根据气压改变而发声的音乐吸管及其发声方法与流程

1.本发明属于吸管领域，特别涉及一种根据气压改变而发声的音乐吸管及其发声方法。


背景技术：

2.吸管是人们日常中经常使用到的吸食工具，更是婴儿喝水喝粥等饮品的重要工具，而婴儿常常又不能安稳的通过吸管吸食食物，对于婴儿用吸管首先要解决的是吸管如何抓住婴儿的注意力。吸管作为婴儿吸食工具的首选，可在管体上安装发声设备，通过吸管发声来吸引婴儿的注意，使他们能够自愿的使用吸管。现有可以发声的吸管存在以下问题：1、吸管内安装有发声部件，发声原理是通过液体的流动带动发声部件动作而发出声音，这样会导致发声部件上容易残留液体（例如牛奶），每次使用吸管后都要对发声部件进行仔细的清洗，否则残留的液体会导致发声部件发臭，甚至滋生有害细菌。反映上述缺点的代表专利为中国专利文献cn201879364u公开的“一种音乐吸管”、中国专利文献cn103783955a公开的“音乐吸管”。
3.2、中国专利文献cn2309090y公开的“闪光/音乐吸管”，利用了非接触式的发声原理，可以避免清洗难题，但是该专利中的感应装置只能用于检测吸管“有”、“无”液体两种状态，即只有“0”和“1”两种数字信号，不能根据吸力大小来判断婴幼儿吸食牛奶的速度，换言之，婴幼儿用力大小不能在音乐上得到反馈，婴幼儿使用该音乐吸管容易出现乏味，注意力不集中。
4.3、现有的音乐吸管中的发声部件不易拆卸。


