CN114246409A - 铰接装置的动态闩锁 - Google Patents

Abstract

本公开涉及铰接装置的动态闩锁。一种用于一对耳塞的充电壳体，该充电壳体包括：主体，该主体具有被配置为接收该对耳塞的一个或多个腔；封盖，该封盖附接到该主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在该闭合位置，该封盖在覆盖该对耳塞的该一个或多个腔上方对准，该打开位置允许用户从主体中移除该对耳塞；一个或多个传感器，该一个或多个传感器生成传感器数据；控制器，该控制器被耦接以接收来自该传感器的传感器数据并且能够操作以至少部分地基于该传感器数据来检测该充电壳体何时处于自由下落状态和/或何时遭受撞击事件，并且响应于检测到该撞击事件而生成触发信号；以及耳塞保护机构，该耳塞保护机构响应于该触发信号并且能够操作以将该对耳塞保持在该充电壳体内。

Description

铰接装置的动态闩锁

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年9月25日提交的美国专利申请第17/032,602号的权益和优先权，该专利申请全文以引用方式并入本文用于所有目的。

背景技术

本文所描述的实施例整体涉及便携式聆听设备，诸如耳塞和其他类型的入耳式聆听设备，并且涉及用于对此类设备进行存放和充电的壳体。

耳塞和其他便携式聆听设备能够与各种电子设备一起使用，诸如便携式媒体播放器、智能电话、平板电脑、膝上型电脑、立体声系统等等。许多当前可用的耳塞和便携式聆听设备能够是不包括电缆而是无线地从无线音频源接收音频数据流的无线设备。

虽然无线便携式聆听设备具有许多优于有线设备的优点，但它们也具有一些潜在缺点。例如，无线耳塞通常需要电池，诸如可再充电电池，该电池向无线通信电路和耳塞的其他部件提供电力。对于许多当前可用的无线耳塞，可以通过将耳塞放置在特别设计成同时存放耳塞和对耳塞进行充电的充电壳体中来将电荷恢复到耳塞的可再充电电池。

充电壳体通常包括封盖，该封盖可被打开和闭合以显示出具有被特别设计成与耳塞的轮廓匹配的预成形形状的内部腔。该封盖可通过磁体、闩锁或类似机构保持关闭，并且用户可将耳塞放置在壳体中并通过打开封盖从壳体中移除耳塞。对于获得理想的用户体验，封盖应在需要时以相对较轻的触摸容易地打开，否则保持闭合(包括在充电壳体被误操作时)。典型的充电壳体包括封盖保持机构，诸如磁体或弹簧止动器，其预加载所选择的预先确定的力以平衡这两个冲突的标准。

然而，剧烈的撞击事件，诸如如果壳体意外地跌落到硬质表面上，可盖过预加载的力，从而导致封盖打开。此类事件还可导致耳塞从充电壳体移出。

发明内容

本文所公开的各种实施例涉及一种用于无线耳塞或其他便携式聆听设备的充电壳体，该充电壳体可检测可能导致耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体中移出的跌落事件和/或撞击事件。根据一些实施例的充电壳体可包括传感器，该传感器可采集运动数据(例如，检测并测量充电壳体的加速度和/或旋转)和/或其他数据并使用所采集的数据来检测该充电壳体何时处于可指示跌落事件的自由下落状态。一旦检测到或预测到跌落事件，该充电壳体就可激活耳塞保护机构以保持壳体封盖闭合或保持耳塞固定在充电壳体内，直到跌落事件结束为止。在各种实施例中，该耳塞保护机构可以是以下各项中的一者或多者：电磁磁性封盖保持机构、机电闩锁或类似的机械封盖保持机构、在铰链处增加摩擦力以保持封盖闭合的电子控制铰链、和/或将耳塞物理地保持在充电壳体内的机构。

在一些实施例中，该充电壳体的耳塞保护机构可以是动态封盖锁定机构，该动态封盖锁定机构可在跌落事件期间或响应于撞击事件被激活以将封盖锁定在闭合位置(或以其他方式增加其上的保持力)，从而防止封盖打开并因此防止耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体移出。然后，动态封盖保持机构可在跌落事件已发生或不再被预测之后释放锁定(或释放增加的保持力)。

在一些实施例中，该充电壳体的耳塞保护机构可包括动态耳塞保持机构，即使跌落或撞击事件导致封盖打开，该动态耳塞保持机构也可在跌落事件期间或响应于撞击事件而被激活，以将耳塞保持在充电壳体内。然后，耳塞保持机构可以在跌落事件已发生或者不再被预测之后被停用，使得用户可以在需要时将耳塞从充电壳体中移除。

根据一些实施例的一种用于便携式聆听设备的充电壳体包括：主体，该主体限定用于存放便携式聆听设备的凹陷部；封盖，该封盖能够操作地耦接到该主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在该闭合位置，该封盖在覆盖该便携式聆听设备的该凹陷部上方对准，该打开位置允许用户从该主体中移除该便携式聆听设备；一个或多个传感器，该一个或多个传感器生成传感器数据；控制器，该控制器被耦接以接收来自该一个或多个传感器的传感器数据，该控制器能够操作以：(i)检测可导致该便携式聆听设备从该充电壳体移出的事件，以及(ii)响应于检测到该事件而生成触发信号；以及便携式聆听设备保护机构，该便携式聆听设备保护机构响应于该触发信号并且能够操作以将该便携式聆听设备保持在该充电壳体内。

在各种具体实施中，该充电壳体还可包括下列特征部中的一者或多者。该控制器能够操作以检测充电壳体何时处于自由下落状态，并且该触发信号可激活便携式聆听设备保护机构并且该便携式聆听设备保护机构可保持被激活直到控制器检测到导致自由下落的跌落事件结束。该控制器能够操作以检测充电壳体何时经受撞击事件，并且该触发信号可在预先确定的时间段内瞬间激活便携式聆听设备保护机构。该便携式聆听设备保护机构能够操作以在该事件期间将该封盖锁定到主体。该便携式聆听设备保护机构能够操作以在该便携式聆听设备上施加力以在该事件期间将该便携式聆听设备固定在凹陷部内。该便携式聆听设备可以是一对耳塞，并且该充电壳体凹陷部可包括第一凹槽和第二凹槽，该第一凹槽的尺寸和形状被设定成容纳该一对耳塞中的左耳塞，该第二凹槽的尺寸和形状被设定成容纳该一对耳塞中的右耳塞。该便携式聆听设备保护机构可以是电磁体、电永磁体、机械闩锁或锁定铰链中的一者或多者。

在一些实施例中，提供了一种用于一对耳塞的充电壳体。该充电壳体可包括：主体，该主体具有被配置为接收该一对耳塞的一个或多个凹槽；封盖，该封盖附接到该主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在该闭合位置，该封盖在覆盖该一对耳塞的该一个或多个凹槽上方对准，该打开位置允许用户从主体中移除该一对耳塞；运动传感器，该运动传感器生成运动传感器数据；控制器，该控制器被耦接以接收来自该运动传感器的传感器数据，该控制器能够操作以至少部分地基于该运动传感器数据来检测该充电壳体何时处于自由下落状态，并且响应于检测到该充电壳体处于自由下落状态而生成触发信号；以及耳塞保护机构，该耳塞保护机构响应于该触发信号并且能够操作以将该对耳塞保持在该充电壳体内。

该耳塞保护机构可以是动态封盖保持机构，该动态封盖保持机构被配置为在自由下落事件期间将该封盖锁定到主体，并且在一些情况下，该动态封盖保持机构可以是机械闩锁或锁定铰链。该耳塞保护机构可以是动态耳塞保持机构，该动态耳塞保持机构被配置为在自由下落事件期间在该一对耳塞中的每个耳塞上施加力以将耳塞固定在腔内，并且在一些情况下，该动态耳塞保持机构可以是弹簧激活的机械部件。

在另外的实施例中，一种用于一对耳塞的充电壳体可包括：主体，该主体具有被配置为接收该一对耳塞的一个或多个腔；封盖，该封盖附接到该主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在该闭合位置，该封盖在覆盖该对耳塞的该一个或多个腔上方对准，该打开位置允许用户从主体中移除该对耳塞；以及传感器，该传感器生成传感器数据；控制器，该控制器被耦接以接收来自该传感器的传感器数据并且能够操作以至少部分地基于该传感器数据来检测该充电壳体何时遭受撞击事件，并且响应于检测到该撞击事件而生成触发信号；耳塞保护机构，该耳塞保护机构响应于该触发信号并且能够操作以将该一对耳塞保持在该充电壳体内。

该耳塞保护机构可以是动态封盖保持机构，该动态封盖保持机构被配置为响应于该触发信号而锁定该封盖，并且在一些情况下，该动态封盖保持机构可以是电磁体。该耳塞保护机构可以是动态耳塞保持机构，该动态耳塞保持机构被配置为响应于该触发信号在撞击事件期间在该一对耳塞中的每个耳塞上施加力以将耳塞固定在腔内，并且在一些情况下，该动态耳塞保持机构可包括电磁体。

