CN101380499B - 具有低频声室的儿童抚慰设备 - Google Patents

Abstract

一种儿童抚慰设备，包括：框架，该框架包括结构支撑；外壳，其连接到结构支撑并包括具有开口的盖子；以及包括扬声器驱动器和扬声器舱室的扬声器。扬声器驱动器具有相对于盖子的开口设置的隔膜，使得外部声波通过隔膜的移位来进行传播，并且所述扬声器舱室具有由外壳限定并与隔膜相通的容积，使得内部声波通过隔膜的移位来进行传播。所述设备进一步包括位于外壳内的分隔，用来进一步限定扬声器舱室的容积。所述容积包括相对于隔膜倾斜定向的区域，用于支持扬声器的低频响应。

Description

具有低频声室的儿童抚慰设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年3月26日提交的发明名称为“具有低频声室的儿童抚慰设备”(“Child Soothing Device with a Low Frequency Sound Chamber”)的No.60/908,178号美国临时申请的优先权，该优先权申请的全部内容特意合并于本文供参考。发明背景1.技术领域

本申请主要涉及儿童抚慰设备及其它幼儿产品，更具体地涉及具有用来抚慰儿童的音频功能的设备和产品。2.背景技术

多种婴儿产品都合成有供娱乐及其它目的的音频功能。音乐或声音通常通过位于儿童附近的扬声器从存储在电子设备里的录音中发出。有时，将扬声器安装在儿童所坐的座位附近。这些类型的幼儿产品的范例包括秋千和弹跳器。其它产品，例如游戏垫或围栏或者游戏床，通过位于婴儿所处游戏区域附近的扬声器提供音乐或者声音。还有其它产品将发声功能合成到婴儿玩耍时使用的娱乐单元中。该娱乐单元经常包括设置有扬声器的活动桌或者活动平台。

这些幼儿产品通常设计用来提供可以产生让婴儿或者幼儿感到安慰的声音的选择。一般认为具有安慰作用的声音包括摇篮曲旋律、海浪声和其它自然背景产生的噪声，例如喳喳叫的蟋蟀或鸟、蛙塘等等。一些产品已经试图提供特别适合婴儿的抚慰声和噪音。为此，幼儿产品试图再现心跳的声音，原理在于婴儿习惯于存在于母体或在子宫内的心跳声。Graco儿童产品有限公司(本申请的申请人)的Lovin’Hug^TM秋千是为了抚慰秋千中的儿童而试图制造心跳声音的幼儿产品中的一个例子。

以往幼儿产品中的发声质量通常都很差。有时，采用廉价的音频系统元件导致再现的声音不准确。而且，缺乏准确性又导致抚慰习惯于特定声音特性的婴儿没有效果。附图说明

通过以下结合附图的描述将更清楚本发明的目的、特征和优点，其中：

图1示出了子宫中的心跳和流体流动而发出声音的典型频谱曲线图。

图2是根据本发明的不同方面设计用于音频功能和能够发声的示例性幼儿产品的透视图。

图3是图2中幼儿产品的立面侧视图。

图4是图2中幼儿产品立柱组件的分解透视图。

图5是图4中立柱组件的剖视侧视图，用于描述幼儿产品的内部元件，包括根据本发明的一个方面配置的示例性的扬声器舱室。

图6是图4中幼儿产品立柱组件沿图4中线VI-VI的局部剖视图，用于更详细的描述扬声器舱室。

图7是根据一示例性实施例的幼儿产品立柱组件的分解透视图。

图8是图7中幼儿产品立柱组件的局部透视图，用于更详细地描述幼儿产品的外壳元件和支撑结构。

图9是图7中幼儿产品立柱组件上部的局部剖面图，用于更详细的描述幼儿产品的示例性扬声器。

图10是图9中幼儿产品立柱组件上部的局部分解图，用于描述根据本发明的一个方面的示例性的用户界面控制面板和扬声器布置。

图11是根据本发明的一个方面的用于产生低频音的密封音箱和扬声器布置的示意图。

图12到图15是根据本发明的组成产生低频音的可选实施例的其它密封音箱和扬声器布置的示意图。发明内容

本申请涉及婴儿设备和幼儿产品，它们具有音频功能，以用于通过产生例如子宫中的声音等未出生时声音来抚慰婴儿。根据本发明的一个方面，这里所公开的设备和产品一般设置成具有低频响应，以用于准确的产生这些声音。为此，本申请的各个方面涉及声室的尺寸、形状、布置和集成，用来准确地再现子宫的声音。在一些例子中，也可利用扬声器其它方面的的定向、定位和集成来获得预期的声音特性。更一般地说，所公开的设备和产品的很多方面涉及以与设备或产品的总体尺寸或形状(或形状因素)相兼容的方式来精确地产生低频声，从而避免产生对设备或产品的外部设计约束。

