CN110913300B - 一种无线蓝牙耳机及其充电盒合盖结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种充电盒合盖结构，包括底壳、可翻转地设置于所述底壳开口上的上盖、设置于所述底壳内的中壳，以及两端分别与所述中壳的侧壁及所述上盖的底面转动连接并可沿轴向弹性伸缩的弹性连接件，所述上盖在翻转过程中驱动所述弹性连接件同向转动，且所述弹性连接件与所述中壳之间的旋转轴心位于所述上盖与所述底壳之间的旋转轴心的内侧方位。本发明能够在实现充电盒盒盖受力后自动开合并持续保持开合状态的基础上，降低生产成本，提高适用范围。本发明还公开一种无线蓝牙耳机，其有益效果如上所述。

Description

一种无线蓝牙耳机及其充电盒合盖结构

技术领域

本发明涉及无线耳机技术领域，特别涉及一种充电盒合盖结构。本发明还涉及一种无线蓝牙耳机。

背景技术

随着中国电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛应用。

耳机(Earphones)是一种常见的小型电子设备，它能接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。随着可携式电子装置的盛行，耳机多用于手机、收音机、可携式电玩和数位音讯播放器等。耳机的种类很多，其中，无线耳机因其无线传输、方便携带的特点备受青睐。

TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机是一种较为先进的无线耳机，TWS技术的实施基于芯片技术的发展，手机等智能电子设备可连接主音箱，再由主音箱通过蓝牙无线等方式连接从音箱，实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。目前，随着TWS无线蓝牙耳机市场的持续火爆，用于存储和充电的耳机充电托架是必不可少的，其内置的无线充电接收模块可以像手机设备一样在无线充电器上充电，实现无线蓝牙+无线充电的无线功能，使用体验更好。

在现有技术中，TWS耳机一般放置在充电盒内进行充电。在充电盒上一般设置有可开合的上盖，目前常用的开合盖方式是使用专用转轴，当扳动打开上盖到一定角度时释放，在专用转轴的作用力下实现上盖的自动打开，同时持续保持打开状态；合盖时克服专用转轴的作用力反向扳动上盖实现合盖，并且闭合到一定角度时释放，在专用转轴的作用力下实现上盖的自动关闭，同时持续保持关闭状态。然而，专用转轴由专业厂商专门设计和提供，其内部含有精密细小部件，通常需要客制化定制，生产成本较高。

因此，如何在实现充电盒盒盖受力后自动开合并持续保持开合状态的基础上，降低生产成本，提高适用范围，是本领域技术人员所面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种充电盒合盖结构，能够在实现充电盒盒盖受力后自动开合并持续保持开合状态的基础上，降低生产成本，提高适用范围。本发明的另一目的是提供一种无线蓝牙耳机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种充电盒合盖结构，包括底壳、可翻转地设置于所述底壳开口上的上盖、设置于所述底壳内的中壳，以及两端分别与所述中壳的侧壁及所述上盖的底面转动连接并可沿轴向弹性伸缩的弹性连接件，所述上盖在翻转过程中驱动所述弹性连接件同向转动，且所述弹性连接件与所述中壳之间的旋转轴心位于所述上盖与所述底壳之间的旋转轴心的内侧方位。

优选地，所述底壳的侧壁顶端位置设置有若干个连接座、所述上盖的侧壁底端位置设置有若干个与各所述连接座对齐的旋转座，且各所述连接座及各所述旋转座内可旋转地插设有转轴。

优选地，所述上盖的侧壁表面上设置有用于与所述转轴相连的连接块，且所述连接块上开设有对所述弹性连接件进行旋转避位的避位槽。

优选地，所述底壳的侧壁顶端开设有用于对所述连接块进行旋转避位的让位槽，且各所述连接座分别位于所述让位槽的两侧，各所述旋转座分别位于所述避位槽的两侧，所述转轴分别插设于两侧的所述旋转座及所述连接座中。

