CN211880552U - 智能音箱 - Google Patents

Abstract

公开了一种改进的智能音箱，包括：箱体，内部形成有容置空间；按键结构，连接至处理电路并且至少部分设于所述箱体的外表面；主板结构，设于所述箱体的内部，所述主板结构上安装有处理电路；音腔结构，设于所述箱体的内部，所述音腔结构连接至所述处理电路并且包括具有一对平行边的喇叭。该智能音箱选用具有平行边的喇叭，以解决圆形喇叭在小型化设计中性能与紧凑性无法同时满足的问题。

Description

智能音箱

技术领域

本实用新型涉及音箱技术领域，尤其涉及一种智能音箱。

背景技术

音乐是人们精神享受的重要组成部分。随着科技的发展，能播放音频文件的终端越来越多，如音箱、手机、电脑、MP3等。在这其中，音箱指可将音频信号变换为声音的设备，其通常需要经由喇叭结构将电能转换成相应的声能，并辐射至空间。

智能音箱近些年来发展迅猛，是一种具有集成虚拟助手的无线音箱和语音命令设备，人们通过语音指令使用智能音箱，如可以要求智能音箱播放音乐、播报天气、设定闹钟等。一些智能音箱还能集成Wi-Fi、蓝牙及其他无线协议标准的连接，以增加音频播放之外的用途，例如通过语音控制智慧家庭设备。

随着人们生活水平的不断提高，现有的智能音箱也在不断地朝着智能化、紧凑化、便携化的方向发展，以满足用户的需求。

实用新型内容

为了在智能音箱小型化和智能化的同时，尽可能地确保其音质效果，本申请提出了一种改进的智能音箱。该智能音箱选用具有平行边的喇叭，以解决圆形喇叭在小型化设计中性能与紧凑性无法兼得的问题。

根据本申请的一个方面，提出了一种智能音箱，其特征在于，包括：箱体，内部形成有容置空间；按键结构，连接至处理电路并且至少部分设于所述箱体的外表面；主板结构，设于所述箱体的内部，所述主板结构上安装有处理电路；音腔结构，设于所述箱体的内部，所述音腔结构连接至所述处理电路并且包括具有一对平行边的喇叭。

该音腔结构尤其适于包括跑道型喇叭，从而与长方体的箱体结构适配，在确保紧凑性的同时尽可能提升智能音箱的音质效果。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了智能音箱面对小型化需求时所面临的问题。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的智能音箱的结构装配图。

图3示出了本实用新型的智能音箱中采用的跑道型喇叭的一个例子。

图4示出了图3所示跑道型喇叭的截面图。

图5示出了跑道型喇叭工作时折环表面的应力分布示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

智能音箱是一种具有集成虚拟助手的无线音箱和语音命令设备，人们通过语音指令使用智能音箱，如可以要求智能音箱播放音乐、播报天气、设定闹钟等。一些智能音箱还能集成Wi-Fi、蓝牙及其他无线协议标准的连接，以增加音频播放之外的用途，例如通过语音控制智慧家庭设备。随着人们生活水平的不断提高，现有的智能音箱也在不断地朝着智能化、紧凑化、便携化的方向发展，以满足用户的需求。

然而，智能音箱在满足如上小型化和智能化需求时，仍然存在确保音效的需求。出于音效的考虑，扬声器尺寸自然是越大越好。通常大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现。在现有技术中，智能音箱通常使用圆形喇叭来进行声音输入。图1示出了智能音箱面对小型化需求时所面临的问题。如图1所示，在音箱外壳1(小圆孔为出音孔)具有矩形设计时，虽然在左右两侧仍然存在大量的可用面积，但受制于喇叭2的圆形，无法在满足声学质量(与圆形喇叭2的大小相关)的同时，实现小型化的扁平设计。

为了在智能音箱小型化和智能化的同时，尽可能地确保其音质效果，本实用新型提出了一种改进的智能音箱。该智能音箱选用具有平行边的喇叭，以解决圆形喇叭在小型化设计中性能与紧凑型无法兼得的问题。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的智能音箱的结构装配图。如图所示，智能音箱可以包括箱体10、音腔结构20、按键结构30和主板结构40。

箱体10的内部可以形成有容置空间。即箱体10的内部至少部分区域为中空结构。这样音腔结构20可以设置于箱体10的内部。其中，音腔结构20包括具有一对平行边的喇叭21，并且主要用于实现音频信息的播放，例如，包括语音交互内容。在这里，箱体10的外形结构、尺寸和材质在本申请中并不限制。例如，在某些实施例中，箱体10可采用金属材料制成。这样可以增加智能音箱的整体重量，有利于降低播放音乐时产生的整机震动，从而减小音箱共振对音质的影响。而在其他实施例中，箱体10可采用塑料材料制成，以进一步实现轻量化。此时，播放音乐时产生的整机震动可以通过减震层的设置来消减，例如，在音腔结构20下部与箱体10底面之间设置脚垫层(图中未示出)。箱体10优选具有扁平化外形，例如图中示出的长方体形状。音箱的宽度要大于宽度，以配合本实用新型中喇叭21 的平行边长度。