为更好地理解本发明的实质和优点，应参考以下描述及附图。然而，应当理解，每个附图仅为了说明的目的而被提供而并非旨在作为对本发明的范围的限制的定义。而且，作为一般性规则，且除非明显与描述相反，若在不同图中的元件使用相同附图标号，则元件在功能或目的上一般是相同或至少类似的。

附图说明

图1是根据本公开的一些实施例的其封盖闭合的耳塞壳体的简化剖视图；

图2是其封盖打开的图1所示的耳塞壳体的简化透视图；

图3是根据一些实施例的便携式无线聆听设备系统内的某些部件的简化框图；

图4A是示出可导致充电壳体的一个或多个耳塞从壳体中移出的典型跌落事件的曲线图；

图4B是示出充电壳体在经历图4A所示的跌落事件时的速度的曲线图；

图4C是示出如由加速度计所测量的在图4A所示的跌落事件期间充电壳体可能经受的加速力的曲线图；

图5是描绘根据本公开的一些实施例的在跌落事件期间保护耳塞的方法的流程图；

图6是描绘根据本公开的一些实施例的在跌落事件期间保护耳塞的另一方法的流程图；

图7A示出了根据一些实施例的在示例性跌落事件期间的耳塞保护机构的激活时段；

图7B示出了根据一些实施例的在示例性跌落事件期间的耳塞保护机构的多个瞬时激活时段；

图8A是根据一些实施例的包括电磁保持机构的其封盖闭合的充电壳体的简化剖视图；

图8B是其封盖打开的图8A所示的充电壳体的一部分的简化透视图；

图9A是根据一些实施例的包括动态闩锁封盖保持机构的其封盖闭合的充电壳体的简化剖视图；

图9B是其封盖打开的图9A所示的充电壳体的一部分的简化透视图；

图9C是根据一些实施例的可动态地锁定耳塞充电壳体封盖的闩锁机构的简化图示；

图10A是根据一些实施例的包括锁定铰链的充电壳体的简化剖视图以及当充电壳体的封盖处于闭合位置时锁定铰链的分解图；

图10B是图10A所示的充电壳体的锁定铰链的放大图，其中封盖在打开位置和闭合位置之间；

图10C是图10A所示的充电壳体的锁定铰链的放大图，其中封盖在打开位置；

图10D是其封盖打开的图10A所示的充电壳体的一部分的简化透视图；

图11是根据一些实施例的充电壳体的简化剖视图；

图12A是根据一些附加实施例的包括动态耳塞保持机构的充电壳体的简化剖视图；并且

图12B是图12A所示的充电壳体的简化剖视图，其中耳塞保持机构被激活。

具体实施方式

现在将参照如附图所示的本发明的某些实施例来详细描述本发明。以下描述中示出了许多具体细节，以便于提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明可在不具有这些具体细节中的一些或全部具体细节的情况下实施。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本发明，没有详细描述熟知的细节。

本文所公开的实施例涉及一种用于无线耳塞或其他便携式聆听设备的充电壳体，该充电壳体可检测可能导致耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体中移出的跌落事件和/或撞击事件。为了简化对本文所讨论的各种实施例的描述，下文的讨论重复地涉及用于“一对耳塞”或“一对无线耳塞”的充电壳体。然而，应当理解，对用于一对耳塞的充电壳体的引用仅仅是对用于包括助听器或耳机的任何相对较小的便携式无线聆听设备的存放或充电壳体的简要描述。另外，本公开的实施例还可结合到用于其他小型电子设备或甚至机械设备的包括封盖的存放壳体中，并且如果跌落，则可能导致封盖打开并且存放在其中的设备从存放壳体中移出。

根据一些实施例的充电壳体可包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器可采集运动数据(例如，检测并测量充电壳体的加速度和/或旋转)和/或关于充电壳体所在的物理环境和/或充电壳体相对于该环境的属性的其他数据。所采集的数据可被馈送到充电壳体内的控制器或其他类型的处理器，以检测充电壳体何时处于可指示跌落事件的自由下落状态。一旦检测到或预测到跌落事件(或在检测到硬体撞击事件时)，充电壳体就可激活耳塞保护机构以保持壳体封盖闭合或将耳塞物理地固定在充电壳体内，直到跌落事件结束。

在一些实施例中，充电壳体的耳塞保护机构可以是动态封盖锁定机构，该动态封盖锁定机构可在跌落事件期间被激活以将封盖锁定在闭合位置(或以其他方式增加其上的保持力)，从而防止封盖打开并因此防止耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体移出。然后，动态封盖保持机构可在跌落事件已发生或不再被预测之后释放锁定(或释放增加的保持力)。在其他实施例中，充电壳体的耳塞保护机构可以是动态封盖锁定机构，该动态封盖锁定机构可在检测到硬体撞击事件时瞬间激活以在撞击时立即将封盖锁定在闭合位置(或以其他方式增加其上的保持力)，从而防止封盖打开并因此防止耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体移出。在此类实施例中，封盖锁定机构可被激活达短暂时刻，然后如果跌落事件导致附加的硬体撞击事件，则根据需要重新激活。

在一些实施例中，充电壳体的耳塞保护机构可包括动态耳塞保持机构，即使跌落或撞击事件导致封盖打开，该动态耳塞保持机构也可在跌落事件期间或响应于撞击事件而被激活，以将耳塞保持在充电壳体内。耳塞保持机构可将耳塞物理地保持在充电壳体内，例如将一对耳塞中的每个耳塞物理地保持在被特别设计用于存放特定耳塞的充电壳体的凹槽内，然后在发生或不再预测跌落事件之后停用，以便用户可以在需要时从充电壳体中移除耳塞。

示例性充电壳体

为了更好地认识和理解本发明，首先参见示出了示例性充电壳体100的图1和图2。应当理解，图1和图2中对充电壳体100的描述仅为了进行示意性的说明而提供，并且尽管充电壳体100表示根据一些实施例的耳塞充电壳体和一对耳塞的具体示例，但本发明的实施例并不限于充电壳体100或存放在其中的特定耳塞的特定特征，如下所述。

图1是根据一些实施例的耳塞充电壳体100的简化剖视图，其中封盖110闭合在壳体主体120上方，并且图2是耳塞壳体100的简化透视透视图，其中封盖110处于打开位置。如图1和图2所示，耳塞壳体100包括壳体主体120和封盖110，该封盖可通过铰链115枢转地耦接到主体120。主体120可包括内部空间，一对耳塞140、160可以存放在该内部空间中。

主体120的内部空间可限定第一凹槽或腔132和第二凹槽或腔134(如图1所示)，其尺寸和形状被设定成分别容纳耳塞140、160。在一些实施例中，插入件122可结合到主体120并被视为该主体的一部分以形成腔132、134。然后，腔132、134中的每个腔可以由插入件122的适形于耳塞140、160的大致形状的表面限定。例如，插入件122可限定主体120的顶表面，该顶表面包括两个单独的上部成轮廓的凹陷部，每个上部成轮廓的凹陷部的尺寸和形状被设定成容纳该对耳塞140、160中的左耳塞和右耳塞之一的扬声器外壳部分。插入件122还可限定分别从两个上部成轮廓的凹陷部延伸并且容纳左耳塞和右耳塞的杆部142、162的、分别用于左耳塞和右耳塞中的每一者的第一内部管状区段和第二内部管状区段。

在一些实施例中，充电壳体100还可包括策略性地定位在充电壳体内的一个或多个磁体，以与每个耳塞中的磁体或磁性元件(例如，金属板)配合，使得耳塞被磁性地保持在其相应的凹槽或腔内。充电壳体中的一个或多个磁体可被选择为在正常使用期间施加足够的力以将耳塞固定在壳体中，同时仍然允许用户在需要时容易地从壳体移除耳塞。在平衡这两个冲突的目标时，将耳塞140、160固定在壳体中的磁体可能不够牢固以确保耳塞在跌落事件中不从壳体中移出。

封盖110可通过铰链115或类似机构耦接到主体120，该铰链或类似机构使得封盖能够在闭合位置和打开位置(图2所示)之间移动，在闭合位置中封盖覆盖包括腔132、134的壳体100的内部空间，在打开位置中腔被暴露以允许用户将耳塞140、160放置在壳体100内或从壳体中移除耳塞140、160。虽然在图1或图2中未示出，但耳塞壳体100还可包括电池、用于对电池进行充电和/或对存放在壳体内的耳塞140、160进行充电的充电电路(例如，利用有线接触件和/或通过无线方式)、控制器、一个或多个用户输入设备以及其他电路和部件，其中一些在下文相对于图3进行讨论。

