CN216923755U - 麦克风阵列非同步测量平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种麦克风阵列非同步测量平台，包括运动底座机构、水平滑动部件、支撑部件、竖直移动部件和麦克风阵列；运动底座机构用于实现所述麦克风阵列非同步测量平台整体支撑、移动及位置锁定；水平滑动部件固定在所述运动底座机构上，用于实现支撑部件的可控水平滑动，并能够确定支撑部件的滑动位置；支撑部件与所述水平滑动部件滑动配合，用于支撑竖直移动部件；竖直移动部件安装在所述支撑部件上部，用于连接所述麦克风阵列，并能够实现所述麦克风阵列竖直方向可控移动。本实用新型通过设计运动底座机构、水平滑动部件、支撑部件、竖直移动部件，最终形成一个可以实现麦克风阵列水平移动以及垂直移动的非同步测量平台。

Description

麦克风阵列非同步测量平台

技术领域

本实用新型涉及一种非同步测量平台，特别涉及一种麦克风阵列非同步测量平台。

背景技术

利用麦克风阵列进行声源定位目前正广泛地应用在各个行业中，如天然气管道泄漏检测、高压局部放电检测、高铁受电弓故障检测、海底探测、车辆噪声检测等领域。

阵列信号处理以及波束形成算法在长期的发展中已经较为完备，但麦克风阵列因自身的局限性限制了工作的范围，即：当工作所需要的频率范围较大时，需要调整阵列中麦克风的密度；当工作所需要的扫描声源平面较大时，需要扩大阵列的口径来满足需求。这就对阵列的设计提出了更大的要求，以及更高的经济成本。

为了解决在工作时所要求的较大频率范围、阵列口径并且平衡经济成本，非同步测量声源定位方法被提出。非同步测量是通过顺序地移动口径较小的麦克风阵列，使得在不同的位置采集同一声源平面的声信号。得到不同位置下的互谱矩阵并将这些互谱矩阵沿着矩阵对角线排列，组成大的数据缺失的互谱矩阵，通过矩阵补全方法将数据恢复，以达到大口径、高密度的麦克风阵列的功用。

目前非同步测量方法中麦克风阵列的移动大多利用人力搬运，这种移动方式效率低下，且移动的距离也不能精确地把控，在垂直方向上的移动更加困难，对最终的声源重构产生一定的误差。缺乏一种针对非同步测量方法专用的测量平台，因此研究一种专用的测量平台能够使麦克风阵列便捷地、稳定地、准确地移动，在不同的位置进行声信号采集具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的就是为解决上述麦克风阵列在移动过程中遇到准确、稳定、便捷等的问题而提出的麦克风阵列非同步测量平台，通过设计运动底座机构、水平滑动部件、支撑部件、竖直移动部件，最终形成一个可以实现麦克风阵列水平移动以及垂直移动的非同步测量平台。

本发明的技术方案为：

所述一种麦克风阵列非同步测量平台，包括运动底座机构、水平滑动部件、支撑部件、竖直移动部件和麦克风阵列；

所述运动底座机构，用于实现所述麦克风阵列非同步测量平台整体支撑、移动及位置锁定；

所述水平滑动部件，固定在所述运动底座机构上，用于实现支撑部件的可控水平滑动，并能够确定支撑部件的滑动位置；

所述支撑部件，与所述水平滑动部件滑动配合，用于支撑竖直移动部件；

所述竖直移动部件，安装在所述支撑部件上部，用于连接所述麦克风阵列，并能够实现所述麦克风阵列竖直方向可控移动。

进一步的，所述运动底座机构包括平台底板和万向型滚轮；多个万向型滚轮分别固定在平台底板下方的不同位置，使得整个平台底板能够移动以及转向。所述万向型滚轮用于移动整个非同步测量平台，无需人力搬动便可方便地移动整个平台，提高了测量的便携性。

