一種發聲頭盔的製作方法

2023-06-28 00:10:36

專利名稱：一種發聲頭盔的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及具有發音功能的頭盔，尤其是涉及用稀土超磁致伸縮材料作為驅動元件的一種發聲頭盔。
背景技術：
在冶金、礦業、工程、搶險、救災、消防、警務、軍事等環境嘈雜的場合，現場人員必須隨時接受上級的指令，聽取同伴的談話。雖然現場人員可以使用手機或對講機，但是，在這些場合，現場人員幾乎都要戴頭盔，而頭盔的隔音作用嚴重的妨礙了人耳的聽力。使用耳塞機雖然可以屏蔽部分外界噪音，但是，戴了耳塞機之後，耳朵就很難再聽取環境中的聲音。所以在這種情況下，將發聲元件裝在頭盔上，由頭盔發聲是一種理想的選擇。在這種情況下，不僅能聽清楚來自頭盔的聲音，也可以聽清環境中的各種聲音。
由於作業環境的特殊性，若將傳統動聲式揚聲器安裝在安全帽上，受紙盆材料及製造技術的限制，不能滿足嘈雜環境下大功率聲音的要求。平板振膜是近幾年發展起來的一項新技術，它採用電磁或壓電式驅動，利用音圈對其軸對稱一次分割振動的節線位置進行驅動，各部分均可作為單獨發聲器件，但驅動器響應速度慢、壓電材料易老化、驅動電壓高等問題也決定了平板式揚聲器也不能滿足上述作業場所的要求。所以，需要尋求新材料及新原理來解決上述問題。

發明內容
本實用新型的目的在於提供以稀土超磁致伸縮材料為核心驅動元件的一種發聲頭盔。
本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是包括由頭盔帽殼和頭盔帽襯組成的頭盔；在頭盔帽殼上裝有磁致伸縮驅動器。
所述的磁致伸縮驅動器是在驅動器後蓋上裝有驅動器外殼用螺釘連成一體，驅動器外殼內的驅動器後蓋上端面由下至上依次裝有永久磁體、外面繞有激勵線圈而內裝有稀土超磁致伸縮材料棒的線圈骨架和外面套有碟形彈簧的輸出杆，輸出杆與稀土超磁致伸縮材料棒同軸安裝，輸出杆上端穿過驅動器外殼上端的外殼中心孔，驅動器外殼上端兩側開有法蘭孔，露在驅動器外殼的輸出杆頂在頭盔帽殼上，固定螺釘穿過法蘭孔與頭盔帽殼連成一體，激勵線圈引出引線。
所述的磁致伸縮驅動器為是一個、兩個或多個；磁致伸縮驅動器固定在頭盔帽殼的內部或外部；磁致伸縮驅動器還可固定在頭盔帽殼的正上方、側面或與兩耳對應的位置。
本實用新型與背景技術相比具有的有益效果是1、作為核心元件的磁致伸縮材料棒是一種高能量密度的稀土超磁致伸縮材料，所以，發聲功率大，聲音清晰，能滿足在嘈雜場所中收聽聲音的要求；2、磁致伸縮材料棒直接驅動頭盔帽殼整體振動，聲音彌散性好，不像用耳塞收聽，耳朵被堵塞，無法聽清環境中的聲響。
本實用新型發音功率大，能滿足在冶金、礦業、工程、搶險、救災、消防、警務、軍事等環境嘈雜的場合使用。


