專利名稱：氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于語音缺失患者的語音康復(fù)領(lǐng)域，并涉及一種氣壓式基頻調(diào)節(jié)的電子人 工喉。
背景技術(shù)：
人類用于交流的各種手段中，語音是最基本、最有效和最重要的一種。目前世界 上有數(shù)十萬計(jì)的喉癌和其他嚴(yán)重的喉病患者，為了治療喉部疾病而不得不進(jìn)行喉頭切除手 術(shù)，對(duì)于某些嚴(yán)重喉疾患者，必須進(jìn)行全喉切除術(shù)，全喉切除術(shù)后，患者完全喪失了發(fā)聲能 力，從而也就失去了運(yùn)用語音進(jìn)行語言交流的能力，全喉切除術(shù)中通常會(huì)在氣管造瘺口用 于患者術(shù)后呼吸。全喉切除術(shù)后患者多依靠電子人工喉發(fā)聲。電子人工喉作為一種語音缺 失患者使用的外部語音康復(fù)方法已經(jīng)有約40年歷史，目前存在的電子人工喉工作原理簡 單。患者把設(shè)備頂在喉部，控制開關(guān)所產(chǎn)生的脈沖通過振動(dòng)施加到患者頸部，經(jīng)組織傳到聲 道，經(jīng)調(diào)制后產(chǎn)生語音。目前的電子人工喉存在語音缺乏變化，尤其是缺乏聲調(diào)變化，帶有 明顯機(jī)器味道，背景噪聲大等諸多缺點(diǎn)。為改進(jìn)發(fā)音效果，目前的研究者把主要精力放在電子人工喉背景噪聲的去除上， 以及通過肌電等信號(hào)進(jìn)行電子人工喉脈沖產(chǎn)生的控制上，由于肌電信號(hào)產(chǎn)生與分析的復(fù)雜 性，效果并不理想。一些研究者運(yùn)用語音信號(hào)、圖像信號(hào)和噪聲信號(hào)的采集、分析來調(diào)控電 子人工喉語音，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，成本增加、且可靠性低?；谀壳按嬖诘碾娮雍砑夹g(shù)的局限性，電 子人工喉產(chǎn)生的聲音的聲調(diào)在整個(gè)說話過程中沒有變化，這是造成電子人工喉語音和正常 語音質(zhì)量不同的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在患者說話過程中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)聲門波基頻，改變說話聲調(diào)，才可以 提高語音的可懂度。按照這個(gè)思路，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉設(shè)備。本發(fā)明的主要目的在于，提供一種氣壓控制聲門波基頻的電子人工喉，其提高了 語音缺失患者的語音可懂度。借助本發(fā)明的方案，使用電子人工喉的患者可以借助其說話動(dòng)作本身，來對(duì)其所 發(fā)出的聲門波的基頻進(jìn)行調(diào)制，從而可以形成有機(jī)的人-機(jī)互動(dòng)，使患者所發(fā)出的聲音不 僅富于變化，而且這種變化可以由患者進(jìn)行自主操控，更接近正常人的發(fā)聲效果。本發(fā)明的主要工作原理基于波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)中可以存儲(chǔ)具有個(gè)人發(fā)聲特征的聲門波形(個(gè)人發(fā)聲特征 可以是先前錄制、處理的)，在聲門波信號(hào)產(chǎn)生的過程中可以加入幅度擾動(dòng)和頻率擾動(dòng)；氣 壓感應(yīng)部分用于在聲門波信號(hào)產(chǎn)生過程中實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)聲門波信號(hào)基頻；波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng) 所產(chǎn)生的波形通過系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)波 形與功率放大電路連接，經(jīng)過功率放大后施加于電-力能量轉(zhuǎn)換器。放大后的信號(hào)通過高 磁場(chǎng)的電-力能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，該振動(dòng)通過振動(dòng)膜施加于患者頸部，產(chǎn)生聲門波，該波形經(jīng)過患者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制，在唇外形成語音，聲門波基頻的改變 可產(chǎn)生不同的聲調(diào)，增加語言可懂度。本發(fā)明采用了如下的技術(shù)設(shè)計(jì)方案本發(fā)明的一個(gè)特征是提供氣壓調(diào)頻的電子人工喉，該設(shè)備主要由氣壓感應(yīng)部分、 波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)、功率放大電路、可調(diào)控的微型電-力轉(zhuǎn)換器組成。本發(fā)明的另一個(gè)特 征是利用氣壓信息，實(shí)時(shí)改變聲門波頻率。