进一步的，所述万向型滚轮上安装有刹车片，通过刹车片能够使万向型滚轮无法转动。达到在测量时整个非同步测量平台固定，提高了测量的稳定性。

进一步的，所述水平滑动部件包括滑轨和滑块，多根滑轨分别平行地固定在平台底板上；所述滑轨为滑块提供轨道，滑块能够沿着滑轨在水平方向移动；且滑块上装有锁紧机构，当锁紧机构工作时，滑块固定在滑轨上。

进一步的，所述支撑部件包括移动底板和圆筒支架；所述移动底板下方与滑块固定，上方与圆筒支架固定；移动底板支撑圆筒支架，并能够随着滑块的移动将圆筒支架进行水平方向上移动。

进一步的，所述圆筒支架由十字形承重底座和整体圆筒组成，整体圆筒内部为空心结构，承重底座与下方的移动底板固定连接，承重底座与整体圆筒之间通过焊接方式进行固定，使得整体圆筒垂直于水平方向。

进一步的，所述平台底板上标有刻度，移动底板侧边安装有指示标，指示标指向平台底板上的刻度，能够准确度量水平方向上移动的距离。

进一步的，所述竖直移动部件包括齿轮齿条机构，齿条安装在整体圆筒的内部，齿轮安装在整体圆筒外部凸起部分，齿轮齿条进行啮合传动，齿条顶部焊接有麦克风阵列支撑底座，用于安放麦克风阵列；当齿轮转动时，齿条可以带动着麦克风阵列在垂直的方向进行移动；所述齿条上标有刻度以准确度量垂直方向上移动的距离。

进一步的，所述竖直移动部件还包括挡片和弹簧；

所述挡片安装在整体圆筒外部凸起部分，位于齿轮下方，与齿条的齿接触从而使得齿条在某个位置不会因为自重而下落；所述挡片在齿轮齿条机构进行啮合上升运动时并不会阻挡其运动，停止上升运动时，挡片能够挡住齿条的齿以阻止齿条下落；

所述弹簧为拉伸弹簧，弹簧两端的勾环分别连接在挡片与圆筒支架的突起处；初始状态下拉紧挡片，使得挡片可以紧靠在齿条的齿上，齿轮齿条机构每次啮合运动时都可以阻止齿条下落；转动挡片，弹簧处于拉伸状态，这时齿条能够向下运动，松开挡片，弹簧可将挡片自动归为初始位置。

进一步的，所述竖直移动部件还包括手柄；所述手柄与齿轮的轴通过焊接的方式进行固定，转动手柄能够使齿轮同时转动，齿条与上方的麦克风阵列也进行垂直方向上的移动。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、整体装置多数用螺纹连接的方式固定，便于拆卸，质量轻方便携带，万向滚轮可以在不同方向进行转动与移动，且带有刹车功能，可提高整个装置的稳定性；

2、通过滑轨滑块进行水平方向的移动，并用刻度来度量移动的距离使得移动的距离、方向的准确性提高，代替了现有的通过人工进行水平移动麦克风阵列的不便与误差大；

3、通过齿轮齿条机构进行垂直方向的移动，并用刻度来度量移动的距离使得移动的距离、方向的准确性提高，代替了现有的通过人工进行垂直移动麦克风阵列的不便与误差大。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的滑轨滑块局部示意图；

图3为本实用新型的平台底板刻度局部示意图；

图4为本实用新型的齿轮齿条机构局部剖面示意图；

图5为本实用新型的齿条刻度局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型提供一种麦克风阵列非同步测量平台，包括万向型滚轮1、平台底板2、滑轨3、滑块4、移动底板5、圆筒支架6、齿轮7、齿条8、挡片9、弹簧10、手柄11、麦克风阵列12、指示标13等。

如图1所示，万向型滚轮1通过螺纹连接的方式固定在平台底板2的下方。四个万向型滚轮1分别固定在平台底板2下方的不同位置。所述万向型滚轮1能使得整个平台进行移动以及转向，并且每个万向型滚轮1都装有刹车片，所述刹车片能使得万向型滚轮1安稳地固定在地面，提高整个平台测量时的稳定性。

