CN113471592B - 一种电子设备及电池盖 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电子设备及电池盖，电池盖应用于电子设备，电子设备包括中框，屏幕和电池盖；中框包括中板和由四面围成的侧板；中板设置在侧板之间，且将侧板分隔成第一部分和第二部分；中板包括第一板面和第二板面，第一板面与第一部分围设成第一容纳腔，第二板面与第二部分围设成第二容纳腔；屏幕覆盖在第一容纳腔上；第二容纳腔中包括发声组件、电池和摄像组件，发声组件、电池和摄像组件均设置在第二板面上；电池盖覆盖在第二容纳腔上，且包括至少一层阻尼层。本申请利用阻尼材料形成夹层结构使第二容纳腔内的空气振动转化为热能后耗尽，通过阻尼材料在多层结构中产生的剪切作用来抑制振动，通过自身吸能耗能来抑制振动，提高减振效果。
Description
技术领域
本申请涉及电子终端设备技术领域，尤其涉及一种电子设备及电池盖。
背景技术
随着科技的发展，手机等电子设备已成为人们日常生活中必不可少的通讯工具。在音域领域，为了在有限的空间提高发声元件的音效，手机等电子设备中常应用开放后腔对多种发声元件进行设置。将传统的密闭后腔打开，使原有后腔的空气和整个机体内部的空气联通，利用原本无用的整机间隙空间扩大后腔，从而有效提升声音效果。但当密闭后腔打开与整个机体内部联通后，由于空气的流通造成电池盖受到气流冲击后产生颤振，严重影响用户体验，降低电池盖的使用寿命。
为了改善电池盖的颤振问题，可以在电池盖的表面设置泡棉等材料缓解电池盖的颤振，但电池与电池盖之间的空间有限，放置的材料厚度有较高的要求；还可以将电池盖直接与电池连接抑制电池盖的颤振，由于电池盖直接与电池连接，导致电池的膨胀空间消失，同时还会导致电池盖拆卸困难，后期维修困难，降低用户体验度。
发明内容
本申请提供了一种电子设备及电池盖，以解决手机采用开放后腔后空气的流通造成电池盖受到气流冲击后产生颤振的问题。为解决该问题，本申请提供了如下技术方案：
一方面，本申请提供了一种电子设备，包括中框，屏幕和电池盖；
所述中框包括中板和由四面围成的侧板；所述中板设置在所述侧板之间，所述中板将所述侧板分隔成第一部分和第二部分；
所述中板包括第一板面和第二板面，所述第一板面与所述第一部分围设成第一容纳腔，所述第二板面与所述第二部分围设成第二容纳腔；
所述屏幕覆盖在所述第一容纳腔上，且与所述中框固定连接；
所述第二容纳腔中包括发声组件、电池和摄像组件，所述发声组件、所述电池和所述摄像组件均设置在所述中板的所述第二板面上；
所述电池盖覆盖在所述第二容纳腔上，且与所述中框固定连接；所述电池盖为多层复合结构，所述多层复合结构包括阻尼层，所述阻尼层为至少一层。
当传统密闭后腔打开与整个机体内部联通后，原有后腔的空气和整个机体内部的空气联通，电池盖受到气流冲击后产生颤振，本申请提供的技术方案，利用阻尼材料形成夹层结构使第二容纳腔内的空气振动转化为热能后耗尽，通过阻尼材料在多层结构中产生的剪切作用来抑制振动，且不需要占用其他额外的内部空间，不仅可以通过自身吸能耗能来抑制振动，而且可以保证阻尼材料的利用率，同时提高减振效果。
可选的，所述电池设置在所述发声组件和所述摄像组件中间，且距离所述发声组件间隔第一缝隙，距离所述摄像组件间隔第二缝隙。
可选的，所述多层复合结构还包括表层和基层；
所述阻尼层设置在所述表层和所述基层之间，所述基层设置在靠近所述第二容纳腔的一侧。
可选的，所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；
所述第一阻尼层和所述第二阻尼层之间设置有连接层。
可选的，所述阻尼层的厚度为所述多层复合结构厚度的5％-50％。
可选的，所述表层为玻璃材料。
可选的，所述阻尼层采用阻尼材料，所述阻尼材料包括橡胶类阻尼材料、合金类阻尼材料和金属类高阻尼材料的一种或多种。
可选的，所述电池盖包括至少一个第一区域，所述第一区域的面积小于所述电池盖的面积，所述第一区域中设有至少一层阻尼层。
另一方面，本申请提供了一种电池盖，所述电池盖应用于电子设备，其特征在于，所述电池盖为多层复合结构，所述多层复合结构包括表层、阻尼层和基层；