在一些实施例中，耳塞主体120、封盖110和插入件122中的每一者可由塑料或类似材料诸如ABS或聚碳酸酯制成。类似地，每个耳塞140、160可包括限定耳塞的尺寸和形状的耳塞外壳，并且还可由塑料或包括但不限于ABS或聚碳酸酯的类似材料制成。在一些实施例中，每个耳塞140、160的外壳可包括扬声器外壳部分和杆部分(例如，杆部142、162)，该杆部分耦接到扬声器外壳部分并远离该扬声器外壳部分延伸。扬声器外壳部分可包括音频出口，并且扬声器可被定位在外壳内并且可操作地耦接以通过音频出口发出声音。耳塞外壳还可包括电池、无线天线、被耦接以通过该天线接收无线信号的电路，以及被定位在扬声器外壳部分或杆部分内并由耳塞外壳保护的其他部件。

壳体100还可包括在壳体100的外表面(例如，如图1所示的底表面)处具有开口的插座连接器136。合适的插头连接器可被插入开口中以与插座连接器配合并(例如，从充电缆线)向壳体100传输功率以对壳体100内的电池(未示出)充电和/在壳体100与另一设备之间传输数据。插座连接器136可以是例如微型USB连接器、由Apple Inc.本申请的受让人开发的闪电连接器、USB-C连接器或任何其他适当的连接器。在其他实施例中，连接器136是任选的，并且壳体100可替代地从无线电源(未示出)接收功率以对内部电池充电，并且还与主机或其他设备无线地交换数据。例如，在一些实施例中，壳体100可包括可从无线充电盘、充电垫或类似设备内的一个或多个无线功率传输线圈无线地接收功率的一个或多个无线功率接收线圈。另外，在一些实施例中，壳体100可包括用于使用蓝牙或其他适当的接口来无线地发送和接收数据的无线收发器。

框图

图3是示出了根据本公开的一些实施例的便携式电子聆听设备系统300的框图，该便携式电子聆听设备系统包括充电壳体310和一对耳塞340、360。充电壳体310可以表示充电壳体100，并且耳塞340、360可以表示耳塞140、160。充电壳体310可包括存放和保护耳塞340、360以及充电壳体的各种内部部件的外壳312。外壳312可为例如上文相对于图1和图2所述的主体120和封盖110的组合。

充电壳体310可包括电池314，该电池可以是能够存储能量并释放存储能量以操作充电壳体的任何合适的能量存储设备，诸如锂离子电池。释放的能量可用于为充电壳体310的电子部件供电并对该对耳塞340、360充电。电池314还可以耦接到耳塞接口318，以提供功率来对耳塞340、360中的任一者或两者中的电池进行再充电。在各种实施例中，耳塞接口318可以向耳塞340、360无线地传输功率，或者可以通过有线接口(例如，通过设置在充电壳体中和耳塞上的物理接触件)传输功率。

在一些实施例中，也可对电池314充电以补充其存储能量。例如，电池314可以是耦接到充电壳体接口316的可再充电电池，该充电壳体接口可包括功率接收电路。该功率接收电路可电耦接到功率发射器以从充电设备(未示出)接收电流。在各种实施例中，功率接收电路可从功率发射器无线地接收功率，可通过有线接口(例如，通过物理连接器，诸如图1和图2所示的连接器136)接收功率，并且/或者可通过无线方式或经由有线接口接收功率。

充电壳体310可包括耦接到计算机可读存储器322的控制器320。控制器320可执行存储在存储器322中的指令，以用于执行可由充电壳体310执行的功能。控制器320可以是用于操作充电壳体310的一个或多个合适的计算设备，诸如微处理器、微控制器、计算机处理单元(CPU)、ASIC、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)等。类似地，计算机可读存储器322可以是一个或多个存储器单元，例如只读存储器(ROM)单元、随机存取存储器(RAM)单元、可编程只读存储器(PROM)单元等。在一些实施例中，计算机可读存储器322可以是与构成控制器320的一些或全部电路相同的集成电路的一部分，而在其他实施例中，计算机可读存储器322可以是一个或多个单独的集成电路芯片。

除了其他元件之外，控制器320还可以可操作地耦接到无线通信系统324、用户界面326、各种传感器328和耳塞保护机构330。无线通信系统324可包括天线和用于无线地接收数据并将数据传输至主机电子设备或任何其他适当的电子设备的无线收发器。无线通信系统可实现任何适当的无线通信协议，并且在一些实施例中，可实现WiFi协议或蓝牙协议中的一者或多者以与主机或其他电子设备的适当通信系统交换数据/命令。用户界面326可包括输入和/或输出设备。例如，用户界面326可包括用于提供对由充电壳体执行的某些操作的指示(例如，电池314是否正在充电，或者无线通信系统324是否正在与另一设备无线交换数据)的一个或多个LED、使得用户能够激活充电壳体的一个或多个特征部(例如，发起耳塞与主机设备的无线配对)的输入按钮或触摸界面、用于向用户输出可听声以用于通知目的的有源驱动器(例如，扬声器)、用于从环境接收声音的麦克风、以及任何其他合适的输入和/或输出设备。

传感器328可包括运动传感器(例如，加速度计、陀螺仪传感器等)、距离或位置传感器(例如，雷达、激光雷达、超声波等)、位置传感器(例如，全球定位系统、罗盘)、图像传感器(例如，一个或多个光电探测器、CCD图像传感器或CMOS图像传感器)、震动传感器、磁传感器(例如，霍尔效应传感器和/或磁力计)、可用作声纳组合的声音或音频传感器(例如，扬声器、麦克风)、以及可测量充电壳体310所位于的外部实体和/或环境的参数的任何其他类型的传感器。传感器328可与控制器320通信并且可向控制器提供输入(例如，指示来自传感器的测量值的一个或多个信号)。在一些实施例中，由传感器328提供给控制器320的输入使得控制器能够预测或确定充电壳体310是否处于自由下落位置，充电壳体装置100下落的速度有多快，和/或距离预测的撞击事件有多远(或多长时间)。在一些实施例中，由传感器320提供的输入还可使得控制器能够(或者可以替代地使得控制器能够)确定充电壳体310何时经历可能潜在地导致耳塞340、360中的一个或多个耳塞从充电壳体移出的撞击事件。传感器328可基本上定位在充电壳体310上或充电壳体310内的任何位置，并且可包括单个传感器328或多个传感器328。

充电壳体310还可包括耳塞保护机构330，该耳塞保护机构可以在控制器320预测或检测到自由下落事件时或者在该控制器检测到撞击事件时由该控制器激活。在一些实施例中，耳塞保护机构330可以是动态封盖锁定装置，该动态封盖锁定装置可由控制器320激活以在自由下落事件期间或在检测到撞击事件后立即锁定封盖，以便防止耳塞从充电壳体移出。在其他实施例中，耳塞保护机构可以是耳塞保持机构，该耳塞保持机构将耳塞动态地固定在充电壳体内，从而防止耳塞在跌落事件期间移出。在其他实施例中，耳塞保护机构既可以是动态封盖锁定装置，又可以是耳塞保持机构。耳塞保护机构可以是下文相对于图8A至图12B所述的任何设备，诸如相对于图8A至图10D所述的动态封盖锁定装置或相对于图11至图12B所述的耳塞保持装置。

根据本公开的一些实施例，每个耳塞(或其他类型的无线聆听设备)340、360可包括容纳耳塞的内部部件的外壳342。在一些实施例中，外壳342可由整体外部结构形成，该整体外部结构包括扬声器外壳部分和远离该扬声器外壳部分延伸的杆部。然而，本公开的实施例不限于耳塞340、360的任何特定形状因数。在外壳342内，每个耳塞可包括控制器344、计算机可读存储器346、无线通信电路348、一个或多个传感器和/或用户界面部件350、音频部件352和电池354。电池354可以向耳塞内的电路和电子部件供电，并且耳塞接口356可以将每个耳塞耦接到充电壳体310，以使耳塞能够从该充电壳体接收电荷以对电池354再充电。

控制器344可以执行存储在存储器346中的指令，以用于执行可以由耳塞执行的功能，包括将经由无线通信电路348数字接收的音频数据流转换为驱动音频部件352输出期望的音频内容的信号。控制器344可以是用于操作耳塞的一个或多个合适的计算设备，诸如微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、ASIC、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)等。类似地，计算机可读存储器346可以是一个或多个存储器单元，例如只读存储器(ROM)单元、随机存取存储器(RAM)单元、可编程只读存储器(PROM)单元等。在一些实施例中，计算机可读存储器322可以是与构成控制器344的一些或全部电路相同的集成电路的一部分，而在其他实施例中，该计算机可读存储器可以是一个或多个单独的集成电路芯片。

音频部件352可包括至少一个音频驱动器，诸如有源扬声器，以及一个或多个麦克风。麦克风可用于拾取来自耳塞的用户的语音命令或语音流，该语音命令或语音流然后可经由无线通信电路传输到主机设备，并且在一些实施例中，可用于有源噪声消除。在包括多个麦克风的一些实施例中，麦克风可定位在外壳342上经策略性地选择的不同位置处，以使声音捕获最大化和/或改善耳塞340、360的噪声消除能力。

