CN104853273A - 一种定制式蓝牙耳机及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定制式蓝牙耳机及其制造方法，定制式蓝牙耳机包括耳腔内壳体、连接部件、耳腔外壳体、锂电池、发声单元和集成电路板；耳腔内壳体采用3D打印工艺一体成型，耳腔内壳体通过连接部件与耳腔外壳体连接；耳腔内壳体中对应耳甲腔的位置设置音腔结构，发声单元设置在音腔结构中，耳腔内壳体的侧壁上开设导音孔；锂电池设置在耳腔内壳体中；集成电路板包括设置在耳腔外壳体中的天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风以及设置在耳腔外壳体侧壁上的开关、接听按钮、充电口和LED指示灯；锂电池和发声单元分别与集成电路板连接。本发明的有益效果为：定制取模不再受地域的限制，能够增强用户的良好体验；节省大量人工和物力。

Description

一种定制式蓝牙耳机及其制造方法

技术领域

本发明属于电声技术领域，具体涉及一种定制式蓝牙耳机及其制造方法。

背景技术

目前，已经商业化的耳机定制方式都是靠用户到指定地点，由专业人员利用医用硅胶对用户取耳模，再用硅胶翻模。这样的耳机定制方式存在以下缺点：1)用户需要去到特定的地点取模，这样的方式增加了距离限制和取耳模时被采集者产生的不良体验，而其制作过程繁琐，需要消耗大量人力及物力。2)传统翻模过程中耳机的壳体受人耳的非标准性影响导致在翻模过程中无法保证壁厚及内部结构的统一标准，声学性能无法保证。3)从人耳造型到成品耳机需要两道翻模工序，期间也易影响产品的最终精度和还原度。

蓝牙耳机作为通讯设备的辅助产品已经在市场上存在多年了。而传统蓝牙耳机是标准化生产线制作的成品，不能够满足于每个人的耳朵形状和构造，其标准制作的结构会造成部分人佩戴后掉落或者长时间佩戴后胀痛等不舒适情况。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种定制式蓝牙耳机及其制造方法。

本发明所采用的技术方案为：一种定制式蓝牙耳机包括耳腔内壳体、连接部件、耳腔外壳体、锂电池、发声单元和集成电路板；所述耳腔内壳体采用3D打印工艺一体成型，所述耳腔外壳体由传统热塑材料加工成型并组装而成，所述耳腔内壳体通过所述连接部件与所述耳腔外壳体连接；所述耳腔内壳体中对应人耳耳甲腔的位置设置一半封闭的音腔结构，所述发声单元设置在所述音腔结构中，与所述发声单元相对的所述耳腔内壳体的侧壁上开设一导音孔；所述锂电池设置在所述耳腔内壳体中；所述集成电路板包括设置在所述耳腔外壳体中的天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风以及设置在所述耳腔外壳体侧壁上的开关、接听按钮、充电口和LED指示灯；所述锂电池和发声单元分别与所述集成电路板连接。

优选地，所述耳腔内壳体的壳厚为0.8mm。

一种所述定制式蓝牙耳机的制造方法，其包括以下步骤：1)利用图像采集设备采集人耳的视频图像并将采集到的视频图像传输至上位机；2)上位机根据接收到的人耳视频图像生成耳腔内壳体的三维模型；3)利用3D打印机打印得到耳腔内壳体，并对耳腔内壳体的表面进行抛光处理；4)采用热塑材料加工生成耳腔外壳体和连接部件；5)将锂电池和发声单元固定设置在耳腔内壳体中，设置有天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风的集成电路板固定设置在耳机外壳体中，将开关、接听按钮、充电口和LED指示灯设置在耳机外壳体的侧壁上；通过连接部件将耳腔内壳体与耳腔外壳体连接在一起。

所述步骤1)中，利用图像采集设备采集人耳的视频图像，其具体过程为：首先，在被拍摄者耳屏前侧1cm左右处放置一枚硬币，该硬币作为拍摄时的参照物；其次，使被拍摄者的头部保持不动，图像采集设备中的镜头以被拍摄者的耳朵为圆心，以镜头正对耳垂拍摄的位置为起点，镜头从人耳的前方向后方做弧线运动进行拍摄，直到通过镜头看到耳轮挡住耳朵上的其他所有结构为止。

