CN109901378B - 穿戴类智能设备及防水结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴类智能设备及防水结构。其中，防水结构，包括壳体，壳体上设有主体安装部、第一通道以及连通主体安装部与第一通道的第二通道；主体安装部中设有主体部件，主体部件面向第一通道的表面上设有防水膜；第一通道中设有防水部件，防水部件包括吸水膨胀件；吸水膨胀件能够在吸水膨胀至预设膨胀状态后使防水部件密封第二通道；在防水部件复位状态下，第二通道经第一通道与壳体的外部连通。防水部件可以在遇水时自动进行防水保护，能够分担防水膜承受的水压力，有效降低防水膜失效的风险，同时，防水部件的抗水压能力较强，相比于现有技术中仅通过防水膜进行防水，该防水结构的防水性能更高。

Description

穿戴类智能设备及防水结构

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种穿戴类智能设备及防水结构。

背景技术

现在市场上智能手环、智能手表越来越多，越来越多的电子产品开始带通话功能，那就需要用到MIC、Speaker等部件，这些部件需要进行防水设置。

一种典型的具有MIC的智能手环中，使用MIC防水膜直接贴在MIC支架上，MIC支架再装入壳体点胶密封进行防水，仅靠MIC防水膜与背胶胶的粘接能力对水压进行抵抗，其中，MIC防水膜的重要作用是允许声波通过的同时进行防水。然而，防水膜容易因水压的存在而失效，存在较大的防水失效风险。

因此，如何提高防水能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种防水结构，防水能力较高。本发明的另一目的是提供一种包括上述防水结构的穿戴类智能设备，其防水结构的防水能力较高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防水结构，包括壳体，所述壳体上设有主体安装部、第一通道以及连通所述主体安装部与所述第一通道的第二通道；所述主体安装部中设有主体部件，所述主体部件面向所述第一通道的表面上设有防水膜；所述第一通道中设有防水部件，所述防水部件包括吸水膨胀件；所述吸水膨胀件能够在吸水膨胀至预设膨胀状态后使所述防水部件密封所述第二通道；在所述防水部件复位状态下，所述第二通道经所述第一通道与所述壳体的外部连通。

优选地，所述第一通道的中心轴与所述第二通道的中心轴具有大于0的夹角。

优选地，所述防水部件还包括不会吸水膨胀且能够防水的密封件；所述吸水膨胀件通过吸水膨胀以推动所述密封件滑动，进而使所述密封件密封所述第二通道。

优选地，所述壳体还固定有支架，所述支架包括伸入于所述第一通道中的安装架；所述防水部件设于所述安装架与所述第一通道的孔壁之间的安装间隙中，所述吸水膨胀件能够通过吸水膨胀沿所述第一通道的轴向推动所述密封件滑动；所述安装架上设有能够连通所述壳体的外部与所述安装间隙的透水孔。

优选地，所述安装架为与所述第一通道轴向平行的环状结构；在所述防水部件复位状态下，所述安装架中部的中间通孔能够连通所述第二通道与所述壳体的外部；所述吸水膨胀件与所述密封件均为环状结构，且沿所述安装架的轴向依次套设于所述安装架上。

优选地，所述第一通道上设有限位结构，以限制所述密封件在所述吸水膨胀件膨胀运动时可滑动的最大距离。

优选地，所述第一通道中还设有弹性件，所述弹性件的复位力使所述防水部件具有复位运动的趋势。

优选地，所述弹性件为压簧；所述第二通道位于所述第一通道轴向上的中部，所述防水部件、所述弹性件在所述第一通道内沿轴向由外至内依次设置，所述防水部件通过沿所述第一通道轴向的运动以密封所述第二通道。