无线通信电路348可包括无线电部件，该无线电部件既可以是输入设备又可以是输出设备。无线电部件可使得耳塞能够从主机设备(例如，智能电话、平板电脑、膝上型计算机、电视等)接收音频信号，该音频信号然后可在控制器344的协调下通过音频驱动器回放。在一些实施例中，耳塞340、360中的一个或多个耳塞可包括无线电部件，该无线电部件还可从一个或多个耳塞传输诸如麦克风信号之类的音频信号。在另外的实施例中，耳塞340、360中的一个或多个耳塞可包括可传输通信信号的无线电部件，该通信信号可命令接收设备(例如，主机设备诸如智能电话)执行一个或多个功能，诸如但不限于连接电话呼叫、断开电话呼叫、暂停音频播放、快进或倒退音频播放或使麦克风信号静音。无线电部件可采用任何短程低功率通信协议，诸如

低功率

或Zigbee等协议。

传感器和用户界面部件350可包括记录用户的触摸的一个或多个按钮或触摸传感器，并且可例如由用户激活以接听蜂窝电话呼叫、改变耳塞扬声器的音量和/或前进或重播播放列表中的曲目。在一些实施例中，按钮或触摸传感器还可用于命令耳塞340、360进入配对模式，该配对模式可例如由作为任一个或两个耳塞上的用户界面部件350的一部分的LED或类似灯指示。传感器和用户界面部件350还可以包括可检测耳塞是否处于自由下落状态的一个或多个运动传感器(诸如加速度计、陀螺仪等)或其他传感器。

耳塞340、360可以通过耳塞中的耳塞接口356和充电壳体310中的耳塞接口318与该充电壳体进行数字通信。在一些实施例中，当耳塞340、360中的任一个或两个耳塞被定位在耳塞壳体310内时，传感器部件350可以通过这些耳塞接口向耳塞壳体310中的控制器320提供传感器数据。在此类实施例中，除了来自传感器328的数据之外或代替来自传感器的该数据，控制器320还可依赖来自传感器部件350的数据来预测或确定耳塞壳体310处于自由下落状态或发生撞击事件。当耳塞存放在充电壳体中时，保持耳塞340、360开启需要来自耳塞电池354或充电壳体电池314的能量。为了节省电池电力，在控制器320可使用来自传感器350中的一个或多个传感器的信号来预测或检测跌落事件或检测撞击事件的一些实施例中，耳塞340、360可被置于低功率或睡眠状态，其中仅操作将数据发送到控制器320的特定传感器所必需的部件处于活动状态。在其他实施例中，耳塞可被置于深睡眠状态，其中传感器350不活动，并且当耳塞存放在充电壳体310中并且该壳体处于静止态时耳塞仅需要标称功率(例如，如由充电壳体中的传感器328确定的)。如果传感器328中的一个或多个传感器检测到充电壳体正由用户处理(例如，在任何方向上移动)，则充电壳体可以向耳塞340、360发送信号，以唤醒一个(或两个)耳塞并将耳塞设置为其中传感器处于活动状态的低功率状态，使得来自传感器350的数据可由控制器320接收以帮助该控制器检测跌落或撞击事件。

示例性跌落事件

充电壳体310中的传感器328(和/或耳塞340、360中的一个或两个耳塞中的传感器350)可生成来自其环境的传感器数据，该传感器数据可由控制器320用于预测或检测跌落或类似的自由下落事件和/或用于检测硬体撞击事件，其中任一事件都可能导致该耳塞中的一个或两个耳塞从充电壳体中移出。为了示出在典型的跌落事件期间可能发生的事件以及可能生成的示例性传感器读数，参考图4A至图4C。具体地，图4A为当充电壳体从高度H跌落到硬质表面(高度＝0)诸如木地板或瓷砖地板上时其高度随时间(t)变化的曲线图；图4B示出了充电壳体在图4A所示的跌落事件期间移动的速度；并且图4C示出了充电壳体在图4A所示的跌落事件期间所经受的加速力(例如，如由加速度计所测量的)。图4A至图4C中的每个曲线图中的数据沿着相同的时间线绘制，使得图4A所示的事件与图4B和图4C中所示的事件被同步(沿着X轴，该轴表示在图4A至图4C中的每个曲线图中的跌落事件期间所经过的时间)。

如图4A至图4C所示，在跌落事件(时间段A，如图4C所示)之前，充电壳体在其由用户携带时可经受任意运动和/或加速度。当充电壳体处于静止态时，该壳体的速度基本上为零(图4B)，并且该壳体上的标称力可约等于向上的重力(1G或9.8m/sec²)，如图4C所示。在跌落事件的初始自由下落阶段(时间段B)期间，随着充电壳体从高度H(在时间t₀)朝向地板跌落，充电壳体的速度增加(图4B)并且随着重力作用于充电壳体以将其向下拉动，重力减小到基本上为零(图4C)。一旦壳体碰到地板(时间t₁)，初始高振幅脉冲可由(时间C处的初始撞击事件)生成，并且随着充电壳体从地板弹起并将其方向从向下下落变为向上轨迹时，其速度的方向立即改变。然后，充电壳体可能弹起一次或多次(图4C所示的时间段D，时间t₂至t₄)，从而导致由来自加速度计的读数(图4C)表示的若干次级撞击事件，这些次级撞击事件在其恢复到1g加速度时的跌落事件结束时(时间段E，时间t₅)最终达到静止之前具有越来越小的振幅。

本公开的实施例可使用来自运动传感器的测量值(诸如图4A至图4C所示的那些测量值)和/或来自存在于充电壳体中和/或存在于存放在充电壳体中的便携式聆听设备中的其他传感器的测量值，来预测该充电壳体何时处于自由下落状态和/或检测何时发生撞击事件，诸如在上文所示的时间t₁、t₂、t₃和t₄处发生的撞击事件。基于所做出的预测，实施例可以动态地锁定充电壳体的封盖或激活用于增加对充电壳体内的左耳塞和右耳塞中的每一者的保持力的机构，以防止耳塞设备在撞击事件期间移出。

下文相对于图5和图6描述了保护存放在充电壳体内的便携式聆听设备的两种不同的方法。在每种方法中，将充电壳体中的控制器诸如上文所述的控制器320可操作地耦接到一个或多个传感器，该一个或多个传感器测量充电壳体位于其中的环境的参数。基于传感器信号，控制器确定是否生成触发信号，该触发信号可以动态地锁定充电壳体的封盖或者激活耳塞保持机构以增加对存放在充电壳体内的一对耳塞的保持力。在相对于图5所述的第一种方法中，当控制器预测或检测到充电壳体处于自由下落状态时，该控制器生成触发信号。然后可将锁定或保持机构保持在活动状态，直到控制器确定开始自由下落状态的跌落事件结束并且充电壳体处于静止态为止。然后，控制器可停用锁定或保持机构。在相对于图6所述的第二种方法中，控制器监测传感器数据并检测充电壳体何时经受硬体撞击事件，诸如壳体何时跌落并落于瓷砖地板或木地板上。当检测到硬体撞击事件时，控制器瞬间生成可激活封盖锁定或耳塞保持机构的触发信号。除了其他因素之外，不同的实施例可以实现第一种方法或第二种方法，这取决于激活充电壳体中所采用的特定封盖锁定机构或耳塞保持机构所需的响应时间以及激活不同机构并将不同机构保持在触发或接合状态所需的电量。

示例性方法–自由下落预测

图5是示出了根据一些实施例的用于防止耳塞或其他便携式聆听设备从充电壳体中移出的方法500的步骤的流程图。方法500可由处理器或充电壳体内的其他类型的控制器(诸如上文所述的控制器320)来执行。在一些实施例中，当充电壳体处于开启状态时，方法500可由控制器在持续进行的基础上实施。即，来自充电壳体的传感器的测量值和其他读数可由控制器320定期监测以预测或检测潜在跌落事件，并且每当此类测量值满足指示自由下落或跌落事件的一个或多个预先确定的标准时就可采取措施。因此，如图5所示，方法500可以从处于正常操作模式的充电壳体开始(框510)，其中来自充电壳体上的传感器328(和/或耳塞上的传感器356)的测量值和其他信号由充电壳体的控制器320监测。在一些实施例中，框510包括从充电壳体上的传感器328内的运动传感器(例如，加速度计和/或陀螺仪)生成传感器数据，并将该传感器数据传输到充电壳体控制器。

然后，控制器320可以评估所接收的传感器数据，以预测或确定所接收的传感器数据是否指示自由下落或以其他方式指示跌落事件(框512)。如果控制器预测或确定充电壳体处于自由下落状态，则控制器可进一步评估框512中所接收的传感器数据，以确定是否(以及何时)应采取措施以试图例如通过激活耳塞保护机构来更好地将耳塞保持在壳体内(框514)。在框514中，控制器还可以确定激活耳塞保护机构的最佳或精确的时间，如下所述。

