一种超声波声束导向装置制造方法及图纸

一种超声波声束导向装置，其特征在于其包括导腔、反射装置和栅栏，导腔是一般管道的形状，栅栏与导腔连接，反射装置的反射面包被含于导腔和栅栏内。此装置可以使超声波换能器发射的在导腔空气中传播的超声波在反射装置的反射面被反射后再通过栅栏的空隙导出到导腔外通过空气继续传播，从而形成３６０角度的超声波声束。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声波声束导向装置，属信息处理领域。
技术介绍
现在公开的数码笔产品可以在普通纸上写字、绘画的同时，将笔迹真实地显示在 电脑上，然后实现在电脑上任意编辑、存储、打印，广泛地应用在电化教学、会议演讲等各种 领域和场合。其中基于超声波原理的数码笔系统中，是利用超声波传播速度较慢的特性，根 据在超声波接收器在不同位置上接收到超声波发射器发出的超声波信号的时间差来确定 发射器和接收器的相对位置。超声波数码笔的发射器基本使用聚氟乙烯(PVDF)膜材料做 成的发射头发射超声波信号，在瞬间高电压激励下发射出的声束的发射角度为360度，较 好地满足了其数码笔的要求。但其缺点是对温度敏感，工作温度范围窄，另外的主要缺点是 价格昂贵。市面上常见的压电陶瓷超声波换能器体积小，灵敏度高、性能可靠、价格低廉，是 遥控、遥测、报警等电子装置，其声束指向性较高，超声波发射角度一般在60度左右，因其 发射角度小，使用在数码笔上时，接收器很容易出现接收不到信号的情形，使用在数码笔上 效果很差。由于超声波的波长短，超声波射线可以和光线一样，能够反射、折射，也能聚焦。超 声波在从一种组织传播到另一种组织，由于组织声阻抗不同，在声阻抗改变的分界面上便 产生了反射、折射和透射现象。由反射定理知道，反射回来的能量的大小与交界面两边介质 声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。
技术实现思路
本技术的目的是将小角度的超声波换能器应用于数码笔，大大降低所需超声 波发射器的成本，从而降低了整个数码笔产品的成本，也增加了数码笔的工作温度范围。本 技术解决了超声波换能器发射角度小的问题，使其产生的声束的在经过导向装置后， 超声波的发射角度可以达到360度，满足了使用在数码笔上的需要，提高了工作温度范围、 和可靠性，大大降低了成本，而且也可以使用在其它领域。本超声波声束导向装置包括导腔、反射装置和栅栏，此装置可以使在导腔空气中 传播的超声波在反射装置的反射面被反射后再通过栅栏的空隙导出到导腔外通过空气继 续传播，从而形成在一个平面上最大传播角度为360度的超声波声束。当将超声波换能器 装置在导腔中某一位置，其发射面朝向反射装置，超声波换能器发射出的超声波声束在导 腔的空气中传播，当声束到达反射装置的发射面后被反射，会通过栅栏的空隙导出到导腔 外通过空气继续传播，从而形成360度的超声波声束。采用不同的反射面的反射装置就可以控制反射出导腔的超声波的强弱和角度。当 采用直圆锥和半球形的反射面时，可以将超声波均勻地导出导腔，形成在360度的角度内 强度比较均勻的超声波，可以用于超声波数码笔的定位。若采用不规则形状的反射面，就可以导出在不同角度上有不同强度的超声波信号。当采用是凸型的曲面的反射面，根据反射 定理，就可以保证有较强的超声波信号被反射导出导腔。当采用的反射面是一个平面时，超声波换能器发射出的超声波声束在导腔的空气 中传播，会通过栅栏的空隙导出到导腔外通过空气继续传播，从而形成360度的超声波声束ο附图说明图1是当反射装置的反射面为直圆锥形的数码笔分解示意图。图2是当反射装置的反射面为圆锥形的数码笔组装示意图。图3是当反射装置的反射面为平面形的数码笔分解示意图。图4是当反射装置的反射面为半球形的数码笔分解示意图。在各图中，1.导腔，2.超声波换能器，3.栅栏，4.反射装置，5.反射面具体实施方式以下是第一个实施例。参见示意图1，数码笔的笔身可以作为此导向装置的导腔 (1)，将压电陶瓷超声波换能器(2)置于导腔(1)前端，压电陶瓷超声波换能器(2)发射的 超声波声束会在安置在笔尖处反射装置(4)的直圆锥形反射面(5)反射后向四周传播，当 圆锥锥角是90度角时，根据反射定理，超声波声束会以90度角被反射，然后通过栅栏(3) 的空隙导出到导腔(1)外通过空气继续传播，此时就将超声波导向所需的方位，而且扩大 超声波的发射角度为360度，被导出的超声波可以满足数码笔上的定位的要求。参见附图 2，这是一个当反射装置的反射面为直圆锥形的数码笔组装示意图，通过这样的超声波声束 导向装置，压电陶瓷超声波换能器(2)产生的小角度的超声波信号被导向，成为沿与笔身 垂直方向传播，且其发射角度为360角度超声波信号，可以用作超声波数码笔定位。以下是第二个实施例。参见示意图3，数码笔的笔身可以作为此导向装置的导腔 (1)，将压电陶瓷超声波换能器(2)置于导腔(1)的某个位置，压电陶瓷超声波换能器(2) 发射的超声波声束会在安置在笔尖处反射装置(4)的反射面(5)上漫反射后向四周传播， 然后通过栅栏(3)的空隙导出到导腔(1)外通过空气继续传播，此时就将超声波导向所需 的方位，而且扩大超声波的发射角度为360度，被导出的超声波可以满足数码笔上的定位 的要求。以下是第三个实施例。参见示意图4，数码笔的笔身可以作为此导向装置的导腔 (1)，将某种超声波换能器(2)置于导腔(1)某个位置，超声波换能器(2)发射的超声波声 束会在安置在笔尖处反射装置(4)的半球形反射面(5)反射后向四周传播，然后通过栅栏 (3)的空隙导出到导腔(1)外通过空气继续传播，此时就将超声波导向所需要的方位，而且 扩大超声波的发射角度为360度，被导出的超声波可以满足数码笔上的定位的要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波声束导向装置，其特征在于其由导腔、反射装置和栅栏组成，在导腔内设有超声波换能器发射超声波，导向装置的的栅栏处设有反射装置。

【技术特征摘要】
一种超声波声束导向装置，其特征在于其由导腔、反射装置和栅栏组成，在导腔内设有超声波换能器发射超声波，导向装置的的栅栏处设有反射装置。2.按权利要求1所述的一种超声波声束导向装置，其特征在于导向装置的栅栏处还设 有反射面，所述的反射面可以是直圆锥形。3.按权利要求1所述的一种超声波声束导向装置，其特征在于导向装置的栅栏处还设 有反射面，所述的反射面可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：旋永南，冯穗力，苗胜，陈基春，
申请(专利权)人：旋永南，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]