在一些实施例中，通过限定了扬声器舱室的设备外壳来获得预期的低频响应，该扬声器舱室具有容积并具有相对于扬声器其它元件倾斜定向的区域。扬声器舱室倾斜的定向和其它方面促进了具有设备外壳的低频扬声器的兼容性。这样，尽管位于幼儿用品外壳里，扬声器舱室仍具有适当尺寸(和/或其它特性)。可替换地或附加地，扬声器舱室的容积大于约10立方英寸从而支持扬声器的低频响应。更一般地说，尽管部分地被设备外壳内的至少一个壁或其它分隔限定，扬声器舱室仍然具有足够大的容积。分隔将扬声器舱室与位于外壳里的其它设备元件隔离和分离，从而避免对扬声器性能的任何不利影响。

现在参照附图，这里公开的设备和产品的音频功能一般是基于对子宫里产生的心跳和流体流动声音的全频谱进行辨认或识别，对此图1示出了具有代表性的例子。图1的频谱图显示出大量在子宫内的声音分布在约80HZ以下的低频范围内。考虑到声音的这种分布特性，公开的设备和产品一般设置成以可听见的音量和最小的失真准确地再现低频声(例如低于80HZ)，并且也包括能再现这些低频声的元件。如下所述，所公开的设计解决的一个挑战涉及将例如扬声器音箱的低频元件集成在婴儿设备和幼儿产品的各种范围内。

很多类型的扬声器音箱的设计可适于再现在这种低频范围内的声音。下述提出的例子设置为将这些音箱设计合并在适当尺寸的婴儿设备或幼儿产品的范围(如设备外壳)内。如下所述，所公开的设备和产品包括外壳装置，以用于限定尺寸与特定的响应形状相适应的音箱，用于提供精确的低频扩展和性能。尽管以下所描述的一些实施例涉及儿童运动设备(例如秋千)，但是本发明的每个方面也很好的适用于广泛类型的其它婴儿设备和幼儿产品。这样，对于以下所提供的例子，应该理解为本发明不限于儿童运动设备或秋千，而是可合并在其它幼儿产品中，其中将扬声器音箱和其它音频相关元件与其它设备或产品的外壳装置相集成。

图2和图3示出了大体上用20指代的并且用来结合本发明的各个方面的儿童运动设备的一例。在这个实施例中，设备20大体上包括框架组件21，该框架组件21设计成将乘坐者座位22支撑在设备20所布置的表面的上方。框架组件21的基底部分24放在所述表面上，以在使用过程中为设备20提供稳定的基底。框架组件21还包括安装座位22的座位支撑框架26。座位框架26一般悬挂在基底部分24之上，以使得座位22能在操作期间进行往复运动。为此，框架组件21的立柱28从基底部分24向上延伸以作为脊柱，支撑臂30从这个脊柱径向朝外延伸至与座位框架26会合。

在这个例子中，立柱或脊柱28相对于其纵向长度竖直定向。立柱28有外壳29，外壳29可以以任何预期的或合适的方式设计，以提供舒适的或期望的美观外观。外壳29能够在很多方面是功能性的和装饰性的。例如，外壳29可以作为设备20的例如驱动系统等内部元件的防护罩。如果需要的话，外壳29可以部分或全部地组成可拆卸的盖子，以通向设备20的内部或内侧机件。更进一步，如下面所进一步描述的，外壳29的一部分可以作为扬声器音箱的组成部分，以支持音频功能。无论如何，外壳29以及更一般而言立柱28相对于这里公开的例子可以在定向、形状、尺寸、配置等方面进行很大的改变。

框架组件21的其它元件，例如基底部分24，也能够在定向、形状、尺寸、配置等方面进行很大的改变。所公开的发明的实施不限于图2和3所示出和描述的示例性的框架组件21的配置。尽管如此，框架组件21的一个或多个元件可适合以如下所描述的方式去实现本发明的一个或多个方面。

如图3所示，支撑臂30的从动端32连接到通常用于结构支撑以及驱动机构的立柱28的机械部分34。在这个例子中，支撑臂30在从动端32处从立柱28以悬臂形式伸出。支撑臂30安装成用于绕其从动端32沿着基本上水平的运动路径进行枢转的侧到侧运动。关于运动路径的更多细节，以及其它示例的运动路径，可以从美国专利公开号为2007/0111809、发明名称为“儿童运动设备”(“Child Motion Device”)的文献中获得，其全部内容合并于此供参考。正如其中所描述的，支撑臂30能经过预定角度的局部轨道或者弧形段进行运动，也能围绕可相对于竖直基准线和立柱28的轴线偏移的旋转轴进行旋转。可选地，如果需要，旋转轴也可以与竖直基准线、立柱28的轴线或者与两者都对齐。更一般地，从动端32连接到驱动系统(未示出)，该驱动系统布置在外壳29内并设计成使座位框架26所连接的支撑臂30的远端35往复运动或摆动，以使乘坐者座位22进行相应的运动。

