CN112051619B - 传感器固定结构、可穿戴设备和热熔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种传感器固定结构、可穿戴设备和热熔装置，其中，传感器固定结构，其特征在于，包括：支架，所述支架上凸设有连接臂，所述连接臂为热熔柱；和传感器结构，所述支架罩盖所述传感器结构，所述连接臂包括连接段和抵持段，所述连接段的一端连接所述支架，另一端连接所述抵持段，所述抵持段位于所述传感器结构背离所述支架的一侧，并将所述传感器结构抵持于所述支架，所述连接臂通过热熔成型所述抵持段。本发明技术方案旨在使得传感器固定结构的封装效果好，整体体积较小。

Description

传感器固定结构、可穿戴设备和热熔装置

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种传感器固定结构和应用所述传感器固定结构的可穿戴设备，以及对所述传感器固定结构进行加工的热熔装置。

背景技术

随着可穿戴设备的多样化和潮流化，现有的手表、手环、耳机和智能眼镜等可穿戴设备，可利用红外传感器检测该可穿戴设备是否佩戴于用户身上，从而控制该穿戴设备是否由待机状态切换为激活状态，来节省可穿戴设备的用电量，以使可穿戴设备的电力更加持久、待机时间更长。然而，红外传感器的封装效果不佳会导致传感器的灵敏度下降、水汽容易进入到封装的传感器内，或造成成型后产品的体积较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种传感器固定结构，旨在使得传感器固定结构的封装效果好，整体体积较小。

为实现上述目的，本发明提出一种传感器固定结构，该传感器固定结构包括：

支架，所述支架上凸设有连接臂，所述连接臂为热熔柱；和

传感器结构，所述支架罩盖所述传感器结构，所述连接臂包括连接段和抵持段，所述连接段的一端连接所述支架，另一端连接所述抵持段，所述抵持段位于所述传感器结构背离所述支架的一侧，并将所述传感器结构抵持于所述支架，所述连接臂通过热熔成型所述抵持段。

可选地，所述连接臂为两个，两所述连接臂凸设于所述支架的同一侧，两所述连接臂均包括所述连接段和所述抵持段，所述传感器结构位于两所述连接臂的连接段之间。

可选地，两所述连接臂相对所述传感器结构对称设置。

可选地，所述传感器结构为红外传感结构，所述红外传感结构发出的红外线可穿过所述支架，并透出。

可选地，所述传感器结构包括电路板组件和红外传感器，所述红外线传感器安装并电连接于所述电路板组件；

所述支架包括安装部和透出部，所述抵持壁抵持于所述电路板组件背离所述红外传感器的一侧，将所述红外传感器抵持于所述透出部。

本发明还提出一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括壳体和传感器固定结构，所述传感器固定结构安装于所述壳体；

所述传感器固定结构包括：

支架，所述支架上凸设有连接臂，所述连接臂为热熔柱；和

传感器结构，所述支架罩盖所述传感器结构，所述连接臂包括连接段和抵持段，所述连接段的一端连接所述支架，另一端连接所述抵持段，所述抵持段位于所述传感器结构背离所述支架的一侧，并将所述传感器结构抵持于所述支架，所述连接臂通过热熔成型所述抵持段。

本发明还提出一种热熔装置，用于对传感器固定结构进行加工，所述热熔装置包括主体部以及伸出于所述主体部的热熔头；

所述传感器固定结构包括：

支架，所述支架上凸设有连接臂，所述连接臂为热熔柱；和

传感器结构，所述支架罩盖所述传感器结构，所述连接臂包括连接段和抵持段，所述连接段的一端连接所述支架，另一端连接所述抵持段，所述抵持段位于所述传感器结构背离所述支架的一侧，并将所述传感器结构抵持于所述支架；

所述主体部抵接于所述传感器结构，并位于所述的传感器结构背离所述支架的一侧，所述热熔头抵接所述连接臂，并将所述连接臂热熔成型所述连接段和所述抵持段。

可选地，所述热熔头形成有熔融腔，所述连接臂经所述热熔头热熔后形成的所述抵持段容置于所述熔融腔，并于所述熔融腔内固化成型。

可选地，所述熔融腔由所述传感器结构的边缘至所述传感器结构的内侧方向延伸。

可选地，所述主体部设有弹性组件，所述弹性组件的一端连接所述主体部，另一端可弹性抵持于所述传感器结构背离所述支架的一侧。

本发明技术方案中，支架能够罩盖传感器结构，防止传感器结构直接暴露，以对传感器结构进行保护。支架的连接臂采用热熔柱结构，使得连接臂具备可热熔的特性，热熔形成的抵持段在成型过程中，利用其流体特性，能够保证固化后的连接臂将传感器结构紧密的抵持于支架，使得传感器结构和支架之间的缝隙小，异物不容易进入传感器结构和支架之间的部分，使得该传感器传感过程中不受异物阻挡，且传感器结构与支架距离近，传感距离短，传感效果更加精确，检测效果好。传感器结构与支架的连接紧凑、封装效果好，使得该传感器固定结构的整体体积较小。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明传感器固定结构一实施例的结构示意图；