所述阻尼层设置在所述表层和所述基层之间，所述阻尼层为至少一层。
可选的，所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；
所述第一阻尼层和所述第二阻尼层之间设置有连接层。
可选的，所述阻尼层的厚度为所述多层复合结构厚度的5％-50％。
可选的，所述表层为玻璃材料。
可选的，所述阻尼层采用阻尼材料，所述阻尼材料包括橡胶类阻尼材料、合金类阻尼材料和金属类高阻尼材料的一种或多种。
可选的，所述电池盖包括至少一个第一区域，所述第一区域的面积小于所述电池盖的面积，所述第一区域中设有至少一层阻尼层。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种电子设备和电池盖，电池盖应用于电子设备，电子设备包括中框，屏幕和电池盖；所述中框包括中板和由四面围成的侧板；所述中板设置在所述侧板之间，所述中板将所述侧板分隔成第一部分和第二部分；所述中板包括第一板面和第二板面，所述第一板面与所述第一部分围设成第一容纳腔，所述第二板面与所述第二部分围设成第二容纳腔；所述屏幕覆盖在所述第一容纳腔上，且与所述中框固定连接；所述第二容纳腔中包括发声组件、电池和摄像组件，所述发声组件、所述电池和所述摄像组件均设置在所述中板的所述第二板面上；
所述电池盖覆盖在所述第二容纳腔上，且与所述中框固定连接；所述电池盖为多层复合结构，所述多层复合结构包括阻尼层，所述阻尼层为至少一层。从而达到消解电池盖振动的目的，提高用户的体验感。
附图说明
图1为本申请实施例电子设备的结构分解示意图；
图2为本申请实施例电子设备的剖面示意图；
图3为本申请实施例中电池盖受颤振变形时的结构示意图；
图4为本申请实施例中电池盖的结构示意图；
图5为本申请实施例中电子设备的验证模型示意图；
图6为本申请实施例中验证模型的振动强度区域示意图；
图7为本申请实施例中验证模型的测试分析结果图；
图8为本申请实施例中电池盖整体包括多层夹层结构的示意图；
图9为本申请实施例中电池盖局部包括夹层结构的示意图；
图10为本申请实施例中电池盖多局部包括夹层结构的示意图；
图11为本申请实施例中电池盖与泡棉结合的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
在采用泡棉或高分子材料直接粘贴在电池盖上而缓解颤振的电子设备，当采用泡棉材料时，虽然会起到一定的减振效果，但是电池盖与电池之间的空间具有一定的局限性，在狭小的空间对泡棉的厚度有很大的限制，当泡棉受到振动时，泡棉因为受到外力而产生弯曲变形。
同理，采用高分子材料时，高分子材料包括阻尼材料，阻尼材料具有弯曲变形的特性，而不能在内部产生剪切应变和剪切应力，其本身的阻尼性能得不到充分地发挥，使其材料性能利用率降低，也导致对减振的效果降低。
进一步地，对于现有技术将电池盖直接粘贴在电池上而缓解颤振的电子设备，该电子设备的实施方式非常直接，将振动的电池盖直接固定在不振动的电池上，利用电池对电池盖进行约束，从而抑制电池盖的振动。该方案虽然直接且能有效地抑制电池盖的振动，但减少了电池的膨胀空间甚至完全没有电池的膨胀空间，如果完全没有电池的膨胀空间，则还需在中框或者其他区域给电池留有膨胀空间，占据电子设备的较多其他空间，使整个电子设备的设计有局限性。同时，使电池盖拆卸困难，对于后期用户进行维修造成不便。
而本申请所述电池盖利用阻尼材料形成夹层结构使第二容纳腔内的空气振动转化为热能后耗尽，不是通过阻尼材料在弯曲变形中发挥的材料阻尼性能来抑制振动，而是靠阻尼材料在多层结构中产生的剪切作用来抑制振动，且不需要占用其他额外的内部空间，不仅可以通过自身吸能耗能来抑制振动，而且可以保证阻尼材料的利用率，同时提高减振效果。
本申请提供了一种电子设备，图1为本申请实施例电子设备的结构分解示意图；具体参见图1，所述电子设备包括中框1，屏幕2，电池盖3，发声组件4，电池5和摄像组件6；所述中框1容纳所述发声组件4，电池5和摄像组件6；所述屏幕2与所述中框1固定连接。
