一种高精度指向性户外声音定向传输装置

技术领域

本发明涉及一种扬声器结构，特别是涉及一种高精度指向性户外声音定向传输装置。

背景技术

目前在户外会议、户外活动、野外施工等场合中，为了提高声波传输距离和传输质量，同时防止因声波扩散导致的噪声污染、信息泄漏及因复杂环境下声波相互干扰而导致声波传输质量和距离下降等弊端，定向扬声器得到了广泛的应用，但在实际使用中发现，当前的定向扬声器设备往往结构复杂，对使用场地要求相对较高，从而严重限制了使用的灵活性和便捷性，同时在运行过程中，仅能根据预先设定的工作参数进行固定模式运行，无法根据现场使用环境、声音传播距离、方向等要求灵活调整设备运行状态和参数，从而造成当前所使用的声音定向传播设备运行时的指向性精度差，也无法根据使用需要灵活调整设备运行时的功率，此外当前的声音定向传输设备在运行中，往往均是独立运行，无法实现多个设备联机运行以满足大范围内声音定向传输作业的需要，并限制了声音定向传输设备运行的灵活性和便捷性。

因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的定向扬声器，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种高精度指向性户外声音定向传输装置，该发明一方面集成化程度高，环境适应能力强，可有效使用多种负载户外环境运行使用的需要，另一方面可在有效实现音频定传播，防止音频扩散、泄漏及对周边环境造成噪声污染的同时，对声音传播作业的方向进行精确定位，同时根据声音传播作业的距离灵活调整运行功率，从而极大的提高户外声音定向传播的可靠性和稳定性，此外本发明另具有良好的集成化和模块结构，有助于实现多个本发明联机工作，从而进一步提高本发明使用的灵活性和环境适应性的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种高精度指向性户外声音定向传输装置，包括承载底座、升降驱动柱、承载柱、驱动导轨、回转机构、承载腔、定向扬声器、测距装置、声音传感器、噪音传感器、导音锥及控制电路，承载底座为横断面为矩形并与水平平行分布的密闭腔体结构，承载底座上端面与升降驱动柱相互连接并垂直分布，且升降驱动柱上端面与承载柱相互连接并同轴分布，承载柱外侧面均布至少两条驱动导轨，驱动导轨环绕承载柱轴线均布并与承载柱轴线平行分布，承载腔为与承载柱同轴分布的环状腔体结构，包覆在承载柱外并通过回转机构与承载柱外表面的驱动导轨滑动连接，回转机构与承载柱间同轴分布并可进行0°—360°范围旋转，承载腔至少两个，沿承载柱轴线方向自上而下均布，承载腔内均布若干隔板，各隔板均环绕承载柱轴线均布并将承载腔均分为至少3个环绕承载柱轴线均布的工作室，工作室对应的承载腔侧壁上均设至少一个传声孔，工作室内设至少一个定向扬声器，且定向扬声器与传声孔间间同轴分布，导音锥嵌于传声孔内，并通过铰链球与传声孔铰接，导音锥后端面与定向扬声器间间距为不小于5毫米，前端面超出承载腔侧表面0—20毫米，且导音锥轴线与定向扬声器轴线呈0°—60°夹角，且测距装置、声音传感器、噪音传感器若干，且一个测距装置、一个声音传感器和一个噪音传感器构成一个工作组，工作组数量与导音锥一致，且每个导音锥与一个工作组匹配运行，同一工作组中的测距装置、声音传感器、噪音传感器环绕导音锥轴线均布在铰链球位于承载腔外侧的侧表面上，且测距装置、声音传感器、噪音传感器轴线与导音锥轴线平行分布，控制电路嵌于承载底座内，并分别与驱动导轨、回转机构、定向扬声器、测距装置、声音传感器、噪音传感器电气连接。

进一步的，所述的升降驱动柱为电动伸缩柱、液压伸缩柱、气压伸缩柱中的任意一种。

进一步的，所述的回转机构与驱动导轨间通过滑块滑动连接，所述滑块上设至少一个位移传感器，所述回转机构上设至少一个角度传感器，且所述位移传感器、角度传感器均与控制电路电气连接。

进一步的，所述的导音锥后端面与定向扬声器前端面间通过柔性防护罩相互连接，所述柔性防护罩为空心管状结构，两端分别包覆在定向扬声器前端面和导音锥和后端面。

进一步的，所述的导音锥为轴向截面呈等腰梯形的管状结构，其后端直径为前端面直径的1.5—5倍，且所述导音锥前端面为圆弧面结构，且所述导音锥轴线与传声孔轴线夹角为0°时，导音锥和传声孔同轴分布。

进一步的，所述的控制电路为基于工业单片机为基础的电路系统，且所述驱动电路上另设至少一个音频通讯端口、至少一个数据通讯端口。

本发明一方面集成化程度高，环境适应能力强，可有效使用多种负载户外环境运行使用的需要，另一方面可在有效实现音频定传播，防止音频扩散、泄漏及对周边环境造成噪声污染的同时，对声音传播作业的方向进行精确定位，同时根据声音传播作业的距离灵活调整运行功率，从而极大的提高户外声音定向传播的可靠性和稳定性，此外本发明另具有良好的集成化和模块结构，有助于实现多个本发明联机工作，从而进一步提高本发明使用的灵活性和环境适应性的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明结构示意图；

