一种传声器线阵列定位装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种传声器线阵列定位装置，属于平面近场声全息测量技术领域。本实用新型包括传声器支撑套、传声器、传声器线阵列支撑杆、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；传声器通过传声器支撑套固定在传声器线阵列支撑杆上，传声器线阵列支撑杆安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。本实用新型由步进电机带动纵向运动，利用步进电机运动精度高、瞬间启动和急速停止的优越特性，实现传声器线阵列在全息面上的精确定位；降低了近场声全息测量的劳动强度，提高了近场声全息测量的自动化水平。
【专利说明】
一种传声器线阵列定位装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种传声器线阵列定位装置，属于平面近场声全息测量技术领域。
【背景技术】
[0002]基于空间傅里叶变换的近场声全息方法是最普遍的近场声全息转换算法。但是，从全息面数据推算重建面声压、质点振速等数据是一个不适定的反问题，全息面测量数据微小的误差都能够引起重建面的结果发生巨大变化。为了克服这个不适定问题，一般是改进近场声全息空间转换算法。然而，通过传声器线阵列准确地获得全息面数据是近场声全息测量的第一步，也是非常重要的一步，能有效提高重建精度。
[0003]在平面近场声全息测量过程中，需要将传声器线阵列放置在靠近声源面处，采集声压、声强等数据。根据全息面数据获取方法的不同，可将近场声全息方法分为快照法和单参考传递函数法。快照法虽然数据采集速度快，但需要大量传声器组成的面阵列和与之匹配的并行测量通道，测量成本昂贵，不利于近场声全息的普及应用。中国专利申请号201420095856.7，发明名称为“一种适合车内噪声源测量的手持阵列”，涉及的就是一种手持式传声器面阵列。单参考传递函数法采用较少的传声器和测量通道，通过多次扫描测量获取整个全息面上的数据，传声器组织形式可以是面阵列或线阵列。由于线阵列所需传声器较少，测量成本低，更适用于工程应用。传声器线阵列扫描方法一般为手动，即手动移动传声器线阵列扫描测量不同测点，这种方法传声器定位精度低，工作量大。发表在期刊《声学技术》中的论文“近场声全息测量阵架的设计与分析”涉及的就是一种手动扫描的传声器线阵列。
【发明内容】
[0004]为了提高近场声全息的全息面数据采集精度，本实用新型提供了一种传声器线阵列定位装置。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0006]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0007]所述传声器线阵列支撑杆15上通过传声器支撑套13固定两个定位柱12。
[0008]所述传声器线阵列支撑杆15—侧设有滑竿20，传声器14通过传声器支撑套13固定在滑竿20上。
[0009]所述传声器支撑套13和传声器线阵列支撑杆15通过紧固螺栓17来压紧。
[0010]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0011]所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II 23安装在纵向滑块19上；所述传声器线阵列支撑杆15通过夹持圈5安装在横向滑块18上，螺栓I 16夹紧夹持圈5。
[0012]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0013]所述底座包括螺母1、底板支撑螺栓2、轴承3、底板4 ;底板4通过螺母1、底板支撑螺栓2进行固定，纵向丝杠8下方由轴承3支撑。
[0014]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0015]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0016]本实用新型的工作原理是:
[0017]近场声全息测量，即需要通过测量全息面25上的声压或声强，来推算重建面24上的声压、质点振速等数据。要求传声器线阵列27扫描全息面上各个全息面测点28，来采集数据。传统的方法是通过手动来实现传声器线阵列4纵向移动和横向移动传声器线阵列支架26。
[0018]步进电机6的转动速度和启动停止由上位机通过步进电机驱动来控制，通过纵向联轴器7将步进电机的转动传递至纵向丝杠8，纵向丝杠8转动使得纵向滑块19在纵向滑台9上直线运动。整个横向运动系统通过螺栓II 23固定在纵向滑块19上，随着纵向滑块9作纵向直线运动，从而在传声器线阵列支撑杆15上的传声器14实现纵向运动，通过调节步进电机6的转动参数实现传声器14纵向精确定位。
[0019]手轮22转动，通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，进而使得横向滑块18在横向滑台11上横向移动，固定在横向滑块18上的传声器线阵列支撑杆15横向移动，实现传声器14横向移动和定位。
[0020]传声器支撑套13与传声器线阵列支撑杆15接触处形状为弧形凸起，传声器支撑套13可在传声器线阵列支撑杆15上任意移动，通过紧固螺栓17来压紧传声器支撑套13和传声器线阵列支撑杆15，实现传声器14之间不同间隔要求。
[0021]安装在传声器线阵列支撑杆15两侧的传声器支撑套13上固定两个定位柱12，测量过程中定位柱12与重建面24接触，保证传声器14与重建面24距离不变。
[0022]传声器线阵列支撑杆15左侧滑竿20可伸长可收缩，故可以安装不同数目的传声器14。
[0023]传声器线阵列支撑杆15上部手持杆部分，安装在夹持圈5上，可绕夹持圈5自由转动，实现传声器线阵列支撑杆15上固定的传声器14与不同平面平行，螺栓I 16夹紧夹持圈5，固定传声器线阵列支撑杆15。
[0024]传声器线阵列支撑杆15可从上部的手持杆处，脱离夹持圈5，进行手持测量。
[0025]本实用新型的有益效果是:
[0026]1、与传统的手动定位相比，该传声器线阵列定位装置由步进电机带动纵向运动，利用步进电机运动精度高、瞬间启动和急速停止的优越特性，实现传声器线阵列在全息面上的精确定位。
[0027]2、通过上位机来控制步进电机，带动该传声器线阵列定位装置纵向运动，与手动定位相比，降低了近场声全息测量的劳动强度，提高了近场声全息测量的自动化水平。
