声振检测装置及竞赛遥控车
阅读说明：本技术 声振检测装置及竞赛遥控车 (Sound and vibration detection device and competition remote control car ) 是由 李亮 陈洢铭 匡正 于 2018-06-29 设计创作，主要内容包括：一种声振检测装置,包括壳体(1)、减振组件和声感应器件(3),壳体(1)具有空腔(11),声感应器件(3)包括麦克风(31),麦克风(31)通过减振组件设置在空腔(11)内。该声振检测装置能够准确进行声音和振动的检测。还公开一种竞赛遥控车(100)。(The utility model provides a sound detection device that shakes, includes casing (1), damping subassembly and sound sensing device (3), and casing (1) has cavity (11), and sound sensing device (3) include microphone (31), and microphone (31) pass through damping subassembly and set up in cavity (11). The sound vibration detection device can accurately detect sound and vibration. A racing remote-control car (100) is also disclosed.)
技术领域
本发明涉及声学领域，尤其涉及一种声振检测装置及竞赛遥控车。
背景技术
麦克风通过声电转化过程，能够将外界的声音和振动信号转化为电信号，从而对声音进行获取和识别。
目前，在一些车辆或者其它自控设备上，为了感应外界带来的振动和撞击，通常可以通过设置麦克风来进行检测。当外界有物体撞击在车辆上时，声波的振动会传递至麦克风，并由麦克风进行检测和识别。通常的，麦克风可以将内部振膜受到的振动转化为电容或者电感变化，当外界有声波振动时，声波即可通过进入麦克风内部并推动振膜产生形变，此时麦克风所形成的电容或者电感就会发生变化，从而产生了随声波变化的电压改变，此时即可通过读取电压而对声波变化进行识别。
然而，麦克风在采集外界撞击而产生的声波振动时，由于外界振动的能量较大，振动会传递至麦克风上，并使麦克风内部振膜产生过大的振幅，从而丢失原先的信息，造成声音无法被准确检测和还原。
发明内容
本发明提供一种声检测装置及竞赛遥控车，能够准确进行声音和振动的检测和还原。
第一方面，本发明提供一种声振检测装置，包括壳体、减振组件和声感应器件，壳体具有空腔，声感应器件包括麦克风，麦克风通过减振组件设置在空腔内。
第二方面，本发明提供一种竞赛遥控车，包括车体和如上所述的声振检测装置，车体的外表面设置有护板，护板的外表面为受打击面，声振检测装置位于护板的背离受打击面的一侧，用于检测护板受外部投射物打击时所产生的声音振动。
本发明的声检测装置及竞赛遥控车，声振检测装置包括壳体、减振组件和声感应器件，壳体具有空腔，声感应器件包括麦克风，麦克风通过减振组件设置在空腔内。这样声振检测装置中的减振组件能够过滤和减少传递至麦克风上的振动和冲击，让麦克风实现对于声波振动的准确检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种声振检测装置的结构示意图；
图2是图1中的声振检测装置的俯视图；
图3是本发明实施例一提供的一种柔性套的结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的另一种声振检测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的竞赛遥控车的立体示意图。
