CN107801115A - 一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，包括：头梁，头梁内侧有缓冲棉体；两个滑动轴，分别连接于所述头梁的相对两端部；两个耳罩壳体，所述耳罩壳体内置有发声组件，包括壳体、设置于所述壳体上的耳罩，所述壳体具有圆柱形延伸部分；两个连接组件，所述连接组件包括相对转动的转子部件和定子部件，所述转子部件和定子部件分别设置有相互垂直的圆形端口和矩形端口，所述圆形端口与所述壳体的圆柱形延伸部分相连接，所述矩形端口与滑动轴伸缩相连。本发明可根据用户自身的耳廓旋转角灵活旋转耳罩壳体，使之更好地适应耳朵，从而适应绝大多数用户的耳朵形状与尺寸，减少用户耳朵被耳罩挤压的情况，从而提高佩戴的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及耳机技术领域，且特别涉及一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，尤指耳罩壳体能绕双耳极轴进行一定角度范围内旋转的耳机结构。
背景技术
随着人们生活水平的提高以及各种影音娱乐方式的增多，以及相应可移动设备如智能手机、平板电脑等逐渐普及，为了获得较好的音效体验且不影响他人，耳机逐渐成为人们生活中的必需品。头戴式耳机由于对耳朵损伤较小，音质更佳而逐渐受到许多用户的青睐。
由于个体之间的耳朵存在差异，相关生理参数例如耳廓最大宽、耳廓最大长、耳廓旋转角等存在偏差，因此耳廓整体外形的生理参数对耳机产品的设计具有重要意义。一般头戴式耳机的耳罩需做成较大的尺寸才能有效罩住用户的整个耳朵，但同时耳罩与人体皮肤接触的面积也更多，佩戴时间较长的情况下极易引起不适。而若耳罩过小，则可能无法适应一部分用户的耳朵，会对耳朵造成部分挤压，时间一长同样会引起不适感。
目前已可使用光学扫描技术获取真人头部和耳廓三维模型，并通过三维模型进行相关生理参数的测量。运用统计学方法，可对获得的生理参数进行统计分析。
发明内容
本发明所要解决的问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于生理参数设计的耳罩壳体能绕双耳极轴进行旋转并提高佩戴舒适性的头戴式耳机。
本发明提供的技术解决方案是：
一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，包括：
头梁，头梁内侧有缓冲棉体；
两个滑动轴，分别连接于所述头梁的相对两端部；
两个耳罩壳体，所述耳罩壳体内置有发声组件，包括壳体、设置于所述壳体上且由缓冲棉体构成的耳罩，所述壳体具有圆柱形延伸部分；
两个连接组件，所述连接组件包括相对转动的转子部件和定子部件，所述转子部件和定子部件分别设置有相互垂直的圆形端口和矩形端口，所述圆形端口与所述壳体的圆柱形延伸部分相连接，所述矩形端口与滑动轴伸缩相连。本方案中整个耳罩壳体可绕双耳极轴进行一定角度范围的旋转，能较好适应不同个体的耳朵轮廓，提高佩戴舒适性。
优选地，所述头梁在静止状态下为拱形，包括弧形的佩戴主体，所述佩戴主体内侧表面设置有佩戴时将直接与头部接触的厚度不同的波浪形缓冲棉体。所述缓冲棉体不是统一厚度的，其厚度有规律地起伏变化，外观上呈现出类似波浪的形状，其目的在于减少缓冲棉体与用户头部的接触，留出部分间隙，增加透气性，一定程度上提高佩戴的舒适性。
优选地，所述滑动轴的一个端口与所述连接组件的矩形端口连接并固定住，所述滑动轴的另一个端口内嵌于头梁端部处，两者相连部分具有相同的曲率，且可进行相对滑动。
优选地，所述耳罩的缓冲棉体呈适应外耳轮廓的椭圆形环状结构，该椭圆形环状耳罩的内椭圆环的长轴与短轴是根据一定数量个体的耳朵相关生理参数的采集和统计后设计所得，所述耳朵相关生理参数包括耳廓最大长、耳廓最大宽和耳廓旋转角。
优选地，所述壳体的外观形状与所述椭圆形环状结构的外椭圆环一致，即所述壳体和所述椭圆形环状结构具有同样的椭圆形长轴和短轴。
优选地，所述发声组件的壳体具有一段圆柱形结构的延伸部分，该延伸部分与所述连接组件的圆形端口连接。
