ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ГОЛОСООБРАЗУЩЕГО АППАРАТА

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к голосообразующим устройствам для электрической генерации звукового тона с целью воспроизведения искусственной речевой деятельности у людей с удаленной гортанью.
Известен электродинамический преобразователь голосообразущего аппарата, содержащий корпус магнитной системы, внутри которого закреплен постоянный магнит, вокруг магнита размещена подвижная катушка, соединенная с фланцем, имеющим боек, выполненный в виде осевого выступа, направленного в сторону, противоположную магниту, боек соединен с эластичной диафрагмой, расположенной коаксиально бойку и закрепленной на торцевой поверхности корпуса, вокруг корпуса установлен колпачок с возможностью регулирования своего положения относительно корпуса в направлении перемещения бойка, а на колпачке установлена посредством амортизирующих прокладок контактная мембрана с возможностью контактирования своей поверхностью с бойком при его перемещениях, вызванных колебаниями катушки относительно магнита (патент RU №2141806 C1, опуб., 27.11.1999).
Недостатками известного устройства являются повышенное трение между магнитом и катушкой из-за малого радиального зазора, требуемого из условия достижения заданной величины магнитного поля, что приводит к повышенным механическим потерям, искажению воспроизводимого преобразователем звука и повышенному потреблению электроэнергии. Наличие металлической накладки на малоэффективном постоянном магните приводит к увеличению высоты катушки, что приводит к увеличенным затратам энергии на ее перемещение.
Технической проблемой полезной модели является создание преобразователя с минимальными затратами энергии и максимальным ресурсом.
Техническим результатом является снижение затрат энергии при использовании голосообразущего устройства, в котором используется преобразователь.
Проблема решается и технический результат достигается тем, что электродинамический преобразователь голосообразущего аппарата содержит установленный в корпусе аппарата корпус магнитной системы, вокруг магнита размещена подвижная катушка, соединенная с фланцем, имеющим боек, выполненный в виде осевого выступа, направленного в сторону, противоположную магниту, боек соединен с эластичной диафрагмой, расположенной коаксиально бойку и закрепленной на торцевой поверхности корпуса, вокруг корпуса установлен колпачок с возможностью регулирования своего положения относительно корпуса в направлении перемещения бойка, а на колпачке установлена посредством амортизирующих прокладок контактная мембрана с возможностью контактирования своей поверхностью с бойком при его перемещениях, вызванных колебаниями катушки относительно магнита, при этом, согласно полезной модели, в качестве магнита используют постоянный магнит, изготовленный из сплава неодима, железа и бора с образованием тетрагональной кристаллической структуры Nd2Fe14B, колебания катушки ограничены зазором между поверхностью фланца и торцевой поверхностью постоянного магнита, а диафрагма выполнена силиконовой и прикреплена к торцевой поверхности вкорпуса при помощи винтов.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан голосообразующий аппарат, в котором используется описываемый преобразователь;
На фиг. 2 показана схема электродинамического преобразователя.
Электродинамический преобразователь содержит корпус 1 магнитной системы, внутри которого закреплен постоянный магнит 2, изготовленный из сплава неодима, железа и бора с образованием тетрагональной кристаллической структуры Nd2Fe14B. Вокруг магнита 2 размещена подвижная катушка 3, соединенная с фланцем 4, имеющим боек 5, выполненный в виде осевого выступа, направленного в сторону, противоположную магниту 2. Колебания катушки 3 ограничены зазором между поверхностью фланца 4 и торцевой поверхностью постоянного магнита 2. Боек 5 соединен с эластичной силиконовой диафрагмой 6, расположенной коаксиально бойку 5 и закрепленной на торцевой поверхности корпуса 1 при помощи винтов 7. Вокруг корпуса 1 установлен колпачок 8 с возможностью регулирования своего положения относительно корпуса 1 в направлении перемещения бойка 5, а на колпачке 8 установлена посредством амортизирующих прокладок 9 контактная мембрана 10 с возможностью контактирования своей поверхностью с бойком 5 при его перемещениях, вызванных колебаниями катушки 3 относительно магнита 2. Корпус магнитной системы установлен в корпусе 12 голосового аппарата.
Электродинамический преобразователь в составе голосообразующего аппарата работает следующим образом.
Импульсы тока прямоугольной формы подаются на катушку 3 по проводам 11. В результате взаимодействия переменного электромагнитного поля катушки 3 с постоянным магнитным полем в магнитной системе преобразователя катушка 3 вместе с фланцем 4 совершает колебательные движения вдоль своей продольной оси. При движении вверх боек 5 ударяет в контактную мембрану 10. Вследствие удара катушка 3 с бойком 5 возвращается вниз, к торцевой поверхности непосредственно постоянного магнита 2. Диафрагма 6 ограничивает крайнее нижнее положение катушки 3.
Серия ударов с частотой импульсов 50 - 150 Гц создает звуковые колебания мембраны 10. Через ткани горла создаваемые аппаратом колебания мембраны 10 передаются в полость рта инвалида и артикуляционными органами модулируются в звуки речи. Громкость звучания регулируется навинчиванием колпачка 8 на корпус 12 аппарата. По мере навинчивания зазор между бойком 5 и мембраной 10 уменьшается, что ограничивает амплитуду колебаний катушки 3 и силу ударов бойка 5, следовательно, громкость уменьшается.
Использование постоянного магнита 2, изготовленного из сплава неодима, железа и бора с образованием тетрагональной кристаллической структуры Nd2Fe14B позволяет значительно увеличить параметры магнитного поля настолько, что возможно отказаться от металлической накладки на магнит, используемой в прототипе и концентрирующей магнитное поле. Магнитное взаимодействие фланца 4 катушки 3 непосредственно с торцевой поверхностью магнита 2 позволяет уменьшить габариты и массу подвижных деталей (катушка 3, диафрагма 4 с бойком 5), что снижает энергопотребление. Увеличение параметров магнитного поля позволяет увеличить радиальный зазор между магнитом 2 и катушкой 3, что устраняет заедания катушки с трением при перекосах из-за вибрации и снижает таким образом энергопотребление, а также увеличивает ресурс устройства и качество воспроизводимого им звука.
Силиконовая диафрагма 6 прижимается к корпусу 1 магнитной системы точечно только в местах расположения головок винтов 7. Наличие в прототипе единого промежуточного кольца между головками винтов 7 и диафрагмой 6 увеличивает жесткость диафрагмы 6. Отказ от установки единого прижимного кольца и точечное прижатие диафрагмы 6 к корпусу 1 увеличивает ее эластичность, что позволяет увеличить выброс бойка 5 и способствует снижению энергопотребления и увеличению громкости самого аппарата.
Таким образом, заявленное устройство позволяет создать преобразователь с минимальными затратами энергии и максимальным ресурсом.