附图标记说明：
1—壳体；3—声感应器件；11—空腔；12—底壳；13—上盖；21—柔性套；22—第二柔性减振件；31—麦克风；32—电路板；100—竞赛遥控车；101—车体；103—护板；211—容纳部；212—柔性变形部；213—安装部；321—安装孔；2131—卡槽；103a—受打击面；212a—第一连接段；212b—第二连接段。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例一提供的一种声振检测装置的结构示意图。图2是图1中的声振检测装置的俯视图。如图1和图2所示，本实施例中的声振检测装置，包括壳体1、减振组件和声感应器件3，壳体具有空腔11，声感应器件3包括麦克风31，麦克风31通过减振组件设置在空腔内11。
具体的，声振检测装置可以设置在独立的装置和设备中，并用于检测装置或设备所受到的外界撞击或者是振动。为了检测来自外界的声音和振动，声振检测装置中包括有可以采集声音的声感应器件3。当装置受到外界的撞击或者振动时，会相应的产生一定的声音，此时，声振检测装置可以通过声感应器件3检测到由于撞击或振动而产生的声波，并相应的转化为电学信号，以后后续进行处理和计算。其中，声感应器件3中主要可以通过麦克风31进行声音的采集，以及声波和电学信号之间的转化。此外，声感应器件3中还可以包括其它电路和元件等。
同时，为了安置麦克风31，声振检测装置中还包括壳体1，壳体1为具有空腔11的中空结构，因而麦克风31可以设置在空腔11中，并被壳体1的壳壁所保护。此时，一方面，壳体1可以直接或间接的承受外界的撞击、冲击或者振动，并将声音振波传递至麦克风31处，从而使麦克风31避免直接承受外界冲击和振动；另一方面，壳体1能够遮挡在麦克风31的外侧，从而隔绝外界的水汽和杂质，让麦克风31免受外界的环境影响。
当麦克风用于检测日常声音，例如人的语音或者其它分贝数较小的声音时，麦克风通常为敞开式结构，以提高麦克风的灵敏性。然而，在本实施例中，声振检测装置中的麦克风31主要是用于通过声波检测来自外界的强烈冲击和振动。此时，冲击所引发的振动一般较为强烈。由于冲击带来的能量过大，高分贝(大于130分贝)的声波传递至麦克风31后，麦克风31内部的振膜等部件会产生过大的振幅，超过原来固有的线性区间，导致麦克风31所检测到的信号与原始声强的线性关系模糊，进而致使一部分信息丢失，降低了对原始声强的区分度和声音还原度，使得原始声音和振动难以得到准确的还原。为了避免高分贝的声波振动超出麦克风31的原有线性区间，对麦克风31内部的振膜等部件造成损坏和寿命降低，需要降低传导至麦克风31处的声音和振动。因此，本实施例中，在麦克风31和壳体1之间还设置有减振组件，减振组件能够过滤和消除来自于壳体的一部分振动和冲击，这样传递至麦克风31处的振动和声波的量会较少，无法激励振膜等部件产生大幅振动，因而能够让麦克风31保持在原有的线性区间，实现对于声波振动的准确检测。
此外，为了减弱来自外界的冲击振动，避免麦克风31因冲击振动过于强烈而受损，作为一种可选的实施方式，可以让声振检测装置的壳体1为密闭壳体。这样外界的声音振波无法直接进入密闭壳体内部，而只能以壳体1的壳壁作为传播介质实现间接的振动传播。此时，声音振波因为遇到不同的传播介质，会发生反射和折射现象，且大部分声波会被反射回去，因而来自冲击和振动会得到大幅的衰减，使得透射进麦克风31的声音振波较少，避免麦克风31内的振膜振幅过大，有助于麦克风31实现对于声波振动的准确检测。
而为了减少由壳体1传递至麦克风31的振动，减振组件可以有多种不同的结构及实现形式，以下进行具体说明。