图2为本申请实施例电子设备的剖面示意图；具体参见图2，所述中框1包括中板11和由四面围成的侧板；所述中板11设置在所述侧板之间，所述中板11将所述侧板分隔成第一部分12和第二部分13；所述中板11包括第一板面111和第二板面112，所述第一板面111与所述第一部分12围设成第一容纳腔，所述第二板面112与所述第二部分13围设成第二容纳腔；所述屏幕2覆盖在所述第一容纳腔上，且与所述中框1固定连接；
进一步地，所述第二容纳腔中包括发声组件4、电池5和摄像组件6，所述发声组件4、所述电池5和所述摄像组件6均设置在所述中板11的所述第二板面112上；其中，所述电池5设置在所述发声组件4和所述摄像组件6中间，且距离所述发声组件4间隔第一缝隙，距离所述摄像组件7间隔第二缝隙；所述电池5用于容纳电池以及其他电池部件，所述电池盖3覆盖在所述第二容纳腔上，且与所述中框1固定连接；
当所述发声组件4接收音频信号后自身产生振动，且带动所述第二容纳腔内的空气振动。当空气气流产生振动时，即电池盖3会受到气流振动而振动。
进一步地，本申请实施例的所述电子设备中的所述电池盖3为多层复合结构，所述多层复合结构包括至少一层阻尼层32，所述阻尼层32包括阻尼材料。图3为本申请实施例中电池盖受颤振变形时的结构示意图；参见图3，可以清晰的看到当所述电池盖3受到颤振变形时所述阻尼层32承受剪切力的作用，所述阻尼层32顶部和底部承受的剪切力方向相反。所述电池盖3的制备是从能耗角度出发，利用阻尼材料的阻尼特性对能量的转换，将由于空气流通造成电池盖受到气流冲击产生颤振的动能转化为阻尼材料的热能，利用阻尼材料自身吸能并耗能来缓解电池盖的颤振；阻尼材料中高分子聚合物(主要是橡胶类和塑料类材料)的粘弹性质特别突出，其阻尼系数都比较大，当阻尼材料在受到交变应力作用产生变形时，部分能量能贮存起来，另一部分能量则由于材料本身的黏性被耗散转化成热能。这种能量的损耗表现为机械阻尼，从而达到减振的作用。
进一步地，所述多层复合结构还包括表层31和基层33；所述至少一层阻尼层32设置在所述表层31和所述基层33之间，所述基层33设置在朝向所述第二容纳腔内。
进一步地，所述阻尼层32包括第一阻尼层和第二阻尼层；所述第一阻尼层和所述第二阻尼层之间设置有连接层。所述连接层用于连接所述第一阻尼层和所述第二阻尼层。
一种实施方式
图4为本申请实施例中电池盖的结构示意图；参见图4，本实施例提供的所述电池盖3为整体夹层结构，所述整体夹层结构的层数为三层，其中包括基层33、阻尼层32和表层31；所述基层33位于电池盖3中靠近所述第二容纳腔的一侧；所述基层33经所述阻尼层32与所述表层31连接；所述基层33与所述表层31之间通过所述阻尼层32粘结。其中，所述表层31采用玻璃材料，所述基层33采用玻璃材料或者金属材料；所述基层33材料的选择上具有替换性，可以使用玻璃材料、金属材料和陶瓷材料等。
阻尼层32采用粘弹性材料，其上再覆盖一层与基层33材料相同或不同的表层31作为外层。在受到弯曲振动时，表层31和基层33的拉压变形会远小于阻尼层的拉压变形，阻碍阻尼层32的拉伸和压缩，从而使阻尼材料内部产生剪切应变和剪切应力，利用粘弹性阻尼层的剪切效应来达到耗散振动能作用。进一步地，在设置所述电池盖3中每层的厚度没有具体的要求，在保证整个机体可靠性的前提下，每层可以具有相同的厚度也可以具有不一致的厚度。需要说明的是，虽然每层的厚度本申请不做限定，可自行针对整个机身的厚度要求自行设计，但所述阻尼层32的总厚度的范围需占所述电池盖3总厚度的5％-50％；
进一步地，利用仿真工具对本申请提供的电池盖3进行了有效性验证；图5为本申请实施例中电子设备的验证模型示意图；参见图5，在同样第二容纳腔的空气冲击作用条件下分为两组进行分别验证，两组分别为电池盖采用单层纯玻璃形态结构(未含阻尼层模型)以及采用阻尼材料的夹层结构(含有阻尼层模型)；使单层纯玻璃形态结构模型和采用阻尼材料的夹层结构模型在振动形态上保持一致，且将振动频率平均设定在1600Hz-2000Hz；
图6为本申请实施例中验证模型的振动强度区域示意图；参见图6，对验证模型进行第二容纳腔空气冲击作用后，验证模型在不同的区域显示出振动强度的不同，由图6可知区域A为振动强度较大的区域；振动强度由区域A内部逐渐向电池盖端部延伸减弱，区域A至区域C的振动强度依次减弱。