优选地，所述主体部件为MIC器件。

一种穿戴类智能设备，包括如上述任一项所述的防水结构。

本发明提供的防水结构，包括壳体，壳体上设有主体安装部、第一通道以及连通主体安装部与第一通道的第二通道；主体安装部中设有主体部件，主体部件面向第一通道的表面上设有防水膜；第一通道中设有防水部件，防水部件包括吸水膨胀件；吸水膨胀件能够在吸水膨胀至预设膨胀状态后使防水部件密封第二通道；在防水部件复位状态下，第二通道经第一通道与壳体的外部连通。

防水部件可以在遇水时自动进行防水保护，能够分担防水膜承受的水压力，有效降低防水膜失效的风险，同时，防水部件的抗水压能力较强，水压越大，防水部件膨胀程度具有增大的趋势，防水能力相应会更高，有利于实现5atm甚至10atm的防水能力，相比于现有技术中仅通过防水膜进行防水，该防水结构的防水性能更高。同时，由于第二通道隔开了主体安装部与防水部件，可以避免防水部件挤压主体安装部中的主体部件。

本发明提供的包括上述防水结构的穿戴类智能设备，其防水结构的防水能力得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供防水结构在密封第二通道后的剖视图；

图2为本发明实施例所提供防水结构作为通话手环时在密封第二通道后的剖视图；

图3为本发明实施例所提供防水结构在复位状态下的剖视图；

图4为本发明实施例所提供防水结构作为通话手环时在复位状态下的剖视图；

图5为本发明实施例所提供防水结构中的防水部件与支架的装配后的剖视图；

图6为本发明实施例所提供防水结构中的防水部件与支架的装配后的外部结构图。

图1至图6中：

1-吸水膨胀件，2-密封件，3-壳体，4-支架，41-端板，42-安装架，43-透水孔，44-中间通孔，45-超声线，5-第一通道，51-限位凸台，52-外孔段，53-内孔段，54-安装间隙，6-弹性件，7-第二通道，8-主体安装部，9-MIC器件，10-锁紧钢片，11-压紧泡棉，12-热熔胶膜，13-防水膜，14-支撑钢片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种防水结构，防水能力较高。本发明的另一核心是提供一种包括上述防水结构的穿戴类智能设备，其防水结构的防水能力较高。

在本发明的描述中，需要说明的是，左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明所提供防水结构的一种具体实施例中，请参考图1至图6，包括壳体3，壳体3上设有主体安装部8。同时，壳体3上还设有第一通道5以及连通主体安装部8和第一通道5的第二通道7。

主体安装部8中设有主体部件，主体部件面向第一通道5的表面上设有防水膜13。具体地，主体安装部8可以为槽状结构。

第一通道5中设有防水部件，该防水部件用于防止液体进入第二通道7，防水部件包括吸水膨胀件1，该吸水膨胀件1能够在吸水膨胀至预设膨胀状态后使防水部件密封第二通道7。在防水部件复位状态下，第二通道7经第一通道5与壳体3的外部连通。

其中，防水部件密封第二通道7指的是防水部件能够防止液体进入第二通道7，该液体可以仅为水，本实施例即以水为例进行说明，显然，在其他实施例中，该液体也可以为含水的其他溶液。

其中，需要说明的是，预设膨胀状态优选为吸水膨胀件1吸水饱和之前的某一膨胀状态，即，吸水膨胀件1达到预设膨胀状态后，在空间允许的情况下，还能够继续吸水膨胀，以提高密封的可靠性。

其中，在防水部件复位状态下，吸水膨胀件1处于脱水的初始状态，具体可以通过自然蒸发或者设备中其他部件加热的方式实现脱水。

其中，主体部件具体可以为MIC器件9，相应地，该防水结构可以为具有MIC器件9的手环或者手表中的组件，例如图1所示的通话手环中设置MIC器件9的部分，此时，第一通道5与第二通道7为声孔，防水膜在防水的同时能够允许声波通过。当然，在其他智能设备上，例如手机、音响等，该防水结构也可以为设备上设置MIC、平衡孔或SPK孔部分的结构。

