多轴式超声波悬浮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种多轴式超声波悬浮装置，包括：包括多个超声波发射器，用于安装设置各超声波发射器的支架；还包括控制设备；各超声波发射器，用于产生驻波使悬浮对象悬浮；各超声波发射器的负极引脚均接地；控制设备设有多个输出端，每个输出端分别电连接一个超声波发射器的正极引脚。本实用新型专利技术利用多个超声波发射器产生驻波构成声场使悬浮对象悬浮，并通过改变控制设备的输出信号，能够使得各个超声波发射器的输出波形改变，从而实现改变悬浮对象的悬浮位置，实现多方向的移动。

【技术实现步骤摘要】
多轴式超声波悬浮装置
本技术涉及声悬浮
，特别是涉及一种多轴式超声波悬浮装置。
技术介绍
声悬浮技术是在地面和空间条件下施行材料无容器处理的关键技术之一，和如今的磁悬浮技术相比较，声悬浮技术不受材料导电性能的限制，并且悬浮和其他操作分开控制。利用声悬浮可以实现各种金属材料、无机非金属材料和有机材料的无容器处理。目前常见的超声波悬浮装置为单轴式超声波悬浮装置，其仅能实现悬浮对象在单方向上移动。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种多轴式超声波悬浮装置，能够实现悬浮对象的多方向运动。一种多轴式超声波悬浮装置，包括：包括多个超声波发射器，用于安装设置各超声波发射器的支架；还包括控制设备；各超声波发射器，用于产生驻波使悬浮对象悬浮；各超声波发射器的负极引脚均接地；控制设备设有多个输出端，每个输出端分别电连接一个超声波发射器的正极引脚。在其中一个实施例中，控制设备包括：控制器及电连接控制器的外围电路；控制器的各输出端分别电连接各超声波发射器的正极引脚，输入端用于电连接电源。在其中一个实施例中，控制设备还包括：串联于控制器与各超声波发射器的正极引脚之间的驱动器。在其中一个实施例中，支架设有用于插设各超声波发射器正负极引脚的插孔。在其中一个实施例中，控制器为ArduinoMega芯片。在其中一个实施例中，驱动器为TC4427驱动芯片。在其中一个实施例中，超声波发射器为MSO-P1040H07T型，直径为10毫米的40000赫兹的超声波发射器在其中一个实施例中，超声波发射器的数量为64个。在其中一个实施例中，控制设备还包括用于电连接ArduinoMega芯片与各超声波发射器的杜邦线；ArduinoMega芯片通过杜邦线扩展输出端数量至64个。在其中一个实施例中，各超声波发射器呈阵列排布。上述多轴式超声波悬浮装置，利用多个超声波发射器产生驻波构成声场使悬浮对象悬浮，并通过改变控制设备的输出信号，能够使得各个超声波发射器的输出波形改变，从而实现改变悬浮对象的悬浮位置，实现多方向的移动。附图说明图1为一个实施例中，多轴式超声波悬浮装置的部分结构示意图；图2为一个实施例中，多轴式超声波悬浮装置的硬件结构示意图；图3为另一个实施例中，多轴式超声波悬浮装置的硬件结构示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将对本技术进行更全面的描述。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。一种多轴式超声波悬浮装置，包括：包括多个超声波发射器100，用于安装设置各超声波发射器100的支架200；还包括控制设备300；各超声波发射器100，用于产生驻波使悬浮对象悬浮；各超声波发射器100的负极引脚均接地；控制设备300设有多个输出端，每个输出端分别电连接一个超声波发射器100的正极引脚。设置两个以上超声波发射器100，通过控制设备300对各个超声波发射器100的输出波形进行控制，即每个超声波发射器100的输出波形可以相同，也可以不同，若需要改变悬浮对象的位置，可以通过改变各个超声波发射器100的输出波形，达到通过声波变化使悬浮对象移动的目的，通过多个超声波发射器100的配合，能够实现悬浮对象在多个方向上的移动。在一个实施例中，改变各个超声波发射器100的输出波形可以通过外部计算机设备控制控制设备300的驱动信号改变实现。在一个实施例中，改变各个超声波发射器100的输出波形还可以通过直接改变控制设备300的驱动信号实现。在其中一个实施例中，控制设备300包括：控制器310及电连接控制器的外围电路；控制器310的各输出端分别电连接各超声波发射器的正极引脚，输入端用于电连接电源。