优选地，所述上盖的内壁上设置有连接柱，且所述弹性连接件的顶端穿设在所述连接柱上。

优选地，所述中壳的侧壁上开设有安装槽，所述安装槽的两侧槽壁之间连接有销轴，且所述弹性连接件的底端环套在所述销轴上。

优选地，所述弹性连接件为螺旋弹簧，且其外表面上包裹有用于提供伸缩导向的弹簧套。

优选地，所述连接柱在所述上盖内壁上的安装位置可调，以在所述上盖的翻转平面上调节与所述转轴轴线之间的距离。

优选地，所述销轴在所述安装槽内的安装位置可调，以在所述上盖的翻转平面上调节与所述转轴轴线之间的距离。

本发明还提供一种无线蓝牙耳机，包括耳机本体和如上述任一项所述的充电盒合盖结构。

本发明所提供的充电盒合盖结构，主要包括底壳、上盖、中壳和弹性连接件。其中，底壳为充电盒合盖结构的主体结构，主要用于安装其余零部件。上盖设置在底壳的开口上，并且可在底壳开口上进行翻转运动，实现对底壳开口的关闭或开启。中壳设置在底壳内，主要用于盛装耳机本体。弹性连接件的一端与中壳的侧壁转动连接，弹性连接件的另一端与上盖的底面转动连接，并且可以沿自身轴向进行弹性伸缩。当用户在翻转上盖时，将通过上盖与弹性连接件的连接以及弹性连接件与中壳的连接，驱动弹性连接件进行同向转动和轴向伸缩。重要的是，弹性连接件和中壳之间的旋转轴心与上盖和底壳之间的旋转轴心偏置分布，并且前者位于后者的内侧方位(以底壳为基准)。如此，当上盖翻转到使弹性连接件的轴向处于两个旋转轴心连线的内侧的角度位置时，弹性连接件的弹性力沿旋转轴心连线方向分解后的垂向分力，将使上盖具有闭合的运动趋势，若此时用户撤力，则上盖将迅速完全闭合并保持闭合状态；当上盖翻转到使弹性连接件的轴向处于两个旋转轴心连线的外侧的角度位置时，弹性连接件的弹性力沿旋转轴心连线方向分解后的垂向分力，将使上盖具有开启的运动趋势，若此时用户撤力，则上盖将迅速开启至最大角度并保持开启状态。而且，本发明仅仅通过上述弹性连接件的设计即可以实现上述功能，相较于现有的充电盒盒盖结构，节省了很多零部件，大大降低了生产成本。因此，本发明所提供的充电盒合盖结构，能够顺利实现充电盒盒盖受力后自动开合并持续保持开合状态，相比于现有技术，无需委托专业厂商进行专业转轴客制化定制，能够大幅节省成本，并且提高适用范围。

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为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构爆炸图。

图2为图1中所示的上盖、底壳与弹性连接件的安装结构图。

图3为图1中所示的中壳与弹性连接件的安装结构图。

图4为上盖处于完全闭合状态的结构示意图。

图5为图4中所示a圈的结构放大图。

图6为图5所示状态下的上盖受力分析示意图。

图7为上盖处于完全打开状态的结构示意图。

图8为图7中所示b圈的结构放大图。

图9为图8所述状态下的上盖受力分析示意图。

图10为上盖处于闭合与打开状态之间的平衡态结构示意图。

图11为图10中所示c圈的结构放大图。

图12为图11所示状态下的上盖受力分析示意图。

图13为连接柱及销轴的安装位置调整前后的对比示意图。

其中，图1—图13中：

底壳—1，上盖—2，中壳—3，弹性连接件—4，转轴—5，销轴—6，弹簧套—7；

连接座—101，让位槽—102，旋转座—201，连接块—202，避位槽—203，连接柱—204，安装槽—301。

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。

请参考图1、图2和图3，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1中所示的上盖、底壳与弹性连接件的安装结构图，图3为图1中所示的中壳与弹性连接件的安装结构图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，充电盒合盖结构主要包括底壳1、上盖2、中壳3和弹性连接件4。

其中，底壳1为充电盒合盖结构的主体结构，主要用于安装其余零部件。一般的，底壳1可呈矩形、圆形或椭圆形等形状的筒状结构。

上盖2设置在底壳1的开口上，并且可在底壳1开口上进行翻转运动，实现对底壳1开口的关闭或开启。一般的，上盖2的形状可与底壳1的开口形状相同。

中壳3设置在底壳1内，主要用于盛装耳机本体。

弹性连接件4的一端与中壳3的侧壁转动连接，弹性连接件4的另一端与上盖2的底面转动连接，并且可以沿自身轴向进行弹性伸缩。当用户在翻转上盖2时，将通过上盖2与弹性连接件4的连接以及弹性连接件4与中壳3的连接，驱动弹性连接件4同时进行同向转动运动和轴向伸缩运动。