图2为图1中传感器固定结构的爆炸示意图；

图3为热熔装置对传感器固定结构加工的示意图；

图4为图3中热熔装置的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在可穿戴设备中，特别是针对无线耳机，为了保证无线耳机的待机时间更长，可以在耳机中设置红外传感器，当无线耳机佩戴于人耳时，该红外传感器发射出的红外线会在遇到人耳的耳道表面时进行返回，返回的红外线被该红外传感器接收，根据红外线发出和接收的测量值，通过算法计算后判断耳机是否佩戴于人耳，若判断耳机佩戴于人耳，则将耳机由待机状态更改为激活状态；若判断耳机未佩戴于人耳，则将耳机由激活状态更改为待机状态，以较小对耳机电量的消耗，使得耳机充一次电后使用周期更长。

参见图1，本发明提出一种传感器固定结构100，该传感器固定结构100用于将传感器结构30安装于耳机上，该传感器结构30主要为红外传感器结构，将红外传感器结构安装于耳机上，从而实现对耳机和人耳距离的检测。可以理解地，本发明技术方案中不限于对红外传感器结构的安装和固定，可以将红外传感器结构替换为其他所需要的传感器33，也能保证其他传感器33的固定结构具有同样的封装效果。

在本发明实施例中，传感器固定结构100包括支架10和传感器结构30，支架10罩盖于传感器结构30。为了实现传感器结构30与支架10的固定，在支架10上凸设有连接臂15，即，连接臂15的一端固定连接于支架10，另一端为自由端。

连接臂15为可热熔材料制成的热熔柱，通过热熔装置200对连接臂15的自由端进行加热熔融，以使连接臂15形成连接段151和抵持段153，连接段151的一端连接支架10，另一端连接抵持段153，抵持段153位于传感器结构30背离支架10的一侧，并将传感器结构30抵持于支架10。

本发明技术方案中，支架10能够罩盖传感器结构30，防止传感器结构30直接暴露，以对传感器结构30进行保护。支架10的连接臂15采用热熔柱结构，使得连接臂15具备可热熔的特性，热熔形成的抵持段153在成型过程中，利用其流体特性，能够保证固化后的连接臂15将传感器结构30紧密的抵持于支架10，使得传感器结构30和支架10之间的缝隙小，异物不容易进入传感器结构30和支架10之间的部分，使得该传感器33传感过程中不受异物阻挡，且传感器结构30与支架10距离近，传感距离短，传感效果更加精确，检测效果好。传感器结构30与支架10的连接紧凑、封装效果好，使得该传感器固定结构100的整体体积较小。

本发明技术方案中的传感器固定结构100的原始形态为：连接臂15的一端通过热熔或其他方式连接并固定于支架10本体，连接臂15的另一端朝向远离支架10本体的方向延伸，形成为该连接臂15的自由端。

本发明技术方案的传感器固定结构100在其原始形态下通过热熔装置200进行加工，热熔装置200对连接臂15的自由端进行加热熔融，并将连接臂15熔融后的部分固化形成抵持段153。在热熔装置200的外力作用下，该抵持段153在成型过程中始终抵持于传感器结构30背离支架10的一侧，使得固化后的抵持段153能够将传感器结构30抵持于支架10，传感器结构30与支架10间的密封效果好，成型后的传感器固定结构100整体结构紧凑。

参见图2所示的实施例中，连接臂15为两个，两连接臂15凸设于支架10的同一侧，两连接臂15均包括连接段151和抵持段153，传感器结构30位于两连接臂15的连接段151之间。

该实施例中，在未对连接臂15进行热熔加工之前，传感器结构30位于两连接臂15之间，两连接臂15均通过热熔装置200热熔加工之后，两连接段151位于传感器结构30的外侧，两抵持段153均沿连接段151背离支架10的末端弯折延伸，并抵持于传感器结构30背离支架10的一侧。两连接臂15的设置使得支架10与传感器结构30连接状态更加稳固。

