CN112822604A - 可调节温度的耳机及其温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可调节温度的耳机及其温度调节方法，包括后壳体、喇叭、PCB板、电池、感温元件及前壳体，该后壳体上设有凹腔；该喇叭、PCB板、电池和感温元件分别安装于凹腔中；该电池与PCB板电性连接；该PCB板上设有温度读取模块、预先设定温度值的预设模块以及用于将温度读取模块上读取到的温度值与设定温度值比对判断以决定输出前壳体电压正负的控制模块；该前壳体安装于后壳体上，前壳体、温度读取模块以及预设模块分别与控制模块电性相连，上述感温元件分别与温度读取模块和前壳体电性相连。因此，通过利用感温元件实时监测耳机温度，根据预设温度值或温度范围微调前壳体发热或制冷,使耳机温度在设定温度范围内波动实现耳机恒温的目的。

Description

可调节温度的耳机及其温度调节方法

技术领域

本发明涉及耳机领域技术，尤其是指一种可调节温度的耳机及其温度调节方法。

背景技术

随着电子科技的飞速发展，各种类型的电子设备层出不穷，其满足了人们在工作、学习以及娱乐等诸多方面的需求。其中，很多类型的电子设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、导航仪、可穿戴设备等均具备对话、通话等功能，可用以满足用户的交互需求，这也使得耳机成为这些电子设备配套使用的不可缺少的工具之一。

近些年来，电声技术产业呈现出良好的发展趋势，这使得各种类型的耳机等通话用工具迅速普及，如今已经日渐成熟。耳机具有体积小巧、便于随身携带以及音质好等诸多的优点，使其备受用户的喜爱。现有耳机普遍不具备加热或制冷功能，在寒冷的冬天或炎热的夏天，耳机不能根据环境温度自行调节，给耳机的佩戴带来不适，严重影响用户体验，这在很大程度上限制了耳机与用户的进一步交互功能。因此，应对现有耳机进行改进，以使其具有调温功能，提高耳机的佩戴舒适度。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种可调节温度的耳机及其温度调节方法，通过利用感温元件实时监测耳机温度，根据预设温度值或温度范围微调前壳体发热或制冷,使耳机温度在设定温度范围内波动实现耳机恒温的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种可调节温度的耳机，其包括有后壳体、喇叭、PCB板、电池、用于感测耳机温度的感温元件以及带加热和制冷功能的前壳体，该后壳体上设置有凹腔；该喇叭、PCB板、电池和感温元件分别安装于凹腔中；该电池与PCB板电性连接；该PCB板上设置有用于将感温元件输出的电动势或电阻值转化为温度值的温度读取模块、预先设定温度值的预设模块以及用于将温度读取模块上读取到的温度值与设定温度值比对判断以决定输出前壳体电压正负的控制模块；该前壳体安装于后壳体上，前壳体、温度读取模块以及预设模块分别与控制模块电性相连，上述感温元件分别与温度读取模块和前壳体电性相连。

作为一种优选方案：所述感温元件为热电偶或热敏电阻。

作为一种优选方案：所述前壳体为TEC电子恒温件。

作为一种优选方案：所述感温元件安装于前壳体内壁上。

作为一种优选方案：所述后壳体包括有后壳和后盖，上述凹腔包括有设置于后壳前侧的第一凹腔和设置于后壳后侧的第二凹腔，该第一凹腔与第二凹腔彼此连通，上述后盖覆盖于第二凹腔上。

作为一种优选方案：所述电池和喇叭安装于第一凹腔中，上述前壳体覆盖安装于第一凹腔上；上述PCB板安装于第二凹腔中，上述后盖覆盖于PCB板外侧。

作为一种优选方案：所述前壳体前端具有一延伸部，于该延伸部上安装有硅胶套，并于延伸部上设置有连通前壳体内部的出音孔，该出音孔露出于硅胶套外。

作为一种优选方案：所述喇叭安装于第一凹腔中，上述PCB板和和电池安装于第二凹腔中。

作为一种优选方案：所述前壳体上设置有连通前壳体内部的出音孔。

一种如上所述耳机的温度调节方法，其包括以下步骤：

所述预设模块可以预设温度值或温度范围；

所述感温元件实时感测耳机温度，并传递信号到温度读取模块上；

所述温度读取模块将读取到的温度信号转换为温度值，并将温度值传递到控制模块；

所述控制模块将接收到的温度值与预先设定的温度值或温度范围进行比对，当接收到的温度值低于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要加热；当接收到的温度值高于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要制冷；加热或制冷由控制模块改变流经前壳体的电流方向实现；并控制模块通过控制流经前壳体的电流大小实现加热或制冷效率的调节；