技术实现要素：

5.鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的根据气压改变而发声的音乐吸管及其发声方法，采用了可拆卸地结构，方便拆卸清洗；另外，音乐吸管不仅可以在使用时发出声响或音乐，而且能够根据吸力的大小来改变声音的大小或种类或节奏。
6.为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：一种根据气压改变而发声的音乐吸管，包括管体，管体上可拆卸地设有发声装置，管体的管壁上设有毛细气道，毛细气道与管体内部空间连通；发声装置包括与毛细气道连通的呼吸膨腔，呼吸膨腔顶部设有鼓膜，鼓膜顶部设有电容式传感器；所述的电容式传感器包括上极板和下极板，下极板设置在鼓膜顶面；电容式传感器与主控模块电性连接，主控模块与发声器电性连接。
7.优选的方案中，所述的主控模块用于接受电容式传感器输出的电信号并将其转变为模拟量信号输出给发声器，发声器根据模拟量信号的数值大小输出对应的声音类型或大小。
8.优选的方案中，所述的发声器上设有sd卡读取接口。
9.优选的方案中，所述的发声装置与管体之间采用螺纹连接。
10.优选的方案中，所述的管体外壁设有内螺纹座，发声装置设有外螺纹柱，内螺纹座与外螺纹柱螺纹连接；呼吸膨腔位于外螺纹柱内，毛细气道设置在内螺纹座底部；呼吸膨腔底部为开口结构，呼吸膨腔用于与毛细气道对接连通。
11.优选的方案中，所述的外螺纹柱顶部连接柱形座，柱形座的直径大于外螺纹柱直径，且柱形座与管体之间通过橡胶垫片密封。
12.优选的方案中，所述的柱形座顶部设有遮线管，遮线管顶部插接有发声器，发声器外部设有用于密封的锲块。
13.优选的方案中，所述的毛细气道端部与管体内壁平齐。
14.优选的方案中，所述的根据气压改变而发声的音乐吸管的发声方法，包括以下步骤：step1：当婴幼儿开始吸食液态饮品时，呼吸膨腔形成负压，鼓膜产生形变，使得上极板与下极板之间的间距变大，上极板与下极板之间的电位差发生变化，电容式传感器将电信号通过主控模块输出给发声器，发声器发出声音；在此过程中，液体由下而上在管体内流动，管体出口端的负压绝对值大于呼吸膨腔内的负压值，液体不易进入毛细气道内，且呼吸膨腔内始终为负压状态，鼓膜始终保持形变状态；step2：当婴幼儿的吸力发生变化时，鼓膜产生形变量会随之发生变化，上极板与下极板之间的间距产生变化；主控模块根据点位信号输出变化地模拟量信号，发声器的声音大小或声音种类或声音节奏随之变化；step3：当婴幼儿换气或停止吸食时，液体从管体内回落，呼吸膨腔内的气压与大气压相等，鼓膜恢复初始状态，发声器停止发声。
15.本专利可达到以下有益效果：1、本音乐吸管中的发生装置不会直接与液体接触，不会残留液体，方便清洗习惯，不易出现发臭、滋生细菌等问题。当清洗发声装置时，只需要用水冲洗毛细气道和呼吸膨腔即可，没有其它复杂的的机械结构需要清洗。
16.2、本发明提供的音乐吸管不仅可以在使用时发出声响或音乐，而且能够根据吸力的大小来改变声音的大小，同理，可以将吸力大小对应反映不同节奏的音乐。使婴幼儿吸食牛奶时，可以感受到声音变化，而不是单纯的发出声响。相比于现有技术更能吸引婴幼儿的注意力。
17.3、另外本音乐吸管采用了可拆卸地结构，方便拆卸清洗。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明发声装置结构示意图图1；图2为本发明三维效果图;图3为本发明发声装置结构示意图图2（对毛细气道结构进行了优化）；图4为本发明内螺纹座结构图；图5为本发明吸食状态下鼓膜形变效果图；图6为本发明发声装置主视图；
图7为本发明发声装置俯视图。
19.图中：管体1、发声器2、sd卡读取接口3、遮线管4、呼吸膨腔5、毛细气道6、锲块7、出线口8、橡胶垫片9、外螺纹柱10、接线点11、上极板12、下极板13、鼓膜14、内螺纹座15、柱形座16。
具体实施方式
20.优选的方案如图1至图7所示，一种根据气压改变而发声的音乐吸管，包括管体1，管体1上可拆卸地设有发声装置，管体1的管壁上设有毛细气道6，毛细气道6与管体1内部空间连通；发声装置包括与毛细气道6连通的呼吸膨腔5，呼吸膨腔5顶部设有鼓膜14，鼓膜14顶部设有电容式传感器；所述的电容式传感器包括上极板12和下极板13，下极板13设置在鼓膜14顶面；电容式传感器与主控模块电性连接，主控模块与发声器2电性连接。主控模块用于接受电容式传感器输出的电信号并将其转变为模拟量信号输出给发声器2，发声器2根据模拟量信号的数值大小输出对应的声音类型或大小。
21.本技术方案提供的音乐吸管不仅可以在使用时发出声响或音乐，而且能够根据吸力的大小来改变声音的大小，同理，可以将吸力大小对应反映不同节奏的音乐。使婴幼儿吸食牛奶时，可以感受到声音变化，而不是单纯的发出声响。相比于现有技术更能吸引婴幼儿的注意力。另外本音乐吸管采用了可拆卸地结构，方便拆卸清洗。当清洗发声装置时，只需要用水冲洗毛细气道6和呼吸膨腔5即可，没有其它复杂的的机械结构需要清洗。毛细气道6直径较小，能够有效避免过多液体进入呼吸膨腔5，且在毛细气道6内侧涂有一层疏水材料，能够使液体由于自身重力牵引顺气道而下，避免液体残留堵住气道。呼吸膨腔5容积较大，有效避免液体接触电容极板，且呼吸膨腔5内部涂有疏水材料，避免液体残留。由于毛细气道6直径小，当液体进入毛细气道6内时，毛细气道6很难形成气体流通的通道，呼吸膨腔5内形成了封闭孔空气腔，液体很难继续进入至呼吸膨腔5内。
22.所述的主控模块为单片机，发声器2可采用超薄超小电磁式发生元件，如果发声器2需要播放音乐，则需要将发声装置的尺寸在做大，选用可以插sd卡的播放器。主控模块可以将可变的点位信号转变为4
‑
20ma或0
‑
10v的模拟量信号，通过模拟信号变化值来控制相应地声音输出大小或种类或节奏。进一步地，发声器2上设有sd卡读取接口3。电线处于遮线管4内部，有效降低了装置内部电线损坏的可能性，sd卡读取接口3可以根据sd卡内部储存音乐类型而发出不同的音乐，提高了产品的趣味性。
23.进一步地，发声装置与管体1之间采用螺纹连接。
24.进一步地，管体1外壁设有内螺纹座15，发声装置设有外螺纹柱10，内螺纹座15与外螺纹柱10螺纹连接；呼吸膨腔5位于外螺纹柱10内，毛细气道6设置在内螺纹座15底部；呼吸膨腔5底部为开口结构，呼吸膨腔5用于与毛细气道6对接连通。
25.进一步地，外螺纹柱10顶部连接柱形座16，柱形座16的直径大于外螺纹柱10直径，且柱形座16与管体1之间通过橡胶垫片9密封。发声装置的尺寸大小根据选用的元器件来定制大小，附图中显示的发声装置与管体的大小比例只限于原理的说明。外螺纹柱10需要根据管体1的尺寸来制定，但柱形座16的尺寸可以适当做大，且材料选用轻质材料。橡胶垫片9可以有效防止连接处漏气情况的出现。橡胶垫片9底部为凹面结构。
26.电容式传感器位于柱形座16内，柱形座16可采用空心结构，本发明毛细气道6安装位置给出了两种选择，附图1中的毛细气道6凸出与管体内壁，附图3中的毛细气道6与管体平齐，附图3中的结构有利于清洗管体内壁。
27.进一步地，柱形座16顶部设有遮线管4，遮线管4顶部插接有发声器2，发声器2外部设有用于密封的锲块7。发声器2上设有接线点11。锲块7的数量为两个，两个锲块7相互平行分布。锲块7弧形结构的一侧与遮线管4内壁连接，增大了接触面积。
28.进一步地，毛细气道6端部与管体1内壁平齐。
29.优选的方案中，所述的根据气压改变而发声的音乐吸管的发声方法，包括以下步骤：step1：当婴幼儿开始吸食液态饮品时，呼吸膨腔5形成负压，鼓膜14产生形变，使得上极板12与下极板13之间的间距变大，上极板12与下极板13之间的电位差发生变化，电容式传感器将电信号通过主控模块输出给发声器2，发声器2发出声音；在此过程中，液体由下而上在管体1内流动，管体1出口端的负压绝对值大于呼吸膨腔5内的负压值，液体不易进入毛细气道6内，且呼吸膨腔5内始终为负压状态，鼓膜14始终保持形变状态；step2：当婴幼儿的吸力发生变化时，鼓膜14产生形变量会随之发生变化，上极板12与下极板13之间的间距产生变化；主控模块根据点位信号输出变化地模拟量信号，发声器2的声音大小或声音种类或声音节奏随之变化；step3：当婴幼儿换气或停止吸食时，液体从管体1内回落，呼吸膨腔5内的气压与大气压相等，鼓膜14恢复初始状态，发声器2停止发声。
30.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。