优选地，所述连接组件包括连接外壳、设有中心孔的圆柱形旋转体，所述连接外壳与所述壳体的连接处为空心圆柱结构，所述空心圆柱结构内设置有与人双耳极轴处于同一位置圆柱轴，所述旋转体位于空心圆柱结构内且通过所述中心孔与圆柱轴转动连接，转动耳罩壳体时所述发声组件随所述旋转体绕圆柱轴进行一定角度范围内的旋转。
优选地，所述旋转体包括两个同心设置且带有一定厚度和高度的圆筒，两个圆筒之间通过若干呈辐射状均匀分布的筋肋相连接，两个圆筒之间的扇形镂空部设置有用于控制旋转体与空心圆柱结构相对转动一定角度的定位机构。
优选地，所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的齿轮、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件、沿凹槽部件开口往复移动的卡扣部件，所述卡扣部件相对凹槽部件的一端设置有弹簧，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮，所述卡扣部件的底部设置有与外侧圆筒内壁上的齿轮相匹配的齿形卡扣，当旋转体旋转一定角度后，所述弹簧推动卡扣部件使齿形卡扣与齿轮相咬合实现定位，按下旋转控制按钮时，推动卡扣部件使齿形卡扣与齿轮脱离实现转动。
优选地，所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的若干锥形孔、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件、沿凹槽部件开口往复移动的卡扣部件，所述卡扣部件相对凹槽部件的一端设置有弹簧，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮，所述卡扣部件的底部设置有与外侧圆筒内壁上的锥形孔相匹配的圆锥销，当旋转体旋转一定角度后，所述弹簧推动卡扣部件使圆锥销插入对应的锥形孔实现定位，按下旋转控制按钮时，推动卡扣部件使圆锥销与锥形孔脱离实现转动。
相比现有技术，本发明通过控制整个耳罩壳体进行旋转来适应不同用户不同耳廓形状大小，进一步的还可以通过按压所述连接组件外的圆形按钮控制整个耳罩壳体按设定角度进行旋转，用户可根据自身耳廓情况灵活旋转所述耳罩壳体并定位，使之更好地适应自身耳朵形状与尺寸，避免耳朵被挤压的情况，提高佩戴的舒适性。
附图说明
图1为本发明涉及到的人耳相关生理参数的测量示意图；
图2为本发明较佳实施例的立体结构示意图；
图3为本发明较佳实施例的结构主视示意图；
图4为本发明较佳实施例的连接组件的内部结构示意图；
图5为图4所示连接组件的内部结构的分解示意图；
图6a为图4中所示连接组件的内部定位机构相脱离时的俯视示意图(不含旋转控制按钮、卡扣部件)；
图6b为图4中所示连接组件的内部定位机构相咬合时的俯视示意图(不含旋转控制按钮、卡扣部件)；
图7为图4中所示连接组件的内部结构中定位机构用以限制旋转范围的示意图；
图8为本发明较佳实施例的耳罩壳体(以右耳为例)旋转范围的简易示意图。
图中：100-头梁；110-佩戴主体；120-缓冲棉体；200-滑动轴；300-连接组件；310-连接外壳；320-旋转控制按钮；321-卡扣部件；322-齿形卡扣；323-弹簧；330-凹槽部件；340-圆柱轴；350-旋转体；351-齿轮；352-筋肋；400-耳罩壳体；410-壳体；420-耳罩。
具体实施方式
为了使本发明的目的与优点表达得更加清楚全面，以下将结合相关附图对本发明展开更加深入与详细的描述。附图中给出的仅是本发明较佳的实施方式，用以辅助说明本发明的相关细节和优点。本发明可以通过不同的方式来实施，包括但并不限于下文中所描述的实施方式。
除非特别说明，否则应按照相关领域技术人员所熟悉的常规用法来理解术语。本文中针对本发明所使用的术语旨在于对具体实施方式进行细节描述，而非限制本发明。本文所使用的术语“垂直的”、“左”、“右”等类似的术语旨在对目的进行说明，而非唯一的实施方式。
如图2至图3所示，一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，包括：
头梁100，头梁100内侧有缓冲棉体；
两个滑动轴200，分别连接于所述头梁100的相对两端部；
两个耳罩壳体400，所述耳罩壳体400内置有发声组件，包括壳体410、设置于所述壳体410上且由缓冲棉体构成的耳罩420，所述壳体410具有圆柱形延伸部分；