按键结构30连接至主板结构30上安装的处理电路(例如，通过柔性线缆，图中未示出)并且至少部分设于所述箱体的外表面。箱体10内还可以包括主板结构30。主板结构30上的处理电路同样与音腔结构20相连(例如，通过柔性线缆，图中未示出)。

为了实现对智能音箱的多种控制方式，箱体1的外表面还可以设置有按键按钮。按键按钮可以形成在按键结构30上。其中，按键结构30可以设置于箱体10的内部。同时。箱体10在对应按键按钮的位置处可以开设有开口。这样，按键结构30上的按键按钮可以穿过开口，从而显露在箱体 10的外表面，由此方便用户通过操作按键结构30上不同的按键按钮，也可以完成相应的控制功能。为了方便操作，按键结构30的按键按钮可以设于所述箱体的顶面。如图2所示，箱体10的顶部可以具有三个开口13，按键结构30上的三个按键在装配完成后可以穿过开口13以供用户操作。例如，中间较大的按键可以是开关机键。长按开关机键可以实现开关功能，短按开关机键可以实现暂停和播放功能。按压左侧的按键按钮，可以减小智能音箱的播放音量。而如按压右侧的按键按钮，可以增大智能音箱的播放音量。需要说明的是，按键按钮的设置位置、形状结构、操作方式(如按压、旋转或拨动等)以及对应的控制功能等在本申请中并不限制。

箱体1的内部还可以设置有麦克风结构，例如，麦克风结构可以设置在主板结构40上并用于采集音频输入(例如，示出为主板结构40的一部分)。麦克风结构可以是通过固定件固定在主板结构上的麦克风板。麦克风板上可以安装有麦克风阵列。其中，麦克风阵列中可以包括至少一个麦克风(Microphone，简称mic)，用于接收语音信息。相应地，箱体10的顶部还可以包括多个小型开孔12，以方便麦克风阵列进行拾音。这样，用户可以与智能音箱进行语音交互，以实现相应的控制。从而可以提高操作的便捷性，提升用户体验。

设置有麦克风板的主板结构40可以位于音腔结构20和按键结构30之间。此时，主板结构40的边缘可以包裹有减震材料，例如，在其左右两侧，或在其四缘都进行包裹。进一步地，在音腔结构20和主板结构40之间可以设置有减震材料，由此可以降低音腔传导至麦克风阵列所在区域的震动。且按键结构30的至少部分区域也可以采用减震材料制成。这样可以缓冲吸收智能音箱在播放音乐时产生的整机震动。这样也有助于降低整机共振对音质的影响，改善音箱的音质效果。将包括麦克风板的主板结构40夹持在按键面板30与减震材料之间，有助于改善麦克风阵列的密封性。其中，减震材料可以包括但不限于以下至少一种：泡棉、无纺布、珍珠棉、橡胶或软胶等。在这里，可以采用胶粘、嵌合等方式，以将减震材料与各结构固定。

为了实现智能音箱的交互功能，设计者可以根据智能音箱的功能需求，在主板结构40上设计各种控制电路，并存储有相应的控制程序。例如主板结构40上可以设置有无线通信部件，例如是采用各种无线通信技术的电子器件。其中，无线通信技术可以包括但不限于蓝牙、WiFi、红外等。由此，智能音箱可以通过无线通信部件，从云服务器和/或用户所使用的终端(如手机、平板电脑等)来获取所需播放的音频文件等信息，并基于云端的强大计算能力实现与用户的实时语音交互。

可选地，由于主板结构40在运行过程中会产生热量，所以可以在主板结构40的表面贴附有散热片，例如，在主板结构40的下部。由此，可以将主板结构产生的热量有效地扩散至周围环境中，从而保证控制主板的正常运行，延长智能音箱的使用寿命。

虽然未在图中示出，但在本申请的优选实施例中，箱体10的外表面还可以设置有显示屏，用于向用户显示信息。例如在智能音箱播放音乐时，显示音乐的内容和播放进度；或是随音律变化的动态画面等。为了丰富智能音箱的控制方式，显示屏优选实现为触摸屏，以方便用户通过在触摸屏上执行有关操作，如点击、滑动等，实现对智能音箱的控制。由此提供的智能音箱，不仅可以实现语音交互和音频文件的播放功能，还可以通过显示屏向用户展示信息。这样可以丰富智能音箱的功能，有助于提高用户体验。

