追声话筒及其追声话筒控制方法
【专利摘要】本发明提供追声话筒及其追声话筒控制方法，具有这样的特征，包括：本体，包含活动轴、底座、话筒，声音传感器组，用于根据声源拾取相对应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号，控制电路，包含A/D转换器、比较电路、驱动电路，以及驱动装置，包含用于调节话筒高度的高度调节机构和用于调节话筒方向的方向调节机构，当上音量值大于下音量值时，话筒被调高，当上音量值小于下音量值时，话筒被调低，当左音量值大于右音量值时，话筒向左旋转，当右音量值大于左音量值时，话筒向右旋转。本发明提供的追声话筒中，声音传感器组根据声源位置来调节话筒的高度及方向实现追声，为使用者提供了极大的方便。
【专利说明】追声话筒及其追声话筒控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种话筒，尤其涉及一种能够根据声源位置调节高度及方向的追声话筒及其追声话筒控制方法。
【背景技术】
[0002]话筒又称传声器，是各种会议、活动、舞台表演中常用的电声器材。话筒可分为手持式和支架式两类，后者是将话筒安置在话筒架上。目前在舞台上，表演者或者演讲者经常会遇到话筒高度及方向不合适的情况，需要人工调整高度和方向来适应不同使用者，操作繁琐，既麻烦又影响表演效果。
[0003]针对上述话筒不能满足不同使用者对话筒高度及方向的需求，现有技术缺乏一种能够根据声源位置自动调节话筒的高度及方向的追声话筒。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种能够根据声源位置自动调节话筒的高度及方向的追声话筒及其追声话筒控制方法。
[0005]本发明提供的一种能够根据声源位置调节高度及方向的追声话筒，具有这样的特征，包括:本体，包含表面具有齿条的活动轴，用于支撑活动轴的底座，以及固定在活动轴顶部的话筒，声音传感器组，由上声音传感器、下声音传感器、左声音传感器和右声音传感器组成，用于根据声源拾取相应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号，控制电路，包含与声音传感器组相连接用于将上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值的A/D转换器，以及与A/D转换器依次连接的比较电路和驱动电路，以及驱动装置，包含用于调节话筒的高度的高度调节机构和用于调节话筒的方向的方向调节机构，其中，高度调节机构包含与齿条相啮合的第一齿轮和驱动第一齿轮转动的第一驱动部，方向调节机构包含轴向套装在活动轴外且通过长键槽与活动轴相配合的空心套筒，轴向固定套装在空心套筒上的第二齿轮，以及驱动第二齿轮转动的第二驱动部，空心套筒在第二驱动部的驱动下可带动活动轴同步轴向旋转，比较电路用于比较上音量值与下音量值的大小，以及左音量值与右音量值的大小，驱动电路基于上音量值和下音量值的大小驱动第一驱动部转动从而带动第一齿轮转动使得活动轴可沿轴向移动从而伸出或者伸入底座以调节话筒的高度，当上音量值大于下音量值时，话筒被调高，当上音量值小于下音量值时，话筒被调低，驱动电路基于左音量值和右音量值的大小驱动第二驱动部转动从而带动第二齿轮转动使得空心套筒与活动轴同步轴向旋转的以调节话筒的方向，当左音量值大于右音量值时，话筒向左旋转，当左音量值小于右音量值时，话筒向右旋转。
[0006]在本发明追声话筒中，还可以具有这样的特征:其中，上声音传感器和下声音传感器对称设置在话筒的上下两侧位置，左声音传感器和右声音传感器对称设置在本体的左右两侧位置。[0007]在本发明追声话筒中，还可以具有这样的特征:其中，控制电路还包含开关按钮，当开关按钮被按下时分别控制声音传感器组拾取声音信号。
[0008]在本发明追声话筒中，还可以具有这样的特征:其中，第一驱动部包含由驱动电路驱动运转的第一驱动电机，轴向套装在第一驱动电机的输出轴上的主动齿轮，与主动齿轮相啮合用于带动第一齿轮同步旋转的从动齿轮。