[0028]3、传声器线阵列支架拆卸后，可进行手持，满足特殊场合的近场声全息测量。
[0029]4、传声器数量可增可减，满足传声器数量受限制的工程应用。
[0030]5、传声器线阵列横向运动由手轮控制，兼顾了操作方便性、控制精确性和经济性。
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型的主视图；
[0032]图2是本实用新型的俯视图；
[0033]图3是本实用新型传声器支撑套俯视图；
[0034]图4是本实用新型近场声全息测量示意图；
[0035]图中各标号为:1_螺母，2-底板支撑螺栓，3-轴承，4-底板，5-夹持圈，6_步进电机，7-纵向联轴器，8-纵向丝杠，9-纵向滑台，10-横向丝杠，11-横向滑台，12-定位柱，13-传声器支撑套，14-传声器，15-传声器线阵列支撑杆，16-螺栓I，17-紧固螺栓，18-横向滑块，19-纵向滑块，20-滑竿，21-横向联轴器，22-手轮，23-螺栓II，24-重建面，25-全息面，26-传声器线阵列支撑架，27-传声器线阵列，28-全息面测点。
【具体实施方式】
[0036]实施例1:如图1-4所示，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0037]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0038]所述传声器线阵列支撑杆15上通过传声器支撑套13固定两个定位柱12。
[0039]所述传声器线阵列支撑杆15—侧设有滑竿20，传声器14通过传声器支撑套13固定在滑竿20上。
[0040]所述传声器支撑套13和传声器线阵列支撑杆15通过紧固螺栓17来压紧。
[0041]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0042]所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II 23安装在纵向滑块19上；所述传声器线阵列支撑杆15通过夹持圈5安装在横向滑块18上，螺栓I 16夹紧夹持圈5。
[0043]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0044]所述底座包括螺母1、底板支撑螺栓2、轴承3、底板4 ;底板4通过螺母1、底板支撑螺栓2进行固定，纵向丝杠8下方由轴承3支撑。
[0045]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0046]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0047]实施例2:如图1-4所示，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0048]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0049]所述传声器线阵列支撑杆15上通过传声器支撑套13固定两个定位柱12。
[0050]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0051]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0052]所述底座包括螺母1、底板支撑螺栓2、轴承3、底板4 ;底板4通过螺母1、底板支撑螺栓2进行固定，纵向丝杠8下方由轴承3支撑。
[0053]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0054]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0055]实施例3:如图1-4所不，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0056]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0057]所述传声器线阵列支撑杆15—侧设有滑竿20，传声器14通过传声器支撑套13固定在滑竿20上。
[0058]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0059]所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II 23安装在纵向滑块19上；所述传声器线阵列支撑杆15通过夹持圈5安装在横向滑块18上，螺栓I 16夹紧夹持圈5。
[0060]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0061]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0062]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0063]实施例4:如图1-4所示，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0064]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0065]所述传声器支撑套13和传声器线阵列支撑杆15通过紧固螺栓17来压紧。
[0066]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0067]所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II 23安装在纵向滑块19上；所述传声器线阵列支撑杆15通过夹持圈5安装在横向滑块18上，螺栓I 16夹紧夹持圈5。
[0068]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0069]所述底座包括螺母1、底板支撑螺栓2、轴承3、底板4 ;底板4通过螺母1、底板支撑螺栓2进行固定，纵向丝杠8下方由轴承3支撑。