设备20包括许多用于控制和/或促进设备20运动及其它功能的元件。在所示实例中，这些控制元件中的一部分布置在立柱28的控制塔36上或者布置在其中。在一些例子中，控制塔36也可容纳设备20的驱动系统或结构支撑元件的一些部分。在这个实例中，控制塔36有上部或顶部面板37，以便为控制设备20操作的看护者提供仪表化操作界面或者控制界面。控制塔36还包括可滑动的抽屉38(图2)，用于为MP3播放器或其它储存有用于扬声器40进行重放的音乐或声音的设备提供间隔间，其中扬声器40位于从控制塔36剩余部横向延伸的上部桌面或者平台42附近。在这个实例中，桌面42的横向延伸以便利的方式为看护者提供了用于支持和定向面板37的平台。

设备电子控制器(未示出)可设置在控制塔36的桌面或平台42内。电子控制器可配置为使其响应来自控制面板37的控制信号，以控制设备20的操作。例如，电子控制器可包括存储用于进行重放的任意量声音或音乐录音的存储器。为此，电子控制器可包括放大器和用于为扬声器40放大音频输出信号的其它元件。电子控制器可选地或附加地通过MP3播放器或者其它重放设备来控制设备20的音频功能。抽屉38中的连接端口或接口可将重放设备连接到电子控制器，或者直接连接到扬声器40，或者与两者都连接，从而进一步支持设备20的音频功能。虽然电子控制器可很方便的布置在控制塔36的桌面或者平台42内，但是电子控制器、仪表、用户界面元件和其它与设备20操作控制有关元件的定位和配置可以与图示中的有很大不同。例如，仪表不需要布置在一个单独的面板里，而是可分布在控制塔36或设备20的其它元件上的多个位置。同样地，正如希望的那样，设备20可包括任意量用于控制任何一个或多个设备功能或操作的控制器、处理器、电路板和其它电子元件。

图4更详细的示出了立柱28。在这个实例中，立柱28的外壳29包括用于控制塔36的盖子44和用于立柱28的结构性支撑以及驱动机构部分34的盖子46。盖子44和46中的每一个都置于脚部盖子或基部盖子48上。盖子44，46和48可以按任意所希望的程度集成。在一些例子中，通过提供结构支撑，盖子44，46和48中的一个或多个作为设备框架的组成部分。另一方面，正如下文中关于盖子46的描述，盖子44，46和48中的一个或多个可用于封闭支撑结构元件。不论哪种情况，盖子44，46和48中的一个或多个可由多个元件形成，例如以下许多图中所示的匹配形成公共壳的两半。

一般而言，盖子44，46和48中的每一个可对设备20中的任意量元件进行封闭，这些元件实现除设备20的音频功能之外的多种其它功能。这些功能的例子能够根据设备或产品的类型进行很大改变。然而在这个实例中，这些功能包括机械支撑、驱动机构、电源、MP3播放器存放，电子控制器以及其它可能的功能。如下所述，本发明的一个方面基本上涉及将扬声器舱室与实现这些其它设备功能的元件隔离和分离，以便支持期望的低频响应。

如图2到图4所示，立柱28的控制塔36作为上升装置，以将扬声器40定位在适合引导声波给小孩的高度。更具体地说，外壳29在基部盖子48附近较宽，在此处，控制塔36与立柱28的结构支撑部分34相邻。结构支撑部分34形成立柱28的凸台或搁架50，支撑臂30在该凸台或搁架50上枢转以使座位框架26往复运动。在凸台或搁架50的高度之上，外壳29变窄以形成控制塔36的颈状部分或上升部分52。颈状部分52一般将扬声器40和平台42支撑在高于搁架50、支撑臂30和设备20其它元件的高度。这样，从扬声器40传播的声波能畅通无阻地到达儿童。颈状部分52的长度也可将平台42布置在更方便的高度，以便看护者能触摸到控制面板37。

以有利于将声波导向儿童的方式将扬声器40安装在外壳29上。在这个实例中，以与运动路径或弧形的中点一致的方向将扬声器40安装在位于盖子44和/或平台42的开口中。这样，声波从扬声器40传播，以便相对均匀分布到整个运动路径。正如图3所示，扬声器40也可稍微向上翘起或倾斜地安装，以便声波更好的方向性。正如下面描述的关于扬声器40与位于外壳29内的扬声器舱室的相互影响，扬声器40的定向也可促进低频声的产生。