[0009]在本发明追声话筒中，还可以具有这样的特征:其中，第二驱动部包含由驱动电路驱动运转的第二驱动电机，轴向套装在第二驱动电机的输出轴上的主圆锥齿轮，与主圆锥齿轮相啮合的从圆锥齿轮，以及与从圆锥齿轮相同轴连接且与第二齿轮相啮合用于带动第二齿轮旋转的传动齿轮。
[0010]另外，本发明还提供了一种追声话筒控制方法，具有这样的特征，包括以下具体步骤:通过声音传感器组根据声源分别拾取相对应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号，A/D转换器将上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值，比较电路对上音量值与下音量值的大小进行比较，以及左音量值与右音量值的大小进行比较，当上音量值大于下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机反转，带动第一齿轮旋转使得活动轴轴向向上移动伸出底座从而使话筒升高，当上音量值小于下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机正转，带动第一齿轮旋转使得活动轴轴向向下移动伸入底座从而使话筒降低，当上音量值近似于下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机停止转动，话筒停止升降，当左音量值大于右音量值时，驱动电路驱动第二驱动电机反转，带动活动轴跟随空心套筒同步向左轴向旋转从而使话筒向左旋转，当左音量值小于右音量值时，驱动电路驱动第二驱动电机正转，带动活动轴跟随空心套筒同步向右轴向旋转从而使话筒向右旋转。
[0011]发明的作用和效果
[0012]本发明提供的追声话筒及其追声话筒控制方法，由于具有上、下、左、右四个声音传感器用来根据声源拾取相应的声音信号，驱动电路基于比较电路对上音量值与下音量值的比较结果驱动第一驱动电机运作从而调节话筒的高度，并且驱动电路基于比较电路对左音量值与右音量值的比较结果驱动第二驱动电机运作从而调节话筒的方向，，因此，声音传感器组根据声源位置来调节话筒的高度及方向实现追声，为使用者提供了极大的方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的实施例中追声话筒结构框图；以及
[0014]图2是本发明的实施例中追声话筒的驱动部与本体的连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明追声话筒作具体阐述。
[0016]图1是本发明的实施例中追声话筒结构框图；以及
[0017]图2是本发明的实施例中追声话筒的驱动部与本体的连接结构示意图。
[0018]如图1和图2所示，本实施例中的追声话筒100包括:本体I，声音传感器组2，控制电路3，以及驱动装置4。[0019]本体I包含:活动轴11,话筒12,以及图中未显示的底座。
[0020]活动轴11的表面具有齿条111，齿条111沿活动轴11轴向排列，话筒12固定设置在活动轴11的顶部，底座用于支撑活动轴11。
[0021]声音传感器组2由上声音传感器21、下声音传感器22、左声音传感器23和右声音传感器24组成，上声音传感器21和下声音传感器22对称设置在话筒12的上下两侧位置，左声音传感器23和右声音传感器24对称设置在本体I左右两侧位置，上声音传感器21、下声音传感器22、左声音传感器23和右声音传感器24分别根据声源拾取相应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号。
[0022]控制电路3包含:A/D转换器31，比较电路32，驱动电路33，以及图中未显示的开
关按钮。
[0023]A/D转换器31的输入端分别与上声音传感器21、下声音传感器22、左声音传感器23、右声音传感器24相连接，将接收到的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值。比较电路32与A/D转换器31的输出端相连接，用于比较上音量值与下音量值的大小，以及左音量值与右音量值的大小。驱动电路33的一端与比较电路32相连接，接收比较电路32的比较结果，另一端与驱动装置4相连接，根据比较结果控制驱动装置4做出相对应的运作。开关按钮用于控制声音传感器组2的运作，当开关按钮被按下时，控制上声音传感器21、下声音传感器22、左声音传感器23和右声音传感器24分别拾取相应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号。