重要的是，弹性连接件4和中壳3之间的旋转轴心与上盖2和底壳1之间的旋转轴心偏置分布，并且前者位于后者的内侧方位(以底壳1为基准)。如此，当上盖2翻转到使弹性连接件4的轴向处于两个旋转轴心连线的内侧的角度位置时，弹性连接件4的弹性力沿旋转轴心连线方向分解后的垂向分力，将使上盖2具有闭合的运动趋势，若此时用户撤力，则上盖2将迅速完全闭合并保持闭合状态；当上盖2翻转到使弹性连接件4的轴向处于两个旋转轴心连线的外侧的角度位置时，弹性连接件4的弹性力沿旋转轴心连线方向分解后的垂向分力，将使上盖2具有开启的运动趋势，若此时用户撤力，则上盖2将迅速开启至最大角度并保持开启状态。

因此，本实施例所提供的充电盒合盖结构，能够顺利实现充电盒盒盖受力后自动开合并持续保持开合状态，相比于现有技术，无需委托专业厂商进行专业转轴客制化定制，能够大幅节省成本，并且提高适用范围。

在关于底壳1与上盖2的一种优选实施方式中，为方便地实现上盖2与底壳1之间的翻转连接，本实施例在底壳1的侧壁顶端位置设置了若干个连接座101，同时在上盖2的侧壁底端位置设置了若干个旋转座201，且各个连接座101与各个旋转座201的轴向互相对齐。在各个连接座101与各个旋转座201内插设有转轴5，上盖2与底壳1之间即通过该转轴5实现转动连接。

不仅如此，本实施例还在上盖2的侧壁表面上设置了连接块202，该连接块202主要用于使上盖2与转轴5相连，使得两者同步转动。具体的，连接块202可设置在上盖2的内壁表面上，而连接座101也可设置在底壳1的内壁表面顶端位置。同时，考虑到当上盖2翻转一定角度后，连接块202将挤压底壳1的侧壁顶端，为此，本实施例还在上盖2的侧壁顶端位置开设了让位槽102。具体的，该让位槽102可为矩形槽等，具有一定槽深，可足够完全容纳连接块202，当上盖2翻转时，让位槽102可为上盖2底部的连接块202提供转动空间。

进一步的，本实施例中，以让位槽102为中心，底壳1上的连接座101可分别设置在让位槽102的两侧位置，同时上盖2上的旋转座201可分别设置在连接块202的两侧位置，而转轴5可同时设置2根，并分别插设在其中一侧的旋转座201和连接座101中。如此设置，上盖2在翻转过程中将更加稳定和顺畅。

此外，考虑到上盖2的翻转过程中，弹性连接件4也同时产生同向转动运动，为防止连接块202的存在对弹性连接件4的转动运动造成干涉，本实施例在连接块202上开设了避位槽203。具体的，该避位槽203可开设在连接块202的中间位置处，同时也可为底壳1上的让位槽102的中间位置处。如此设置，连接块202的两侧可分别与两侧的两根转轴5相连，而两侧的旋转座201可同时安装在连接块202上，对旋转座201起到承托作用。并且，转轴5与旋转座201之间具体可为间隙配合，而转轴5与连接座101之间具体可为过盈配合。

在关于弹性连接件4的一种优选实施方式中，该弹性连接件4具体可为螺旋弹簧。考虑到弹性连接件4在上盖2的翻转过程中需要同时进行同向转动和轴向伸缩运动，为此，本实施例在螺旋弹簧的外表面上包裹了一层弹簧套7。具体的，该层弹簧套7可为硅胶套等，一般呈直筒型，具有一定弹性，可对螺旋弹簧的弹性伸缩方向进行导向，保证其沿着轴向进行伸缩；同时，弹簧套7包裹着整个螺旋弹簧进行转动运动，可防止螺旋弹簧出现扭曲、弯折等变形。

当然，弹性连接件4的具体结构形式并不仅限于上述螺旋弹簧，其余比如橡胶柱等结构同样可以采用。

为方便弹性连接件4的两端与上盖2和中壳3之间的连接，本实施例在上盖2的内壁上设置了连接柱204。具体的，该连接柱204可凸出上盖2的底部内壁一定高度，并且在连接柱204上可沿径向方向开设通孔，而弹性连接件4的顶端可弯曲成钩状，并穿设在连接柱204的通孔内，将其钩紧。如此设置，即可通过连接柱204与弹性连接件4顶端的连接，通过上盖2带动弹性连接件4进行转动和伸缩运动。