控制塔36的颈状部分或上升部分52的形状、尺寸和其它特性也是为了支持设备20的音频功能。正如下面所详细描述的，为了支持扬声器40的低频响应，控制塔36的颈状部分或上升部分52(或者外壳29的其它任何部分)可为外壳29内的音箱或者舱室提供内部空间。为了使得该空间尺寸最大化，盖子44的一个或者更多部分也参与限定音箱。为此，盖子44的位于控制塔36的颈状部分或上升部分52中的部分对称地配置和布置成矩形或者其它圆柱形。在这个实例中，盖子44的位于颈状部分或上升部分52里面的部分具有一对通过两侧面板56连接的大致平的相对的表面54。表面54与侧面板56之间的界面可以包括弯曲的、圆形的或者其它平滑过渡，而不是形成直角边缘。

参照图5到图8，与其它图中共有的元件用相似的附图标记表示，立柱28在多个不同的视图中表示为涉及用来支持和驱动摇摆运动的外部和内部元件复杂布置的组件。在这里只是简要的对该组件进行描述，因为设备20被结构性支撑和机械驱动的方式可以很大地改变。为了方便说明，图5中所示出的立柱组件没有盖子46，并且为了展现内部元件去除了盖子44的两半57中的一个。图7和图8以分解图的形式描述了立柱组件，其中图8更详细地示出了盖子44的两半57中的一个以及支撑结构58。为了说明方便，在图7和图8所示的立柱组件没有支撑臂30或与其连接的传动轴60(见图5和6)。传动轴60大体上可包括管状的杆，以用来将将运动转递给支撑臂30。

在这个实例中，支撑结构58包括保持架61，其接纳一对支撑柱62(图5和图7)，并将它们定向在大致竖直的方向。支撑结构58还包括用于支持传动轴60旋转的倾斜套管64，以及一组用于支撑套管64的肋材66(图5)。传动轴60相对于大致竖直的支撑柱62以一个角度向上延伸，在延伸至超过套管64之后到达支撑臂30。支撑结构58还进一步包括下部支撑框架68，用来支撑大体表示为70的驱动系统(图5)的多个元件。

正如图5所示，为了产生设备20的摆动，驱动系统70可大体上以如下的方式操作。直流电动机72驱动带有销或螺栓76的齿轮系74，销或螺栓76又为连接到传动轴60的U型或凹口托架78的竖直定向槽充当曲柄轴。这样，销76的运动就从纯粹的旋转运动转换为传动轴60的摆动运动或者往复运动。在一些例子中，通过作为旋转阻尼机构和能量储存器的弹簧(未示出)来传递曲柄轴的能量。弹簧可以实施成作为像离合器似的元件，以通过允许电动机72和传动轴60之间不同步的运动来保护电动机72。

正如图7所示，通常将支承结构58(因此以及驱动系统70)的元件放置在支架80里面。当与盖子44的另一半57上或者外壳29上的其它部分配合时，支架80形成封装来保证内部元件在适当的位置。

可通过卡合连接或者其它扣件机构来将盖子44的两半57保持在适当的位置。在这个实例中，是通过一对上部的协同操作的扣件82和一对下部的协同操作的扣件84来建立该连接的，每对扣件沿着塔36定位。类似的扣件86，88可定位在外壳29的基部盖子上。一般地，这些紧固机构或连接机构是为了给外壳29提供紧配合，从而产生声密封以支持根据本发明的一个方面的低频声产生。

再次参照图6，更详细的描述扬声器40的元件。一般来说，扬声器40，或者驱动器，包括扬声器舱室100，以支持产生低频声，例如那些在子宫中产生的声音。为此，扬声器舱室100具有与扬声器40的隔膜102相通的容积。在操作中，由于隔膜102的移位或运动而产生的气压波动或压缩和稀薄，导致了声波在舱室100中的传播。于是，舱室100可配置用以产生增强扬声器40低频响应的声波。接下来实例的描述应该理解为所公开的设备可以使用任意量的扬声器或者驱动器，以及任意量的扬声器舱室。

隔膜102一般设置在有助于由隔膜102的移位所产生的声波向外传播或外部传播的位置。为此，将隔膜102设置在相对于外壳29中的开口104合适的位置。在这个实例中，将隔膜102设置在开口104处或附近。开口104的圆形与隔膜102的形状一致，从而有助于将隔膜102和扬声器40的其它元件牢固的安置在外壳29上。在另外的实例中，这种一致性是不需要的，因为隔膜102可以定位在外壳29里的内部位置，在这样的情形下，可以形成管道或其它通道来支持外部声波传播。一般地，将隔膜102安装在围绕磁体组件108的支撑筐或支撑框架106上，以便使隔膜102位移。在这个实例中，隔膜102包括位于护栅或保护盖110后面的柔性锥盆。这个实例中的护栅110的表面穿透有一系列孔，以有助于外部声波传播。这些孔可以是均匀的或以不相同的方式布置，但是，在一些例子中，在形成孔时使最小孔的直径不小于护栅110材料的厚度是有益的。有时，例如如果将隔膜102放置在内部，则将隔膜102翻转以形成一个穹顶，并且不必包括盖子。扬声器40可以包括另外的元件，例如悬架或环绕(未示出)，以形成位于隔膜102和支撑筐106之间的柔性材料辋缘。