两个连接组件300，所述连接组件300包括相对转动的转子部件和定子部件，所述转子部件和定子部件分别设置有相互垂直的圆形端口和矩形端口，所述圆形端口与所述壳体410的圆柱形延伸部分相连接，所述矩形端口与滑动轴200伸缩相连。具体是所述发声组件的壳体具有一段圆柱形结构的延伸部分，该延伸部分与所述连接组件300的圆形端口连接。本方案中整个耳罩壳体可绕双耳极轴进行一定角度范围的旋转，能较好适应不同个体的耳朵轮廓，提高佩戴舒适性。
具体而言，如图2和图3所示，所述头梁100在静止状态下为拱形，能够更好地贴合人体头部的轮廓，包括弧形的佩戴主体110，所述佩戴主体110内侧表面设置有佩戴时将直接与头部接触的厚度不同的波浪形缓冲棉体120。所述缓冲棉体不是统一厚度的，其厚度有规律地起伏变化，外观上呈现出类似波浪的形状，其目的在于减少缓冲棉体与用户头部的接触，留出部分间隙，增加透气性，一定程度上提高佩戴的舒适性。
具体而言，如图2所示，所述滑动轴200是稍微弯曲并具有一定弧度的长方体结构，其中一个端口与所述连接组件300的矩形端口连接并固定住，所述滑动轴200的另一个端口内嵌于头梁100端部处，但并非完全固定住，两者相连部分具有相同的曲率，且可进行相对滑动。在头梁100端部施力，头梁100与滑动轴200可发生相对位移，通过调节头梁与滑动轴200的相对位移，可调节佩戴头带的长度以适应不同尺寸大小的头部。由于对称关系，头梁另一端的端部也连接有同样的滑动轴结构。在接下来的描述中，一些显而易见的结构由于对称关系，将不再进行赘述，若无特殊说明，应按该技术领域内的通识技术进行理解。
具体而言，所述耳罩420的缓冲棉体呈适应外耳轮廓的椭圆形环状结构，该椭圆形环状耳罩的内椭圆环的长轴与短轴是根据一定数量个体的耳朵相关生理参数的采集和统计后设计所得，能适应外耳轮廓。所述耳朵相关生理参数包括耳廓最大长、耳廓最大宽和耳廓旋转角。
具体而言，如图1所示，本实施例所采集并统计的耳朵相关生理参数包括：d1-耳廓最大宽，d2-耳廓最大长，θ-耳廓旋转角。人耳轮廓的生理参数的获得步骤包括：
1)通过激光扫描获得头部和耳廓的三维模型；
2)对所述三维模型构建法兰克福面，并建立统一的坐标系；
3)将耳廓结构分离出；
4)确定耳廓正面法向方向，然后沿耳廓正面法向方向生成耳廓三维模型的等高线，然后进行测量。
60个个体耳廓相关生理参数的测量结果
所述壳体410的外观形状与所述椭圆形环状结构的外椭圆环一致，即所述壳体410和所述椭圆形环状结构具有同样的椭圆形长轴和短轴。
具体而言，如图4所示，所述连接组件300包括连接外壳310、设有中心孔的圆柱形旋转体350，所述连接外壳310与所述壳体410的连接处为空心圆柱结构，所述空心圆柱结构内设置有与人双耳极轴处于同一位置圆柱轴340，所述旋转体350位于空心圆柱结构内且通过所述中心孔与圆柱轴340转动连接，转动耳罩壳体400时所述发声组件随所述旋转体350绕圆柱轴340进行一定角度范围内的旋转。旋转体350可与上述所述耳罩壳体400的延伸部分进行连接，但为了更好说明连接组件300内部的旋转结构，故未在附图中显示。
如图4、图5和图6所示，在本发明一个可行的实施例中，所述旋转体350包括两个同心设置且带有一定厚度和高度的圆筒，内侧小圆筒套住圆柱轴340，整个旋转体350以其为轴进行旋转。两个圆筒之间通过四个呈辐射状均匀分布的筋肋352相连接，将两个圆筒之间的镂空部划分出四个相同的扇形区域，两个圆筒之间的一个扇形区域设置有用于控制旋转体350与空心圆柱结构相对转动一定角度的定位机构。所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的齿轮351、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件330、沿凹槽部件330开口往复移动的卡扣部件321，所述卡扣部件321相对凹槽部件330的一端设置有弹簧323，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮320，所述卡扣部件321的底部设置有与外侧圆筒内壁上的齿轮351相匹配的齿形卡扣322。另外，卡扣部件321和旋转控制按钮320在齿轮351上方，在旋转体350旋转过程中将不会与齿轮351产生碰撞。