在一种可选的实施方式中，声感应器件3还包括电路板32，麦克风31设置在电路板32上，并与电路板32电连接。
具体的，为了安置麦克风31，同时便于麦克风31和其它电路元件实现电性连接，在声感应器件3中可以设置电路板32，并以电路板32为麦克风31的设置基础，将麦克风31以及其它电路或者是元器件设置在电路板32上，从而实现对于麦克风31的物理承载以及与其它元器件之间的电气连接。一般的，麦克风31可以通过固定结构设置在电路板32上，且麦克风31的引线与电路板32上的引线或者焊点相互连接，这样电路板32即可通过其它元器件对麦克风31实现供电，并将麦克风31所检测到的电学信号发送给其它元器件以进行后续计算和处理。
其中，可选的，电路板32一般可以为印制电路板(Printed circuit board，PCB)。这样电路板32具有足够的刚性和承载能力，可以为麦克风31提供稳固的固定以及支撑基础，确保麦克风31处于正确的位置。
此外，需要说明的是，在声振检测装置中，电路板的数量可以为一块或者一块以上。当电路板为一块以上时，电路板32专指麦克风所位于的那块电路板。
由于麦克风31可以设置在电路板32上，因而相应的，减振组件也具有多种不同的设置方式和设置位置。
在其中一种可选的设置方式中，减振组件设置在麦克风31和电路板32之间。此时，电路板32和声振检测装置的壳体1固定连接，而麦克风31通过减振组件设置在电路板32上，且减振组件能够减少和滤除由电路板32传递至麦克风31的大部分振动和冲击。
具体的，为了和麦克风31连接，减振组件可以包括第一柔性减振件，第一柔性减振件设置在电路板32上，且麦克风31和第一柔性减振件抵接。这样由于第一柔性减振件具有一定的柔性和弹性，所以当振动和冲击由电路板32传递至第一柔性减振件上时，即可被第一柔性减振件自身的变形而吸收其大部分能量，由第一柔性减振件传递至麦克风31上的声波和振动的能量较小，能够避免声波超出麦克风31的量程或者线性区间，保证麦克风31对于声音的正常采集和检测。
其中，麦克风31和第一柔性减振件之间可以为抵接连接。此时，麦克风31和第一柔性减振件之间能够保持紧密接触，从而实现较为可靠的柔性连接。
其中，第一柔性减振件可以具有多种不同的结构和形式，且第一柔性减振件和麦克风31之间可以为多种不同的连接关系。在其中一种结构形式中，第一柔性减振件可以为中空的柔性套21。此时，第一柔性减振件可以包围在麦克风31的外侧，为麦克风31提供多个方向上的保护与减振。
进一步的，当第一柔性减振件为中空的柔性套21时，第一柔性减振件可以包围麦克风31的不同部分。而为了在为麦克风31提供充分减振的同时，保障麦克风31的正常声音检测功能，可选的，柔性套21包裹在麦克风31的除声音检测面之外的其它外表面外侧。此时，麦克风31前端的声音检测面仍然裸露在柔性套21外侧，因而可以与外界空气正常接触，并采集来自外界的声波振动，而麦克风31的其它外表面均被柔性套21所包裹，这样柔性套21可以为麦克风31提供充分而全面的保护与减振，有效减少由电路板32传递给麦克风31的冲击和振动。
而为了实现柔性套21的减振功能，一方面，可以利用柔性套21自身的材料特性实现减振，另一方面，也可以通过将柔性套21设计成能够产生一定形变的结构。图3是本发明实施例一提供的一种柔性套的结构示意图。具体的，如图3所示，作为一种可选的柔性套结构，柔性套21可以包括位于柔性套21顶端的容纳部211和位于容纳部211下方的柔性变形部212，容纳部211具有用于收容麦克风31的空腔，柔性变形部212可产生柔性变形。
此时，柔性套21的容纳部211可以将麦克风31收容在其中，以对麦克风31进行限制和定位，而柔性变形部212和容纳部211连接，且柔性变形部212可以随着冲击和振动而产生一定的弹性变形，从而利用弹性变形吸收来自外界的振动能量，以减轻传递至麦克风31处的振动。