优选地，所述镜头的拍摄时间为10-15秒。

所述步骤2)中，上位机根据接收到的人耳视频图像生成耳腔内壳体的三维模型，其具体过程为：首先，上位机根据接收到的人耳视频图像生成人耳的点云数据；上位机将点云数据转换成可编辑网格三维模型；根据硬币的直径，上位机将可编辑网格三维模型的尺寸调整为人耳实际尺寸；其次，采用Rhino三维建模工具对三维模型进行平滑、裁切和抽壳处理，得到能够与人耳贴合并固定的耳腔内壳体模型；最后，在耳腔内壳体模型中设置音腔结构，在与音腔结构对应的耳腔内壳体模型上开设导音孔。

所述步骤3)中，采用选择性激光烧结工艺3D打印耳腔内壳体。

优选地，所述耳腔内壳体的表面使用光饰机进行打磨，再浸染上色并喷涂橡胶漆。

所述步骤3)中，采用光固化工艺3D打印耳腔内壳体。

优选地，所述耳腔内壳体的表面使用UV树脂进行流挂处理，再进行打磨抛光。

由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：1、本发明能够通过便捷式移动终端获取人耳视频图像，并将人耳视频图像上传至上位机，上位机根据人耳视频图像生成人耳三维模型，从而使定制取模不再受地域或者交通的限制，增强使用者的良好体验。2、本发明人耳三维模型的处理过程均以数字化形式完成，耳腔内壳体采用3D打印一次成型，能够大大节省人力和物力，稳定耳机内部的结构质量，并能够保证定制式蓝牙耳机最终的精度和还原度。

附图说明

图1是本发明定制式蓝牙耳机中耳腔内壳体与连接部件的结构示意图；其中，图(a)是耳腔内壳体与连接部件的连接状态示意图，图(b)是耳腔内壳体的外部结构示意图；

图2是本发明定制式蓝牙耳机的剖视图；

图3是拍摄轨迹示意图；

图4是裁剪得到的耳腔内壳体雏形的四种视图；其中，图(a)是主视图，图(b)是右视图，图(c)是后视图，图(d)是俯视图。

图中：1、耳腔内壳体；2、耳腔外壳体；3、连接部件；4、锂电池；5、发声单元；6、集成电路板；7、音腔结构；8、导音孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种定制式蓝牙耳机，其包括耳腔内壳体1、耳腔外壳体2、连接部件3、锂电池4、发声单元5和集成电路板6。其中，耳腔内壳体1采用3D打印工艺一体成型，耳腔外壳体2由传统热塑材料加工成型并组装而成；耳腔内壳体1与耳腔外壳体2通过连接部件3连接在一起，构成一封闭空间。耳腔内壳体1中对应人耳耳甲腔的位置设置一半封闭的音腔结构7，发声单元5设置在该音腔结构7中，与发声单元5相对的耳腔内壳体1的侧壁上开设一圆角矩形导音孔8，使得发声单元5发出的声音能够通过导音孔8进入人耳。锂电池4设置在耳腔内壳体1中。集成电路板6包括设置在耳腔外壳体2中的天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风以及设置在耳腔外壳体2侧壁上的开关、接听按钮、充电口和LED指示灯等。锂电池4和发声单元5分别与集成电路板6连接。

在一个优选的实施例中，耳腔内壳体1的壳厚为0.8mm。

在一个优选的实施例中，连接部件3的一端与耳腔内壳体1进行螺纹连接，其另一端与耳腔外壳体2进行螺纹连接。

本发明还提供了一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其包括以下步骤：

1)对人耳图像进行采集的工序：

首先，采用具有视频拍摄功能的移动终端作为图像采集设备，打开移动终端中的拍摄工具，进入视频拍摄界面。为了精准地获取人耳数据，以被拍摄者的耳朵能够最大化地呈现在拍摄界面中的参考框内为宜，并以10度左右的角度俯视且能清楚地拍摄到耳洞为宜。