其中，吸水膨胀件1具体可以包括吸水性材料，例如吸水高分子聚合物(AbsorbentPolymer，例如，聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯)，吸水后膨胀，且在饱和之前持续吸收周遭的水。另外，吸水膨胀件1还可以包括可变形材料，可于受力后变形。又或者，吸水膨胀件1可以包括类似于止水条的橡胶材料，通常遇水膨胀2-3倍，脱水后能够迅速恢复。

如图2和图4所示，以主体安装部8为MIC器件安装孔且防水结构应用于手环为例，在该手环使用的过程中，若壳体3外部有水进入第一通道5，吸水膨胀件1会膨胀运动，在膨胀至预设膨胀状态后，防水部件可以密封第二通道7，即隔断了第二通道7外侧的水源和第二通道7内侧的MIC器件9，能够有效避免液体接触MIC器件9。在吸水膨胀件1脱水后，防水部件复位以打开第二通道7，第一通道5、第二通道7与主体安装部8三者相连通，第二通道7经第一通道5与壳体3的外部连通，从而可以恢复MIC器件9的正常使用。

防水部件可以在遇水时自动进行防水保护，能够分担防水膜承受的水压力，有效降低防水膜失效的风险，同时，防水部件的抗水压能力较强，水压越大，吸水膨胀件1膨胀程度具有增大的趋势，防水能力相应会更高，有利于实现5atm甚至10atm的防水能力，相比于现有技术中仅通过防水膜进行防水，该防水结构的防水性能更高。

进一步地，第一通道5的中心轴与第二通道7的中心轴具有大于0的夹角。

在水进入第一通道5时，第一通道5与第二通道7之间由于具有夹角，对水具有阻力，可以形成一道防水屏障，从而提高防水能力。

其中，优选地，如图1所示，第一通道5与第二通道7之间的夹角可以设置为90度。当然，在其他实施例中，第一通道5与第二通道7之间的夹角也可以为60度、80度或者其他角度值。

进一步地，防水部件还可以包括能够防水以用于密封第二通道7的密封件2，且密封件2不会吸水膨胀。吸水膨胀件1通过吸水膨胀以推动密封件2在第一通道5中滑动，进而使密封件2密封第二通道7。相应地，防水部件复位后，吸水膨胀件1恢复初始的小体积状态且密封件2复位并打开第二通道7。

其中，需要说明的是，吸水膨胀件1可以不具有防水功能，仅用于为密封件2提供驱动力；或者，吸水膨胀件1可以具有防水功能。

本实施例中，吸水膨胀件1的作用为利用渗入第一通道5的水膨胀变形以便为密封件2提供驱动力，密封件2在吸水膨胀件1的推动下朝向密封第二通道7的方向运动，直至密封第二通道7，通过吸水膨胀件1与密封件2的配合可靠实现自动防水。通过密封件2进行防水而吸水膨胀件1主要作为动力元件，可以避免在单独设置吸水膨胀件1时，因水量较小而吸水膨胀件1形变程度或者形变位置不均匀而导致的未密封第二通道7的问题。

进一步地，如图1所示，壳体3还固定有支架4，支架4包括伸入于第一通道5中的安装架42。防水部件设置在安装架42与第一通道5的孔壁之间的安装间隙54中，吸水膨胀件1能够通过膨胀运动沿第一通道5的轴向推动密封件2滑动，以密封第二通道7。安装架42上设置有能够连通壳体3的外部与安装间隙54的透水孔43。

其中，安装架42与第一通道5的孔壁对吸水膨胀件1主要起到径向限位的作用，以保证吸水膨胀件1主要进行轴向膨胀，以能够轴向推动密封件2，此处的径向指的是第一通道5的径向。其中，径向限位情况具体可以包括：安装架42与第一通道5的孔壁对吸水膨胀件1的径向限位使吸水膨胀件1在一开始吸水时即不能径向膨胀；或者，安装架42与第一通道5的孔壁对吸水膨胀件1的径向限位使吸水膨胀件1在吸水后只能径向膨胀至一个预设的程度，再吸水不能继续径向膨胀，且该预设的程度下吸水膨胀件1未饱和。