在一些实施例中，控制器320可以采用人工智能引擎来预测或确定充电壳体是否处于自由下落状态。人工智能(AI)引擎可以经过数百次或数千次或更多次跌落事件训练，以识别跌落事件中的信号特性(即，测量的传感器值)。AI引擎还可被训练以区分指示轻微跌落事件(例如，从相对较低的高度的跌落)与更严重的跌落事件(例如，从相对较高的高度的跌落)的信号特性，该轻微跌落事件不太可能导致充电壳体的封盖打开，而更严重的跌落事件可能导致封盖打开并且一个或多个耳塞从充电壳体中移出。除了其他变量之外，AI引擎还可考虑充电壳体跌落的高度(即，最初检测到自由下落的高度)、充电壳体跌落时的速度、加速度计读数的振幅、由陀螺仪测量的充电壳体在跌落期间的旋转、充电壳体将落在其上的表面(例如，瓷砖地板或木地板与地毯或草地)和/或在跌落事件期间和/或在充电壳体与表面的初始撞击和后续撞击时由各种传感器测量的其他数据。

在其他实施例中，控制器320可以基于将接收到的传感器数据与先前测量的指示跌落事件的传感器数据进行比较来预测或检测跌落事件。例如，可以在测试环境中分析来自数百次、数千次或更多次跌落事件的数据，以选择在控制器处接收到的传感器信号的不同预先确定的标准，这些预先确定的标准已经被证明或以其他方式表明指示可能导致一个或多个耳塞从充电壳体移出的跌落事件和/或撞击事件。这样的预先确定的测量值可以存储在存储器322中，并且在框512中，控制器320可将其定期接收的传感器数据与先前已确定的用于指示跌落事件的一个或多个信号的预先确定的阈值进行比较。在一些实施例中，算法可以是相对简单的，例如，框514可以在检测到充电壳体达到大于X的速度的情况下激活耳塞保护机构。在其他实施例中，该算法可更复杂并且依赖于多个变量，包括下述中的一者或多者：加速度、旋转、速度、充电壳体跌落于其上的表面(例如，如由图像传感器确定的)等。

值得注意的是，并非所有的自由下落实例都指示跌落事件。例如，用户可能习惯于将他或她的充电壳体像球一样或如杂耍运动那样反复地抛向空中。在此类情况下，并且假设充电壳体被接住，则该壳体不经历实际跌落事件。在一些实施例中，通过对适当的AI例行程序或足够的测试数据进行足够的训练，控制器320可区分可能引起或模拟非实际跌落事件的自由下落并因此不导致硬体撞击的多个动作。根据AI例行程序被训练的准确度或跌落检测算法被编程的保守度，将充电壳体反复地抛向空中并接住该壳体将不导致控制器生成触发信号。

如上所述，如果控制器320预测或检测到自由下落事件(框512)，则该控制器可生成激活充电壳体内的耳塞保护机构的触发信号(框514)。下文相对于图8A至图12B描述了不同耳塞保护机构的具体示例。

在一些实施例中，由方法500生成的触发信号可以在跌落事件的基本上整个持续时间内激活耳塞保护机构，从在初始撞击事件之前最初检测到自由下落的时刻到跌落事件结束并且充电壳体已达到静止的时刻(框516)。例如，图7A是描绘图4C所示的运动传感器的测量值并覆盖开始于时间t_start并结束于时间t_end的、耳塞保护机构在此其间操作的时间段700(由浅灰色块表示)的曲线图。在一些实施例中，t_start可以是方法500检测到自由下落的时刻。

在一些实施例中，控制器320可预测充电壳体何时将碰到地面并且在即将到达预测的撞击事件之前激活触发信号。例如，传感器356可包括位置传感器，该位置传感器确定到撞击表面的距离和/或充电壳体以其当前下落速率到达撞击表面将花费的时间。传感器356可利用图像、声纳、雷达等来确定到地面的距离。如果未检测到撞击表面(例如，如果撞击表面太远而无法由传感器356确定)，则可连续监测传感器读数达预先确定的时间量，从而允许充电壳体进一步降落，直到潜在的撞击表面在范围内并被检测到为止。因此，框514可以包括在最初检测到自由下落时和生成触发信号时之间的延迟时间(时间t_start)。

在一些实施例中，控制器320可通过基于自由下落速度和到撞击表面的距离估计撞击时间来确定延迟时间。然后控制器320可使用估计的撞击时间来对触发信号的生成进行计时。例如，知道在充电壳体内采用的特定耳塞保护机构的激活或响应时间，控制器320可在预测的撞击事件之前的预先确定的时间生成触发信号，该预先确定的时间足够早以允许耳塞保护机构在撞击时被完全激活和接合。在一些情况下，控制器320可延迟触发信号的生成，直到控制器确定充电壳体在距撞击表面的预先确定的距离内(例如，在一英尺内)的时间点为止。

在确定到撞击表面的距离时，确定充电壳体在自由下落期间的取向角度可能是有帮助的。在一些实施例中，控制器320可基于来自传感器356中的各个传感器的输入来计算取向角度。由于充电壳体在自由下落期间可能旋转，因此取向可能快速改变，并且控制器320可确定充电壳体的旋转轴线作为取向计算的一部分，而不是简单地确定设备的当前取向。另外，取向确定不仅可包括充电壳体相对于“正常”位置的位置，还可包括其空间高度。例如，取向角度可以是例如沿着x轴、y轴和z轴的三维矢量。

在其他实施例中，一旦检测到自由下落，就可基于预先确定的值或算法自动确定撞击的距离(或撞击的时间)。例如，典型的用户将在高于地面3英寸至5英尺的高度处携带耳塞充电壳体。在一些实施例中，控制器320可以基于该典型范围的下端(例如，两英尺处)的预先确定的高度生成触发信号，这是因为低于预先确定的高度的跌落不太可能导致封盖110打开，并且如果充电壳体从较高高度跌落，则尽早激活耳塞保护机构仍将保护耳塞免于移出。

在耳塞保护机构330已被激活之后，控制器320可以连续监测传感器以确定该跌落事件何时结束(框516)。例如，当传感器读数指示耳塞充电壳体已达到静止时。另选地，在一些情况下，控制器320可能错误地检测到或预测自由下落事件(框512)，继而可能导致耳塞保护机构被不必要地激活(框514)。在框516期间，传感器数据仍然被连续馈送到控制器320中并因此由该控制器监测。在诸如刚刚描述的错误触发情况下，控制器320可以最终认识到未发生自由下落事件并且“预测的”跌落事件结束。一旦控制器检测到跌落事件结束(或者跌落事件被错误地预测)，耳塞保护机构就可被停用(框518)，并且充电壳体的操作返回正常(框520)，即，连续监测传感器数据(框510)以潜在地检测下一跌落事件。

示例性方法–硬体撞击检测

图6为示出了根据附加的实施例的用于防止便携式聆听设备从充电壳体中移出的方法600的步骤的流程图。与方法500的情况一样，方法600可由处理器或充电壳体内的其他类型的控制器(诸如上文所述的控制器320)来执行。当充电壳体处于开启状态时，方法600可由控制器在持续进行的基础上实施，使得来自充电壳体中的传感器的测量值和其他读数可由控制器320持续监测以检测硬体撞击事件，以便可立即采取措施来减轻此类撞击事件的潜在后果。

如图6所示，方法600可以从处于正常操作模式的充电壳体开始(框610)，其中来自充电壳体上的传感器328(和/或耳塞上的传感器356)的测量值和其他信号由充电壳体的控制器320监测。在一些实施例中，框610包括从充电壳体上的传感器328内的运动传感器(例如，加速度计和/或陀螺仪)生成传感器数据，并将该传感器数据传输到充电壳体控制器。

当控制器320检测到硬体撞击事件(框612)时，充电壳体的耳塞保护机构可被立即激活(框614)，以防止封盖打开和/或保护耳塞免于从充电壳体中移出。在一些实施例中，框614中的耳塞保护机构的激活是可以例如以几分之一秒测量的瞬时事件。例如，如果耳塞保护机构包括将封盖锁定闭合或将耳塞保持在充电壳体中的电磁体，则框614可以包括向电磁体脉冲式施加强电流达短时间段，该强电流足以确保撞击事件不使封盖打开或使耳塞移出。对电磁体施加脉冲所需的电流量从充电壳体的电池314消耗一定量的能量。因此，一旦撞击事件结束并且封盖不处于打开的紧迫危险中(并且耳塞不处于被移出的紧迫危险中)，就可以停止电流脉冲以节省电池电力。