可以理解地，本发明技术方案中可以只包含一个连接臂15的情况，当支架10上连接臂15只有一个时，该连接臂15可以沿传感器结构30的周向进行延伸，使得热熔成型的抵持段153与传感器结构30接触面积大，能够保证将传感器结构30稳固的抵持于支架10，保证传感器结构30与支架10之间的缝隙小。具体地，该连接臂15可以延伸至围绕传感器33的半周或者超过半周设置。本发明技术方案中连接臂15的个数还可以为更多个，例如：三个或四个，多个连接臂15沿传感器结构30的周向间隔均匀设置，以使支架10和传感器结构30连接效果更好。

图2所示的实施例中，两连接臂15相对传感器结构30对称设置，即，连接臂15成型连接段151和抵持段153后，两连接段151于传感器33的外侧对称设置，两抵持段153也于传感器33背离支架10的一侧相对传感器结构30对称设置。该技术方案使传感器结构30施加于两连接臂15力更加均匀，支架10与传感器结构30连接更加稳固。

经热熔装置200加工成型后的传感器固定结构100，两连接段151位于传感器结构30的外侧，两抵持段153由传感器结构30的外侧向内侧方向延伸。可以理解地，支架10与传感器结构30还可以通过以下的连接方式进行连接。

本发明技术方案中，可以在传感器结构30上设置用于安装支架10的通孔，传感器固定结构100在利用热熔装置200进行热熔加工之前，支架10的连接臂15穿过传感器结构30上的通孔，并伸出于传感器结构30背离支架10的一侧，再利用热熔装置200对连接臂15的自由端进行加热熔融，使连接臂15的自由端进行熔融固化后，抵持于传感器结构30背离支架10的一侧，具体可以为，连接臂15的自由端热熔所形成的抵持段153由传感器结构30的外侧向传感器结构30的的内侧方向延伸；或者，连接臂15的自由端热熔所形成的抵持段153由传感器结构30的内侧向传感器结构30的的外侧方向延伸；还可以为，抵持段153朝向其他任意方向延伸，并保持将传感器固定结构100抵持于支架10的状态。

可以理解地，为了增大抵持段153与传感器结构30的接触面积，以使支架10与传感器结构30的抵持效果更好，抵持段153还可以沿平行于抵持表面的其他方向延展。

上述实施例中，当传感器结构30为红外传感器结构时，红外传感器结构能够发出红外线，以对目标方向物体进行检测，该红外传感器结构发出的红外线可穿过支架10，并透出。该支架10只用于对红外传感器结构进行封装，不对红外传感器结构的使用性能造成影响，能够保证红外传感器结构发出的红外线不受影响。

传感器结构30包括电路板组件31和传感器33，传感器33安装并电连接于电路板组件31，该电路板用于对传感器33进行电性连接，同时起到承载传感器33的作用。

上述实施例中，当传感器结构30上设有用于穿过连接臂15的通孔时，该通孔设置于电路板组件31，连接臂15穿过通孔后的部分经热熔装置200进行加热熔融，熔融固化后的连接段151抵持于电路板组件31背离支架10的一侧。

该电路板组件31可以包括刚性电路板、柔性电路板和软硬结合板的至少之一。

当该电路板包括刚性电路板时，支架10罩盖于电路板上的红外传感器，支架10的连接臂15上的抵持段153可直接抵持于该刚性电路板背离红外传感器的一侧。

当该电路板包括柔性电路板时，该柔性电路板的背部设有补强板，该补强板对连接于柔性电路板的红外传感器进行支撑。支架10罩盖于柔性电路板上的红外传感器，支架10的连接臂15上的抵持段153可抵持于补强板背离红外传感器的一侧。

当该电路板包括软硬结合板时，如果传感器结构30对应连接支架10的部分为刚性电路板，则按照上述刚性电路板的连接方式进行连接，如果传感器结构30对应连接支架10的部分为柔性电路板，则安装上述柔性电路板的连接方式进行连接。

支架10包括安装部11和透出部13，抵持壁抵持于电路板组件31背离红外传感器的一侧，将红外传感器抵持于透出部13。

本发明技术方案中的传感器结构30主要为红外传感结构，该红外传感结构发出的红外线可穿过支架10，并透出。

透出部13为采用可透过红外线的材料制程，具体可以为能够透过红外线的塑料制件。

透出部13朝向背离传感器结构30的方向凸设形成容纳槽，使得支架10与传感器结构30的电路板组件31相连接后，红外传感器可容置于该透出部13所形成的容纳槽内，在该传感器固定结构100工作过程中，红外传感器发出的红外线能够穿过透出部13传播至支架10的外侧。

