CN111526451B - 适于回收振动能量以产生电能的智能音箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适于回收振动能量以产生电能的智能音箱。智能音箱包括外壳、喇叭模组、主板、发电模组以及电池模组。外壳构成第一腔体。喇叭模组设置于第一腔体内。主板设置于第一腔体内并且耦接喇叭模组。主板传送音频信号至喇叭模组，其中喇叭模组基于音频信号传送主声波。发电模组设置于第一腔体内，并且响应于主声波而振动以产生感应电流。电池模组设置于第一腔体内。电池模组耦接主板以供应电能给主板，其中发电模组耦接电池模组，并且发电模组使用感应电流对电池模组充电。

Description

适于回收振动能量以产生电能的智能音箱
技术领域
本发明是有关于一种扬声器，且特别是有关于一种适于回收振动能量以产生电能的智能音箱。
背景技术
随着科技发展，一次能源开始短缺。为了永续发展，人们越来越重视绿色能源的相关科技。绿色能源可包括风力发电、太阳能发电或水力发电等技术。若能将电子产品结合绿色能源科技，则可以逐渐改善能源短缺的问题。
目前市面上有许多种类的智能音箱，其设计大部分都是为了提供更良好的声学品质。然而，这些智能音箱并无法回收废能以达到节约能源的目的。
发明内容
本发明提供一种适于回收振动能量以产生电能的智能音箱。
本发明的智能音箱适于回收振动能量以产生电能，且智能音箱包括外壳、喇叭模组、主板、发电模组以及电池模组。外壳构成第一腔体。喇叭模组设置于第一腔体内。主板设置于第一腔体内并且耦接喇叭模组。主板传送音频信号至喇叭模组，其中喇叭模组基于音频信号传送主声波。发电模组设置于第一腔体内，并且响应于主声波而振动以产生感应电流。电池模组设置于第一腔体内。电池模组耦接主板以供应电能给主板，其中发电模组耦接电池模组，并且发电模组使用感应电流对电池模组充电。
基于上述，本发明的智能音箱除了能滤除声波中的噪声之外，还可以将噪声的能源转换为电能以对电池模组充电。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1根据本发明的实施例绘示一种适于回收振动能量以产生电能的智能音箱的示意图。
图2根据本发明的实施例绘示发电模组的示意图。
图3A根据本发明的实施例绘示第二振动薄膜的俯视图。
图3B根据本发明的实施例绘示第二振动薄膜的侧视图。
图4根据本发明的实施例绘示沿着图2的线段X-X’的剖面图。
符号说明：
10：智能音箱
100：主板
20：外壳
200：喇叭模组
210：喇叭单元
220：第三腔体
30：第一腔体
300：第一振动薄膜
400：发电模组
500：电池模组
C：感应电流
H：高频声波
L：低频声波
M：主声波
P1：第一声波路径
P2：第二声波路径
S：音频信号
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作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。
图1根据本发明的实施例绘示一种适于回收振动能量以产生电能的智能音箱10的示意图。智能音箱10包括外壳20、主板100、喇叭模组200、第一振动薄膜300、发电模组400以及电池模组500。外壳20构成了智能音箱10的第一腔体30。第一腔体30可藉由共振来加强由喇叭模组200所发出的声波的响度。
主板100例如是印刷电路板或可挠式印刷电路板。主板100设置于第一腔体30内，并且耦接于喇叭模组200以及电池模组500，其中电池模组500用于提供电能给主板100使用。主板100可接收来自外部音源的信号，并且基于该信号产生音频信号S。举例来说，主板100可具有输入埠(input port)，外部音源可使用音源线以藉由输入埠将所述信号输入至主板100。在一些实施例中，主板100配置有天线。外部音源可通过无线的方式发送信号，并且主板100可通过天线接收该信号。主板100例如是印刷电路板(printed circuit board，PCB)或可挠式印刷电路板，本发明不限于此。
喇叭模组200设置于第一腔体30内。喇叭模组200自主板100接收音频信号S，并且基于音频信号S发生振动以传送主声波M。喇叭模组200包括喇叭单元(speaker unit)210以及第三腔体220。第三腔体220可藉由共振来加强由喇叭单元210所发出的声波的响度。
发电模组400设置于第一腔体30内，并可响应于主声波M而振荡以产生感应电流C。具体来说，喇叭模组200所传送的主声波M可沿着喇叭模组200与发电模组400之间的第一声波路径P1而被传送至发电模组400。发电模组400可吸收部份的主声波M(或吸收高频声波H)，并将部份的主声波M转换为电能。需注意的是，发电模组400可设置于第一腔体30内的任何一个能接收到主声波M的位置，而并不限于如图1所示的位置。
第一振动薄膜300设置于第一声波路径P1上。当声波入射至第一振动薄膜300时，不同频率的声波将按照不同的折射角折射出去。具体来说，越高频的声波其折射角越小，越低频的声波其折射角越大。据此，第一振动薄膜300可将主声波M中属于噪声的高频声波H导引至沿着第一声波路径P1传送，以使高频声波H被传送至发电模组400。发电模组400可响应于所接收到的高频声波H而振动以产生感应电流C。另一方面，第一振动薄膜300可将主声波M中不属于噪声的低频声波L导引至沿着与第一声波路径P1相异的第二声波路径P2传送(对应于低频声波L的折射角大于对应于高频声波H的折射角)，以使低频声波L不被传送至发电模组400。低频声波L将被辐射至智能音箱10的外部，以供智能音箱10的使用者收听。
电池模组500设置于第一腔体30内。电池模组500耦接主板100以供应电能给主板100。另一方面，发电模组400耦接电池模组500，并且发电模组400使用感应电流C对电池模组500充电。
图2根据本发明的实施例绘示发电模组400的示意图。发电模组400的外型例如是如图2所示的截顶圆锥，本发明不限于此。发电模组400包括导音板410以及第二振动薄膜420。
导音板410为扇面形状并且构成截顶圆锥的侧面。导音板410的表面可设置一或多个出音孔411。导音板410用于导引声波以使声波呈360度辐射。举例来说，未被发电模组400吸收的主声波M(或高频声波H)的部分可沿着导音板410被传送，并通过出音孔411朝向发电模组400的外部辐射。
第二振动薄膜420构成截顶圆锥的截面(即：上底面)。第二振动薄膜420包括一或多个气孔421以及薄膜框体(film framework)422。图3A根据本发明的实施例绘示第二振动薄膜420的俯视图，图3B根据本发明的实施例绘示第二振动薄膜420的侧视图。参照图3A和图3B，一或多个气孔421分散地设置于第二振动薄膜420的表面。薄膜框体422支撑第二振动薄膜420的周边以使第二振动薄膜420的周边呈现波浪形状。
图4根据本发明的实施例绘示沿着图2的线段X-X’的剖面图。发电模组400还包括第二腔体430以及设置于第二腔体430内的磁芯431以及感应线圈432。第二腔体430由导音板410和第二振动薄膜420所构成。感应线圈432环绕于磁芯431。当主声波M(或高频声波H)传送至第二振动薄膜420时，第二振动薄膜420响应于主声波M(或高频声波H)而振动。受到第二振动薄膜420的振动的影响，感应线圈432可响应于主声波M(或高频声波H)而沿着磁芯431的轴向A振荡。如此，感应线圈432可利用磁芯431辐射出的磁场而通过电磁感应(electromagnetic induction)产生如图1所示的感应电流C。
在一些实施例中，感应线圈432可通过连接件直接地连接至第二振动薄膜420，并且随着第二振动薄膜420的振动而振荡。在一些实施例中，感应线圈432可不连接至第二振动薄膜420。当第二振动薄膜420振动时，感应线圈432将受到第二腔体430内的介质影响而振荡。
综上所述，本发明的发电模组可回收喇叭模组发出的声波，从而产生电能并达到节约能源的目的。通过第一振动薄膜，主声波中属于噪声的高频声波将被传送至发电模组，使得发电模组将高频声波转换成电能。另一方面，不属于噪声的中、低频声波则被导引至智能音箱的外部。换言之，本发明的智能音箱除了能滤除主声波中的噪声之外，还可以将噪声的能源转换为电能以对电池模组充电。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims (8)