框612中的撞击检测算法可包括由控制器320评估所接收的传感器数据，以确定该传感器数据是否指示硬体撞击事件。类似于方法500中的自由下落检测算法，该评估可使用人工智能技术来完成或者可基于预先确定的阈值(例如，由加速度计测量的大于或等于X的振幅脉冲)来完成。例如，人工智能例行程序可经过数百次、数千次或更多次跌落事件训练，以识别导致充电壳体的封盖打开以及一个或多个耳塞从该壳体中移出的硬体撞击事件的信号特征。该算法可以考虑下落的高度、充电壳体下落时的速度以及加速度计或其他传感器在初始撞击和后续撞击时的振幅，以确定是否应采取措施以试图将耳塞更好地保持在壳体内。类似地，可以分析来自数百次、数千次或更多次撞击事件的数据，以选择在控制器处接收到的传感器信号中的不同预先确定的标准，这些预先确定的标准已经被证明或以其他方式表明指示可能导致一个或多个耳塞从充电壳体移出的撞击事件。

并非所有撞击事件都将导致充电壳体的封盖打开以及壳体内的一个或多个耳塞被移出。例如，如果充电壳体从相对较短的高度跌落到诸如地毯或草地的软质表面上，则对壳体的力和撞击将小于壳体从较高高度跌落到诸如瓷砖或混凝土地板的硬质表面上的情况。另外，充电壳体如何落于表面上也可影响撞击事件的力。例如，如果充电壳体跌落成使其平坦的前表面或后表面撞击地板，则封盖打开的可能性小于壳体跌落成使得充电壳体的角部撞击地板的情况。在一些实施例中，控制器320采用的AI或其他评估算法可以区分不同类型的诸如此类的跌落事件，以及仅在被识别为可能导致封盖打开并且一个或多个耳塞被移出的撞击事件发生时才激活耳塞保护机构。

在其他实施例中，在框612中，控制器320可仅在其检测到充电壳体的封盖实际上是打开的情况下才生成触发信号。例如，在一些实施例中，封盖可通过一对磁体(一个在封盖中，一个在主体中)保持在闭合位置。霍尔效应传感器可检测并测量在两个磁体之间生成的磁场。因此，在一些实施例中，如果控制器320预测或检测到充电壳体处于自由下落状态，并且随后检测到封盖与主体磁体之间的磁场正在减小，这可指示封盖由于撞击事件而开始打开，则该控制器可生成触发信号。在检测到封盖正在打开时，控制器可以激活耳塞保护机构以将耳塞固定在充电壳体中。

在一些跌落事件中，充电壳体可在地板上弹起，从而产生多次撞击事件并因此产生封盖打开的多个机会。这种情况在例如上文讨论的图4A至图4C中示出。在一些实施例中，在跌落事件期间，方法600将在每个撞击实例时瞬间激活耳塞保护机构。因此，如图7B所示，方法600可响应于加速度计生成的每个高振幅脉冲在五个单独的时刻瞬间激活耳塞保护机构事件。

耳塞保护机构

上文讨论的方法500和600激活耳塞保护机构，以防止耳塞在跌落事件或对充电壳体造成硬体撞击的其他类型的情况下从其充电壳体中移出。耳塞保护机构可由控制器动态地激活(例如，经由触发信号)，以确保耳塞在跌落或撞击事件期间固定在充电壳体内。如上所述，控制器可接收来自壳体中或存放在该壳体内的一个或两个耳塞中的一个或多个传感器的一个或多个输入信号，并且使用所接收的输入信号来预测或检测跌落事件或实际撞击事件。在一些实施例中，耳塞保护机构可以锁定封盖以防止该封盖在跌落事件期间打开，并且在一些实施例中，耳塞保护机构可以将耳塞锁定在充电壳体内，使得即使壳体封盖由于该事件打开，耳塞也将保持在该壳体中。下面结合图8A至图12B讨论根据本发明的实施例的耳塞保护机构的各种示例。

1)电磁体封盖保持

现在参见图8A和图8B，其中图8A是根据本公开的一些实施例的充电壳体800的简化剖视图，并且图8B是充电壳体800的一部分的简化透视图。充电壳体800可为充电壳体100的具体实施，并且为了便于讨论，图8A和图8B可包括与在参考上文相对于充电壳体100所述的元件的情况下图1至图2中所使用的相同的参考标号。如图8A和图8B所示，充电壳体800可包括通过铰链115能够枢转地耦接到主体120的封盖110。充电壳体800可被设计成使得封盖110可在需要时由用户通过轻触而容易地打开，否则保持闭合。

在一些实施例中，铰链115可以是具有两种稳定状态的双稳态铰链，即打开状态和闭合状态。该双稳态铰链可具有中间位置，在该中间位置处其不拉动以打开或闭合封盖，但一旦封盖沿一个方向移动超过该中间位置，双稳态铰链就能够拉动封盖打开或拉动封盖闭合。此类双稳态设计可以提供愉悦的用户体验，并且用于确保封盖110可以容易地闭合以更好地保护存放在充电壳体100内的耳塞。

为了将封盖110保持在闭合位置，充电壳体800可包括封盖保持机构，该封盖保持机构包括设置在封盖110内的第一磁性元件812和设置在主体120内的第二磁性元件814。磁性元件812、814中的至少一者可以是磁体，而另一者可以是金属或由磁性材料或第二磁体制成的类似元件。磁性元件812和814可沿着充电壳体的与铰链115相对的前部定位，并且彼此对准，使得当封盖110闭合时，在两个元件812、814之间生成磁场，该磁场将该两个元件彼此吸引并且将封盖110固定在闭合位置。

当铰链115为双稳态铰链时，充电壳体800还可包括邻近铰链115定位的第二组磁性元件，该第二组磁性元件包括设置在封盖110内的磁性元件822和设置在主体120内的磁性元件824。磁性元件822和824均可为磁体并且可被取向成使得它们彼此排斥。磁性元件812、814、822和824可被取向和选择以形成封盖110的偏心构型，其中封盖在处于闭合位置时处于第一稳定位置(图8A所示)，并且在处于打开位置时处于第二稳定位置(图8B所示)，但在闭合位置和打开位置之间时处于不稳定位置。在一些实施例中，当封盖110从打开位置转变到闭合位置时，这可通过一对磁性元件812、814之间的吸引力超过一对磁性元件822、824的排斥力来实现。

根据本公开的实施例，当封盖处于闭合位置时保持封盖110关闭的封盖保持机构可以是包括至少一个电磁体的动态封盖保持机构。例如，磁性元件812或814中的至少一个磁性元件可以是可响应于由控制器320生成的触发信号而被激活以增加元件812和814之间的磁力的电磁体，如上所述。作为一个具体示例，磁性元件814可包括电磁体。因此，在跌落事件期间，在充电壳体内的控制器诸如控制器320(图8A或图8B中未示出)可使用上述任何技术检测跌落事件(或检测充电壳体在跌落事件期间何时撞击物体，例如地板)。在检测到此类事件时，控制器可生成触发信号，该触发信号通过围绕磁性元件814的磁性绕组发送相对较强的电流，从而在两个磁性元件812、814之间产生磁场，该磁场足够强以在跌落事件和/或其相关联的撞击事件期间保持封盖110在主体上闭合。在一些实施例中，仅当检测到如上文相对于方法600所述并且在图7B中以图形方式示出那样的撞击事件时，电流才可瞬时脉冲式施加到电磁体(例如，施加5毫秒、10毫秒或20毫秒)。

在一些实施例中，除电磁体之外，封盖保持部件814还可包括永磁体。该永磁体可产生第一磁场，该第一磁场作用于封盖保持部件812并且足够强以在正常使用期间(例如，当封盖被用户关闭时)将封盖固定到主体。然而，该第一磁场可能不够强到足以在某些硬体撞击事件(诸如从五或六英尺跌落到硬质表面上)期间将封盖110固定到主体120。为了防止封盖在此类事件期间打开，磁性部件814的电磁体部分(其可为卷绕在永磁体周围的线圈)可在跌落事件期间由控制器动态地激活，以通过向第一磁场添加第二磁场达预先确定的时间量来瞬间增加施加在保持部件302上的封盖吸引力。该第二磁场可通过从充电壳体内的电池(例如，电池314)汲取相对较高的电流并在控制器的控制下通过围绕封盖保持磁体的磁性绕组供应电流来生成。此类实施例提供了用于在跌落事件期间锁定封盖的相对简单、稳态和低成本的方法。在一些实施例中，电磁体可以在整个跌落事件时间期间(例如，如图7A所示的时段700)被激活。然而，在一些其他实施例中，为了节省电池314内的能量，当检测到如图7B中的时间段710所示的硬体撞击时，电磁体可被瞬时施加脉冲达短暂时刻(例如，5毫秒、10毫秒或20毫秒)。

2)机械闩锁

图9A是根据一些实施例的充电壳体900的简化剖视图，并且图9B是充电壳体900的简化局部透视图。充电壳体900可为上文所讨论的充电壳体100的具体实施，并且为了避免重复，与上文相对于本文所述的其他充电壳体所讨论的那些元件类似的充电壳体900的各种元件用相同的参考标号来标记。