其中，为了实现柔性变形部212的柔性变形，柔性变形部212同样可以具有多种不同的弹性结构。例如在其中一种可选的方式中，柔性变形部212可以包括依次相连的第一连接段212a和第二连接段212b，第一连接段212a和第二连接段212b的长度方向相互交叉，以构成可折叠或可伸展的弯折结构。
具体的，柔性变形部212中的第一连接段212a和第二连接段212b可以沿着柔性变形部212的长度方向，也就是柔性套21的高度方向依次连接，且第一连接段212a和第二连接段212b延伸向不同方向，这样当柔性套21受到来自外界的冲击和振动时，冲击和振动也会沿着柔性套21的高度方向传递，而此时第一连接段212a和第二连接段212b之间的交叉角度就会随之发生变化，并表现为柔性变形部212沿自身长度方向的折叠，这样即可利用第一连接段212a和第二连接段212b的形变吸收来自冲击和振动的能量。而当振动和冲击消除后，第一连接段212a和第二连接段212b即可利用自身的弹性而回复到原先的交叉角度，此时表现为柔性变形部212沿自身长度方向的伸展。这样柔性变形部212即可根据受到的振动或冲击而随之进行折叠或伸展，以衰减传递至麦克风31的振动能量。
需要说明的是，上述柔性变形部中，以柔性变形部212为两段式，且包括第一连接段212a和第二连接段212b为例进行说明。此外，柔性变形部212也可以包括有更多连接段，且相邻连接段之间交叉设置，这样能够形成形变量更大，对于振动能量吸收更好的结构，此处不再赘述。
此外，为了将柔性套21固定在电路板32上，可选的，柔性套21还包括用于与电路板32连接的安装部213，安装部213与柔性变形部212连接。其中，安装部213可以通过多种方式与电路板32连接。
在一种可选的实施方式中，可以在电路板32上开设有安装孔321，安装部213即可穿设并固定在安装孔321内，并实现柔性套21和电路板32之间的连接。这样安装孔321具有确定的位置，可以为安装部213进行定位，且安装孔321的孔壁能够对安装部213进行限制和支撑，以使安装部213得到有效固定。
而相应的，为了固定在安装孔321内，可选的，安装部213还可以包括卡槽2131，卡槽2131卡设在安装孔321的边缘。这样卡槽2131的两侧槽壁可以分别夹设在电路板32的上下两面，且卡槽2131与安装孔321的边缘相互抵接卡设。此时，安装部213即可被和安装孔321之间实现卡合。
具体的，卡槽2131也可以具有多种不同结构。例如，在一种可选的结构中，卡槽2131可以为环形卡槽，且卡槽2131卡设在安装孔321的周向边缘。此时，卡槽2131可以在柔性套21的周向上均与安装孔321之间完成卡合，这样卡槽2131和安装孔321之间的卡合连接较为稳固。
其中，需要说明的是，上述安装部213、柔性变形部212和容纳部211，既可以为相互独立的分体式结构，并利用卡接或者套接等方式实现相互连接，也可以为一体结构。一般的，由于柔性套21通常采用柔性材料一体成型，所以安装部213、柔性变形部212和容纳部211通常为相互连接的一体式结构，这样柔性套21的加工和制作较为简单，且形成的结构较为可靠。
可选的，柔性套21等第一柔性减振件可以为多种不同的柔性材料制成。例如，可选的，第一柔性减振件可以为硅胶件。硅胶具有较好的弹性和化学稳定性，因而可以稳固、可靠的支撑麦克风31，并过滤和衰减来自于电路板32上的振动与冲击。
此外，由于麦克风31被柔性套21等第一柔性减振件所固定，因而麦克风31相对于电路板32会产生一定的位移。此时，为了保证电路板32和麦克风31之间具有正常的电性连接，可选的，麦克风31和电路板32之间可以通过软质连接线电连接。这样，当麦克风31和电路板32之间发生位移时，软质连接线能够随着两者之间的相对位移而产生一定的形变，从而保证麦克风31与电路板32之间具有正常、可靠的电性连接。