参照图6，为更好地说明本发明较佳实施例如何控制旋转的细节，已将卡扣部件321和旋转控制按钮320隐去。参照图6(a)，当旋转控制按钮320被按压时，将带动齿形卡扣322退回至凹槽部件330深处，此时齿形卡扣322与齿轮351相脱离，旋转体350不受约束，可进行自由旋转。当用户根据自身耳廓旋转角情况转动至所需角度时，可松开旋转控制按钮320，这时由于弹簧323的作用，齿形卡扣322将沿凹槽部件330往前滑动并与齿轮351咬合。若松开旋转控制按钮320后其未恢复至正常状态，则说明此时齿形卡扣322与齿轮351未完全咬合，只需在此基础上轻微转动耳罩壳体400，则可实现齿形卡扣322与齿轮351完全咬合的状态，参照图6(b)。达到完全咬合状态时，由于卡扣部件321、齿形卡扣322仍有一部分在凹槽部件330内，而凹槽部件330是固定于连接部件300的壳体上的，同时由于摩擦力的影响，当正常佩戴或摘取耳机时，整个耳罩壳体400都将保持当前状态，不会发生旋转现象。
参照图7，当旋转体350其中一筋肋352触碰到凹槽部件330的外壁时，将无法再沿当前角度继续旋转。需要说明的是，此结构设置只是用来限制耳罩壳体400的旋转范围，此时要使卡扣部件322与齿轮351达到咬合状态，还需稍微逆向旋转。由于对称关系，关于另一个方向的旋转情况在此不再赘述。耳罩壳体400(以右耳为例)达到最大旋转角度并且处于咬合状态的简易示意图参照图8所示。
在本发明另一个可行的实施例中，所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的若干锥形孔、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件330、沿凹槽部件330开口往复移动的卡扣部件321，所述卡扣部件321相对凹槽部件330的一端设置有弹簧323，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮320，所述卡扣部件321的底部设置有与外侧圆筒内壁上的锥形孔相匹配的圆锥销，当旋转体350旋转一定角度后，所述弹簧323推动卡扣部件321使圆锥销插入对应的锥形孔实现定位，按下旋转控制按钮320时，推动卡扣部件321使圆锥销与锥形孔脱离实现转动。
本实施例的与上述实施例的区别在于：通过圆锥销和圆锥孔的配合和脱离实现耳罩壳体400的旋转和定位。
综上所述，本发明头戴式耳机基于耳廓相关生理参数设计耳罩形状与尺寸，配合可在一定角度范围内旋转的耳罩壳体，能适应不同用户的耳朵轮廓与角度，提高佩戴的舒适性。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限制本发明。凡在本发明所限定的精神与原则范围内所做出的任何修改、替换或改进，都应纳入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于，包括：
头梁(100)，头梁(100)内侧有缓冲棉体；
两个滑动轴(200)，分别连接于所述头梁(100)的相对两端部；
两个耳罩壳体(400)，所述耳罩壳体(400)内置有发声组件，包括壳体(410)、设置于所述壳体(410)上且由缓冲棉体构成的耳罩(420)，所述壳体(410)具有圆柱形延伸部分；
两个连接组件(300)，所述连接组件(300)包括相对转动的转子部件和定子部件，所述转子部件和定子部件分别设置有相互垂直的圆形端口和矩形端口，所述圆形端口与所述壳体(410)的圆柱形延伸部分相连接，所述矩形端口与滑动轴(200)伸缩相连。
2.根据权利要求1所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述头梁(100)在静止状态下为拱形，包括弧形的佩戴主体(110)，所述佩戴主体(110)内侧表面设置有佩戴时将直接与头部接触的厚度不同的波浪形缓冲棉体(120)。