所述前壳体根据流经其电流的方向及大小调整其加热端或制冷端实现自身的升温或降温，并实时将温度传递到感温元件，形成温度调节闭环控制电路，耳机整体温度控制在预设温度值或温度范围内，实现恒温状态。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过于耳机中设置感温元件、可加热和制冷的前壳体以及具有温度读取模块、预设模块和控制模块的PCB板，感温元件实时监测耳机温度，根据预设温度值或温度范围微调前壳体发热或制冷,使耳机温度在设定温度范围内波动。通过这样一个闭环温控电路设计，实现耳机恒温的目的，使用户在炎热夏季和寒冷的冬季更舒适的佩戴耳机，提高耳机的使用体验性。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1为本发明之半入耳式耳机立体示意图；

图2为本发明之半入耳式耳机另一视角立体示意图；

图3为本发明之半入耳式耳机分解立体示意图；

图4为本发明之半入耳式耳机另一视角分解立体示意图；

图5为本发明之入耳式耳机立体示意图；

图6为本发明之入耳式耳机分解立体示意图；

图7为本发明之入耳式耳机另一视角分解示意图；

图8为本发明之温度控制原理示意图；

图9为本发明之预设温度与时间曲线以及温度与功率曲线示意图。

附图标识说明：

10、前壳体 11、延伸部

12、硅胶套 13、出音孔

20、后壳体 21、后壳

22、后盖 23、凹腔

231、第一凹腔 232、第二凹腔

30、喇叭 40、PCB板

41、温度读取模块 42、预设模块

43、控制模块 50、电池

60、感温元件

具体实施方式

本发明如图1至图9所示，一种可调节温度的耳机及其温度调节方法，包括有前壳体10、后壳体20、喇叭30、PCB板40、电池50以及感温元件60，其中：

该前壳体10为TEC电子恒温件，其采用半导体材料制作，通电后具有加热和制冷功能。其工作原理如下：通电时，前壳体10在外加电场作用下，电子流能够将热从一端带到另外一端，从而实现一面制冷，一面制热。电流方向不同会导致TEC电子恒温件的冷热面切换，电流大小决定了制冷或制热能力的强弱，从而利用此特性实现恒温控制。

该后壳体20包括有彼此扣合的后壳21和后盖22，于该后壳体20上设置有凹腔23，该凹腔23具体包括有设置于后壳21前侧的第一凹腔231和设置于后壳21后侧的第二凹腔232，该第一凹腔231与第二凹腔232彼此连通，上述前壳体10覆盖安装于后壳体20之第一凹腔231上，上述后盖22覆盖于第二凹腔232上。

该感温元件60安装于前壳体10内壁上，其采用热电偶或热敏电阻；热电偶是温度测量仪表中常用的感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号；热敏电阻对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值，电动势或电阻值与温度之间存在一定的函数关系。正温度系数热敏电阻(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

该PCB板40上设置有温度读取模块41、预设模块42和控制模块43，其中，该温度读取模块41(采用IC芯片)用于将感温元件60输出的电动势或电阻值转化为温度值，具体是将感温元件60输出的电动势或电阻值，按照与温度对应的函数关系，解码成温度值。该预设模块42可以在耳机使用之前，根据个人的喜好，设成不同的温度值或温度范围；可采用手动方式设置或通过蓝牙用手机APP设置(采用手机APP设置需要先设计与耳机温度控制相匹配的APP，然后通过蓝牙传输将控制指令输入耳机进行温控)。该控制模块43(采用IC芯片)用于将温度读取模块上读取到的温度值与预设温度值或温度范围、温度与功率曲线做实时比对判断以决定输出前壳体10电压正负与功率大小(如图9所示，感温元件60检测到耳机温度到达触发温度时，将触发TEC电子恒温件加热或制冷，使耳机温度始终保持在预设温度曲线的范围内)。另外，温度与功率曲线关系可根据实际需要来设定，可以设为方波，正弦波，斜率线，或PWM信号来控制等。而且，功率曲线关系也可根据实际需要来设定，可以设为方波，正弦波，斜率线或PWM信号来控制等。

上述电池50与PCB板40电性连接，其用于给PCB板40供电；上述前壳体10与控制模块43电性相连，上述感温元件60分别与温度读取模块41和前壳体10电性相连。

针对入耳式耳机，上述PCB板40安装于第二凹腔232中，后盖覆盖于PCB板40外侧；电池50和喇叭30安装于第一凹腔231中。并且，前壳体10前端具有一延伸部11，于该延伸部11上安装有一硅胶套12，并于延伸部11上设置有连通前壳体10内部的出音孔13，该出音孔13露出于硅胶套12外。