扬声器舱室100通常包括容积，该容积部分地被外壳29的一个或多个表面限定并且部分地被位于外壳29中的一个或多个壁或其它分隔限定。更具体地说，该容积一般限定在控制塔36的颈状部分或上升部分52内。因此，该容积一般呈矩形圆柱形，虽然在可选实例中，容积的形状不需要遵循外壳29的外部形状达到相同的程度。但是在该实例中，该容积实际上是由与外部表面54(图4)相应的内部表面112以及与侧面板56(图4)相应的内部表面114限定。该容积进一步由通常位于颈状部分52端部的上壁116和下壁118限定。壁116和118中的每一个都是曲线形状，从而建立了在外壳29内空间的平滑分隔。壁116和118的内部表面(以及其它表面112，114)也由光滑的材料(例如刚性聚合物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或ABS)形成。共同地，这些分隔的形状和材料属性以及限定的表面有助于在扬声器舱室100里所期望的声波传播。

限定扬声器舱室100的表面中的一个或多个一般作为分隔，以将在扬声器舱室100里传播的声波进行声学隔离。也就是说，外壳29的表面和其它方面通常将设备20的结构元件和机械元件与声学元件分隔开。在这个实例中，扬声器舱室100的容积也部分地由位于开口104附近和在平台42内的大致竖直的壁120限定。壁120与上壁116会合，以将扬声器舱室100与平台42内的任何电子元件或其它元件隔离开。这样，平台元件将不会对扬声器40的频率响应造成不利影响或降低扬声器40的性能。在扬声器舱室100的另一端，壁118形成分隔，用以将扬声器舱室100与许多用于提供结构支撑和支持其它设备功能的物体和结构例如上面描述的驱动机构隔离开。在可选实施例中，分隔可以是除了用于将容积里的空间进行分隔的壁之外的其它物体。为此，可以考虑壁或者其它物体的声学特性。

根据本发明的一个方面，将扬声器舱室100布置成敞开的、整洁的、通常没有结构元件或机械元件的容积。通过分隔壁116和118将扬声器舱室100与内部空间其余部分中的复杂性分离和隔离开，如MP3抽屉38、电子控制器的电路板(未示出)、电池电源(未示出)、直流电动机72和支撑结构58等物体不会对声波的传播造成障碍。扬声器舱室100的容积还布置成一般没有其它障碍物。如图6中的实例所示，该容积基本上上是空的，只有卡合连接器或扣件82。而且，从电动机72或MP3抽屉38引出的任何电线(未示出)可与表面112或114之一结合。例如，表面112可包括一个或多个用于布置电线的凹槽或肋材(未示出)。在其它情形下，可以将电线完全封闭或覆盖。

图6中示出的示例性扬声器舱室100的形状和尺寸也说明了本发明的其它一些方面。一般来说，在这种低频范围涉及大量空气的运动或排出的情况下，扬声器舱室100的尺寸也对支持所希望的低频响应很重要。也就是说，在外壳29的几何的和其它界限内的机件或者形状因素对可用空间提供了限制。而且，将扬声器舱室100与其它设备元件隔离和分离也是一个限制因素。更进一步，对扬声器40的隔膜102的布置也会使扬声器舱室100的位置限制在外壳29内的一定位置。在这个实例中，扬声器舱室100通过对舱室容积进行倾斜定向来解决这些问题。更具体地说，将该容积或该容积的一区域相对于隔膜102倾斜定向。如图6所示，扬声器舱室100的主尺寸或主轴与隔膜102的定向不对齐，隔膜102的定向一般决定了反向声波传播的起始方向。扬声器舱室100限定了大致呈柱形的容积，其竖直定向以配合颈状部分或上升部分52的形状因素，而不是沿着隔膜102的斜度进行定向。因此，隔膜102锥盆的圆周一般限定了与外壳29开口的平面呈横向定向的圆柱体。因此，扬声器舱室100的下部区域没有交迭，因此圆柱体没有直接定位在隔膜102的后面，从而使容积相对于隔膜弯曲和旋绕。上壁116的曲率可以将由于声波通过旋绕路径传播到这个不对齐区域中造成的缺点减到最小。在其它的实例中，利用不同的设备形状因素和设备外壳形状，扬声器舱室不需要具有相对于扬声器隔膜倾斜定向的区域。