本發(fā)明的特征包括-在波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)具有個(gè)人語音特征的聲門波形，波形產(chǎn)生與 處理系統(tǒng)按照該波形產(chǎn)生連續(xù)的聲門波信號(hào)，該信號(hào)按照算法加入幅度波動(dòng)和頻率擾動(dòng)；-氣壓感應(yīng)部分將瘺口處氣罩內(nèi)的氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，氣壓大小決定電信號(hào) 的幅度，此電信號(hào)需經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后傳輸給波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的聲門波 信號(hào)的基頻。-波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)通過系統(tǒng)中的DA數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為 模擬信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由專用的DA芯片實(shí)現(xiàn)；-通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)波形與功率放大電路連接，經(jīng)過功率放大到可以驅(qū) 動(dòng)電-力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作。經(jīng)過放大的信號(hào)，經(jīng)過高磁場(chǎng)的電-力能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，該轉(zhuǎn)換器經(jīng) 過特殊設(shè)計(jì)，可以最小失真的實(shí)現(xiàn)電壓波形到機(jī)械振動(dòng)的轉(zhuǎn)換。由電-力轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的振動(dòng)通過振動(dòng)膜施加于患者頸部，產(chǎn)生聲門波。該聲門 波經(jīng)過患者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制，在唇外形成語音。系統(tǒng)由可充電鋰電池供電。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于包 括氣壓感應(yīng)部分，用于檢測(cè)患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的氣壓，并產(chǎn)生與該氣壓對(duì)應(yīng) 的氣壓檢測(cè)信號(hào)，波形產(chǎn)生與處理部分，用于產(chǎn)生聲門波信號(hào)，其中所述聲門波信號(hào)的基頻根據(jù)所 述氣壓檢測(cè)信號(hào)而變化，功率放大電路，用于對(duì)所述聲門波信號(hào)進(jìn)行功率放大，微型電-力轉(zhuǎn)換部分，用于在所述功率放大電路輸出的聲門波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生 振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種產(chǎn)生具有氣壓控制聲門波基頻的方法，其 特征在于包括把具有個(gè)人發(fā)聲特征的聲門波形存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述聲門波形產(chǎn)生聲門波信號(hào)，檢測(cè)設(shè)置在患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的一個(gè)瘺口外氣罩內(nèi)的氣壓，根據(jù)所述氣壓的檢測(cè)值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述聲門波信號(hào)的基頻，對(duì)所述聲門波信號(hào)進(jìn)行功率放大，用功率放大后的所述聲門波信號(hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)微型電_力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一個(gè)振動(dòng)膜片 進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)。


為便于理解本發(fā)明的原理及其實(shí)際運(yùn)作過程與狀況，結(jié)合一個(gè)實(shí)施例及附圖對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步描述。其中圖1為本發(fā)明的構(gòu)成原理圖；圖2為波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)構(gòu)成原理圖；圖3為本發(fā)明的外觀示意圖；圖4為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5氣壓感應(yīng)部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)工作原理圖；圖7是本發(fā)明電-力轉(zhuǎn)換部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的工作流程具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有個(gè)人特征的聲門波模擬式電子人工喉的 構(gòu)成圖，該電子人工喉包括氣壓感應(yīng)部分101、波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102、功率放大電路 103、微型電-力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)104。