针对半入耳式耳机，上述喇叭30安装于第一凹腔231中，PCB板40和电池50安装于第二凹腔232中；并于前壳体10前端设置有连通前壳体10内部的出音孔13。

该耳机的调温方法如下：包括以下步骤：

所述预设模块42可以预设温度值或温度范围；

所述感温元件60实时感测耳机温度，并传递信号到温度读取模块41上；

所述温度读取模块41将读取到的温度信号转换为温度值，并将温度值传递到控制模块43；

所述控制模块43将接收到的温度值与预先设定的温度值或温度范围进行比对，当接收到的温度值低于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要加热；当接收到的温度值高于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要制冷；加热或制冷由控制模块43改变流经前壳体10的电流方向实现；并控制模块43通过控制流经前壳体10的电流大小实现加热或制冷效率的调节；

所述前壳体10根据流经其电流的方向及大小调整其加热端或制冷端实现自身的升温或降温，并实时将温度传递到感温元件60，形成温度调节闭环控制电路，耳机整体温度控制在预设温度值或温度范围内，实现恒温状态。

本发明的设计重点在于，通过于耳机中设置感温元件、可加热和制冷的前壳体以及具有温度读取模块、预设模块和控制模块的PCB板，感温元件实时监测耳机温度，根据预设温度值或温度范围微调前壳体发热或制冷,使耳机温度在设定温度范围内波动。通过这样一个闭环温控电路设计，实现耳机恒温的目的，使用户在炎热夏季和寒冷的冬季更舒适的佩戴耳机，提高耳机的使用体验性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可调节温度的耳机，其特征在于：包括有后壳体、喇叭、PCB板、电池、用于感测耳机温度的感温元件以及带加热和制冷功能的前壳体，该后壳体上设置有凹腔；该喇叭、PCB板、电池和感温元件分别安装于凹腔中；该电池与PCB板电性连接；该PCB板上设置有用于将感温元件输出的电动势或电阻值转化为温度值的温度读取模块、预先设定温度值的预设模块以及用于将温度读取模块上读取到的温度值与设定温度值比对判断以决定输出前壳体电压正负的控制模块；该前壳体安装于后壳体上，前壳体、温度读取模块以及预设模块分别与控制模块电性相连，上述感温元件分别与温度读取模块和前壳体电性相连。

2.根据权利要求1所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述感温元件为热电偶或热敏电阻。

3.根据权利要求1所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述前壳体为TEC电子恒温件。

4.根据权利要求1所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述感温元件安装于前壳体内壁上。

5.根据权利要求1所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述后壳体包括有后壳和后盖，上述凹腔包括有设置于后壳前侧的第一凹腔和设置于后壳后侧的第二凹腔，该第一凹腔与第二凹腔彼此连通，上述后盖覆盖于第二凹腔上。

6.根据权利要求5所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述电池和喇叭安装于第一凹腔中，上述前壳体覆盖安装于第一凹腔上；上述PCB板安装于第二凹腔中，上述后盖覆盖于PCB板外侧。

7.根据权利要求6所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述前壳体前端具有一延伸部，于该延伸部上安装有硅胶套，并于延伸部上设置有连通前壳体内部的出音孔，该出音孔露出于硅胶套外。

8.根据权利要求5所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述喇叭安装于第一凹腔中，上述PCB板和和电池安装于第二凹腔中。

9.根据权利要求8所述的可调节温度的耳机，其特征在于：所述前壳体上设置有连通前壳体内部的出音孔。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的耳机温度调节方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述预设模块可以预设温度值或温度范围；

所述感温元件实时感测耳机温度，并传递信号到温度读取模块上；

所述温度读取模块将读取到的温度信号转换为温度值，并将温度值传递到控制模块；

所述控制模块将接收到的温度值与预先设定的温度值或温度范围进行比对，当接收到的温度值低于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要加热；当接收到的温度值高于预先设定的温度值或温度范围，则判断需要制冷；加热或制冷由控制模块改变流经前壳体的电流方向实现；并控制模块通过控制流经前壳体的电流大小实现加热或制冷效率的调节；

所述前壳体根据流经其电流的方向及大小调整其加热端或制冷端实现自身的升温或降温，并实时将温度传递到感温元件，形成温度调节闭环控制电路，耳机整体温度控制在预设温度值或温度范围内，实现恒温状态。

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