图7为本申请实施例中验证模型的测试分析结果图；参见图7，对两组仿真模型进行了最大振动位移的测试；在1600Hz-2000Hz含有阻尼层模型的最大振动位移显著低于未含阻尼层模型，且含有阻尼层模型的最大振动位移比未含阻尼层模型的最大振动位移降低了25％以上。由此可以表明，本申请提供的电池盖3利用阻尼材料的阻尼特性有效抑制振动且与传统的单层纯玻璃形态结构相比具有显著效果。需要说明的是，本申请只以振动频率在1600Hz-2000Hz的范围为举例并验证，根据阻尼材料的阻尼特性，高阻尼系数的阻尼材料中的阻尼是随着频率变化的，同理，可根据实际情况，自行设定振动频率的范围，来改变夹层结构中的阻尼材料；利用不同的阻尼材料可以针对性的使电池盖在特定的振动频率范围来达到减振的效果。
可选的，另一种实施方式基于上述电池盖3为整体夹层结构；本实施例提供的所述电池盖3为整体夹层结构，所述夹层结构中包括多层夹层，所述夹层结构的层数不限于三层且为多层。以所述电池盖3为五层夹层结构为例，所述阻尼层32包括第一阻尼层t2和第二阻尼层t4；所述第一阻尼层t2和所述第二阻尼层t4之间设置有连接层t3。所述连接层t3用于连接所述第一阻尼层t2和所述第二阻尼层t4。
图8为本申请实施例中电池盖整体包括多层夹层结构的示意图；具体参见图8，所述电池盖3包括基层33、阻尼层32、连接层和表层31。其中，连接层设置在每层阻尼层32之间，用于隔离每层阻尼层32，连接层采用的材料可以与基层材料相同或不同；其中一种较优的实施方式为以连接层为基准，所述阻尼层32、表层31和基层33对称分布，t1为表层，t2与t4为阻尼层，t3为连接层，t5为基层，且t1＝t5，t2＝t4。
可选的，另一种实施方式基于上述电池盖3为夹层结构；本申请提供的所述电池盖3为夹层结构，所述夹层结构不限于整个电池盖3夹层结构，所述夹层结构可以为局部夹层或多局部夹层结构。
图9为本申请实施例中电池盖3局部包括夹层结构的示意图，图10为本申请实施例中电池盖多局部包括夹层结构的示意图；参见图9，所述电池盖3可以在局部设置夹层结构，参见图10，所述电池盖3在多局部设置夹层结构。
由上述所知，针对本申请提供的仿真模型可以得出区域A为振动强度较大的区域；振动强度由区域A内部逐渐向电池盖端部区域延伸减弱。因此，本申请提供的实施例，只针对振动强度较大的区域A采用局部夹层结构，或多局部夹层结构；在本领域技术人员实施中，可以根据整个机身的振动性能特点采用局部区域或多局部区域针对不用的振动强度进行设计，同时，其他区域可以采用与表层相同材料进行设计。
可选的，另一种实施方式基于上述电池盖3为整体夹层结构；本申请实施例提供的所述电池盖3为整体夹层结构，所述电池盖端面还设置有泡棉34等材料，所述泡棉34设置在所述电池盖中的基层33上，且靠近第二容纳腔一侧。
图11为本申请实施例中电池盖与泡棉结合的结构示意图。具体参见图11，将所述泡棉34和电池盖3结合，在满足电池5到电池盖3空间的前提下，设计合理的泡棉34厚度，并将泡棉34设置在基层33上，对整体架构不会产生影响的同时，泡棉34等材料利用自身吸收振动能量并转化为热能最终消耗掉。同时，电池盖3夹层结构中的阻尼层32采用粘性阻尼材料利用其剪切效应也可以自身吸收振动能量并转化为热能耗散，从而达到更好的减振效果。
可选的，另一种实施方式基于上述电池盖3为局部或者多局部夹层结构；本申请提供的所述电池盖3为局部夹层结构或多局部夹层结构，同理，所述电池盖端面还设置有泡棉34等材料，所述泡棉34设置在所述基层33上靠近第二容纳腔的一侧，根据局部或者多局部区域设计，将多块泡棉34设置在局部或者多局部区域上，在满足电池5到电池盖3空间的前提下，设计合理的泡棉34厚度，对整体架构不会产生影响的同时，针对性对振动幅度大的区域或者对减振有要求的区域进行设置，从而达到更好的减振效果。
进一步地，本申请提供的所述阻尼层32采用阻尼材料，所述阻尼材料在选择时具有替换性包括不限于橡胶类；如丁腈橡胶、聚硫橡胶、丁基橡胶、聚氨酯弹性体、聚乙烯醇缩丁醛等高分子阻尼材料；同时包括合金类、金属类高阻尼材料。可根据实际情况，自行进行阻尼材料的选用。