除了位于麦克风31与电路板32之间，减振组件还可以位于其它位置。在另一种可选的设置方式中，减振组件还可以设置在电路板32和壳体1之间。此时，电路板32以及设置在电路板32上的麦克风31均通过减振组件和壳体1连接，因而可以得到减振组件的减振支撑，减少传递至麦克风31的振动。
图4是本发明实施例一提供的另一种声振检测装置的结构示意图。如图4所示，可选的，为了连接电路板32和壳体1，减振组件可以包括至少一个第二柔性减振件22，第二柔性减振件22的一端与电路板32抵接，而另一端固定在壳体1的内壁上。这样电路板32即可通过第二柔性减振件22与壳体1的内壁实现连接。当外界的冲击和振动传递到壳体1上时，第二柔性减振件22可以利用自身的弹性形变而滤除一部分振动，减少电路板32所受的振动影响。
其中，可选的，第二柔性减振件22设置在电路板32的背离麦克风31的一面上。这样电路板32通过第二柔性减振件22与壳体1连接时，电路板32上的麦克风31会位于和第二柔性减振件22相互背离的一侧，也就是电路板32的远离壳体1的内壁的一面。此时，麦克风31与壳体1的内壁的距离较远，因而周围具有较大的空间，便于麦克风31对周围的声波进行收集和拾取。
第二柔性减振件22的数量可以是一个，也可以是多个。由于电路板32一般具有较大的面积，为了在支撑电路板32的同时，使电路板32保持较为稳定的姿态，可选的，第二柔性减振件22为多个，且多个第二柔性减振件22分别与电路板32的不同部位抵接。这样多个第二柔性减振件22可以支撑在电路板32的不同位置，使电路板32得到多点支撑，维持自身的姿态稳定。
由于第二柔性减振件22主要用于减少对麦克风31的振动与冲击，因而当第二柔性减振件22为多个时，多个第二柔性减振件22可以相对于麦克风31对称设置。这样第二柔性减振件22可以在麦克风31的不同侧形成位置对称的支撑点。这样当外界的冲击和振动传递至壳体1内部时，对称设置的第二柔性减振件22可以产生同步的弹性形变，从而使振动均匀衰减，并有效的维持电路板32的平稳性。
其中，为了形成较为稳固的支撑，第二柔性减振件22的数量通常可以为至少三个，且这至少三个第二柔性减振件22之间并不共线。此时，三个或者三个以上第二柔性减振件可以作为三角形或者多边形的顶点，以共同支撑电路板32。
可选的，当第二柔性减振件22的数量在三个或者三个以上时，第二柔性减振件22在电路板32上的投影可以环绕在麦克风31的外侧。这样麦克风31的周向上均有第二柔性减振件22进行减振和支撑，可以有效的减弱传递至麦克风31上的冲击和振动，保证麦克风31进行正常的声音采集操作。
此外，由于电路板32具有较大的面积，为了减少电路板32因外界冲击和振动而产生的倾侧现象，可选的，第二柔性减振件22可以位于电路板32的边缘区域。这样第二柔性减振件22所分布的区域较为分散，且接近电路板32的边缘，所以能够为电路板32提供较为稳固的支撑，使电路板32在受到外界冲击和振动时，仍能保持平稳的姿态。
而和第一柔性减振件类似，第二柔性减振件22也可以为多种不同的结构和形状，例如可以为弹性支撑臂，或者弹性梁等。在其中一种可选的实施方式中，第二柔性减振件22可以为球状减振件。此时，第二柔性减振件22可以为球状，且由可产生弹性形变的材料形成。这样当外界的振动和冲击通过壳体传递到第二柔性减振件22上时，第二柔性减振件22可以通过球形的结构实现振动的吸收和衰减，从而滤除壳体所传来的振动。具体的，第二柔性减振件22为球状减振件时，其具体结构和工作原理均为本领域技术人员所熟知的球状减振件的方式，例如第二柔性减振件22可以包括有呈球状且能够产生弹性形变的减振球，以及穿设在减振球内部的限位连接杆等，此处不再赘述。