[0070]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0071]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0072]实施例5:如图1-4所不，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0073]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0074]所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠10、横向滑台11、横向滑块18、横向联轴器21、手轮22组成；其中，手轮22通过横向联轴器21带动横向丝杠10转动，横向丝杠10转动带动横向滑块18在横向滑台11上横向滑动。
[0075]所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II 23安装在纵向滑块19上；所述传声器线阵列支撑杆15通过夹持圈5安装在横向滑块18上，螺栓I 16夹紧夹持圈5。
[0076]所述阵列支架纵向运动系统由步进电机6、纵向联轴器7、纵向丝杠8、纵向滑台9、纵向滑块19组成；所述步进电机6通过纵向联轴器7带动纵向丝杠8转动，纵向丝杠8转动带动纵向滑块19在纵向滑台9上纵向滑动。
[0077]所述底座包括螺母1、底板支撑螺栓2、轴承3、底板4 ;底板4通过螺母1、底板支撑螺栓2进行固定，纵向丝杠8下方由轴承3支撑。
[0078]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0079]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0080]实施例6:如图1-4所不，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0081]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0082]所述传声器线阵列支撑杆15上通过传声器支撑套13固定两个定位柱12。
[0083]所述传声器线阵列支撑杆15—侧设有滑竿20，传声器14通过传声器支撑套13固定在滑竿20上。
[0084]所述传声器支撑套13和传声器线阵列支撑杆15通过紧固螺栓17来压紧。
[0085]所述传声器支撑套13径向为弧状凹陷形状。
[0086]所述传声器线阵列支撑杆15与所述传声器支撑套13接触处形状为弧状凸起。
[0087]实施例7:如图1-4所示，一种传声器线阵列定位装置，包括传声器支撑套13、传声器14、传声器线阵列支撑杆15、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座；
[0088]传声器14通过传声器支撑套13固定在传声器线阵列支撑杆15上，传声器线阵列支撑杆15安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。
[0089]上面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种传声器线阵列定位装置，其特征在于:包括传声器支撑套(13)、传声器(14)、传声器线阵列支撑杆(15)、阵列支架纵向运动系统、阵列支架横向运动系统、底座； 传声器(14)通过传声器支撑套(13)固定在传声器线阵列支撑杆(15)上，传声器线阵列支撑杆(15 )安装在阵列支架横向运动系统上，做横向运动，整个阵列支架横向运动系统安装在阵列支架纵向运动系统上，做纵向运动，阵列支架纵向运动系统底部固定在底座上。2.根据权利要求1所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述传声器线阵列支撑杆(15 )上通过传声器支撑套(13 )固定两个定位柱(12 )。3.根据权利要求1所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述传声器线阵列支撑杆(15)—侧设有滑竿(20)，传声器(14)通过传声器支撑套(13)固定在滑竿(20)上。4.根据权利要求1所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述传声器支撑套(13)和传声器线阵列支撑杆(15)通过紧固螺栓(17)来压紧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述阵列支架横向运动系统由横向丝杠(10)、横向滑台(11)、横向滑块(18)、横向联轴器(21)、手轮(22)组成；其中，手轮(22)通过横向联轴器(21)带动横向丝杠(10)转动，横向丝杠(10)转动带动横向滑块(18 )在横向滑台(11)上横向滑动。6.根据权利要求5所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述阵列支架横向运动系统通过螺栓II (23)安装在纵向滑块(19)上；所述传声器线阵列支撑杆(15)通过夹持圈(5)安装在横向滑块(18)上，螺栓I (16)夹紧夹持圈(5)。7.根据权利要求1至4中任一项所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述阵列支架纵向运动系统由步进电机(6)、纵向联轴器(7)、纵向丝杠(8)、纵向滑台(9)、纵向滑块(19)组成；所述步进电机(6)通过纵向联轴器(7)带动纵向丝杠(8)转动，纵向丝杠(8)转动带动纵向滑块(19)在纵向滑台(9)上纵向滑动。8.根据权利要求7所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述底座包括螺母(I)、底板支撑螺栓(2)、轴承(3)、底板(4);底板(4)通过螺母(1)、底板支撑螺栓(2)进行固定，纵向丝杠(8)下方由轴承(3)支撑。9.根据权利要求1所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述传声器支撑套(13)径向为弧状凹陷形状。10.根据权利要求1所述的传声器线阵列定位装置，其特征在于:所述传声器线阵列支撑杆(15)与所述传声器支撑套(13)接触处形状为弧状凸起。
【文档编号】G01H17/00GK205537941SQ201520871240
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年11月4日
【发明人】杜宝, 柳小勤, 罗健, 方昕, 伍星, 刘畅, 刘韬, 谢金葵
【申请人】昆明理工大学, 四川虹微技术有限公司