该透出部13所凸设形成的容纳槽与红外传感器的外形相匹配，使得容纳槽内的空间刚好用于容纳红外传感器，红外传感器抵持于容纳槽的槽底壁，以使支架10和传感器结构30相连接形成的传感器固定结构100整体结构紧凑，体积较小。

当传感器33为其他类型的传感器33时，支架10可以对应透过不同的传导介质。例如超声波传感器33等。

本发明还提出一种可穿戴设备(未图示)，该可穿戴设备包括壳体和传感器固定结构100，该传感器固定结构100的具体结构参照上述实施例，由于本传感器固定结构100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，传感器固定结构100安装于壳体。

该壳体可以与传感器固定结构100的支架10为一体结构也可以为分体式结构。当壳体与支架10为分体式结构时，传感器固定结构100通过支架10安装于壳体，支架10的透出部13嵌设于壳体，壳体上设有与该透出部13相应的贯通孔，使得传感器固定结构100中的传感器33为红外传感器时，红外传感器发出的红外线能够穿过透出部13，并传播至壳体外侧。

该可穿戴设备中还包括有其他的功能性结构。例如：该可穿戴设备为耳机时，该可穿戴设备还包括扬声器单体，扬声器单体安装于壳体内，并将壳体内部空间分隔成前声腔和后声腔，根据使用需求，该传感器固定结构100具体可以安装于前声腔，以便传感器固定结构100中的红外传感器发出的红外线能够穿过壳体照射于人体的耳道处，从而检测出红外传感器与耳道的间距，以确定耳机是否佩戴于人体。

当可穿戴设备为手环或手表时，该可穿戴设备还可以包括安装于壳体内的表芯，以及连接于壳体的表带，表带用于将壳体佩戴于人体腕部，传感器固定结构100中的红外传感器靠近并朝向壳体的后壳面，该后壳面为手环或手表佩戴于人体后，贴合人体皮肤的表面。

可以理解的，该可穿戴设备还可以为其他可穿戴于人体的智能产品，例如：智能眼镜、智能头盔、智能口罩等，在此不做限定。

参见图3和图4，本发明还提出一种热熔装置200，该热熔装置200用于对传感器固定结构100进行加工，该传感器固定结构100的具体结构参照上述实施例。

热熔装置200包括主体部201以及伸出于主体部201的热熔头203，主体部201抵接于传感器结构30，并位于的传感器结构30背离支架10的一侧，热熔头203抵接连接臂15，并可将连接臂15热熔成型连接段151和抵持段153。

该热熔装置200在对传感器固定结构100进行加工时，热熔装置200的主体部201抵接于传感器结构30，使得传感器结构30与支架10处于外力压紧状态，热熔装置200在该压紧状态下通过热熔头203对支架10上的连接臂15进行热熔加工，使得成型后的抵持段153继承该压紧力，当热熔装置200撤离后，抵持段153也能将传感器结构30牢牢的压紧于支架10，使得支架10对传感器结构30的封装效果好。

进一步地，参见图4，热熔头203形成有熔融腔2031，连接臂15经热熔头203热熔后熔融的液体容置于熔融腔2031，并于熔融腔2031内固化形成抵持段153。

该实施例中，热熔头203形成的熔融腔2031为连接臂15热熔后的液态部分进行存储。相较于利用胶水对传感器结构30与支架10相粘贴的方案而言，利用胶水粘贴的方式中，胶水的流动性和毛细现象所造成的胶水会进入到支架10与传感器结构30之间的缝隙中，对传感器33的灵敏度造成影响。该熔融腔2031能够限制该液态部分的流动，使得该液态部分不会流入传感器结构30与支架10之间的部分，从而不会影响传感器结构30的传感作用。相较于胶水的粘贴方式，本发明技术方案的传感器结构30与支架10的连接密封性好，体积小。且灵敏度高。

熔融腔2031由传感器结构30的边缘至传感器结构30的内侧方向延伸。连接臂15熔融后固化成型的抵持段153与熔融腔2031的形状一致，该熔融腔2031的结构使得成型后的抵持段153由传感器结构30的边缘至传感器结构30的内侧方向延伸。使得传感器固定结构100上的连接臂15易于成型出连接段151和抵持段153，使得利用该热熔装置200加工成型传感器固定结构100的加工方式简单，成型后的传感器固定结构100封装效果好。