[0024]驱动装置4包含:调节话筒高度的高度调节机构41和调节话筒方向的方向调节机构42。
[0025]高度调节机构41包含:第一齿轮411和第一驱动部412。
[0026]第一驱动部412包含:第一驱动电机4121，主动齿轮4122，以及从动齿轮4123。
[0027]第一齿轮411与齿条111相互啮合，主动齿轮4122轴向套装在第一驱动电机4121的输出轴上，从动齿轮4123与主动齿轮4122相互啮合，并且与第一齿轮411同轴连接以带动第一齿轮411同步旋转，基于比较电路32对上音量值与下音量值的比较结果，驱动电路33驱动第一驱动电机4121运转，从而带动第一齿轮411转动使得活动轴11沿轴向上下移动从而伸出或者伸入底座以调节话筒12的高度。
[0028]在本实施例中，沿图2中箭头A方向观察，当上音量值大于下音量值时，第一驱动电机4121逆时针旋转，即反转；当上音量值小于下音量值时,第一驱动电机4121顺时针旋转，即正转。
[0029]当上音量值大于下音量值至少5%时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121带动主动齿轮4122逆时针旋转，从而带动第一齿轮411跟随从动齿轮4123同步顺时针旋转，使得活动轴11轴向向上移动伸出底座进而使话筒12被调高，实现话筒12的上升。
[0030]当上音量值至少小于下音量值5%时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121带动主动齿轮4122顺时针旋转，从而带动第一齿轮411跟随从动齿轮4123同步逆时针旋转，使得活动轴11轴向向下移动伸入底座进而使话筒12被调低，实现话筒12的下降。
[0031]当上音量值与下音量值的差值在5%以内时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121停止运转，使得主动齿轮4122、从动齿轮4123和第一齿轮411都停止旋转，此时话筒12停止升降，停留在当前位置。
[0032]方向调节机构42包含:空心套筒421，第二齿轮422，以及第二驱动部423。
[0033]第二驱动部423包含:第二驱动电机4231，主圆锥齿轮4232，从圆锥齿轮4233，以及从动齿轮4234。
[0034]空心套筒421轴向套装在活动轴11外，并且空心套筒421与活动轴11之间通过长键槽相配合，使得活动轴11跟随空心套筒421同步旋转。第二齿轮422轴向固定套装在空心套筒421的下端，主圆锥齿轮4232轴向套装在第二驱动电机4231的输出轴上，从圆锥齿轮4233与主圆锥齿轮4232相互啮合，从动齿轮4234与从圆锥齿轮4233同轴连接并且与第二齿轮422相互啮合以带动第二齿轮422同步旋转，基于比较电路32对左音量值与右音量值的比较结果，驱动电路33驱动第二驱动电机4231运转，从而带动第二齿轮422转动使得空心套筒421带动活动轴11同步旋转以调节话筒12的方向。
[0035]在本实施例中，沿图2中箭头B方向观察，当左音量值大于右音量值时，第二驱动电机4231逆时针旋转，即反转；当左音量值小于右音量值时，第二驱动电机4231顺时针旋转，即正转。
[0036]当左音量值大于右音量值时，驱动电路33驱动第二驱动电机4231带动主圆锥齿轮4232逆时针旋转，从而带动从动齿轮4234跟随从圆锥齿轮4233同步向右旋转，进而带动第二齿轮422向左旋转，使得空心套筒421带动活动轴11同步向左旋转，话筒12也相应的向左旋转，实现了向左调节话筒12的方向。
[0037]当左音量值小于右音量值时，驱动电路33驱动第二驱动电机4231带动主圆锥齿轮4232顺时针旋转，从而带动从动齿轮4234跟随从圆锥齿轮4233同步向左旋转，进而带动第二齿轮422向右旋转，使得空心套筒421带动活动轴11同步向右旋转，话筒12也相应的向右旋转，实现了向右调节话筒12的方向。