其中，安装架42与第一通道5的孔壁对密封件3主要起到导向作用，使密封件3沿第一通道5的轴向平稳滑动。

其中，透水孔43的设置，可以保证外界的水在进入第一通道5后会经透水孔43进入安装间隙54中，以保证吸水膨胀件1可以吸水。

进一步地，如图1所示，安装架42为与第一通道5轴向平行的环状结构。在防水部件复位状态下，安装架42中部的中间通孔44能够连通第二通道7与壳体3的外部。吸水膨胀件1与密封件2均为环状结构，且两者沿安装架42的轴向依次套设于安装架上。

其中，可选地，密封件2可以为橡胶圈或者其他密封圈。另外，通过改变密封件2的材质可以相应提升防水承受能力，一般情况下，防水部件的10atm防水能力完全可以保证，甚至可以得到更高的防水能力。

通过安装架42的设置以及防水部件的形状设置，可以对密封件2的运动进行可靠导向，提高密封运动以及复位运动的平稳性。

显然，在其他实施例中，安装架42还可以为平板状，且平行于第一通道的轴向，防水部件与第二通道7设置在该安装架42的一侧，安装架42另一侧用于实现防水部件复位时壳体外部与第二通道7的连通。

进一步地，如图1所示，支架4还可以包括固定于安装架42的轴向外端的端板41，端板41通过超声线45连接壳体3。

其中，可选地，端板41可以为与安装架42同轴的环形板。

本实施例中，采用超声热熔实现壳体3与支架4的固定，作业简单清洁，无污染环保问题。

当然，在其他实施例中，支架4与壳体3还可以通过螺钉连接或者其他方式实现固定连接。

进一步地，第一通道5上可以设置限位结构，以限制密封件2在吸水膨胀件1膨胀运动时可滑动的最大距离。

通过限位结构的设置，可以限制密封件2的滑动距离，避免密封件2在密封第二通道7后因继续沿原方向运动而打开第二通道7。如图2所示，此时，密封件2密封第二通道7，如果不对密封件2的位置进行限制，在吸水膨胀件1膨胀运动时，密封件2继续以图示方向向右运动，则密封件2可能从第二通道7的左侧开始逐渐打开第二通道7。

其中，可选地，限位结构可以为设置在第一通道5中的限位凸台51。如图2所示，该限位凸台51具体可以为第一通道5的孔壁沿径向向内凸出形成。又或者，限位结构可以为第一通道5上的轴向内端面，即密封件2直接运动至与第一通道5轴向最内侧相抵以实现限位，此时，密封件2具体可以与吸水膨胀件1固定连接，通过吸水膨胀件1的复位运动带动密封件2复位，此时，该设备中可以不设置弹性件6。

其中，具体而言，如图1所示，第一通道5具体可以为沉台孔，端板41设置在沉台中，安装架42伸入第一通道5的主体中，安装架42的轴向与第一通道5的轴向优选方向相同。如图4所示，沿着第一通道5的轴向，在吸水膨胀件1复位状态下，吸水膨胀件1位于密封件2的外侧，第二通道7位于密封件2的内侧；随着吸水膨胀件1的吸水膨胀运动，吸水膨胀件1推动密封件2向内运动；如图2所示，当吸水膨胀件1膨胀至预设膨胀状态后，密封件2密封住第二通道7，同时，密封件2抵住限位凸台51，以避免吸水膨胀件1继续膨胀运动将密封件2沿原方向推离第二通道7的端口。