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，氣壓感應(yīng)部分101包括一個(gè)壓力傳感器11，如圖5所示，該 傳感器11可將使用者咽喉部一個(gè)瘺口 13處的一個(gè)氣罩12內(nèi)的氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，氣 壓的大小將決定該電信號(hào)幅值的大小。該電信號(hào)需經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后輸入波形產(chǎn)生與處理系 統(tǒng)102的氣壓信號(hào)接收模塊14(圖6)；氣壓信號(hào)接收模塊14的輸出被加到波形頻率調(diào)節(jié) 模塊18，以調(diào)節(jié)波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102產(chǎn)生的聲門波信號(hào)的基頻。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例， 可借助外接的A/D芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102可以基于單片機(jī)開發(fā)，利用單片 機(jī)自帶存儲(chǔ)器存儲(chǔ)具有個(gè)人特征的聲門波；通過在單片機(jī)中寫入相應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)波形產(chǎn) 生與處理系統(tǒng)102的功能，包括聲門波信號(hào)的波形生成、頻率/幅度擾動(dòng)的加入、頻率調(diào)節(jié) 和/或幅度調(diào)節(jié)。輸出的聲門波信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后傳輸給功率放大器。氣壓感應(yīng)部分 101輸出的氣壓電信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后作用于頻率調(diào)節(jié)模塊18，用于調(diào)節(jié)聲門波基頻。功率放大電路103用于將D/A芯片輸出的模擬聲門波信號(hào)進(jìn)行放大并傳輸至微型 電_力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)104，微型電_力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)104在放大后的聲門波信號(hào)驅(qū)使下由振動(dòng)膜片1 產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)至機(jī)械振動(dòng)的轉(zhuǎn)換。圖2所示為波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102的一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成示意圖，其中波形產(chǎn)生 與處理系統(tǒng)102包括能夠存儲(chǔ)具有個(gè)人特征的聲門波的存儲(chǔ)器201、計(jì)算與波形控制部分 202、和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)化部分203。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102可以基于單片機(jī)開 發(fā)，利用單片機(jī)自帶存儲(chǔ)器作為上述存儲(chǔ)具有個(gè)人特征的聲門波的存儲(chǔ)器201，存儲(chǔ)具有個(gè) 人特征的聲門波；通過在單片機(jī)中寫入相應(yīng)的程序，而實(shí)現(xiàn)如圖6所示的波形產(chǎn)生與處理 系統(tǒng)102的實(shí)施例中的各個(gè)模塊，包括最初波形生成模塊15、頻率擾動(dòng)生成模塊16、幅度擾動(dòng)生成模塊17、波形頻率調(diào)節(jié)模塊18、波形幅度調(diào)節(jié)模塊19。其中添加有頻率擾動(dòng)和幅度 擾動(dòng)的數(shù)字波形信號(hào)被D/A轉(zhuǎn)化模塊20轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)(可用專用D/A芯片實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn) 化模塊20)，再輸出至功率放大電路103。(本申請(qǐng)人2009年7月27日提交的發(fā)明名稱為“具有個(gè)人特征的聲門波模擬式 電子人工喉”中國專利申請(qǐng)第200910089700. 1號(hào)中，具體描述了波形頻率擾動(dòng)生成模塊和 波形幅度擾動(dòng)生成模塊。該申請(qǐng)?jiān)诖吮蝗囊谩?圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子喉的結(jié)構(gòu)示意圖，該設(shè)備包括一個(gè)振動(dòng) 膜片1 ；一個(gè)塑料上端外殼2 ；開關(guān)按鈕3 ；幅度調(diào)節(jié)旋鈕4 ；塑料下端外殼5。