控制器310各个输出端向对应电连接的超声波发射器输出激励信号，激励各超声波发射器；在一个实施例中，控制器310输出半方波信号作为激励信号，由于半方波的谐振特性，受到激励的超声波发射器输出的波形可以被判定为正弦信号，方波相比正弦信号更容易产生数字信号，采用半方波，能够简化装置所需的电子元件，在超声波发射器产生振幅和相位可控的正弦声波激励信号的同时，还能减少每个通道里所需的数字线路。在一个实施例中，控制器310也可以输出正弦信号作为激励信号。在其中一个实施例中，控制设备还包括：串联于控制器与各超声波发射器的正极引脚之间的驱动器。根据本领域技术人员对于控制器310具体型号的选择，控制器所产生的逻辑信号电压不一定能够满足超声波发射器工作电压的需要，需要使用驱动器320将控制器产生的逻辑信号电压进行放大后，再输入到各超声波发射器，使其能够正常工作。在其中一个实施例中，支架设有用于插设各超声波发射器正负极引脚的插孔。在其中一个实施例中，控制器为ArduinoMega芯片。本领域技术人员可以根据需要选择其他能够对不同超声波发射器实现单独控制的单片机或开发板作为控制器。ArduinoMega芯片里的64个通道是被8个端口覆盖的，每个端口1个字节，然而，ArduinoMega芯片内部预留了一些插脚，实际上可以用于覆盖64个通道。在40000赫兹频率，周期内离散小信号的最大数量为10(每个离散小信号的相位分辨率为π/5)；32个完整的电压图像(周期)可以保存在ArduinoMega微控制面板里。即一个ArduinoMega芯片最多可以同时分别控制64个超声波发射器。ArduinoMega芯片具有有两对缓冲器，其中一对是电压缓冲器，而在电压缓冲器里的电压图像会不断循环地传送至端口，以便生成所需的正弦激励信号。另外一对则是运算缓冲器，运算缓冲器指定了在一个图像里可以生成的周期的数量。需要注意的是，使用两对缓冲器的目的是，当两对缓冲器里其中一个接收到新图像或者新的周期数量时，剩下的两个缓冲器可以以最小的干扰把旧的图像和周期数量发送，保证稳定输出激励信号。在一个实施例中，还可以通过组合多个ArduinoMega芯片对更多数量的超声波发射器进行控制。在其中一个实施例中，驱动器为TC4427驱动芯片。ArduinoMega芯片产生的逻辑信号电压为5Vpp，但目前常见的大部分超声波发射器的工作电压高于5Vpp，因此需要通过TC4427驱动芯片对ArduinoMega芯片产生的逻辑信号电压进行放大后再输入至超声波发射器。TC4427驱动芯片能够同时对两个通道的输出信号进行放大，因此需要根据超声波发射器的数量确定所需要的TC4427驱动芯片数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多轴式超声波悬浮装置，其特征在于，包括：/n包括多个超声波发射器，用于安装设置各所述超声波发射器的支架；还包括控制设备；/n各所述超声波发射器，用于产生驻波使悬浮对象悬浮；各所述超声波发射器的负极引脚均接地；/n所述控制设备设有多个输出端，每个所述输出端分别电连接一个所述超声波发射器的正极引脚。/n

【技术特征摘要】
1.一种多轴式超声波悬浮装置，其特征在于，包括：
包括多个超声波发射器，用于安装设置各所述超声波发射器的支架；还包括控制设备；
各所述超声波发射器，用于产生驻波使悬浮对象悬浮；各所述超声波发射器的负极引脚均接地；
所述控制设备设有多个输出端，每个所述输出端分别电连接一个所述超声波发射器的正极引脚。


2.根据权利要求1所述的多轴式超声波悬浮装置，其特征在于，
所述控制设备包括：控制器及电连接所述控制器的外围电路；
所述控制器的各输出端分别电连接各所述超声波发射器的正极引脚，输入端用于电连接电源。


3.根据权利要求2所述的多轴式超声波悬浮装置，其特征在于，
所述控制设备还包括：串联于所述控制器与各所述超声波发射器的正极引脚之间的驱动器。


4.根据权利要求3所述的多轴式超声波悬浮装置，其特征在于，
所述支架设有用于插设各所述超声波发射器正负极引脚的插孔。


5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梓聪，郑建辉，殷艺敏，
申请(专利权)人：广州声博士声学技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44