作用聚拢增强后从扩散口扩散出去，使超声波集中到扩散口的前方，从而增强了超声波的强度，并增加了超声波驱赶器的有效距离，并且超声波从扩散口扩散之后沿着远离声波扩散口的方向其覆盖范围逐渐扩大，也避免了超声波的过于集中导致有效覆盖范围过小给实际操作带来困难的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种聚能装置的立体示意图；

图2为超声波聚能装置的聚能部采用光滑内壁的剖面示意图；

图3为超声波聚能装置的聚能部的内壁设置光滑阶梯面的剖面示意图；

图4为未采用超声波聚能装置的超声波发射装置的检测示意图；

图5为采用超声波聚能装置的超声波发射装置的检测示意图；

图6为本实用新型提供的一种超声波驱赶器的立体示意图；

图7为图6中的超声波驱赶器的爆炸示意图。

【附图标记说明】

100、主体外壳；110、上盖；120、下盖；200、电源；300、超声波发射装置；310、发射器主体；320、超声波发射头；321、超声波发射口；331、上壳体；332、下壳体；333、指示灯；400、超声波聚能装置；410、聚集口；420、扩散口；430、固定部；500装饰环。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。

本实用新型实施例提出的超声波聚能装置和应用此装置的超声波驱赶器，包括超声波发射装置和超声波聚能装置；该超声波聚能装置设有喇叭型的聚能部，该聚能部的两端分别设有聚集口和扩散口，其中，该聚集口比该扩散口小，该聚能部的截面形状为梯形；该超声波发射装置设有超声波发射头，该超声波发射头的发射口置于该聚能部的聚集口处，超声波进入聚集口后聚拢增强，且在超声波聚能装置的作用下沿着扩散口方向超声波的覆盖范围逐渐扩大。

本实用新型在超声波发射方向加了一个超声波聚能装置，超声波聚能装置的聚能部的内壁采用光滑平面或者或光滑阶梯面，能够聚拢增强超声波并沿着聚能部的聚集口扩散，该超声波聚能装置可以用在各种超声波驱赶器上，如超声波驱狗器，超声波驱狼器，超声波驱鼠器等同类设备上。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

具体实施例描述部分

实施例1：

请参阅图1至图3，本实施例的超声波聚能装置400设有一个喇叭型的聚能部，该聚能部的两端分别设有聚集口410和扩散口420，其中，聚集口410比扩散口420小，且该聚能部的截面形状为梯形。该聚集口410处设有固定部430，该固定部430内设有容纳腔。该固定部430可以固定在超声波发射装置上，并使超声波发射装置的超声波发射头被容纳腔收容，该超声波发射头的超声波发射口置于该聚能部的聚集口410处，超声波进入聚集口410后聚拢增强，且在聚能部的作用下沿着远离扩散口420的方向超声波的覆盖范围逐渐扩大。

实际应用中，该固定部430也可以设置在聚能部的外壁上；容纳腔也不是必须的，只要使超声波发射头位于聚集口中即可。这样可以使超声波发射头发射出的超声波尽可能全部进入聚能部，提高聚能部的增益效果。

具体的，超声波发射头置于聚集口410内，可以使超声波发射口321发出的超声波经过聚能部的内壁反射后聚拢增强集中到扩散口420扩散出去，其扩散范围集中在扩散口420的前方，且沿着远离扩散口420的方向超声波的覆盖范围逐渐扩大，在增加超声波强度的同时，也避免了超声波的过于集中导致有效覆盖范围过小给实际操作带来困难的问题。

参阅图2，定义聚能角度α为该聚能部的内壁与聚能部的轴向方向之间的夹角，聚能部长度L为聚集口410与扩散口420之间的距离。聚能部的增益效果与L的大小成正对应关系，并且α越接近30°，聚能部的增益效果越好。

如图4和图5所示，分别为未采用超声波聚能装置的超声波发射装置的检测示意图和用超声波聚能装置的超声波发射装置的测试示意图。

在测试时，采用相同的超声波驱动电路，对采用不同尺寸参数(即α和L)的超声波聚能装置400的超声波发射装置300和未采用超声波聚能装置400的超声波发射装置300进行测试，并且将超声波发射装置300和超声波接收装置之间的距离固定在30cm。超声波发射装置300的超声波发射传感器发出超声波，超声波接收装置的超声波接收传感器接收超声波声音并将接收的超声波声音转换成电压，电压可以在示波器中通过测量的峰峰值电压Vpp读出。该测试可以对比超声波发射装置在不用聚能装置和采用具有不同角度不同长度的聚能部的聚能装置后接收的Vpp值，通过Vpp值比较可以判断采用超声波聚能装置的效果。