其次，在被拍摄者耳屏前侧1cm左右位置处放置一硬币，将硬币作为拍摄时的参照物。如图3所示，被拍摄者的头部保持不动，移动终端中的镜头以被拍摄者的耳朵为圆心，以镜头正对耳垂拍摄的位置为起点，移动终端中的镜头从前向后沿耳轮做弧线运动进行拍摄，直到通过镜头看到耳轮挡住耳朵上的其他所有结构为止。拍摄时间控制在10-15秒为宜。

最后，移动终端将拍摄的人耳的视频图像上传至上位机。

2)生成耳腔内壳体1三维模型的工序：

首先，上位机根据接收到的人耳视频图像生成人耳的点云数据，并将点云数据转换成可编辑网格三维模型；根据硬币的直径，上位机将可编辑网格三维模型的尺寸调整为被拍摄者耳朵的实际尺寸。

其次，采用Rhino三维建模工具对三维模型进行平滑处理后，裁切对耳轮下角、对耳轮、对耳屏、耳屏切迹、耳屏、耳甲腔和耳轮脚所包围的部分，如图4所示，得到耳腔内壳体1三维模型的雏形。为了使耳机内壳体具有更好的固定效果，使用Rhino三维建模工具先将耳机三维模型的雏形壳体整体向外偏移0.5mm，再对耳机三维模型的雏形进行抽壳。为了给耳腔内壳体1中的锂电池4和发声单元5留有足够的空间，并保证3D打印的耳腔内壳体1有足够的强度，抽壳厚度以0.8mm为宜，即耳腔内壳体1的壳厚为0.8mm。

最后，在耳腔内壳体1模型中设置音腔结构7，在与音腔结构7对应的耳腔内壳体1模型上开设1.8*2.5mm左右的圆角矩形导音孔8。

3)3D打印制造耳腔内壳体1及表面后处理工序：

首先，将耳机内壳体的模型数据输入3D打印机中，采用选择性激光烧结工艺或者光固化工艺3D打印出耳腔内壳体1。

其次，对于采用选择性激光烧结工艺3D打印出的耳腔内壳体1，使用光饰机将耳腔内壳体1的表面打磨光滑，再浸染上色并喷涂橡胶漆，以提升触感。对于采用光固化工艺3D打印出的耳腔内壳体1，用UV树脂做流挂处理后，再进行打磨抛光，直至耳腔内壳体1的表面光洁。

4)耳腔外壳体2和连接部件3生成工序：

采用热塑材料加工生成耳腔外壳体2和连接部件3。

5)定制式蓝牙耳机的组装工序：

首先，将锂电池4和发声单元5与集成电路板6连接在一起。

其次，将设置有天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风的集成电路板6固定设置在耳机外壳体中，将开关、接听按钮、充电口和LED指示灯设置在耳机外壳体的侧壁上。将锂电池4固定设置在耳机内壳体中，将发声单元5固定设置在耳机内壳体中的音腔结构7中，并用硅胶对发声单元5后端做密封处理。