图2为承载腔横断面局部结构示意图。

具体实施方式

为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所述的一种高精度指向性户外声音定向传输装置，包括承载底座1、升降驱动柱2、承载柱3、驱动导轨4、回转机构5、承载腔6、定向扬声器7、测距装置8、声音传感器9、噪音传感器10、导音锥11及控制电路12，承载底座1为横断面为矩形并与水平平行分布的密闭腔体结构，承载底座1上端面与升降驱动柱2相互连接并垂直分布，且升降驱动柱2上端面与承载柱3相互连接并同轴分布，承载柱3外侧面均布至少两条驱动导轨4，驱动导轨4环绕承载柱3轴线均布并与承载柱3轴线平行分布，承载腔6为与承载柱3同轴分布的环状腔体结构，包覆在承载柱3外并通过回转机构5与承载柱3外表面的驱动导轨4滑动连接，回转机构5与承载柱3间同轴分布并可进行0°—360°范围旋转，承载腔6至少两个，沿承载柱3轴线方向自上而下均布，承载腔3内均布若干隔板13，各隔板13均环绕承载柱3轴线均布并将承载腔6均分为至少3个环绕承载柱3轴线均布的工作室14，工作室14对应的承载腔6侧壁上均设至少一个传声孔15，工作室14内设至少一个定向扬声器7，且定向扬声器7与传声孔15间间同轴分布，导音锥11嵌于传声孔15内，并通过铰链球16与传声孔15铰接，导音锥11后端面与定向扬声器7间间距为不小于5毫米，前端面超出承载腔6侧表面0—20毫米，且导音锥11轴线与定向扬声器7轴线呈0°—60°夹角，且测距装置8、声音传感器9、噪音传感器10若干，且一个测距装置8、一个声音传感器9和一个噪音传感器10构成一个工作组，工作组数量与导音锥11一致，且每个导音锥11与一个工作组匹配运行，同一工作组中的测距装置8、声音传感器9、噪音传感器11环绕导音锥11轴线均布在铰链球16位于承载腔6外侧的侧表面上，且测距装置8、声音传感器9、噪音传感器10轴线与导音锥11轴线平行分布，控制电路12嵌于承载底座1内，并分别与驱动导轨4、回转机构5、定向扬声器6、测距装置8、声音传感器9、噪音传感器10电气连接。

其中，所述的升降驱动柱2为电动伸缩柱、液压伸缩柱、气压伸缩柱中的任意一种。

同时，所述的回转机构5与驱动导轨4间通过滑块17滑动连接，所述滑块17上设至少一个位移传感器18，所述回转机构5上设至少一个角度传感器19，且所述位移传感器18、角度传感器19均与控制电路12电气连接。

进一步优化的，所述的导音锥11后端面与定向扬声器7前端面间通过柔性防护罩20相互连接，所述柔性防护罩20为空心管状结构，两端分别包覆在定向扬声器7前端面和导音锥11和后端面。

需要重点说明的，所述的导音锥11为轴向截面呈等腰梯形的管状结构，其后端直径为前端面直径的1.5—5倍，且所述导音锥11前端面为圆弧面结构，且所述导音锥11轴线与传声孔15轴线夹角为0°时，导音锥11和传声孔15同轴分布。

本实施例中，所述的控制电路12为基于工业单片机为基础的电路系统，且所述驱动电路上另设至少一个音频通讯端口、至少一个数据通讯端口。

本发明在实际运行中，首先对构成本发明的承载底座、升降驱动柱、承载柱、驱动导轨、回转机构、承载腔、定向扬声器、测距装置、声音传感器、噪音传感器、导音锥及控制电路进行组装，然后将组装后的本发明通过承载底座安装固定至户外指定位置，并将控制电路与外部的电路系统电气连接，且当需要多个本发明联机运行时，在控制电路与外部电路系统连接同时，各本发明之间另通过控制电路进行混联，从而实现多台本发明联机运行的需要。

在完成本发明装配定位并进行声音定向传输时，首先由控制电路驱动升降驱动柱进行升降运行，使承载腔的工作高度初步满足使用的需要，然后一方面通过驱动导轨对承载腔在沿承载柱轴向轴线方向上进行工作高度精确调整，使承载腔的工作高度初步满足使用的需要，另一方面通过回转机构使承载腔环绕承载柱轴线旋转，并通过测距装置使承载腔侧表面导音锥与声音传递目标方向间距离达到最短，并将实际距离测量反馈至控制电路中，然后声音传感器、噪音传感器分别对环境噪声和当前扬声器的响度进行检测，并将检测结果反馈至控制电路，最后由控制电路根据环境噪声响度、声音传输距离计算满足使用需要的扬声器功率，然后驱动扬声器运行，从而达到在提高指向精度的同时，另可根据使用需要灵活调整本发明运行功率。

此外在本发明运行中，当声音指定传播方向或目标发生位移时，及环境噪声发生表面化时，另可通过对本发明运行状态进行同步调整，进一步提高了本发明设备运行灵活性、便捷性及可靠性的目的。

本发明一方面集成化程度高，环境适应能力强，可有效使用多种负载户外环境运行使用的需要，另一方面可在有效实现音频定传播，防止音频扩散、泄漏及对周边环境造成噪声污染的同时，对声音传播作业的方向进行精确定位，同时根据声音传播作业的距离灵活调整运行功率，从而极大的提高户外声音定向传播的可靠性和稳定性，此外本发明另具有良好的集成化和模块结构，有助于实现多个本发明联机工作，从而进一步提高本发明使用的灵活性和环境适应性的目的。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。