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对压电式骨传导听觉装置国内外研究现状深入分析后,针对单个压电振子响应频带窄的问题,提出采用三个不同谐振频率的压电振子作为发声元件的三分频式压电骨传导听觉装置。研制了基于骨传导传声原理和压电振子逆压电效应的听觉装置实验样机,并对其进行相关的仿真分析与试验测试,具体研究内容如下:1.压电式骨传导听觉装置研究现状具有听力障碍的人越来越多,而骨传导助听装置能有效缓解某些患者的痛苦。根据骨传导听觉装置佩戴方式、接收信号频率和发声机理的不同进行分类比较,其中压电式骨传导听觉装置以其独特的优势成为国内外研究的热点。对压电式骨传导听觉装置的国内外发展现状进行了分析,压电骨传导听觉装置应用广泛,以耳机、手机、眼镜、手表等各种形式存在。但使用单个压电振子的听觉装置频率响应较窄,针对这个问题,本文提出三分频式压电骨传导听觉装置。2.压电式骨传导听觉装置基础理论分析对相关的听力学基础知识和压电陶瓷材料基础理论进行分析。对声音的物理性质,人的听力学系统结构组成及其感音能力,听力损失的划分,声音传入内耳的气传导途径和骨传导途径等听力学基础知识进行深入分析;对压电陶瓷材料的压电效应及其弹性系数、压电常数、机电耦合系数、机械品质因数等特性,压电振子的振动模式、谐振特性、迟滞特性、幅频特性等进行分析研究,为压电式骨传导听觉装置的研究奠定了理论基础。3.压电振子的仿真分析和试验测试对听觉装置的核心部件-压电振子进行ANSYS仿真分析和试验测试。确定听觉装置所用的三个压电振子工作频率段及其支撑方式;通过改变基板长度、厚度,压电振子长度、厚度,压电振子宽度,仿真分析不同尺寸压电振子的固有频率和最大振动位移,初步确定好低频、中频、高频压电振子的尺寸;对确定尺寸的压电振子进行静力学、模态和谐响应仿真分析;对三个压电振子进行振动位移测试,测试其波形响应能力,整体变形能力,电压-位移特性和幅频特性。4.三分频式压电骨传导听觉装置的仿真分析与样机制作对听觉装置进行相关的仿真分析并制作试验样机。调整装置中三个加上传导柱的压电振子的结构尺寸,并对其进行静力学、模态和谐响应分析。对三个压电振子组装后的内部结构进行模态仿真分析,并与组装之前的压电振子模态变形情况进行比较;结合三分频式听觉装置的分频原理对其工作过程模拟,分析不同频率段信号输入时听觉装置的整体变形情况;对听觉装置整体结构和上盖、下盖、传导架、传导柱等各零部件进行设计,最终制作三分频式压电骨传导听觉装置的试验样机。5.三分频式压电骨传导听觉装置的试验测试对制作的三分频式压电骨传导听觉装置样机进行试验测试。搭建试验测试平台,测试听觉装置中低频、中频、高频压电振子的阻抗特性、迟滞特性、幅频特性、响度和近距离噪声。三个压电振子最小阻抗值对应的谐振频率分别为240.196Hz、540.392Hz和3.25224kHz,接近仿真分析值;低频、中频、高频压电振子的迟滞值分别为8.25%、7.56%和6.97%;最大振动位移分别为86.08μm、9.14μm和1.545μm,且处于各自的工作频段内;低频、中频、高频压电振子分别在各自的工作频段内响度值最大,符合听觉装置对三个压电振子工作频段的划分情况;近距离噪声测试,工作在中低频段时听觉装置的噪声小于环境噪声。