相较于利用双面胶对传感器结构30与支架10相粘贴的方案而言，双面胶需要一个最小的模切宽度，从而增加了传感器固定结构100平面上的体积，另外，双面胶在厚度上会存在公差，通过双面胶粘贴的传感器结构30和支架10会存在不确定的间隙，该间隙的存在增加了异物进入的风险。

相较于利用壳体将泡棉抵持于传感器结构30背离支架10的表面，来使传感器结构30抵持于支架10的方案而言，该采用泡棉的技术方案需要的容纳空间较大。

本发明技术方案的连接臂15在热熔过程中，热熔装置200始终抵持于传感器结构30背离支架10的一侧，使得传感器结构30与支架10保持压紧状态，即使将热熔装置200撤离后，已经固化了的抵持段153能够代替热熔装置200对传感器结构30的抵持作用。相较于双面胶的粘贴方式和泡棉抵持的方式，本发明技术方案的传感器结构30与支架10的连接密封性好，且体积小巧。

进一步参见图4，热熔装置200的主体部201设有弹性组件205，弹性组件205的一端连接主体部201，另一端可弹性抵持于传感器结构30背离支架10的一侧。

该实施例中，热熔装置200通过弹性组件205对传感器结构30进行抵持，该弹性组件205可以调节热熔装置200对传感器结构30的抵持力的大小，避免由于刚性抵接造成传感器结构30与支架10间的抵持力过大，从而使传感器结构30损坏。

该弹性组件205可以包括弹性件和抵顶件，弹性件的一端连接热熔装置200的主体部201，另一端连接抵顶件，该抵顶件抵持于传感器结构30背离支架10的一侧，该弹性件可以为：弹簧、弹片或硅胶等弹性较好的结构或材料制成。在弹性组件205抵持于传感器结构30的过程中，热熔头203对连接臂15的自由端进行热熔加工，成型后的抵持段153能够牢靠的抵持于传感器结构30背离支架10的表面，使传感器结构30与支架10间的抵持力能够保证传感器结构30与支架10间缝隙不易进入异物，且传感器结构30能够良好的发挥其传感效果，传感性能灵敏。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种传感器固定结构，其特征在于，包括：

支架，所述支架上凸设有连接臂，所述连接臂为热熔柱；和

传感器结构，所述支架罩盖所述传感器结构，所述连接臂包括连接段和抵持段，所述连接段的一端连接所述支架，另一端连接所述抵持段，所述抵持段位于所述传感器结构背离所述支架的一侧，并将所述传感器结构抵持于所述支架，所述连接臂通过热熔成型所述抵持段；

所述传感器结构包括电路板组件和红外传感器，所述红外线传感器安装并电连接于所述电路板组件；

所述支架包括安装部和透出部，所述抵持壁抵持于所述电路板组件背离所述红外传感器的一侧，将所述红外传感器抵持于所述透出部。

2.如权利要求1所述的传感器固定结构，其特征在于，所述连接臂为两个，两所述连接臂凸设于所述支架的同一侧，两所述连接臂均包括所述连接段和所述抵持段，所述传感器结构位于两所述连接臂的连接段之间。

3.如权利要求2所述的传感器固定结构，其特征在于，两所述连接臂相对所述传感器结构对称设置。

4.如权利要求1至3中任一项所述的传感器固定结构，其特征在于，所述传感器结构为红外传感结构，所述红外传感结构发出的红外线可穿过所述支架，并透出。

5.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括壳体和如权利要求1至4中任意一项所述的传感器固定结构，所述传感器固定结构安装于所述壳体。

6.一种热熔装置，用于对如权利要求1至4中任意一项所述的传感器固定结构进行加工，其特征在于，所述热熔装置包括主体部以及伸出于所述主体部的热熔头，所述主体部抵接于所述传感器结构，并位于所述的传感器结构背离所述支架的一侧，所述热熔头抵接所述连接臂，并可将所述连接臂热熔成型所述连接段和所述抵持段。

7.如权利要求6所述的热熔装置，其特征在于，所述热熔头形成有熔融腔，所述连接臂经所述热熔头热熔后形成的所述抵持段容置于所述熔融腔，并于所述熔融腔内固化成型。

8.如权利要求7所述的热熔装置，其特征在于，所述熔融腔由所述传感器结构的边缘至所述传感器结构的内侧方向延伸。

9.如权利要求6所述的热熔装置，其特征在于，所述主体部设有弹性组件，所述弹性组件的一端连接所述主体部，另一端可弹性抵持于所述传感器结构背离所述支架的一侧。

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