開關(guān)按鈕3按下則電子喉開始工作，振動(dòng)膜片1產(chǎn)生振動(dòng)；利用幅度調(diào)節(jié)旋鈕4作 用于波形幅度調(diào)節(jié)模塊19，調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的振動(dòng)的幅度。開關(guān)按鈕3被按下后，波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102開始工作，同時(shí)氣壓感應(yīng)部分101 所包括的一個(gè)壓力傳感器11感應(yīng)氣罩12內(nèi)的氣壓并將感受到的氣壓轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；該電 信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后被輸入到波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102的氣壓信號(hào)接收模塊14并被加到 波形頻率調(diào)節(jié)模塊18，以調(diào)節(jié)聲門波信號(hào)的基頻。這樣，使用者在波形產(chǎn)生過程中可通過改 變瘺口氣流，來調(diào)節(jié)聲門波信號(hào)的基頻，從而使借助電子喉所發(fā)出的聲調(diào)發(fā)聲變化。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子喉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括振動(dòng)膜 片1 ；振動(dòng)頭線圈架7 ；高強(qiáng)度磁芯8 ；功率放大模塊9 ；基于單片機(jī)的波形產(chǎn)生部分10 ；可 充電電池6。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣壓感應(yīng)部分的原理圖，其包括-設(shè)置在咽喉部的一個(gè)瘺口13附近的一個(gè)氣罩12，用于匯聚瘺口 13處的氣流，根 據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，可采用類似呼吸機(jī)氣罩的裝置作為瘺口外氣罩，并通過諸如皮筋固定 在使用者頸部。一設(shè)置在諸如氣罩12的內(nèi)壁上的一個(gè)壓力傳感器11，用于感應(yīng)氣罩內(nèi)氣壓，并將 感受到的氣壓轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，此電信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后被傳輸至波形產(chǎn)生與處理系統(tǒng)102 的氣壓信號(hào)接收模塊14并進(jìn)一步被加到波形頻率調(diào)節(jié)模塊18，從而調(diào)節(jié)聲門波基本頻率。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子喉的系統(tǒng)工作原理圖，該電子喉包括氣 壓信號(hào)接收模塊14 ；波形產(chǎn)生模塊15 ；波形頻率擾動(dòng)生成模塊16 ；波形幅度擾動(dòng)生成模塊 17 ；頻率調(diào)節(jié)模塊18 ；幅度調(diào)節(jié)模塊19 ；D/A轉(zhuǎn)換模塊20 ；功率放大模塊103 ；電子人工喉 電一力轉(zhuǎn)換模塊104;電源21。波形產(chǎn)生模塊15用于根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在例如上述存儲(chǔ)器里的單個(gè)聲門波形產(chǎn)生連 續(xù)聲門波信號(hào)；波形頻率擾動(dòng)生成模塊16和波形幅度擾動(dòng)生成模塊17分別用于在所述聲 門波信號(hào)中加入頻率擾動(dòng)和幅度擾動(dòng)；所產(chǎn)生的最終波形通過DA數(shù)模轉(zhuǎn)換電路20轉(zhuǎn)換為 模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)經(jīng)過功率放大模塊103放大后，驅(qū)動(dòng)電一力轉(zhuǎn)換模塊104工作，產(chǎn)生 振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子喉包括一個(gè)低功耗部分(上部虛框)和一個(gè)高功耗 部分(下部虛框)，它們都由一個(gè)可充電的鋰電池電源21供電。調(diào)節(jié)旋鈕4作用于波形幅 度調(diào)節(jié)模塊19，用于調(diào)節(jié)聲門波幅度。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電-力轉(zhuǎn)換模塊104的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括振 動(dòng)膜片1 ；高場(chǎng)強(qiáng)磁鐵8 ；繞組支架7 ；外磁軛22 ；塑料外殼23 ；線圈繞組24。該電-力轉(zhuǎn)換 模塊是基于安培力原理制造的一種結(jié)構(gòu)簡單、無方向轉(zhuǎn)換的電磁裝置，響應(yīng)快速、平滑、無嵌齒、無滯后，產(chǎn)生高速、高加速度、直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖8為根據(jù)本發(fā)明的的一個(gè)實(shí)施例的操作過程的工作流程圖。