进一步地，所述阻尼层32中阻尼材料利用本身的剪切效应可以提高材料的利用率，且能够保持良好的减振性能，同时也能可以达到抑制噪声的效果；同时，通过设置阻尼材料，根据阻尼材料的自身理化性质，可以达到对ID设计的良好效果，例如整体颜色设计和局部颜色设计；表层31与阻尼层32之间还可以图案层。具体地，图案层设在阻尼层32的内表面上。由此，可使得电池盖3更加美观，完成电池盖3外观设计，提高用户的体验感。
进一步地，所述阻尼层32与所述表层31、所述基层33可以利用阻尼材料自身的粘弹性进行粘接，还可以采用其他连接方式，比如采用光学胶、背胶等方式粘接。
本申请实施例的电子设备，包括但不限于：笔记本电脑、平板电脑、手机、网络机顶盒等。任何电子设备的任何器件由于各种原因不适用于使用常规的固定或者保护方式进行安装时，均可以使用本申请实施例提供的技术方案。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种电子设备，其特征在于，包括中框，屏幕和电池盖；
所述中框包括中板和由四面围成的侧板；所述中板设置在所述侧板之间，所述中板将所述侧板分隔成第一部分和第二部分；
所述中板包括第一板面和第二板面，所述第一板面与所述第一部分围设成第一容纳腔，所述第二板面与所述第二部分围设成第二容纳腔；
所述屏幕覆盖在所述第一容纳腔上，且与所述中框固定连接；
所述第二容纳腔中包括发声组件、电池和摄像组件，所述发声组件、所述电池和所述摄像组件均设置在所述中板的所述第二板面上；
所述电池盖覆盖在所述第二容纳腔上，且与所述中框固定连接；所述电池盖为多层复合结构，所述多层复合结构包括表层、阻尼层和基层，所述表层与所述基层的厚度相同；所述阻尼层设置在所述表层和所述基层之间，所述基层设置在靠近所述第二容纳腔的一侧；所述阻尼层为至少一层；
所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；所述第一阻尼层和所述第二阻尼层之间设置有连接层；所述第一阻尼层和所述第二阻尼层对称分布在所述连接层两侧，且所述第一阻尼层和所述第二阻尼层厚度相等。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电池设置在所述发声组件和所述摄像组件中间，且距离所述发声组件间隔第一缝隙，距离所述摄像组件间隔第二缝隙。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述阻尼层的厚度为所述多层复合结构厚度的5％-50％。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述表层为玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述阻尼层采用阻尼材料，所述阻尼材料包括橡胶类阻尼材料、合金类阻尼材料和金属类高阻尼材料的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电池盖包括至少一个第一区域，所述第一区域的面积小于所述电池盖的面积，所述第一区域中设有至少一层阻尼层。
7.一种电池盖，应用于电子设备中，其特征在于，所述电池盖为多层复合结构，所述多层复合结构包括表层、阻尼层和基层，所述表层与所述基层的厚度相同；所述阻尼层设置在所述表层和所述基层之间，所述阻尼层为至少一层；
所述阻尼层包括第一阻尼层和第二阻尼层；所述第一阻尼层和所述第二阻尼层之间设置有连接层；所述第一阻尼层和所述第二阻尼层对称分布在所述连接层两侧，且所述第一阻尼层和所述第二阻尼层厚度相等。
8.根据权利要求7所述的电池盖，其特征在于，所述阻尼层的厚度为所述多层复合结构厚度的5％-50％。
9.根据权利要求7所述的电池盖，其特征在于，所述表层为玻璃材料。
10.根据权利要求7所述的电池盖，其特征在于，所述阻尼层采用阻尼材料，所述阻尼材料包括橡胶类阻尼材料、合金类阻尼材料和金属类高阻尼材料的一种或多种。
11.根据权利要求7所述的电池盖，其特征在于，所述电池盖包括至少一个第一区域，所述第一区域的面积小于所述电池盖的面积，所述第一区域中设有至少一层阻尼层。
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