[0038]追声话筒控制方法，按照以下步骤进行:
[0039]通过开关按钮控制声音传感器组2开始运作，上声音传感器21、下声音传感器22、左声音传感器23和右声音传感器24根据声源分别拾取相对应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号;
[0040]A/D转换器31将上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值；
[0041]比较电路32对上音量值与下音量值的大小进行比较，以及左音量值与右音量值的大小进行比较；
[0042]当上音量值大于下音量值至少5%时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121带动主动齿轮4122逆时针旋转，从而带动第一齿轮411跟随从动齿轮4123同步顺时针旋转，使得活动轴11轴向向上移动伸出底座进而使话筒12被调高，实现话筒12的上升。
[0043]当上音量值至少小于下音量值5%时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121带动主动齿轮4122顺时针旋转，从而带动第一齿轮411跟随从动齿轮4123同步逆时针旋转，使得活动轴11轴向向下移动伸入底座进而使话筒12被调低，实现话筒12的下降。
[0044]当上音量值与下音量值的差值在5%以内时，驱动电路33驱动第一驱动电机4121停止运转，使得主动齿轮4122、从动齿轮4123和第一齿轮411都停止旋转，此时话筒12停止升降，停留在当前位置。[0045]当左音量值大于右音量值时，驱动电路33驱动第二驱动电机4231带动主圆锥齿轮4232逆时针旋转，从而带动从动齿轮4234跟随从圆锥齿轮4233同步向右旋转，进而带动第二齿轮422向左旋转，使得空心套筒421带动活动轴11同步向左旋转，话筒12也相应的向左旋转，实现了向左调节话筒12的方向。
[0046]当左音量值小于右音量值时，驱动电路33驱动第二驱动电机4231带动主圆锥齿轮4232顺时针旋转，从而带动从动齿轮4234跟随从圆锥齿轮4233同步向左旋转，进而带动第二齿轮422向右旋转，使得空心套筒421带动活动轴11同步向右旋转，话筒12也相应的向右旋转，实现了向右调节话筒12的方向。
[0047]实施例的作用与效果
[0048]本实施例提供的追声话筒及其追声话筒控制方法，由于具有上、下、左、右四个声音传感器用来根据声源拾取相应的声音信号，驱动电路基于比较电路对上音量值与下音量值的比较结果驱动第一驱动电机运作从而调节话筒的高度，并且驱动电路基于比较电路对左音量值与右音量值的比较结果驱动第二驱动电机运作从而调节话筒的方向，因此，声音传感器组根据声源位置来调节话筒的高度及方向实现追声，为使用者提供了极大的方便。
[0049]本实施例中的追声话筒，由于上声音传感器和下声音传感器相互对称设置在话筒的上下两侧位置，左声音传感器和右声音传感器相互对称设置在本体的左右两侧位置，因此能够实现更精确调节话筒的高度及方向。
[0050]本实施例中的追声话筒，由于控制电路具有开关按钮控制声音传感器组的运作，因此，方便使用者根据具体的情况选择开启或关闭话筒的追声功能，更人性化设计，满足不同的使用场合。
[0051]上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种能够根据声源位置调节高度及方向的追声话筒，其特征在于，包括: 本体，包含表面具有齿条的活动轴，用于支撑所述活动轴的底座，以及固定在所述活动轴顶部的话筒； 声音传感器组，由上声音传感器、下声音传感器、左声音传感器和右声音传感器组成，用于根据所述声源拾取相应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号； 