进一步地，第一通道5中还可以设置弹性件6，弹性件6的复位力使防水部件具有复位运动的趋势。

其中，需要说明的是，该弹性件6的劲度系数应结合吸水膨胀件1的吸水膨胀能力进行选择，具体应保证吸水膨胀件1至少能够形变至预设膨胀状态。

其中，在装配过程中，在支架4通过超声连接到壳体3上前，先在壳体3与密封件2之间放置弹性件6。

通过弹性件6的设置，依靠弹性件6的复位力可以辅助防水部件进行复位，有利于提高复位效率，保证不需要密封第二通道时的正常使用过程中，第二通道7不会被防水部件所遮挡。

进一步地，弹性件可以为压簧，相应地，第二通道7位于第一通道5轴向上的中部，防水部件、弹性件在第一通道5内沿轴向由外至内依次设置，防水部件通过沿第一通道5轴向的运动以密封第二通道7。

通过将弹性件设置为压簧，安装较为方便，进而简化防水结构整体的装配难度。

其中，具体而言，如图4所示，第一通道5为盲孔结构，第二通道7大体位于第一通道5轴向上的中部，即第二通道7上与第一通道5相交的端口位于第一通道5轴向上的中部。第一通道5在轴向上以第二通道7的位置分界，第二通道7与第一通道5的外端口之间(包括第一通道5上与第二通道7正对的部分)为外孔段52，位于外孔段52内侧的部分为内孔段53。安装架42设置在第一通道5的外孔段52中，而压簧位于第一通道5中安装架42的轴向内侧，该压簧的一端抵于第一通道5的内端面，且压簧基本位于内孔段53中。以图4所示方位为例，在吸水膨胀件1复位运动过程中，压簧复位运动朝向左侧推动密封件2，以使密封件2打开第二通道7。另外，内孔段53的直径可以小于外孔段52，以使内孔段53与外孔段52的交界面形成限位台阶面，实现上述限位结构的设置。

其中，对于设置弹性件6的实施例而言，密封件2与吸水膨胀件1两者之间、吸水膨胀件1与第一通道5孔壁之间、吸水膨胀件1与支架4之间即使不直接连接，通过弹性件6的回弹力也可以调整密封件2和吸水膨胀件1的位置，使防水部件顺利复位，保证第二通道7被打开。例如，图4中，吸水膨胀件1与第一通道5孔壁、密封件2、支架4三者不直接连接，复位过程中，弹性件6向左推动密封件2的同时，密封件2可以向左推动吸水膨胀件1，吸水膨胀件1会回复到两端分别抵住端板41与密封件2的复位位置。

进一步地，主体部件可以为MIC器件9。

其中，可选地，如图2所示，MIC器件9通过热熔胶膜12粘贴到支撑钢片14上。支撑钢片14背面贴有防水膜13，具体可以为5atm防水膜13。支撑钢片14上有孔，起透气支撑的作用。防水膜13双面背胶，贴到壳体3上。

主体安装部8用于安装MIC器件9时，由于防水部件可以实现在较严苛的防水环境下去分担防水膜13承受的水压力，能够有效减少防水膜13失效的风险。

进一步地，为保证防水可靠性，MIC器件9上与设置防水膜13的表面相对的表面上可以贴设压紧泡棉11，且压紧泡棉11通过锁紧钢片10压紧于MIC器件9。

本实施例所提供的防水结构应用于具有MIC器件的通话手环时，在使用过程中，如图4，弹性件6可以保证正常情况下密封件2处于初始状态；遇水时，吸水膨胀件1膨胀，密封件2移动，移动至限位凸台51处停止，如图2，第二通道7被堵死，且在水压作用下密封件2会越压越紧；当水从第一通道5流出时，吸水膨胀件1可以迅速恢复接近初始的状态，密封件2在弹性件6的作用下也会复位运动回到初始位置。