3.根据权利要求1所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于，所述滑动轴(200)的一个端口与所述连接组件(300)的矩形端口连接并固定住，所述滑动轴(200)的另一个端口内嵌于头梁(100)端部处，两者相连部分具有相同的曲率，且可进行相对滑动。
4.根据权利要求1所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述耳罩(420)的缓冲棉体呈适应外耳轮廓的椭圆形环状结构，该椭圆形环状耳罩的内椭圆环的长轴与短轴是根据一定数量个体的耳朵相关生理参数的采集和统计后设计所得，所述耳朵相关生理参数包括耳廓最大长、耳廓最大宽和耳廓旋转角。
5.根据权利要求4所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述壳体(410)的外观形状与所述椭圆形环状结构的外椭圆环一致，即所述壳体(410)和所述椭圆形环状结构具有同样的椭圆形长轴和短轴。
6.根据权利要求1所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述发声组件的壳体具有一段圆柱形结构的延伸部分，该延伸部分与所述连接组件(300)的圆形端口连接。
7.根据权利要求1所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述连接组件(300)包括连接外壳(310)、设有中心孔的圆柱形旋转体(350)，所述连接外壳(310)与所述壳体(410)的连接处为空心圆柱结构，所述空心圆柱结构内设置有与人双耳极轴处于同一位置圆柱轴(340)，所述旋转体(350)位于空心圆柱结构内且通过所述中心孔与圆柱轴(340)转动连接，转动耳罩壳体(400)时所述发声组件随所述旋转体(350)绕圆柱轴(340)进行一定角度范围内的旋转。
8.根据权利要求7所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述旋转体(350)包括两个同心设置且带有一定厚度和高度的圆筒，两个圆筒之间通过若干呈辐射状均匀分布的筋肋(352)相连接，两个圆筒之间的扇形镂空部设置有用于控制旋转体(350)与空心圆柱结构相对转动一定角度的定位机构。
9.根据权利要求8所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的齿轮(351)、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件(330)、沿凹槽部件(330)开口往复移动的卡扣部件(321)，所述卡扣部件(321)相对凹槽部件(330)的一端设置有弹簧(323)，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮(320)，所述卡扣部件(321)的底部设置有与外侧圆筒内壁上的齿轮(351)相匹配的齿形卡扣(322)，当旋转体(350)旋转一定角度后，所述弹簧(323)推动卡扣部件(321)使齿形卡扣(322)与齿轮(351)相咬合实现定位，按下旋转控制按钮(320)时，推动卡扣部件(321)使齿形卡扣(322)与齿轮(351)脱离实现转动。
10.根据权利要求8所述的基于生理参数设计的耳罩壳体可旋转的头戴式耳机，其特征在于：所述的定位机构包括设置在外侧圆筒内壁上的一定弧度范围的若干锥形孔、固定在空心圆柱结构上且位于两个圆筒之间的扇形镂空部内的凹槽部件(330)、沿凹槽部件(330)开口往复移动的卡扣部件(321)，所述卡扣部件(321)相对凹槽部件(330)的一端设置有弹簧(323)，另一端设置有延伸至空心圆柱结构外一定长度的旋转控制按钮(320)，所述卡扣部件(321)的底部设置有与外侧圆筒内壁上的锥形孔相匹配的圆锥销，当旋转体(350)旋转一定角度后，所述弹簧(323)推动卡扣部件(321)使圆锥销插入对应的锥形孔实现定位，按下旋转控制按钮(320)时，推动卡扣部件(321)使圆锥销与锥形孔脱离实现转动。
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2017
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