如圖8所示，具有個(gè)人語音特征的聲門波形被預(yù)先存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中。使 用者需要使用時(shí)，在振動(dòng)膜頂在喉部的情況下，按下開始按鈕3 (步驟S801)?？赏ㄟ^按鈕4 調(diào)節(jié)波形幅度(步驟S802)；借助氣壓感應(yīng)部分101檢測(cè)氣壓，根據(jù)氣壓大小調(diào)節(jié)波形基頻 (步驟S803)；由單片機(jī)產(chǎn)生最終波形并輸出(步驟S804)；最終波形通過DA數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 20轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)(步驟S805)；該模擬信號(hào)經(jīng)過功率放大模塊103放大(步驟S806)后， 驅(qū)動(dòng)電_力轉(zhuǎn)換模塊104工作，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生振動(dòng)(步驟S807)，振動(dòng)被施加于 患者頸部，產(chǎn)生聲門波(步驟S808)，該波形經(jīng)過患者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制，在唇 外形成語音。由于患者的說話動(dòng)作會(huì)造成瘺口處氣壓的改變，壓力傳感器檢測(cè)到氣壓變化 后，則單片機(jī)內(nèi)部通過諸如產(chǎn)生中斷信號(hào)并將該中斷信號(hào)傳遞給波形頻率調(diào)節(jié)模塊18，從 而實(shí)現(xiàn)波形基頻的調(diào)節(jié)(步驟S809)。如此，患者即可通過說話動(dòng)作本身來實(shí)現(xiàn)對(duì)聲門波基 頻的調(diào)節(jié)，可以形成人-機(jī)(電子喉)的有機(jī)互動(dòng)，這不僅使患者所發(fā)出的聲音富于變化， 而且使得患者可以自主操控這種變化，從而實(shí)現(xiàn)更接近正常人的發(fā)聲效果。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述只是說明而非限定 性的，且在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的前提下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各 種改變、變形、和/或修正。
權(quán)利要求
一種氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于包括氣壓感應(yīng)部分(101)，用于檢測(cè)患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的氣壓，并產(chǎn)生與該氣壓對(duì)應(yīng)的氣壓檢測(cè)信號(hào)，波形產(chǎn)生與處理部分(102，10)，用于產(chǎn)生聲門波信號(hào)，其中所述聲門波信號(hào)的基頻根據(jù)所述氣壓檢測(cè)信號(hào)而變化，功率放大電路(103)，用于對(duì)所述聲門波信號(hào)進(jìn)行功率放大，微型電 力轉(zhuǎn)換部分(104)，用于在所述功率放大電路(103)輸出的聲門波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述氣壓感應(yīng)部分 (101)進(jìn)一步包括用于設(shè)置在患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的一個(gè)瘺口外氣罩(12)，用于匯聚瘺口處氣流； 一個(gè)壓力傳感器(11)，用于檢測(cè)氣罩內(nèi)的氣壓，并把檢測(cè)到的氣壓轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述波形產(chǎn)生與處理 部分(102,10)進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)具有個(gè)人發(fā)聲特征的聲門波形的存貯器，波形產(chǎn)生模塊(15)，用于根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的單個(gè)聲門波形產(chǎn)生所述聲門波信號(hào)， 波形頻率擾動(dòng)生成模塊(16)，用于在所述波形產(chǎn)生模塊(15)產(chǎn)生的聲門波信號(hào)中加 入頻率擾動(dòng)，波形幅度擾動(dòng)生成模塊(17)，用于在所述波形產(chǎn)生模塊(15)產(chǎn)生的聲門波信號(hào)中加 入幅度擾動(dòng)，波形頻率調(diào)節(jié)模塊(18)，用于根據(jù)所述氣壓檢測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)所述聲門波信號(hào)的頻率。 波形幅度調(diào)節(jié)模塊(19)，在幅度調(diào)節(jié)旋鈕(4)控制下調(diào)節(jié)聲門波信號(hào)的幅度。 D/A轉(zhuǎn)換模塊(20)，用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉進(jìn)一步包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(20)，用于把所述波形產(chǎn)生 模塊(15)所產(chǎn)生的聲門波信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，所述功率放大電路(103)用于對(duì)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(20)輸出的信號(hào)波形進(jìn)行功率放大。