最后，通过连接部件3将耳腔内壳体1与耳腔外壳体2连接在一起，至此得到定制式蓝牙耳机。

在本发明定制式蓝牙耳机的制造过程中，上述各步骤的顺序是可以改变的。

传统蓝牙耳机是标准化生产线制作的成品，不能够满足于每个人的耳朵形状和构造，其标准制作的结构会造成部分人佩戴后掉落或者长时间佩戴后会造成胀痛等不舒适情况。本发明完全根据每个人耳朵的轮廓定制耳机，能够达到定制耳机与耳朵的完美贴合，解决掉落和不舒适的问题。目前市面上商业化的定制耳机都是以手工制作完成，需要专业人员利用医用硅胶对用户取耳模，再用硅胶翻模。这样的方式大大增加了距离限制和取耳模时被采集者产生的不良体验感，而其制作过程繁琐，需要消耗大量人力和物力。本发明采用让用户使用自己的移动互联终端自行采集数据并上传的方式，打破了传统取耳模地域和交通的限制，达到了方便、快捷采集耳模数据的目的。传统翻模过程中耳机的壳体受人耳的非标准性影响导致在翻模过程中无法保证壁厚及内部结构的统一标准，声学性能无法保证，另外从人耳造型到成品耳机需要两道翻模工序，期间也易影响产品的最终精度和还原度。本发明将手工翻模的过程电子化，并采用3D打印加工成型的形式制作定制壳体，节省了大量人工和物力，提高了产品精度和还原度，同时也缩减了碳排放量。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定制式蓝牙耳机，其特征在于：它包括耳腔内壳体、连接部件、耳腔外壳体、锂电池、发声单元和集成电路板；所述耳腔内壳体采用3D打印工艺一体成型，所述耳腔外壳体由传统热塑材料加工成型并组装而成，所述耳腔内壳体通过所述连接部件与所述耳腔外壳体连接；所述耳腔内壳体中对应人耳耳甲腔的位置设置一半封闭的音腔结构，所述发声单元设置在所述音腔结构中，与所述发声单元相对的所述耳腔内壳体的侧壁上开设一导音孔；所述锂电池设置在所述耳腔内壳体中；所述集成电路板包括设置在所述耳腔外壳体中的天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风以及设置在所述耳腔外壳体侧壁上的开关、接听按钮、充电口和LED指示灯；所述锂电池和发声单元分别与所述集成电路板连接。

2.如权利要求1所述的一种定制式蓝牙耳机，其特征在于：所述耳腔内壳体的壳厚为0.8mm。

3.一种如权利要求1或2所述的定制式蓝牙耳机的制造方法，其包括以下步骤：

1)利用图像采集设备采集人耳的视频图像并将采集到的视频图像传输至上位机；

2)上位机根据接收到的人耳视频图像生成耳腔内壳体的三维模型；

3)利用3D打印机打印得到耳腔内壳体，并对耳腔内壳体的表面进行抛光处理；

4)采用热塑材料加工生成耳腔外壳体和连接部件；

5)将锂电池和发声单元固定设置在耳腔内壳体中，设置有天线、蓝牙模块、解码芯片、功放模块和麦克风的集成电路板固定设置在耳机外壳体中，将开关、接听按钮、充电口和LED指示灯设置在耳机外壳体的侧壁上；通过连接部件将耳腔内壳体与耳腔外壳体连接在一起。

4.如权利要求3所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中，利用图像采集设备采集人耳的视频图像，其具体过程为：

首先，在被拍摄者耳屏前侧1cm左右处放置一枚硬币，该硬币作为拍摄时的参照物；

其次，使被拍摄者的头部保持不动，图像采集设备中的镜头以被拍摄者的耳朵为圆心，以镜头正对耳垂拍摄的位置为起点，镜头从人耳的前方向后方做弧线运动进行拍摄，直到通过镜头看到耳轮挡住耳朵上的其他所有结构为止。

5.如权利要求4所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述镜头的拍摄时间为10-15秒。

6.如权利要求3所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中，上位机根据接收到的人耳视频图像生成耳腔内壳体的三维模型，其具体过程为：

首先，上位机根据接收到的人耳视频图像生成人耳的点云数据；上位机将点云数据转换成可编辑网格三维模型；根据硬币的直径，上位机将可编辑网格三维模型的尺寸调整为人耳实际尺寸；

其次，采用Rhino三维建模工具对三维模型进行平滑、裁切和抽壳处理，得到能够与人耳贴合并固定的耳腔内壳体模型；

最后，在耳腔内壳体模型中设置音腔结构，在与音腔结构对应的耳腔内壳体模型上开设导音孔。

7.如权利要求3所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用选择性激光烧结工艺3D打印耳腔内壳体。

8.如权利要求7所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述耳腔内壳体的表面使用光饰机进行打磨，再浸染上色并喷涂橡胶漆。

9.如权利要求3所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中，采用光固化工艺3D打印耳腔内壳体。

10.如权利要求9所述的一种定制式蓝牙耳机的制造方法，其特征在于：所述耳腔内壳体的表面使用UV树脂进行流挂处理，再进行打磨抛光。