同时，本实施例在中壳3的侧壁上开设了安装槽301，同时在该安装槽301的两侧槽壁之间设置了销轴6，而弹性连接件4的底端可延伸形成环状套设在销轴6上。如此设置，弹性连接件4的底端与销轴6之间即形成转动连接，当上盖2通过连接柱204与弹性连接件4带动其顶端进行转动运动时，弹性连接件4的底端将在销轴6上同步转动。此处优选地，该安装槽301在中壳3的外壁上可沿着垂向方向设置，而销轴6可在安装槽301内沿水平方向分布。

本实施例以下内容将对上盖2在翻转过程中的三个典型状态进行说明，分别为上盖2完全闭合状态、上盖2完全打开状态和上盖2临界平衡状态。

为方便对上盖2进行受力分析，由于上盖2是主动转动件，并且围绕转轴5转动，因此可将转轴5简化为O点，弹性连接件4的顶端与连接柱204相连的位置简化为A点，上盖2的延伸端简化为C点，弹性连接件4的底端与销轴6相连的位置简化为B点，则上盖2简化为OAC，底壳1简化为机架，弹性连接件4的弹力F方向为AB。同时因为在该结构中弹力F一般要设计为50-200g，而上盖2的重力通常为3-5g，因此受力分析图中可忽略上盖2的自身重力。

对上盖2在翻转过程中进行受力分析时，可将弹力F沿着OA方向进行平行四边形分解，如此可将弹性连接件4的拉力F分解为沿着OA方向的分力Fβ和垂直于OA方向的分力Fτ。其中，分力Fβ始终与OA方向共线，仅起到了压紧上盖2的作用，不对上盖2的旋转做功，可以将其忽略，而分力Fτ则显然是使上盖2进行翻转的原因。

OAB可进一步简化为连杆结构，而对于OAB连杆结构，显然，若OA与AB处于同一直线状态时，则会出现死点状态，该状态是一种临界平衡状态，弹力F的分力Fτ此时不存在，仅有分力Fβ。OA要旋转至该状态，可以设上盖2需要旋转α角。

如图4、5、6所示，图4为上盖处于完全闭合状态的结构示意图，图5为图4中所示a圈的结构放大图，图6为图5所示状态下的上盖受力分析示意图。

首先，当上盖2处于完全闭合状态时，则如图6所示。弹力F的分力Fτ拉动着上盖2压紧在底壳1的开口上，保持紧闭状态。此时若扳动上盖2，将其向外侧逐渐打开，则在上盖2的翻转角度小于α角时，弹力F始终处于OB两个旋转轴心连线的内侧，则分力Fτ的朝向始终朝向上盖2的内侧，即上盖2具有向内侧关闭的运动趋势，此时若松手撤力，则上盖2将在分力Fτ的作用下自动闭合，并保持关闭状态。

如图7、8、9所示，图7为上盖处于完全打开状态的结构示意图，图8为图7中所示b圈的结构放大图，图9为图8所述状态下的上盖受力分析示意图。

其次，当用户持续将上盖2向外侧打开至恰好翻转到α角时，则如前述分析可知，此时BOA三点共线，弹力F既不处于OB两个旋转轴心连线的内侧，也不处于OB两个旋转轴心连线的外侧，分力Fτ不存在，上盖2处于临界平衡状态，不具有运动趋势，此时若松手撤力，则理论上上盖2将保持在当前位置不动。

如图10、11、12所示，图10为上盖处于闭合与打开状态之间的平衡态结构示意图，图11为图10中所示c圈的结构放大图，图12为图11所示状态下的上盖受力分析示意图。

最后，当用户继续向外侧翻转上盖2时，此时上盖2的翻转角度已经超过α角，分力Fτ重新出现，并且弹力F此时处于OB两个旋转轴心连线的外侧，分力Fτ的朝向正对着上盖2的外侧，即上盖2具有向外侧打开的运动趋势，此时若松手撤力，则上盖2将在分力Fτ的作用下自动打开至最大开启角度，并保持完全打开状态。

从上述对于上盖2在翻转过程中的受力状态分析可知，α角至关重要，上盖2的翻转角度与α角的关系决定了上盖2的运动趋势和自动运动状态。该α角实为临界平衡状态下上盖2与水平面(即中壳3的上表面)的夹角，同时该α角也是一个可以进行调整的设计值。

