[实用新型]安全防护栅空竹

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及空竹和空竹运动安全防护领域。

(二)背景技术

现有空竹的发音单元由哨口(吹风口)和腔体组成，以带有尖劈边棱的哨口作声激励器，腔体作声共鸣体。要使边棱音能有效激发腔体发声必须满足下列两个条件：1，气流速度(空竹转速)必须在一定范围内；2、气流喷口离边棱有一定距离(即哨口的开口宽度)声激发才有效【1】，第一个条件易满足，第二个条件，经实测，对传统空竹该距离约7mm记为W₀，即开口宽度W＞W₀声激发才有效，W＜W₀不能激发。现有空竹发基础音的哨口一般取得较大，取10-20mm(实际上取10-14mm足够)，这是为了减小声阻抗，提高响度。而传统空竹众多发高频声的小腔体，其哨口开口宽度仅为3-4mm，在来流方向上气流无法使边棱音直接激发本腔体发声。以上论点为本实用新型在理论上指明了方向。为验证此论点，笔者用锉刀将空竹上众多小腔体上哨口处的尖劈锉平，见图2(a)，结果高频声的响度不减反升，这就说明小腔体上的边棱音，无法有效激发小腔体发声，没有尖劈(锉平)的哨口，开口宽度变大后，声阻抗变小响度增加，使用安全性也会提高。

现有空竹高速旋转时，带动大小哨口上的锋利尖劈一起旋转，切削进入哨口区域内的任何物体，包括手握空竹抖杆上人的手指及手指甲等等。尤其发基础音的哨口，开口宽度在10-20mm，更是造成人员致伤致残的元凶。严重制约了空竹运动作为中华非物质文化遗产的推广，以及在青少年中开展活动。

空竹运动与音响是连系在一起的，不发声音的“空竹”不算空竹、是陀螺。空竹响度的大小，在一定范围内反映空竹旋转速度的快慢，响度作为空竹旋转速度的指示器。同时人们听觉上的双耳效应可以听得出空竹在空间运行的轨迹，因此响度同时可以作为空竹运行的警示器，时刻提醒人们危险在周围存在着。

人们在享受空竹运动带来身心健康的同时，也带来血的教训，即使有人戴着手套在玩空竹，但手感极差，致伤致残的现象仍会发生。

(三)发明内容

本实用新型的目的之一，在W＞W₀的哨口内设置防护栅，以防止人们不小心将手指进入高速旋转的哨口区域内，被哨口处的尖劈所切削而致伤致残。哨口内设置防护栅后，空竹原有的音响功能不变，即在W＞W₀哨口内，边棱音激发本腔体发声的条件必须被满足，这就要求构成防护栅的所有平板必须顺着气流方向平行排列，即平行平板垂直尖劈边棱，这些平行平板间的间距必须小于空竹玩家的手指直径。同时防护栅与哨口联接处应光滑过渡，即防护栅平行平板的一个边，其曲率半径与空竹的园盘形腔体半径大小相同或略大于腔体半径，以不造成二次伤害为准

另一方面，空竹众多开口宽度仅3-4MM的哨口，其本身并不具备尖劈边棱音激发本腔体发声的条件，因此尖劈存在与否，与边棱的形状无关，因此将尖劈边棱去掉用平直边棱代替后，其音效一样，使用更安全。如果不考虑制造工艺的复杂性带来制造成本上升，基至可以用曲线边棱或园孔代替原有的尖劈边棱都可以。

(四)附图说明

图1，为安全防护栅空竹外观图。

图2(a)，为安全防护栅空竹W＜W₀哨口截面图，图中用平直边棱取代尖劈边棱。

图2(b)，为安全防护栅空竹W＞W₀哨口截面图，在空竹W＞W₀的哨口内设置有防护栅。

图3，为安全防护栅结构示意图。

(五)具体实施方式

本实用新型的目地可以通过下述方案实现：

一种方法是在W＞W₀的哨口内设置防护栅见图1、图2(b)、图3，防护栅由2-8片均匀间隔的平板平行排列在哨口内，平板的形状取三角形、扇形等均可，以符合力学原理为准。但平板一个边必须是圆弧形，其圆弧形半径与空竹圆盘形腔体外周的半径相同或略大。防护栅平板排列方向与哨口处的边棱垂直，保证W＞W₀，使边棱音有效激发腔体发声的必要条件成立。每个防护栅所需平板数多少应从下列两方面综合考虑：从保护对象而言，普通成人用空竹，因成年人的小指直径为10-15mm左右，取半为6mm，哨口边棱长为18-20mm，考虑到平板厚度影响，则一个防护栅取2-3片平板。对青少年则取3-4片平板组成的防护栅，考虑特殊人群则可以再增加一片，另外从减少哨口内声阻抗和平板数过多占据哨口截面积出现小孔低频共振结构现象【2】，即当哨口插入防护栅后，频率和响度明显变低时，应综合考虑平板片数和平板厚度间的关系。