如图9A和图9B所示，充电壳体900可包括封盖保持机构，该封盖保持机构包括位于封盖110中的第一部件912和位于主体120中的第二部件914。部件912、914中的一个部件可以是机械闩锁，并且另一部件可以是该机械闩锁可闩锁到其上以将两个部件912、914固定在一起的特征部(例如，钩或凹部)。例如，部件914可为机械闩锁，该机械闩锁可响应于由控制器320生成的触发信号而闩锁到部件912上，该部件可为凹部或钩并且将封盖110锁定到主体120。这样，在闩锁914与部件912接合时，闩锁914可物理地阻挡或以其他方式防止封盖110打开。在一些实施例中，激活闩锁914可以是与如上所述激活一个或多个电磁体相比需要更少电流(并因此需要更少的电池电力)的一次性事件。然而，机械闩锁的响应时间可略慢于电磁体的响应时间，因此在一些实施例中，一旦检测到自由下落，闩锁914就可被触发，并且可保持在如图7A中的时间段700所示的闩锁(锁定)状态，直到控制器检测到跌落事件完成或确定自由下落事件是错误触发。

图9C为包括机械闩锁914的充电壳体(诸如壳体900)的一小部分的简化剖视图，该机械闩锁可响应于触发信号而从主体120的侧壁920部分释放并闩锁到形成于封盖110的侧壁910中的凹口(第一部件)912上。图9C示出了处于激活位置的闩锁914，使得该闩锁与第一部件912接合以将封盖110固定在锁定位置。图9C所示的实施例仅仅是根据本公开的实施例的可结合到充电壳体中的机械闩锁机构的一个例示性示例。本公开的实施例不限于此一个具体示例，并且本领域的普通技术人员将认识到可基于本文的公开内容在跌落或撞击事件期间锁定封盖110的机械闩锁的许多其他具体实施。

3)锁定铰链

根据本公开的充电壳体的一些实施例可包括铰链，该铰链可响应于触发信号而被锁定以确保封盖在跌落事件或类似事件期间保持闭合。根据一些实施例的锁定铰链设计的一个非限制性示例在图10A中示出，该图是根据一些实施例的充电壳体1000的简化剖视图。充电壳体1000包括通过铰链1015能够枢转地耦接到主体120的封盖110。铰链1015可以是弹簧激活铰链，该弹簧激活铰链可以提供与上述类似的封盖的双稳态操作。例如，铰链1015可具有闭合位置(如图10A所示)和打开位置(如图10C所示)，在闭合位置，封盖110覆盖主体120的耳塞接收区域，在打开位置，封盖110从主体120能够枢转地移位到允许耳塞从充电壳体1000中移除的位置。在图10A的扩展视图部分中更详细地示出了弹簧致动的偏心机构1030。如图所示，封盖110包括延伸部1032，该延伸部附接到封盖并且设置在远离封盖的可枢转接合部1034的相对侧上。因此，当封盖110围绕可枢转接合部1034旋转时，延伸部1032也围绕该可枢转接合部旋转。延伸部1032可具有与弹簧加载臂1036接触的倒圆的远侧端部，使得当封盖随后被推动到打开位置(图10C所示)时，封盖抵抗从打开位置到闭合位置的旋转，直到封盖移动超过偏心位置(图10B所示)。弹簧加载臂1036可在第一端部处附接到第二可枢转接合部1038并且在其相对端部处具有倒圆的远侧末端。扭转弹簧(未示出)可向弹簧加载臂1036施加旋转力，该旋转力抵抗封盖从闭合位置朝向打开位置转变。

根据本公开的一些实施例，铰链1015可包括一个或多个锁定机构1040，该一个或多个锁定机构可由控制器320响应于检测到充电壳体1000处于自由下落状态或发生硬体撞击事件而激活。例如，在一些实施例中，锁定机构1040可以是电磁制动器，该电磁制动器在延伸部1032或弹簧臂1036中的一者或两者上施加力以防止那些部件中的任一者或两者围绕可枢转接合部1034、1038枢转，这继而可以防止封盖在跌落事件期间打开。在其他实施例中，锁定机构1040可包括下述中的任何一者或多者以防止封盖110打开：可枢转接头1034、1038中的一者或两者可响应于可有意地约束铰链1015的触发信号而暂时改变形状(例如，电激活的形状记忆合金)；铰链1015可包括铁磁流体，该铁磁流体响应于触发信号而改变粘度以在铰链上施加附加摩擦力。

4)电磁耳塞锁定

现在参考图11，其为根据本公开的一些实施例的充电壳体1100的简化剖视图。充电壳体1100可为充电壳体100的具体实施，并且为了便于讨论，图11包括与在参考上文相对于充电壳体100所述的元件的情况下图1至图2中所使用的相同的参考标号。如图11所示，充电壳体1100可包括通过铰链115能够枢转地耦接到主体120的封盖110。充电壳体1100和本文所公开的所有充电壳体可被设计成使得封盖110可在需要时由用户通过轻触而容易地打开，否则保持闭合。

虽然未在图1或图2中示出，但根据本公开的各种实施例的充电壳体可包括位于该充电壳体的主体120内的一个或多个磁体，该一个或多个磁体与耳塞140、160中的每个耳塞中的磁性元件配合以将耳塞磁性地固定在形成于主体120内的其相应凹槽或腔内。例如，如果在封盖110打开的情况下将壳体倒置，则此类磁体可以使耳塞140、160保持在充电壳体中。然而，磁体可能不够强到足以确保耳塞在跌落事件期间保持在充电壳体中。

充电壳体1100可包括动态耳塞保持机构，该动态耳塞保持机构将耳塞固定在充电壳体内，使得耳塞在事件期间不被无意中移出。在充电壳体1100中采用的动态耳塞保护机构可以是一个或多个电磁体，该一个或多个电磁体可以由控制器320经由触发信号激活，以增加将耳塞140、160保持在壳体1100中的磁力。例如，充电壳体1100可包括分别与耳塞140、160的一部分对准和/或布置在该两个耳塞的一部分周围的第一电磁体1102和第二电磁体1104。电磁体1102、1104可以策略性地放置在充电壳体1100内，使得当被激活时磁体生成吸引每个耳塞内的磁性元件(例如，磁体、由磁性金属制成的耳塞的磁性材料板和/或特征部，诸如电接触部)的磁场，这些磁性元件诸如耳塞140中的磁性元件1112和耳塞160中的磁性元件1114。所生成的磁场可以使将耳塞保持在其凹槽内的初始磁场增大或以其他方式增加到将耳塞有效地锁定在凹槽内的水平，使得即使封盖110在跌落事件期间是打开的，耳塞也不在该事件期间被移出。

因此，在跌落事件期间，充电壳体1100内的控制器诸如控制器320(图11中未示出)可使用上述任一种技术来检测(或检测硬体撞击事件)。在检测到此类事件时，控制器可以生成触发信号，该触发信号通过围绕电磁体1102和1104的磁性绕组发送相对较强的电流，从而在电磁体1102和磁性元件1112之间产生第一磁场，并在电磁体1104和磁性元件1114之间产生第二磁场。在一些实施例中，仅当检测到如上文相对于方法600所述并且在图7B中以图形方式示出那样的撞击事件时，电流才可瞬时脉冲式施加到电磁体1102和1104。

虽然图11将电磁体1102和1104描绘为分别环绕耳塞140、160的杆部142和162的底部部分，但本公开的实施例不限于电磁体的任何特定位置或布置。例如，在一些实施例中，单个电磁体可被定位在两个耳塞140、160之间，该单个电磁体在被激活时产生足够强的磁场以在跌落事件期间与耳塞内的磁性元件相互作用并将两个耳塞固定在充电壳体内。在其他实施例中，电磁体1102和1104可被定位在耳塞140、160的扬声器部分附近，并且可例如产生磁场，该磁场吸引每个耳塞的扬声器磁体以将耳塞固定在充电壳体内。电磁体的许多其他位置和/或布置是可能的。

5)机械耳塞锁定

在另外的实施例中，将耳塞固定在充电壳体内的动态耳塞保持机构可以是抓取耳塞或以其他方式在耳塞上施加力以确保耳塞在跌落事件期间不从充电壳体中移出的机械机构。图12A和图12B是根据本公开的一些实施例的充电壳体1200的简化剖视图。充电壳体1200可为充电壳体100的具体实施，并且为了便于讨论，图12A和图12B包括与在参考上文相对于充电壳体100所述的元件的情况下图1至图2中所使用的相同的参考标号。

如图12A和图12B所示，充电壳体1200可包括通过铰链115能够枢转地耦接到主体120的封盖110。充电壳体1200还可以包括动态耳塞保持机构1202。图12A示出了动态耳塞保持机构1202处于释放或非活动状态的充电壳体1200，而图12B示出了动态耳塞保持机构1202处于接合或活动状态的充电壳体1200。