当产品的外形定义好后，∠OAC即为定值γ，所以∠ABD即为γ-α，因此可得到α的设计公式：

可见，若要调整α角的设计值，则需要调整AD与BD的比值，进而只需任意调节AD与BD的长度即可，参见受力分析图可知，AD与BD的长度又与AO与BO的长度相关，因此可以通过调整AO与BO长度的方式实现α角的调节。

对于AO长度的调节，由于A点对应着弹性连接件4的顶端与上盖2的连接柱204的连接位置，因此，可以在上盖2的内壁上于其翻转平面内调节连接柱204的设置位置，具体的，可以将连接柱204沿着上盖2的宽度方向进行位置调节，调整后为A’、C’，此时α角调整为α’。

对于BO长度的调节，由于B点对应着弹性连接件4的底端与销轴6的连接位置，因此，可以在安装槽301内调节销轴6的安装位置，使得销轴6在上盖2的翻转平面内的位置变动。具体的，由于安装槽301一般在中壳3的外壁上沿垂向开设，因此可将销轴6可垂向滑动地设置在安装槽301内，通过销轴6的垂向滑动调节其安装位置，调整后为B’，此时α角调整为α’。

如图13所示，图13为连接柱及销轴的安装位置调整前后的对比示意图。

当然，上述AO与BO长度调节的两种方式，可以单独或同时进行。

如此，调整后的α’角为：

如图所示调节后，由于

的比值变小，因此α’变大，反之亦然。

本实施例还提供一种无线蓝牙耳机，主要包括耳机本体和充电盒合盖结构，其中，耳机本体为常规TWS耳机或者单只的无线蓝牙耳机，该充电盒合盖结构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种充电盒合盖结构，其特征在于，包括底壳(1)、可翻转地设置于所述底壳(1)开口上的上盖(2)、设置于所述底壳(1)内的中壳(3)，以及两端分别与所述中壳(3)的侧壁及所述上盖(2)的底面转动连接并可沿轴向弹性伸缩的弹性连接件(4)，所述上盖(2)在翻转过程中驱动所述弹性连接件(4)同向转动，且所述弹性连接件(4)与所述中壳(3)之间的旋转轴心位于所述上盖(2)与所述底壳(1)之间的旋转轴心的内侧方位；

所述底壳(1)的侧壁顶端位置设置有若干个连接座(101)、所述上盖(2)的侧壁底端位置设置有若干个与各所述连接座(101)对齐的旋转座(201)，且各所述连接座(101)及各所述旋转座(201)内可旋转地插设有转轴(5)；

所述上盖(2)的内壁上设置有连接柱(204)，且所述弹性连接件(4)的顶端穿设在所述连接柱(204)上；

所述连接柱(204)在所述上盖(2)内壁上的安装位置可调，以在所述上盖(2)的翻转平面上调节与所述转轴(5)轴线之间的距离，进而调节所述上盖(2)翻转至临界平衡状态时与水平面的夹角。

2.根据权利要求1所述的充电盒合盖结构，其特征在于，所述上盖(2)的侧壁表面上设置有用于与所述转轴(5)相连的连接块(202)，且所述连接块(202)上开设有对所述弹性连接件(4)进行旋转避位的避位槽(203)。

3.根据权利要求2所述的充电盒合盖结构，其特征在于，所述底壳(1)的侧壁顶端开设有用于对所述连接块(202)进行旋转避位的让位槽(102)，且各所述连接座(101)分别位于所述让位槽(102)的两侧，各所述旋转座(201)分别位于所述避位槽(203)的两侧，所述转轴(5)分别插设于两侧的所述旋转座(201)及所述连接座(101)中。

4.根据权利要求1-3任一项所述的充电盒合盖结构，其特征在于，所述中壳(3)的侧壁上开设有安装槽(301)，所述安装槽(301)的两侧槽壁之间连接有销轴(6)，且所述弹性连接件(4)的底端环套在所述销轴(6)上。

5.根据权利要求4所述的充电盒合盖结构，其特征在于，所述弹性连接件(4)为螺旋弹簧，且其外表面上包裹有用于提供伸缩导向的弹簧套(7)。

6.根据权利要求4所述的充电盒合盖结构，其特征在于，所述销轴(6)在所述安装槽(301)内的安装位置可调，以在所述上盖(2)的翻转平面上调节与所述转轴(5)轴线之间的距离。

7.一种无线蓝牙耳机，其特征在于，包括耳机本体和如权利要求1-6任一项所述的充电盒合盖结构。

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