1.一种智能音箱，其特征在于，适于回收振动能量以产生电能，该智能音箱包括：
外壳，构成第一腔体；
喇叭模组，设置于该第一腔体内；
主板，设置于该第一腔体内并且耦接该喇叭模组，该主板传送音频信号至该喇叭模组，其中该喇叭模组基于该音频信号传送主声波；
发电模组，设置于该第一腔体内，该发电模组响应于该主声波而振动以产生感应电流；以及
电池模组，设置于该第一腔体内，该电池模组耦接该主板以供应该电能给该主板，其中该发电模组耦接该电池模组，并且该发电模组使用该感应电流对该电池模组充电；
其中，该主声波经由该喇叭模组与该发电模组之间的第一声波路径而被传送至该发电模组，并且该智能音箱更包括：
第一振动薄膜，设置于该第一声波路径上，该第一振动薄膜将该主声波中的低频声波导引至沿着第二声波路径传送，以使该低频声波不被传送至该发电模组；
其中，该第一振动薄膜将该主声波中的高频声波导引至沿着该第一声波路径传送，以使该高频声波被传送至该发电模组，并且该发电模组响应于该高频声波而振动以产生该感应电流。
2.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，对应于该第二声波路径的第二折射角大于对应于该第一声波路径的第一折射角。
3.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，该发电模组为截顶圆锥，并且包括：
导音板，其中该导音板为扇面形状并且构成该截顶圆锥的侧面；以及
第二振动薄膜，构成该截顶圆锥的截面。
4.如权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，该发电模组更包括：
第二腔体，由该导音板和该第二振动薄膜所构成；
磁芯，设置于该第二腔体内；以及
感应线圈，设置于该第二腔体内并且环绕于该磁芯，其中该感应电圈响应于该主声波而沿着该磁芯的轴向震荡，藉以通过电磁感应产生该感应电流。
5.如权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，该第二振动薄膜包括：
多个气孔，分散地设置于该第二振动薄膜的表面；以及
薄膜框体，支撑该第二振动薄膜的周边以使该周边呈现波浪形状。
6.如权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，该导音板的表面设置于多个出音孔。
7.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，该主板接收来自该智能音箱的外部音源的信号，并且基于该信号产生音频信号。
8.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，该主板为印刷电路板及可挠式印刷电路板的其中之一。
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