控制电路，包含与所述声音传感器组相连接用于将所述上声音信号、所述下声音信号、所述左声音信号和所述右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值的A/D转换器，以及与所述A/D转换器依次连接的比较电路和驱动电路；以及 驱动装置，包含用于调节所述话筒的高度的高度调节机构和用于调节所述话筒的方向的方向调节机构， 其中，所述高度调节机构包含与所述齿条相啮合的第一齿轮和驱动所述第一齿轮转动的第一驱动部， 所述方向调节机构包含轴向套装在所述活动轴外且通过长键槽与所述活动轴相配合的空心套筒，轴向固定套装在所述空心套筒上的第二齿轮，以及驱动所述第二齿轮转动的第二驱动部， 所述空心套筒在 所述第二驱动部的驱动下可带动所述活动轴同步轴向旋转， 所述比较电路用于比较所述上音量值与所述下音量值的大小，以及所述左音量值与所述右音量值的大小， 所述驱动电路基于所述上音量值和所述下音量值的大小驱动所述第一驱动部转动从而带动所述第一齿轮转动使得所述活动轴可沿轴向移动从而伸出或者伸入所述底座以调节所述话筒的高度，当所述上音量值大于所述下音量值时，所述话筒被调高，当所述上音量值小于所述下音量值时，所述话筒被调低， 所述驱动电路基于所述左音量值和所述右音量值的大小驱动所述第二驱动部转动从而带动所述第二齿轮转动使得所述空心套筒与所述活动轴同步轴向旋转的以调节所述话筒的方向，当所述左音量值大于所述右音量值时，所述话筒向左旋转，当所述左音量值小于所述右音量值时，所述话筒向右旋转。
2.根据权利要求1所述的追声话筒，其特征在于: 其中，所述上声音传感器和所述下声音传感器对称设置在所述话筒的上下两侧位置，所述左声音传感器和所述右声音传感器对称设置在所述本体的左右两侧位置。
3.根据权利要求1所述的追声话筒，其特征在于: 其中，所述控制电路还包含开关按钮， 当所述开关按钮被按下时分别控制所述声音传感器组拾取声音信号。
4.根据权利要求1所述的追声话筒，其特征在于: 其中，所述第一驱动部包含由所述驱动电路驱动运转的第一驱动电机，轴向套装在所述第一驱动电机的输出轴上的主动齿轮，与所述主动齿轮相哨合用于带动所述第一齿轮同步旋转的从动齿轮。
5.根据权利要求1所述的追声话筒，其特征在于: 其中，所述第二驱动部包含由所述驱动电路驱动运转的第二驱动电机，轴向套装在所述第二驱动电机的输出轴上的主圆锥齿轮，与所述主圆锥齿轮相啮合的从圆锥齿轮，以及与所述从圆锥齿轮相同轴连接且与所述第二齿轮相啮合用于带动所述第二齿轮旋转的传动齿轮。
6.一种追声话筒控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤: 通过声音传感器组根据声源分别拾取相对应的上声音信号、下声音信号、左声音信号和右声音信号； A/D转换器将所述上声音信号、所述下声音信号、所述左声音信号和所述右声音信号分别转化为相对应的数字量的上音量值、下音量值、左音量值和右音量值； 比较电路对所述上音量值与所述下音量值的大小进行比较，以及所述左音量值与所述右音量值的大小进行比较； 当所述上音量值大于所述下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机反转，带动第一齿轮旋转使得活动轴轴向向上移动伸出底座从而使话筒升高； 当所述上音量值小于所述下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机正转，带动第一齿轮旋转使得活动轴轴向向下移动伸入底座从而使话筒降低； 当所述上音量值近似于所述下音量值时，驱动电路驱动第一驱动电机停止转动，话筒停止升降； 当所述左音量值大于所述右音量值时，驱动电路驱动第二驱动电机反转，带动活动轴跟随空心套筒同步向左轴向旋转从而使话筒向左旋转； 当所述左音量值小于·所述右音量值时，驱动电路驱动第二驱动电机正转，带动活动轴跟随空心套筒同步向右轴向旋转从而使话筒向右旋转。
【文档编号】H04R3/00GK103826173SQ201410057288
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】施小明, 苏旭东, 胡娅楠, 陈永芝, 彭婉玲, 王哲, 朱坚民, 钱炜 申请人:上海理工大学