参阅表1，为在相同的驱动电路中，对采用不同尺寸参数(即α和L)的超声波聚能装置的超声波发射装置和未采用超声波聚能装置的超声波发射装置的超声波检测结果表。

表1

由表1可以看出，增加超声波聚能装置400后，超声波发射装置300的Vpp值比未增加超声波聚能装置400时的Vpp值大；在聚能角度相同的情况下，聚能部的长度越长，增益效果越好；在聚能部的长度相等的情况下，聚能角度越接近30°，增益效果越好。

实际应用中，聚能角度α可在20°至35°范围内取值，当α＝30°时，增益效果较好。

聚能部的长度则可以根据实际需要选取，考虑到超声波驱赶器需要携带方便和外观美观，聚能部长度不宜过长。

实际应用中，聚能部的内壁可以采用光滑的平面，如图2所示，也可以在内壁上设置具有光滑的阶梯面，如图3所示，其内壁上设置了类似阶梯的凹凸造型的花纹，当然也可以形成波浪形或其他形状规则或不规则的花纹等。

本实施例的超声波聚能装置，可以使超声波从聚集口进入聚能装置的聚能部，经聚能部作用聚拢增强后从扩散口扩散出去，使超声波集中到扩散口的前方，从而增强了超声波的强度，并且超声波从扩散口扩散之后沿着远离声波扩散口的方向超声波的覆盖范围逐渐扩大，也避免了超声波的过于集中导致有效覆盖范围过小给实际操作带来困难的问题。

实施例2

参阅图6和图7，本实施例的超声波驱赶器包括主体外壳100、电源200、超声波发射装置300和超声波聚能装置400。

该超声波发射装置300包括发射器主体310、超声波发射头320和发射头外壳。

发射器主体310采用圆柱体结构，其侧面设有多个按键，用于控制超声波发射装置的工作状态。该多个按键至少包括开关按键和威慑按键，其中，开关按键用于使超声波发射装置300与电源200实现导通或断开，威慑按键用于控制超声波发射头320发射出超声波。

实际应用中，可以根据超声波发射装置300的实际功能设置其他的按键，比如训狗按键等。

超声波发射头320设于发射器主体310的前端，其端部设有超声波发射口321。

发射头外壳固定在超声波发射头320上。为了方便超声波发射头320与超声波聚能装置400的安装固定，该发射头外壳包括上壳体331和下壳体332，该上壳体331和下壳体332装配在一起之后组成一个两端开口的圆筒，超声波发射头320固定在该圆筒的内部的后端。该上壳体331上还设有指示灯333，该指示灯333与发射器主体310电连接，用于指示超声波发射装置300的工作状态。

超声波聚能装置400可采用实施例1的超声波聚能装置，其设有一个喇叭型的聚能部，该聚能部的两端分别设有聚集口410和扩散口420，其中，聚集口410比扩散口420小，且聚能部的截面形状为梯形。该聚集口410处设有固定部430，该固定部430内设有容纳腔。该固定部430可以固定在超声波发射装置上300，并使超声波发射装置300的超声波发射头320被容纳腔收容，该超声波发射头320的超声波发射口321置于该聚能部的聚集口410处，超声波进入聚集口410后聚拢增强，且超声波的覆盖范围在超声波聚能装置400的作用下沿着远离扩散口321方向逐渐扩大。

本实施例中，可以在发射头外壳的上壳体331和下壳体332内设置卡槽，在超声波发射头320上设置凸起卡扣或圆环，当上壳体331和下壳体332配合在一起时，通过卡扣的方式将超声波发射头320固定在发射头外壳中。采用同样的结构也可以将超声波聚能装置400固定在发射头外壳中。

实际应用中，发射头外壳和超声波发射头320以及超声波聚能装置400之间也可以采用螺纹配合的方式固定在一起，或者利用螺钉或铆钉等方式固定在一起，此时发射头外壳也可以一体成型无需分成两个独立的上壳体331和下壳体332。