动态耳塞保持机构1202可以包括可响应于由控制器320生成的触发信号而被激活以与耳塞140、160中的每个耳塞的外壳接合的元件。例如，在一些实施例中，动态耳塞保持机构可以是弹簧激活臂或指状部，该弹簧激活臂或指状部在正常操作期间折叠到充电壳体中，使得该臂或指状部不阻挡耳塞140、160配合到其中的凹槽，并且在充电壳体内甚至可能不容易被看到。然而，如果控制器320检测到跌落事件或撞击事件，则控制器可以生成触发信号，该触发信号激活耳塞保持机构1202使其延伸出其通常驻留在将耳塞140、160固定在充电壳体内的凹槽或腔中的位置。当被激活时，耳塞保持机构1202可以压靠每个耳塞的外壳，如图12B所示。在一些实施例中，耳塞保持机构1202可以使通过其对耳塞的一部分进行设置的凹槽或腔的开口变窄，从而物理地防止耳塞从充电壳体移出，直到耳塞保持机构被停用。在一些实施例中，耳塞保持机构1202可以在相应的耳塞140、160上施加力1204、1206，将耳塞压靠在每个耳塞被保持于其中的凹槽或腔的内壁上，从而在耳塞和充电壳体的外壳之间产生足够的摩擦力，以在跌落事件期间将耳塞固定在充电壳体内。

图12A和图12B所示的实施例仅仅是根据本公开的实施例的可结合到充电壳体中的机械耳塞保持机构的一个例示性示例。本公开的实施例不限于此一个具体示例，并且本领域的普通技术人员将认识到可基于本文的公开内容在跌落或撞击事件期间将耳塞固定在其存放和充电壳体内的机械耳塞保持机构的许多其他具体实施。

空间相关术语，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”等可用于描述一个元件和/或特征与另一个元件和/或另一个特征的关系，如例如在图中例示的。应当理解，空间相关术语旨在涵盖除了在图中所描绘的取向之外设备在使用和/或操作中的不同取向。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征部“下方”和/或“之下”的元件将被取向成在其他元件或特征部“上方”。设备可以其他方式取向(例如，旋转90度或在其他的取向处)，并且在本文中使用的空间相关描述符被相应地解释。

为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节即可实践所述实施例。例如，虽然上述本发明的实施例的若干具体示例使用来自加速度计的测量值来确定充电壳体何时处于自由下落状态或其何时经历剧烈的撞击事件，但本发明不限于分析来自加速度计的数据来确定此类情况。在其他实施例中，可采用其他类型的传感器，因此控制器可依赖于其他数据值和其他类型的数据进行此类确定。在一些具体实施例中，加速度数据和旋转数据均可用于预测或检测自由下落事件或硬体撞击事件。

又如，虽然将上述包括电磁体在内的若干实施例描述为可由控制器激活以固定充电壳体的封盖和/或将耳塞固定在充电壳体内的元件，但其他实施例可采用电永磁体而不是电磁体。电永磁体可由触发信号激活，并且一旦被激活，便可提供永久磁力直到其被停用。因此，一些实施例在撞击事件期间脉冲式施加电流以对电磁体瞬时充电，如图7B所示，而在其他实施例中，电永磁体也可以与电磁体类似的布置方式使用，但可以在预测或检测到自由下落时被激活，然后在控制器确定跌落事件结束或为错误事件之后被停用，如图7A所示。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施例的前述描述。它们并非意在穷举或将实施例限制到所公开的精确形式。另外，虽然上文公开了本发明的不同实施例，但特定实施例的具体细节可在不脱离本发明的实施例的实质和范围的情况下以任何合适的方式相结合。另外，对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可行的。

最后，众所周知，使用个人识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

Claims (20)

1.一种用于便携式聆听设备的充电壳体，所述充电壳体包括：

主体，所述主体限定用于存放所述便携式聆听设备的凹陷部；

封盖，所述封盖能够操作地耦接到所述主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在所述闭合位置，所述封盖在覆盖所述便携式聆听设备的所述凹陷部上方对准，所述打开位置允许用户从所述主体中移除所述便携式聆听设备；

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器生成传感器数据；

控制器，所述控制器被耦接以接收来自所述一个或多个传感器的所述传感器数据，所述控制器能够操作以：(i)检测能够导致所述便携式聆听设备从所述充电壳体移出的事件，以及(ii)响应于检测到所述事件而生成触发信号；和

便携式聆听设备保护机构，所述便携式聆听设备保护机构响应于所述触发信号并且能够操作以将所述便携式聆听设备保持在所述充电壳体内。

2.根据权利要求1所述的充电壳体，其中所述控制器能够操作以检测所述充电壳体何时处于自由下落状态。

3.根据权利要求2所述的充电壳体，其中所述触发信号激活所述便携式聆听设备保护机构并且所述便携式聆听设备保护机构保持被激活直到所述控制器检测到导致所述自由下落的跌落事件结束。

4.根据权利要求1所述的充电壳体，其中所述控制器能够操作以检测所述充电壳体何时经受撞击事件。

5.根据权利要求4所述的充电壳体，其中所述触发信号在预先确定的时间段内瞬间激活所述便携式聆听设备保护机构。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充电壳体，其中所述便携式聆听设备保护机构能够操作以在所述事件期间将所述封盖锁定到所述主体。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的充电壳体，其中所述便携式聆听设备保护机构能够操作以在所述便携式聆听设备上施加力以在所述事件期间将所述便携式聆听设备固定在所述凹陷部内。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的充电壳体，其中所述便携式聆听设备包括一对耳塞，并且所述凹陷部包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的尺寸和形状被设定成容纳所述一对耳塞中的左耳塞，所述第二凹槽的尺寸和形状被设定成容纳所述一对耳塞中的右耳塞。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的充电壳体，其中所述便携式聆听设备保护机构包括以下中的一者或多者：电磁体、电永磁体、机械闩锁或锁定铰链。

10.一种用于一对耳塞的充电壳体，所述充电壳体包括：

主体，所述主体具有被配置为接收所述一对耳塞的一个或多个凹槽；

封盖，所述封盖附接到所述主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在所述闭合位置，所述封盖在覆盖所述一对耳塞的所述一个或多个凹槽上方对准，所述打开位置允许用户从所述主体中移除所述一对耳塞；

运动传感器，所述运动传感器生成运动传感器数据；

控制器，所述控制器被耦接以接收来自所述运动传感器的所述传感器数据，所述控制器能够操作以至少部分地基于所述运动传感器数据来检测所述充电壳体何时处于自由下落状态，并且响应于检测到所述充电壳体处于自由下落状态而生成触发信号；和

耳塞保护机构，所述耳塞保护机构响应于所述触发信号并且能够操作以将所述一对耳塞保持在所述充电壳体内。

11.根据权利要求10所述的充电壳体，其中所述耳塞保护机构是动态封盖保持机构，所述动态封盖保持机构被配置为在所述自由下落事件期间将所述封盖锁定到所述主体。

12.根据权利要求11所述的充电壳体，其中所述动态封盖保持机构包括机械闩锁。

13.根据权利要求11所述的充电壳体，其中所述动态封盖保持机构包括锁定铰链。

14.根据权利要求10所述的充电壳体，其中所述耳塞保护机构是动态耳塞保持机构，所述动态耳塞保持机构被配置为在所述自由下落事件期间在所述一对耳塞中的所述耳塞中的每个耳塞上施加力以将所述耳塞固定在腔内。

15.根据权利要求14所述的充电壳体，其中所述动态耳塞保持机构包括弹簧激活的机械部件。

16.一种用于一对耳塞的充电壳体，所述充电壳体包括：

主体，所述主体具有被配置为接收所述一对耳塞的一个或多个腔；

封盖，所述封盖附接到所述主体并且能够在闭合位置和打开位置之间操作，在所述闭合位置，所述封盖在覆盖所述一对耳塞的所述一个或多个腔上方对准，所述打开位置允许用户从所述主体中移除所述一对耳塞；

传感器，所述传感器生成传感器数据；

控制器，所述控制器被耦接以接收来自所述传感器的所述传感器数据并且能够操作以至少部分地基于所述传感器数据来检测所述充电壳体何时遭受撞击事件，并且响应于检测到所述撞击事件而生成触发信号；

耳塞保护机构，所述耳塞保护机构响应于所述触发信号并且能够操作以将所述一对耳塞保持在所述充电壳体内。

17.根据权利要求16所述的充电壳体，其中所述耳塞保护机构是动态封盖保持机构，所述动态封盖保持机构被配置为响应于所述触发信号而锁定所述封盖。

18.根据权利要求17所述的充电壳体，其中所述动态封盖保持机构包括电磁体。

19.根据权利要求16所述的充电壳体，其中所述耳塞保护机构是动态耳塞保持机构，所述动态耳塞保持机构被配置为响应于所述触发信号在所述一对耳塞中的每个耳塞上施加力以在所述撞击事件期间将所述耳塞固定在所述腔内。

20.根据权利要求19所述的充电壳体，其中所述动态耳塞保持机构包括电磁体。

Images