如图2所示，滑轨3通过螺纹连接的方式固定在平台底板2上方，平台底板2支撑着滑轨3、滑块4、移动底板5及圆筒支架6。两个滑轨3分别平行地固定在平台底板2上方的不同位置。所述滑轨3为滑块4提供轨道，可使得滑块4沿着轨道在在水平方向移动。

所述滑块4配合在滑轨3的轨道上，滑块4上制有内螺纹孔，内部有多个滚珠与滑轨3的轨道进行接触。两个滑块为一组配合安装在一个滑轨3的轨道上，移动底板通过螺纹连接的方式与滑块4上方固定，滑块4沿着滑轨3在水平方向上进行移动。

所述移动底板5下方通过螺纹连接的方式与四个滑块4进行固定，上方通过螺纹连接的方式与圆筒支架6进行固定，移动底板5支撑着圆筒支架6，并带随着滑块4的移动将圆筒支架6进行水平方向上移动。移动底板5侧边固定有指示标13，指示标13指向平台底板2上的刻度，可准确度量水平移动的距离。

所述圆筒支架6由承重底座和整体圆筒组成，整体圆筒内部为空心结构，能使平台的整体重量减轻。承重底座通过螺纹连接的方式与下方的移动底板5进行固定，承重底座与整体圆筒之间通过焊接的方式进行固定，使得整体圆筒垂直于水平方向。

如图3所示，平台底板2上面标有刻度，10毫米为一个刻度，通过指示标13指向平台底板2的刻度，能够准确地度量移动底板5所移动的距离。

如图4所示，齿轮7安装在整体圆筒外部凸起部分，齿条8安装在整体圆筒内部。齿轮7与齿条8进行啮合传动。齿轮7的轮毂上设有键槽，通过键连接的方式与轴进行周向定位。

所述齿条8的上方焊接有麦克风阵列专用的支撑底座，可以将麦克风阵列稳定地固定到齿条8的上方。所述齿条8为从动件，齿轮7为主动件，当齿轮7进行转动时，齿条8可以带动着麦克风阵列在垂直的方向进行移动。

所述挡板9安装在整体圆筒外部凸起部分，位于齿轮7下方，与齿条8的齿接触从而使得齿条8在某个位置，不会因为自重而下落。在齿轮齿条机构进行啮合上升运动时并不会阻挡其运动，停止上升运动时，挡片可挡住齿条的齿以阻止齿条下落。

所述弹簧10为拉伸弹簧，弹簧10两端的勾环分别连接在挡片9与圆筒支架6的突起处。初始状态下拉紧挡片9，使得挡片9可以紧靠在齿条8的齿上，齿轮齿条机构每次啮合运动时都可以阻止齿条8下落。转动挡片9，弹簧10处于拉伸状态，这时齿条8能够向下运动，松开挡片9，弹簧10可将挡片9自动归为初始位置。

所述手柄11与齿轮7的轴通过焊接的方式进行固定，转动手柄11齿轮7同时转动，齿条与上方的麦克风阵列也进行垂直方向上的移动。

如图5所示，齿条8侧面标有刻度，10毫米为一个刻度。在整体圆筒上方的开口处观察齿条8，便可准确度量垂直移动的距离。

本实用新型实现的过程为：工作人员将整个平台推动至相应的位置，转动万向型滚轮1的刹车片，使四个万向型滚轮1与地面固定。推动移动底板5使其处于中心的位置，通过观察平台底板2上的刻度，记下此时的位置，旋转手柄11使麦克风阵列上升到合适的距离，并观察齿条8上的刻度，记下此时的位置，以此位置为坐标原点建立水平方向与垂直方向的坐标轴。此时便可知道初始状态下麦克风阵列的坐标。通过移动移动底板5，移动底板5下方的滑块4沿着滑轨3的轨道做水平方向的运动，观察并记录指示标13指向的刻度，该刻度即为在水平方向的移动距离。转动手柄11，齿轮7带动着齿条8做垂直方向的运动，观察并记录整体圆筒上方开口处齿条8上的刻度，该刻度即为在垂直方向的移动距离。挡片9保证了在齿轮齿条机构静止状态下不会因自重而下落。转动挡片9，齿轮齿条机构可做下降运动。弹簧10可以保证挡片9在松开的状态下自动复原。通过之前记录的刻度，麦克风阵列就可以到达水平以及垂直方向的不同位置，并可精确地得出多次测量的位置坐标。