可以理解的是，为了便于智能音箱的组装生产，箱体10可以包括前箱盖和后箱体。如图2所示，前箱盖11一般是指箱体10中朝向用户的部分；而后箱体一般是指箱体中背离用户的部分(图中直接标记为10)。通常在摆放智能音箱时，前箱盖11会面向用户。此时，为了可以将智能音箱的其他部件(如音腔结构、麦克风板等)放置在箱体10的内部，后箱体在朝向前箱盖11的端面上可以形成有容置腔。

为了可以将喇叭21产生的声音传播给用户，前箱盖11在对应音腔结构20的位置处可以形成出音孔，并且在对应于出音孔的位置处设置有滤网。滤网可以通过支架等结构固定在前箱盖11内层。如图所示，在喇叭实现为具有一对平行边的喇叭21时，喇叭21的面积可以占据前箱盖11的很大一部分。优选地，所述箱体的前表面面积可以与容纳所述跑道型喇叭的矩形边框的的面积大致相等。此时，可以如图2的部件11所示，将出音孔布置在所述前箱盖的整个表面上，以方便声音的传播。

前箱盖和后箱体可以通过各种常用的连接方式实现固定连接，如螺纹连接、扣合连接等。例如，前箱盖和后箱体可以通过卡接固定，并通过胶接更为紧密贴合的合为一体。在其他实施例中，可以在前箱盖顶部和底部可以分别开设有固定孔，且后箱体的凹槽内对应固定孔的位置处形成有螺纹孔。由此，在前箱盖和后箱体扣合后，可以将螺钉穿过固定孔拧入螺纹孔，从而实现两者的固定连接。

类似地，在图示的各个部件之间，也可以通过例如紧固螺钉进行固定连接。例如，螺钉连接喇叭和音腔腔体，螺钉连接按钮结构30、主板结构 40和音腔结构20等。

如图所示，喇叭21、按钮结构30、主板结构40和音腔结构20均开设有用于螺纹固定的固定孔。在紧固螺钉穿过各固定孔拧入螺纹孔后，可以将各个结构固定在后箱体上。在实现密封和减震作用的同时，可以有助于简化智能音箱的设计结构。

如图所示，音腔结构20以喇叭21的一对平行边平行于底面的方式布置在箱体10内部。虽然图中未示出，但音腔结构20还可以包括专门的固定件，例如，用于将喇叭21固定至音腔结构20上的固定件。该固定件可以是一个用于封闭音腔结构20的前盖，其上设置有与喇叭21的外缘矩形形状相配合的开口，用于将喇叭21布置在例如音腔结构20的正中。例如，容纳喇叭的矩形边框四角设有螺钉孔，用于将所述喇叭经由螺钉连接固定在所述音腔结构内。该矩形边框可以同时用作封闭音腔结构20的前盖。

在此，箱体10的前表面与底面垂直，并且喇叭21面朝所述前表面设置。换句话说，在箱体10呈现例如近似长方体的外形时，喇叭21的截面 (例如，如下所述的跑道型截面)保持与箱体10底面的垂直以及与前表面的平行。具体地，音腔结构20可以从顶面、底面和背面经由减震层或其他固定结构与后箱体的顶面、底面和背面相抵，以保证音箱整体结构的稳定性和牢固性。例如图2所示，音腔结构20可以包括水平设置的喇叭21。喇叭21朝向前箱盖11的端面具有一对平行边，该平行边的跨度可以接近前箱盖11的高度，例如，与前箱盖11的上下缘相抵，由此充分利用前箱盖11的面积。在一个实施例中，喇叭21之后，还可以设置无源辐射器。该无源辐射器在图2中示出为音腔结构20的一部分，并与所述喇叭一并用于将所述处理电路输出的电信号转化为音频信号播放。

优选地，喇叭21可以是具有一对平行边和一对环形边的跑道型喇叭。图3示出了本实用新型的智能音箱中采用的跑道型喇叭的一个例子。如图 3所示，不同于常规的圆形喇叭，跑道型喇叭可以具有由一对平行边和一对环形边所组成的跑道型形状，以便在满足喇叭的声学需求的同时，尽可能地利用扁平型音箱的矩形前表面。如图所示，容纳所述跑道型喇叭的矩形边框213的面积可以与箱体的前表面面积大致相等。矩形边框213四角上的螺纹孔可以与音腔结构四角上的固定孔相配合，以固定至音腔结构。作为替换或者附加，矩形边框213四角上的螺纹孔甚至可以与前箱盖11四角上的固定孔相配合，以最大化地利用箱体的前表面进行声音输出。