在一些扬声器的构造中，扬声器舱室100通常具有大的尺寸，以支持产生低频声。虽然对外壳29内空间的分隔和其它限制因素，舱室100倾斜的定向有助于获得期望的尺寸。一般地，为了支持低于约80HZ的频率，通常利用具有外壳29的内部空间以获得大于10立方英寸的容积。这个参数值是通过一系列涉及不同容积的管状扬声器音箱的发声试验进行确定的。但是容积的尺寸可随其它扬声器元件的尺寸而改变，比如随隔膜102的直径而改变。例如，在隔膜直径为约65mm时，对于将扬声器舱室100配置为具有在约35立方英寸到约140立方英寸范围的容积是有用的，其中一个实例是容积在约72立方英寸范围之内(即，容积约为6×6×2)。如果大于约400立方英寸，容积尺寸上的任何进一步的增大将不会带来更多的益处，因为该设计开始作为无限障板。可导致期望的舱室容积的其它因素包括用作扬声器环绕的材料(例如泡沫橡胶或者软橡胶)、所期望的或者目标频率范围的差异以及合并不同扬声器配置的修正(例如低音反射音箱)，以下将描述所述修正的许多合适的替代。在一个实例中，通过合并长度为2.75英寸的1英寸管端口可以很大程度地加强频率响应，在这种情况下，舱室尺寸的指导也将相应地改变。

现在参照图9和图10，大体上用130表示的可选扬声器组件包括其中形成有多个狭缝134的栅或盖132。狭缝134允许较高振幅声波从扬声器组件130向外传播，也通过避免由于空气穿过小孔引起的失真来有利地修正频率响应。无论依赖孔或者狭缝，栅132可设置为约从28％到50％的开口范围。栅的该开口范围在获得可接受的音质的同时，适当程度地防止了擅自进入扬声器内部。在这些或其它例子中，将开口(例如狭缝或者孔)的边缘修圆以促进空气的流动，并因此改善音质。扬声器组件130还包括卷边或辋缘136，从而在栅132和扬声器组件130的其余部分之间形成紧密的配合。这种紧密的配合有助于使得扬声器元件以及外壳137的任何相邻表面(或外壳137的元件)不希望出现的振动最小化，这种振动会导致使频率响应失真的咔吱声或其它噪声。为此，使用绑带138(图10)来将筐140(图9)和磁体组件142(图9)紧固在外壳137上。

绑带138和扬声器组件130的其它元件通常还可支持标示为144(图9)的扬声器舱室的声密封，扬声器舱室144与扬声器组件130的隔膜(末示出)相通。以与上述有关图6实例描述的方式类似地将扬声器舱室144限定、隔离或者其它方式进行配置。在这些情况下，扬声器舱室144还被进一步设置成基本上密封的音箱，从而形成如下进一步描述的无限障板、封闭箱式音箱设计。为此，可采用与上述类似的扣件或者连接器148来确保外壳137两半或者其它部分之间的紧密连接。分隔壁150(图9)和152(图10)之间的界面也可是气密的，以避免经外壳137的用户界面面板154的任何压力损失。即使可通过面板154与提供多个用户选择按钮的涂胶的或者其它方式的柔性子平台156之间的接合来进行更进一步的密封，但分隔壁150，152还可避免声波与用户界面控制面板元件(包括电路板158上任何相关电子元件)之间的相互作用引起的任何复杂因素。

在一些例子中，上述扬声器舱室144的声密封不是完全密封的，但仍然是相对密封的，用来支持扬声器组件130的合适的瞬时压力响应。在任一情况下，该密封通常允许压力在隔膜后面积累，因此，为隔膜装载了通过扬声器舱室144的尺寸、形状和其它特性建立的共振系统。在可选的例子下，扬声器的配置也可不密封，而是配置成作为带通扬声器音箱。

许多可选音箱的设计都是适合的，能够根据扬声器发展并且调节。在每一情况下，都是在具有适宜尺寸的婴儿产品的范围之内实施音箱设计，例如上述的由儿童秋千外壳所限定的音箱。这些可能的音箱设计包括低音扬声器和亚低音扬声器音箱、封闭箱式音箱、反射音箱、无源辐射音箱、复合音箱或带通音箱和传输线音箱，下面将对它们中的每一个分别进行描述。

用于低音扬声器和亚低音扬声器的扬声器舱室或音箱的类型可改变，以适合所关心的低频范围内的性能(例如，如图1中所示的约30-150HZ以及低于30HZ)，以及适合使用音响效果和整体的元件模型集成到这里公开的儿童抚慰设备中。在建模中通常运用传统的滤波器理论。为了这种分析的目的，每个音箱都可认为是具有扬声器拓扑结构。下面将描述几个适宜的音箱设计的例子。

