[发明专利]一种自动调节功率的声波灭火装置

权利要求书

1.一种自动调节功率的声波灭火装置，其特征在于，包括：主控模块、远红外火焰传感器、角度位移传感器、舵机驱动模块、功率放大模块、扬声器、声腔、机械臂模块、测距模块、电源模块以及电压/电流采集模块；其中：

所述主控模块，用于产生特定频率和幅值的正弦波模拟电信号；

所述功率放大模块，用于对主控模块产生的正弦波模拟电信号进行放大，产生大电流的低频声波电信号，驱动扬声器；

所述扬声器，用于播放功率放大模块产生的低频声波电信号；

所述声腔，用于聚集扬声器发出的低频声波；

所述机械臂，与声腔配合连接，用于实现声腔的三维旋转；

所述舵机驱动模块，由主控模块控制，用于驱动机械臂各个关节的运动；

所述远红外火焰传感器，用于将火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到主控模块中，主控模块根据电平信号的变化对正弦波模拟电信号的频率做出相应的处理；

所述角度位移传感器，用于对机械臂的位移以及角度进行监测，实时采集机械臂的运动轨迹，并将运动轨迹转换成电信号，传入主控模块，供主控模块处理并生成对舵机驱动模块的驱动控制信号；

所述测距模块，用于检测可燃物与声腔之间的距离，并传入主控模块，供主控模块处理并生成对蜂鸣器模块的报警控制信号；

所述电源模块，包括供电电路、充电电路以及锂电池；其中，所述供电电路用于通过市电或锂电池为整个装置提供电力，所述充电电路用于为锂电池进行充电，所述锂电池用于在无市电情况下为整个装置供电；

所述电压/电流采集模块，用于对锂电池剩余电量检测，并将检测值发送至主控模块进行电量估测。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节功率的声波灭火装置，其特征在于，所述装置，还包括如下任意一项或任意多项：

-所述主控模块采用STM32F407VET6最小系统板；

-所述功率放大模块采用型号为LM4766的功放模块；

-所述扬声器采用额定功率为35W、峰值功率为150W的超重低音扬声器，其直径为4英寸，磁钢大小为70磁；

-所述声腔的筒体为圆柱形结构，利用光敏树脂材料，采用3D打印技术制备得到；

-所述测距模块采用型号为GP2Y0A21YK0F的红外测距模块；

-所述供电电路包括：变压器、整流滤波电路、DC/DC降压模块以及稳压模块；其中，所述变压器对市供220V单相交流电进行降压，降压后经过整流滤波电路，向功率放大模块供电，之后经过DC/DC降压电路，一方面向外提供+5V电压，另一方面继续经过稳压模块向外提供+3.3V电压；

-所述电压/电流采集模块中，电压采集模块采用型号为LM258P的运算放大器构成电压差分放大隔离采样电路，电流采集模块采用型号为ACS712-05B的霍尔电流传感器；

-还包括蜂鸣器模块，所述蜂鸣器模块，由主控模块控制，用于在声腔距离可燃物设定距离以内时产生报警和/或在电源模块中的锂电池电量不足设定阈值时产生报警；

-还包括显示模块，所述显示模块，通过向主控模块调取，用于装置当前状态量。

3.根据权利要求2所述的一种自动调节功率的声波灭火装置，其特征在于，所述装置，还包括如下任意一项或任意多项：

-所述供电电路中，变压器采用单相220V输入双21V输出变压器；所述整流滤波电路采用整流模块KBU2510和两个10000μF/45V电解电容；所述DC/DC降压模块采用型号为LM2596S的降压模块；所述稳压电路采用型号为LM350的稳压模块；所述锂电池采用一块规格为48V/12Ah的锂电池；

-所述蜂鸣器模块采用有源蜂鸣器模块；

-所述显示模块采用OLED液晶显示模块。

4.根据权利要求1所述的一种自动调节功率的声波灭火装置，其特征在于，所述主控模块产生正弦波模拟电信号的方法为：采用定时器TIM8输出正弦电压波形，采用通用定时器TIM4产生中断，使定时器TIM8输出的矩形波宽度按正弦规律变化，正弦波的频率由定时器TIM4中断时间决定，中断处理过程中，根据远红外火焰传感器采集火势大小的数据，判断数据值所属功率大小区间改变正弦波信号的幅值；其中，所述功功率大小区间包括：大于0小于等于30W、大于30小于等于40W、大于40小于等于60W三档。