5.如權(quán)利要求4所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述可調(diào)控的微型 電_力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(104)進(jìn)一步包括一個(gè)高場(chǎng)強(qiáng)磁鐵(8)；被設(shè)置在所述高場(chǎng)強(qiáng)磁鐵(8)周圍的外磁軛(22)；被設(shè)置在所述高場(chǎng)強(qiáng)磁鐵(8)和所述外磁軛(22)之間的線圈繞組(24)；與所述線圈繞組(24)機(jī)械耦合的一個(gè)振動(dòng)膜片(1)；其中功率放大電路(103)輸出的信號(hào)被加到所述線圈繞組(24)上，從而用于把所述功 率放大電路(103)放大后的波形轉(zhuǎn)換為所述振動(dòng)膜片(1)的機(jī)械振動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述線圈繞組(24)與 所述振動(dòng)膜片(1)之間的機(jī)械耦合是借助一個(gè)繞組支架(7)實(shí)現(xiàn)的。
7.如權(quán)利要求6所述的氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于所述振動(dòng)膜片(1)的機(jī)械振動(dòng)用于被施加于使用者頸部以產(chǎn)生聲門波，從而使聲門波 經(jīng)過使用者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制在唇外形成語音，且所述可調(diào)控的微型電-力 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(104)是基于安培力原理制作的一種簡單、無方向轉(zhuǎn)換的電磁裝置，其響應(yīng)快速、 平滑、無嵌齒、無滯后響應(yīng)，并適合于產(chǎn)生高速、高加速度的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
8.產(chǎn)生具有氣壓控制聲門波基頻的方法，其特征在于包括 把具有個(gè)人發(fā)聲特征的聲門波形存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器中，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述聲門波波形產(chǎn)生聲門波信號(hào)，檢測(cè)設(shè)置在患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的一個(gè)瘺口外氣罩(12)內(nèi)的氣壓，根據(jù)所述氣壓的檢測(cè)值，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述聲門波信號(hào)的基頻，對(duì)所述聲門波信號(hào)進(jìn)行功率放大，用功率放大后的所述聲門波信號(hào)驅(qū)動(dòng)一個(gè)微型電-力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(104)的一個(gè)振動(dòng)膜片 (1)的機(jī)械振動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生氣壓控制聲門波頻率的方法，其特征在于進(jìn)一步包括把所述振動(dòng)膜片(1)的機(jī)械振動(dòng)施加于使用者頸部以產(chǎn)生聲門波，從而使聲門波經(jīng)過 使用者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制在唇外形成語音。
全文摘要
氣壓式基頻調(diào)節(jié)電子人工喉，其特征在于在喉咽瘺口外加上氣罩并檢測(cè)氣罩內(nèi)氣壓，根據(jù)氣壓信號(hào)控制聲門波的基頻，使語音聲調(diào)產(chǎn)生變化，包括氣壓感應(yīng)部分(101)，用于檢測(cè)患者喉咽部的一個(gè)瘺口外的氣壓，產(chǎn)生氣壓檢測(cè)信號(hào)；波形產(chǎn)生與處理部分(102)，用于產(chǎn)生聲門波信號(hào)，其基頻根據(jù)氣壓檢測(cè)信號(hào)而變化；功放電路(103)，對(duì)聲門波信號(hào)進(jìn)行放大；微型電-力轉(zhuǎn)換部分(104)，在聲門波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)。該振動(dòng)加于患者頸部，產(chǎn)生聲門波，經(jīng)過患者舌、鼻腔、口腔、唇等器官的調(diào)制，在唇外形成語音。
文檔編號(hào)A61F2/68GK101991475SQ200910090589
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者李立峰, 樊瑜波, 牛海軍, 王喜太, 邵曉寧 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué);國家康復(fù)輔具研究中心