圖1是磁致伸縮驅動器結構示意圖；圖2是一種發聲頭盔的結構示意圖；圖3是另一種發聲頭盔的結構示意圖；圖4是第三種發聲頭盔的結構示意圖。
圖中A、磁致伸縮驅動器，B、頭盔，1、稀土超磁致伸縮材料棒，2、激勵線圈，3、線圈骨架，4、永久磁體，5、輸出杆，6、驅動器外殼，7、外殼中心孔，8、碟形彈簧，9、驅動器後蓋，10、應力螺釘，11、驅動器外殼法蘭孔，12、固定螺釘，13、頭盔帽殼，14、頭盔帽襯，15、引線。
具體實施方式
如圖2、圖3、圖4所示，本實用新型包括由頭盔帽殼13和頭盔帽襯14組成的頭盔B；在頭盔帽殼13上裝有磁致伸縮驅動器A。
如圖1所示，所述的磁致伸縮驅動器A是在驅動器後蓋9上裝有驅動器外殼6用螺釘10連成一體，驅動器外殼6內的驅動器後蓋9上端面由下至上依次裝有永久磁體4、外面繞有激勵線圈2而內裝有稀土超磁致伸縮材料棒1的線圈骨架3和外面套有碟形彈簧8的輸出杆5，輸出杆5與稀土超磁致伸縮材料棒1同軸安裝，輸出杆5上端穿過驅動器外殼6上端的外殼中心孔7，驅動器外殼6上端兩側開有法蘭孔11，露在驅動器外殼6的輸出杆5頂在頭盔帽殼13上，固定螺釘12穿過法蘭孔11與頭盔帽殼13連成一體，激勵線圈2引出引線15。
所述的磁致伸縮驅動器A為是一個、兩個或多個；磁致伸縮驅動器A固定在頭盔帽殼13的內部或外部，磁致伸縮驅動器A還可固定在頭盔帽殼13的正上方、側面或與兩耳對應的位置。如圖2所示，磁致伸縮驅動器A固定在頭盔帽殼13的外部頂上；如圖3所示，磁致伸縮驅動器A固定在頭盔帽殼13的內部頂上；如圖4所示，磁致伸縮驅動器A固定在頭盔帽殼13的外部一個側面上。
磁致伸縮驅動器中的稀土超磁致伸縮材料棒，一般使用(TbDy)Fe2型、SmFe2型或其它類型的REFe2型化合物。其中的RE指稀土元素中的一種、兩種或多種元素。這些材料可以是鑄造合金、定向凝固晶體，也可以是燒結或粘結材料。
在本實用新型中，稀土超磁致伸縮材料棒採用Tb0.3Dy0.7Fe2型的定向凝固棒，在40kA/m的磁場中，它能產生約1000×10-6的應變。永磁體(4)選用NdFeB燒結磁體，它在磁致伸縮棒中產生30至40kA/m的偏磁場。激勵線圈2產生的音頻勵磁場的峰植約±30kA/m。碟形彈簧8在磁致伸縮棒中產生的壓應力應該調整到5至10MPa的水平。
永久磁體裝設在稀土超磁致伸縮材料棒的兩端，它在棒中生產合適的偏磁場。永久磁體的設計應該使得偏磁場選定在磁致伸縮材料棒的磁致伸縮應變同磁場強度的關係曲線(λ-H曲線)的線性段的中點。磁致伸縮材料棒在偏置磁場中工作可以消除倍頻現象，減小音頻輸出失真。永久磁體可以使用釹鐵硼型的材料，也可以採用其它類型的永久磁體。
在磁致伸縮驅動器中，最好能夠對稀土超磁致伸縮材料棒施加軸向壓應力，而且此軸向壓應力的大小最好可以調節。當壓應力合適時，棒能獲得對於激勵線圈中的驅動電磁場的最佳響應。為了簡化結構，也可以不施加壓應力。
與發聲頭盔相配合應該配備對講機和功放電路及電源，來自對講機的音頻訊號經過功放電路放大後再接入磁致伸縮驅動器的激勵線圈產生驅動電磁場，驅動磁致伸縮棒產生音頻振動。該振動通過輸出杆傳遞給帽盔，從而使帽盔產生音頻振動，使人耳聽到與信號相對應的聲音。
功放電路板、電池可以與磁致伸縮驅動器做成一個整體的器件，也可以相互組合成兩個或多個器件，一些放在頭盔上，另一些隨身攜帶。
經過信號接收電路板送來的信號，或直接從線路送來的信號，經過功率放大電路板放大，產生的音頻電流輸入激勵線圈，上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護範圍內，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種發聲頭盔，包括由頭盔帽殼(13)和頭盔帽襯(14)組成的頭盔(B)；其特徵在於在頭盔帽殼(13)上裝有磁致伸縮驅動器(A)。
2.根據權利要求1所述的一種發聲頭盔，其特徵在於所述的磁致伸縮驅動器(A)是在驅動器後蓋(9)上裝有驅動器外殼(6)用螺釘(10)連成一體，驅動器外殼(6)內的驅動器後蓋(9)上端面由下至上依次裝有永久磁體(4)、外面繞有激勵線圈(2)而內裝有稀土超磁致伸縮材料棒(1)的線圈骨架(3)和外面套有碟形彈簧(8)的輸出杆(5)，輸出杆(5)與稀土超磁致伸縮材料棒(1)同軸安裝，輸出杆(5)上端穿過驅動器外殼(6)上端的外殼中心孔(7)，驅動器外殼(6)上端兩側開有法蘭孔(11)，露在驅動器外殼(6)的輸出杆(5)頂在頭盔帽殼(13)上，固定螺釘(12)穿過法蘭孔(11)與頭盔帽殼(13)連成一體，激勵線圈(2)引出引線(15)。
3.根據權利要求1或2所述的一種發聲頭盔，其特徵在於所述的磁致伸縮驅動器(A)為是一個、兩個或多個；磁致伸縮驅動器(A)固定在頭盔帽殼(13)的內部或外部；磁致伸縮驅動器(A)還可固定在頭盔帽殼(13)的正上方、側面或與兩耳對應的位置。
專利摘要本實用新型公開一種發聲頭盔。包括由頭盔帽殼和頭盔帽襯組成的頭盔；在頭盔帽殼上裝有磁致伸縮驅動器。將磁致伸縮驅動器固定在頭盔帽殼的內部或外部，或固定在頭盔帽殼的正上方、後方或與兩耳對應的位置，或固定在頭盔帽殼的其它位置。磁致伸縮驅動器產生音頻震動，並將震動傳遞到頭盔，使頭盔振動發聲。本實用新型發音功率大，能滿足在嘈雜場所中收聽聲音的要求，可在冶金、礦業、工程、搶險、救災、消防、警務、軍事等環境嘈雜的場合，現場人員接受上級指令和聽取同伴談話的要求。
文檔編號A42B3/30GK2875124SQ2005201172
公開日2007年3月7日 申請日期2005年12月15日 優先權日2005年12月15日
發明者周建軍, 李碚, 陳連春, 朱道義 申請人:杭州電子科技大學