无限障板封闭箱式音箱。图11描述了适用于所公开设备的一个示例性扬声器舱室。在这一构造中，密封音箱160通常在开放式障板结构方面呈现变化。在这个实例中，扬声器驱动器162安装在开口164中，以便将密封音箱160配置为具有适当大的尺寸，从而将驱动器162装载在共振系统中。扬声器驱动器的质量和顺应性(即锥盆悬吊系统的刚度)决定驱动器的共振频率以及系统的阻尼特性，上述两者都影响扬声器系统的低频响应。输出衰减至低于音箱的共振频率(Fs)，该共振频率可以通过找到峰值阻抗来确定。该结构可设计用于音箱的平衡低音响应、频率响应的平坦、功效以及尺寸。低音共振峰值越大，则扬声器一致再现其输入的效果就越差。这些扬声器的最终低频性能可被过分强调。通常将这些音箱设计的足够大，以使得当驱动器锥盆向后移动到音箱中时所导致的内压反射和共振不会增加的太高并且不会对锥盆的运动造成影响。可以用泡沫材料、枕头填充物、长纤维羊毛、玻璃纤维或其它填料来松散地填充音箱，以便将扬声器的一些热力学性质由隔热的转变为等温的。

封闭箱式音箱或声悬浮(acoustic suspension)音箱。在密封音箱的变例中，可利用封闭箱式音箱或“声悬浮”音箱来避免由于锥盆的运动导致的内部气压改变而造成的影响。这些设计通常使用较小的密封音箱。音箱具有很小的泄漏，所以内部压力与外部压力能随时间的推移慢慢地变得相等，从而使得扬声器可适应大气压或者海拔高度的变化。

弹簧式悬吊系统使锥盆回复到中间位置。该悬吊系统是低频驱动器相对较软的机械悬吊系统和音箱内大部分空气的组合。在可听频率，锥盆运动所引起的空气压力是主要作用力。可将例如玻璃纤维的阻尼材料添加到音箱中，以塑造系统性能(即衰减)驱动器/空气体积共振，并吸收从隔膜后部的输出(特别是中频)。适当的声悬浮设计的一个优势在于：相对于任何实际的机械锥盆悬吊系统(即锥盆环绕和十字轴一起)，空气是更线性的弹簧，这些实际的机械锥盆悬吊系统在很多方面本质上都是非线性的。这种改善的线性使得声悬浮设计比无限障板设计的失真更小，特别是在锥盆偏移很大的低频率和高功率级。由于音箱内部所吸收的功率损失，所以这些扬声器的一个缺点在于其低效率以及在低频通常降低的瞬时反应。

低音反射音箱。参照图12，通过采用音箱开口或无源辐射元件的各种组合来将低频能量从扬声器后部传输到收听者，其它适宜类型的音箱构造试图改善低频响应，或者改善扩音器的总效率，或者减小音箱的尺寸。这些音箱也称作敞开式、端口式或者低音反射音箱。由于与上述密封式音箱一些同样的原因，这些音箱的内部衬有衬垫(例如玻璃纤维)，然而，由于两点理由，整个容积没有用吸收材料填充。空气从端口流入和流出，但是携带一些填充物从端口流出是不能接受的。

反射端口可以通过其直径、长度以及在一定程度上通过形状来进行调节，这些因素都影响通风孔内空气的量和运动，并因此影响驱动器的行为和声音系统。这种音箱类型在调节后也适于更小的尺寸和适当的低音。通过将滤波器理论应用到音箱里扬声器的声学行为来得到更详细的设计构造的细节。

无源辐射音箱。现在参照图13，无源辐射扬声器使用第二无源驱动器，或者空锥盆(drone)，以便像端口式音箱一样产生类似的低频扩展或增大效率或减小音箱尺寸。这些音箱可被认为是低音反射类型的变型，但是优点是避免了用于空气穿过的相对小的端口或者管，有时候空气穿过端口或管时会比较吵闹。而且，更容易对无源辐射器进行调谐调节，缺点是无源辐射器需要类似驱动器设计的精确构造，因此会增加成本。

复合或带通音箱。图14描述了一个以与敞开式音箱类似的方式配置的四阶带通音箱，其中，来自于驱动器的贡献被俘获在密封箱里，从而改变了驱动器的共振。一般来说，该构造中包括两个舱室。舱室之间的隔离壁上安装有驱动器，并且该隔离壁(或者驱动器所面对的舱室)对面的面板有端口。

如果低音扩音器每一侧的音箱里都有端口，那么音箱将产生六阶带通响应。这一音箱结构很难设计用于特殊的频率响应，并且趋于对驱动器特性非常敏感。正如在其它反射音箱中一样，如果希望的话，可以用无源辐射器来替代端口。