此外，和第一柔性减振件类似，第二柔性减振件22也可以为硅胶件。硅胶具有较好的弹性和化学稳定性，因而可以稳固、可靠的支撑麦克风31，并过滤和衰减来自于电路板32上的振动与冲击。而第二柔性减振件22也可以为多种不同的柔性或者弹性材料制成，例如橡胶或者其它本领域技术人员所熟知的弹性材料，此处不再赘述。
此外，为了将麦克风31、电路板32以及减振组件等部件设置在壳体1内部，可选的，壳体1可以包括底壳12和上盖13等不同组成部分；其中，底壳12形成具有开口的空腔11，而上盖13盖设在开口上。这样由于壳体1具有可开合的上盖13，因而可以通过底壳12的开口将麦克风31、电路板32以及减振组件等部分安装在底壳12的空腔11内部，并将上盖13盖设在开口上，以完成壳体1的密封。
其中，作为一种可选的设置方式，可以让壳体1的上盖13位于面向麦克风31的一侧。此时，壳体1的上盖13面向外部的打击和振动侧，能够让外界的声波振动通过壳体1后直接传递至麦克风31处，保证麦克风31进行准确的声音采集和拾取。
而作为另一种可选的设置方式，也可以让上盖13位于背离麦克风31的一侧。此时，壳体1的背离上盖13的一侧面向外侧的打击和振动侧，同样可以保证麦克风31的正常声音采集与拾取。
此外，麦克风31在壳体1中还可以具有其它位置，例如朝向壳体1的侧壁等，此处不加以限制。
本实施例中，声振检测装置包括壳体、减振组件和声感应器件，壳体具有空腔，声感应器件包括麦克风，麦克风通过减振组件设置在空腔内。这样声振检测装置中的减振组件能够过滤和减少传递至麦克风上的振动和冲击，让麦克风实现对于声波振动的准确检测。
此外，图5是本发明实施例提供的竞赛遥控车的立体示意图。请一并参阅图5，本发明还提供一种竞赛遥控车100，包括前述实施例中所述的声振检测装置。具体的，本实施例中，包括车体101和前述实施例一中的声振检测装置，车体的外表面设置有护板103，护板103的外表面为受打击面103a，声振检测装置位于护板的背离受打击面103a的一侧，用于检测护板103受外部投射物打击时所产生的声音振动。其中，声振检测装置的具体结构、功能以及工作原理均已在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。
具体的，竞赛遥控车可以用于和其它遥控车进行竞技比赛，并通过相互射击弹丸达到得分与竞技效果。当竞赛遥控车受到弹丸的打击时，为了对弹丸在竞赛遥控车上的打击次数进行检测和统计，可以通过声振检测装置检测因为外界的投射物打击或撞击而产生的声音振动，并根据声音振动出现的次数进行打击次数计算。
其中，为了承受外界的弹丸或者其它投射物的打击，竞赛遥控车的车体外表面设置有护板，护板的外表面用于承受投射物的打击，为受打击面，而声振检测装置即可设置在护板内侧。此时，当护板的受打击面遭到了外部投射物的打击，所引起的振动即可通过护板传递至护板内侧的声振检测装置，而声振检测装置中的驻极体麦克风即可拾取和检测打击引起的声波振动信号，并将该信号发送给后续的处理器等模块以进行打击次数的判断和统计。
可选的，声振检测装置中麦克风的声音检测面朝向受打击面设置。这样麦克风的声音检测方向与声波的传播方向一致，从而能够有效检测声波振动，提高对声音检测和识别的准确性以及可靠性。
本实施例中，竞赛遥控车包括车体和声振检测装置，车体的外表面设置有护板，护板的外表面为受打击面，声振检测装置位于护板的背离受打击面的一侧，用于检测护板受外部投射物打击时所产生的声音振动；其中，声振检测装置包括壳体、减振组件和声感应器件，壳体具有空腔，声感应器件包括麦克风，麦克风通过减振组件设置在空腔内。这样竞赛遥控车能够过滤和减少传递至麦克风上的振动和冲击，实现对于声波振动的准确检测，进而进行对打击次数等参数的准确判断和统计。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。