本发明所提供防水结构的另一种具体实施例中，第一通道以及第二通道可以同轴设置，相应地，防水部件可以包括具有防水性能的吸水膨胀件，通过吸水膨胀件沿第一通道的径向膨胀运动以密封第二通道，或者沿第一通道的径向复位运动以打开第二通道，在该实施例中，防水部件仅设置吸水膨胀件即可，无需另外设置密封件。另外，防水部件可以直接固定在第一通道的孔壁上，无需另外设置支架以限位防水部件。

除了上述防水结构，本发明还提供了一种穿戴类智能设备，该穿戴类智能设备包括防水结构，具体可以为以上任一实施例中提供的防水结构，有益效果可以相应参考以上各个实施例。该穿戴类智能设备的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

可选地，穿戴类智能设备可以为智能手表或智能手环。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的穿戴类智能设备及防水结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种防水结构，其特征在于，包括壳体(3)，所述壳体(3)上设有主体安装部(8)、第一通道(5)以及连通所述主体安装部(8)与所述第一通道(5)的第二通道(7)；所述主体安装部(8)中设有主体部件，所述主体部件面向所述第一通道(5)的表面上设有防水膜(13)；所述第一通道(5)中设有防水部件，所述防水部件包括吸水膨胀件(1)；所述吸水膨胀件(1)能够在吸水膨胀至预设膨胀状态后使所述防水部件密封所述第二通道(7)；在所述防水部件复位状态下，所述第二通道(7)经所述第一通道(5)与所述壳体(3)的外部连通；所述第一通道(5)的中心轴与所述第二通道(7)的中心轴具有大于0的夹角，且所述第一通道(5)为盲孔，气体和液体从所述第一通道(5)上的同一开口进出；所述防水部件还包括不会吸水膨胀且能够防水的密封件(2)，沿着所述第一通道(5)的轴向，在所述吸水膨胀件(1)复位状态下，所述吸水膨胀件(1)位于所述密封件(2)的外侧，所述第二通道(7)位于所述密封件(2)的内侧；所述吸水膨胀件(1)通过吸水膨胀以推动所述密封件(2)滑动，进而使所述密封件(2)密封所述第二通道(7)。

2.根据权利要求1所述的防水结构，其特征在于，所述壳体(3)还固定有支架(4)，所述支架(4)包括伸入于所述第一通道(5)中的安装架(42)；所述防水部件设于所述安装架(42)与所述第一通道(5)的孔壁之间的安装间隙(54)中，所述吸水膨胀件(1)能够通过吸水膨胀沿所述第一通道(5)的轴向推动所述密封件(2)滑动；所述安装架(42)上设有能够连通所述壳体(3)的外部与所述安装间隙(54)的透水孔(43)。

3.根据权利要求2所述的防水结构，其特征在于，所述安装架(42)为与所述第一通道(5)轴向平行的环状结构；在所述防水部件复位状态下，所述安装架(42)中部的中间通孔(44)能够连通所述第二通道(7)与所述壳体(3)的外部；所述吸水膨胀件(1)与所述密封件(2)均为环状结构，且沿所述安装架(42)的轴向依次套设于所述安装架(42)上。

4.根据权利要求1所述的防水结构，其特征在于，所述第一通道(5)上设有限位结构，以限制所述密封件(2)在所述吸水膨胀件(1)膨胀运动时可滑动的最大距离。

5.根据权利要求1至4任一项所述的防水结构，其特征在于，所述第一通道(5)中还设有弹性件(6)，所述弹性件(6)的复位力使所述防水部件具有复位运动的趋势。

6.根据权利要求5所述的防水结构，其特征在于，所述弹性件为压簧；所述第二通道(7)位于所述第一通道(5)轴向上的中部，所述防水部件、所述弹性件在所述第一通道(5)内沿轴向由外至内依次设置，所述防水部件通过沿所述第一通道(5)轴向的运动以密封所述第二通道(7)。

7.根据权利要求6所述的防水结构，其特征在于，所述主体部件为MIC器件(9)。

8.一种穿戴类智能设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的防水结构。

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