请继续参阅图7，本实施例中，为了使超声波驱赶器的外观更加美观，还设有装饰环500，该装饰环500套设在超声波聚能装置400的聚能部上并与发射头外壳接触。

该主体外壳100包括上盖110和下盖120。该上盖110和下盖120装配在一起之后，组成一个一端开口的圆筒。电源200固定在该圆筒的内部的后端，电源200与超声波发射装置300的发射器主体310电连接。该上盖110和下盖120固定在发射头外壳上，并使发射器主体310设于该圆筒的内部的前端。该上盖110对应发射器主体310上的按键设有开口，可以将按键露出，方便操作。该主体外壳100的尾部还设有Micro USB接口，该Micro USB接口与电源200电连接。实际应用中，该Micro USB接口可以设置在上盖110或下盖120的尾部。

本实施例中，发射头外壳的上壳体331和下壳体332的外部侧壁上均设置了卡槽，主体外壳100的上盖110和下盖120的内壁上对应设有与卡槽配合的卡扣。当上盖110和下盖120配合在一起时，通过卡扣的方式将发射头外壳固定在主体外壳100中。

实际应用中，发射头外壳和主体外壳100之间也可以采用螺纹配合的方式固定在一起，或者利用螺钉或铆钉等方式固定在一起，此时主体外壳100也可以一体成型无需分成两个独立的上盖110和下盖120。

实际应用中，该超声波驱赶器不仅包括超声波驱狗器，可以包括用于驱赶其他生物的驱赶器，比如超声波驱狼器，超声波驱鼠器等同类设备。

本实施例的超声波驱赶器，设置了超声波聚能装置，并将超声波发射装置的超声波发射口设置在聚能装置的声波聚集口处，超声波发射口发射出的超声波从声波聚集口进入聚能装置的聚能部，经聚能部的内壁反射后从声波扩散口扩散出去，使超声波集中到声波扩散口的前方，从而增强了超声波的强度，并且超声波从声波扩散口扩散之后沿着远离声波扩散口的方向其覆盖范围逐渐扩大，也避免了超声波的过于集中导致有效覆盖范围过小给实际操作带来困难的问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种超声波聚能装置，其特征在于，所述超声波聚能装置包括聚能部，所述聚能部的截面为梯形，其设有聚集口和扩散口，所述聚集口比所述扩散口小；

所述超声波聚能装置还包括超声波固定部，所述超声波固定部用于将所述超声波聚能装置与超声波驱赶器的超声波发射头固定在一起，以使超声波发射头发出的超声波进入所述聚集口后聚拢增强，且所超声波的覆盖范围在所述聚能部的作用下沿着远离扩散口方向逐渐扩大。

2.根据权利要求1所述的超声波聚能装置，其特征在于，所述超声波聚能装置的超声波增益效果与所述聚能部的长度成正对应关系，且聚能角度α越接近30°超声波增益效果越好，其中，所述聚能角度α为所述聚能部的内壁与所述聚能部的轴向方向之间的夹角。

3.根据权利要求1所述的超声波聚能装置，其特征在于，聚能角度α范围为20°至35°或者聚能角度α为30°，其中，所述聚能角度α为所述聚能部的内壁与所述聚能部的轴向方向之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的超声波聚能装置，其特征在于，所述聚能部的内壁为光滑平面；或者

所述聚能部的内壁设有光滑阶梯面。

5.一种超声波驱赶器，其特征在于，包括超声波发射装置和如权利要求1至4任一项的超声波聚能装置；

所述超声波发射装置包括发射器主体、超声波发射头和发射头外壳，所述发射器主体设于所述超声波发射头的后端；

所述超声波发射头固定在所述发射头外壳内；

所述超声波发射头及所述超声波聚能装置的固定部固定在所述发射头外壳上，并且所述超声波发射头的发射口位于所述超声波聚能装置的聚集口处。

6.根据权利要求5所述的超声波驱赶器，其特征在于，所述超声波驱赶器还包括电源和主体外壳，所述电源置于所述主体外壳的尾部并与所述超声波发射装置电连接，所述主体外壳的头部与所述发射头外壳固定在一起。

7.根据权利要求6所述的超声波驱赶器，其特征在于，所述发射器主体上设有至少一个按键，所述主体外壳上对应所述按键设有开口。

8.根据权利要求7所述的超声波驱赶器，其特征在于，所述主体外壳上还设有MicroUSB接口，所述Micro USB接口与所述电源电连接。

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