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不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：包括运动底座机构、水平滑动部件、支撑部件、竖直移动部件和麦克风阵列；

所述运动底座机构包括平台底板和万向型滚轮；用于实现所述麦克风阵列非同步测量平台整体支撑、移动及位置锁定；多个万向型滚轮分别固定在平台底板下方的不同位置，使得整个平台底板能够移动以及转向；所述万向型滚轮用于移动整个非同步测量平台；

所述水平滑动部件，固定在所述运动底座机构上，用于实现支撑部件的可控水平滑动，并能够确定支撑部件的滑动位置；所述水平滑动部件包括滑轨和滑块，多根滑轨分别平行地固定在平台底板上；所述滑轨为滑块提供轨道，滑块能够沿着滑轨在水平方向移动；且滑块上装有锁紧机构，当锁紧机构工作时，滑块固定在滑轨上；

所述支撑部件，与所述水平滑动部件滑动配合，用于支撑竖直移动部件；

所述竖直移动部件，安装在所述支撑部件上部，用于连接所述麦克风阵列，并能够实现所述麦克风阵列竖直方向可控移动。

2.根据权利要求1所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述万向型滚轮上安装有刹车片，通过刹车片能够使万向型滚轮无法转动；达到在测量时整个非同步测量平台固定，提高了测量的稳定性。

3.根据权利要求1所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述支撑部件包括移动底板和圆筒支架；所述移动底板下方与滑块固定，上方与圆筒支架固定；移动底板支撑圆筒支架，并能够随着滑块的移动将圆筒支架进行水平方向上移动。

4.根据权利要求3所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述圆筒支架由十字形承重底座和整体圆筒组成，整体圆筒内部为空心结构，承重底座与下方的移动底板固定连接，承重底座与整体圆筒之间通过焊接方式进行固定，使得整体圆筒垂直于水平方向。

5.根据权利要求3所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述平台底板上标有刻度，移动底板侧边安装有指示标，指示标指向平台底板上的刻度，能够准确度量水平方向上移动的距离。

6.根据权利要求4所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述竖直移动部件包括齿轮齿条机构，齿条安装在整体圆筒的内部，齿轮安装在整体圆筒外部凸起部分，齿轮齿条进行啮合传动，齿条顶部焊接有麦克风阵列支撑底座，用于安放麦克风阵列；当齿轮转动时，齿条可以带动着麦克风阵列在垂直的方向进行移动；所述齿条上标有刻度以准确度量垂直方向上移动的距离。

7.根据权利要求6所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述竖直移动部件还包括挡片和弹簧；

所述挡片安装在整体圆筒外部凸起部分，位于齿轮下方，与齿条的齿接触从而使得齿条在某个位置不会因为自重而下落；所述挡片在齿轮齿条机构进行啮合上升运动时并不会阻挡其运动，停止上升运动时，挡片能够挡住齿条的齿以阻止齿条下落；

所述弹簧为拉伸弹簧，弹簧两端的勾环分别连接在挡片与圆筒支架的突起处；初始状态下拉紧挡片，使得挡片可以紧靠在齿条的齿上，齿轮齿条机构每次啮合运动时都可以阻止齿条下落；转动挡片，弹簧处于拉伸状态，这时齿条能够向下运动，松开挡片，弹簧可将挡片自动归为初始位置。

8.根据权利要求7所述一种麦克风阵列非同步测量平台，其特征在于：所述竖直移动部件还包括手柄；所述手柄与齿轮的轴通过焊接的方式进行固定，转动手柄能够使齿轮同时转动，齿条与上方的麦克风阵列也进行垂直方向上的移动。

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