传输线音箱。现在参照图15，传输线音箱包括波导管，其中该结构会将驱动器后部输出的相位改变至少90°，因此加强了驱动器频率附近的频率。由于波导管所需要的尺寸和长度(典型的为所关心最大波长的1/4)，传输线比端口式音箱大。这种设计可被认为是非谐振的，一些设计可用吸收性材料进行充分的填充，使得从传输线端口实际上没有太多的输出。尽管使用较少的吸收性填充料，但是固有谐振(典型的为1/4波长)能加强这类型音箱里的低音响应。

锥形1/4波长管。锥形1/4波长管(TQWP)是将传输线和喇叭效果进行组合的一个例子。在这样的情况中，从扩音器后部发出的声音沿着锥形管的长度逐渐地被反射和吸收，几乎完全地阻止了内部反射的声音通过扩音器的锥盆被再一次进行传输。在本质上，这是一个颠倒的喇叭。设计可包括大尺寸的扬声器和刚性的锥形管。锥形管可以盘绕以用于低频驱动器音箱，以便减小导致海贝状外表的扬声器尺寸。

使用前述音箱设计的一个或多个方面，能比先前婴儿产品更准确地再现子宫中的声音。一般地，上述的设备和产品设计都是基于将对子宫中声音的频率范围更好的理解与具有足够容积或其它特有设计以精确再现这些声音的扬声器和音箱组件的结合。

虽然对儿童秋千设备进行了描述，但是本发明各方面的实践不限于任何特定类型的儿童设备或者幼儿产品。正相反，之前提出的本发明的各方面都非常适用于广泛类型的婴儿设备和幼儿产品，包括但不限于摇椅、弹跳器、汽车座椅、摇篮车、摇篮、婴儿筐和其它床、婴儿床、游戏床或游戏围栏或垫子、活动桌子和平台以及轻便婴儿车。

尽管这里根据本发明的教导描述了确定的设备和产品，但是本专利所覆盖的范围并不限于此，正相反，本专利覆盖了发明所教导的属于允许等同范围之内的所有实施例。

Claims (15)

1.一种儿童抚慰设备，包括：

框架，其包括结构支撑；

外壳，其连接到所述结构支撑，并包括具有开口的盖子；

扬声器，其包括隔膜和扬声器舱室，所述隔膜相对于盖子的开口布置，使得外部声波通过隔膜的移位来进行传播，以及所述扬声器舱室具有由外壳限定并与隔膜相通的容积，使得内部声波通过隔膜的移位来进行传播；以及

位于外壳内用于进一步限定扬声器舱室容积的分隔；

其中，所述扬声器舱室包括相对于隔膜倾斜定向的区域，用以支持扬声器的低频响应。

2.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述分隔包括壁，该壁设置用于将所述扬声器舱室与该结构支撑隔离。

3.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述分隔包括壁，该壁用于将扬声器舱室与外壳内的空间分隔，该空间具有用于用户界面面板的电路板电子元件。

4.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述扬声器舱室的容积大于10立方英寸。

5.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述扬声器舱室的容积基本上是空的。

6.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述分隔包括具有平滑弧形表面的壁，用于支持所述内部声波在扬声器舱室内传播。

7.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述分隔包括在开口附近以一定角度定向的壁，使得从隔膜传播进入扬声器舱室的声波与所述壁对准。

8.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述隔膜安装在所述盖子的开口附近。

9.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，所述容积被构造成用以支持主要在子宫中产生的频率范围。

10.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，进一步包括扬声器栅，其用于覆盖隔膜且包括多个狭缝。

11.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，进一步包括多个位于外壳内的壁，其中，该多个壁构成所述分隔，且其中壁中的至少两个通过扣件连接，从而为所述扬声器舱室建立声密封。

12.如权利要求1所述的儿童抚慰设备，其中，该框架包括所述外壳。

13.一种儿童抚慰设备，包括：

框架，其包括结构支撑；

外壳，其连接到所述结构支撑并包括具有开口的盖子；

扬声器，其包括隔膜和扬声器舱室，所述隔膜相对于盖子的开口布置，使得外部声波通过隔膜的移位来进行传播，以及所述扬声器舱室具有由外壳限定并与隔膜相通的容积，使得内部声波通过隔膜的移位来进行传播；以及

位于外壳内用于进一步限定扬声器舱室容积的分隔；

其中，所述扬声器舱室的容积大于10立方英寸，以支持扬声器的低频响应。

14.如权利要求13所述的儿童抚慰设备，进一步包括位于外壳内的多个壁，用于进一步限定所述扬声器舱室，其中该多个壁构成所述分隔。

15.如权利要求14所述的儿童抚慰设备，其中，该多个壁中的第一壁设置用于将所述扬声器舱室与框架的结构支撑隔离，并且其中该多个壁中的第二壁设置用于将扬声器舱室与电子控制器隔离。

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