图3示出的跑道型喇叭也属于锥形扬声器的一种。沿着图3中的虚线 AA’可以得到喇叭21的截面。图4示出了图3所示跑道型喇叭的截面图。如图4所示，跑道型喇叭21也具有锥形振膜214。折环(Edge)211是喇叭21不可缺少的部分，可以支持和保持振膜的移动，使振膜能沿轴向方向自由振动，并限制振膜的不能横向移动。折环的形状有多种，图3和图4 中示出了半圆环式折环。如图3所示，折环211的环形边上设置有多个凸起212，用于提升上下振动时系统的稳定性。

另外，相比于同等高度的圆形喇叭，跑道型喇叭对单体失真具有更高的要求，这样才能避免大冲程时，跑道型喇叭由于长宽差异而出现摇摆和异音。图5示出了跑道型喇叭工作时折环表面的应力分布示意图。如图5 所示，折环的环形边上具有更高的应力。为此，需要增加折环在更高应力部分的宽度，即，跑道型喇叭21可以具有环形边加宽的折环，以满足跑道型喇叭对单体失真的要求。

进一步地，还可以通过调整F0来进一步优化单体失真。F0是顺性系统和重量系统的谐振点。顺性系统由折环，弹波硬度决定。可以通过增加弹波硬度可以提高F0，使单体在工作时更稳定。为此，图4所示的弹波结构215可以使用高硬度材料制成。

跑道型喇叭的振动面积等于环形区域的两个半圆形面积加上平行边区域矩形的面积。换句话说，平行边的长度越短，形状上越接近圆形喇叭。随着平行边长度的增加，会产生越来越大的高频失真，上述失真可以通过均衡器(EQ)的高频补偿改善。为此，主板上的处理电路可以包括均衡器。均衡器可以根据平行边和环形边直径的长度比值补偿所述喇叭的高频性能。

为了使智能音箱的外观显得更加精致、美观，箱体10可以采用双料注塑工艺制成。双料注塑一般指采用两种不同材质的材料或两种不同颜色的材料进行注塑。例如，后箱体10的里层可以采用非透明材料(如白色塑料)，而外层122可以采用透明材料。再例如，后箱体10的里层可以为硬胶材料，且后箱体10的至少部分外表面可以为软胶或硅胶。由此可以保证箱体的支撑强度，同时使箱体具有较好的触摸手感。后箱体10的底部还可以作为或布置有智能音箱的脚垫，从而可以进一步地减少音箱工作时产生的震动。按键结构30中除按键按钮外的部分可以都由软胶或硅胶等减震材料制成，以进一步降低整体震动。

可以理解的是，本申请实施例中的智能音箱，在实现外形小型化和扁平化的同时，保证音箱的音效质量。

对于上述各实施例中的智能音箱，箱体10的内部还可以设置有电源部件和可选的配重块。电源部件可以给智能音箱提供稳定的电源。而配重块可以增加智能音箱的整体重量，改善共振问题。

为了进一步地丰富智能音箱的功能，箱体上还可以设置有以下至少一种接口：电源接头、通用串行总线接口、耳机插口或存储卡插槽等。其中，电源接头可以用于连接电源。电源接头可以是生活中常用的两头或三头插头；也可以是磁吸充电头。此时的磁吸充电头不仅可以用于智能音箱充电，也可以用于其他电子设备(如手机)充电。通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口可以实现智能音箱与其它设备(如手机、电脑)的有线连接，以传输文件。耳机插口可以实现智能音箱与耳机的有线连接。耳机插口可以是USB接口，也可以是传统的耳机插孔。智能音箱也可以与耳机无线连接。存储卡插槽可以实现存储卡的读取识别。这样，用户可以利用存储卡向智能音箱传输信息。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (16)

1.一种智能音箱，其特征在于，包括：

箱体，内部形成有容置空间；

按键结构，连接至处理电路并且至少部分设于所述箱体的外表面；

主板结构，设于所述箱体的内部，所述主板结构上安装有处理电路；

音腔结构，设于所述箱体的内部，所述音腔结构连接至所述处理电路并且包括具有一对平行边的喇叭。

2.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述音腔结构以所述喇叭的所述一对平行边平行于底面的方式布置在所述箱体内部。

3.根据权利要求2所述的智能音箱，其特征在于，所述箱体的前表面与底面垂直，并且所述喇叭面朝所述前表面设置。

4.根据权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，所述箱体包括可拆分的前箱盖和后箱体，并且所述前箱盖设置有滤网以及多个出音孔。

5.根据权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，所述出音孔布置在所述前箱盖的整个表面上。

6.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述喇叭是具有一对平行边和一对环形边的跑道型喇叭。

7.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述跑道型喇叭具有环形边加宽的折环。

8.根据权利要求7所述的智能音箱，其特征在于，所述折环的环形边上设有多个凸起。

9.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述跑道型喇叭具有高硬度材料制成的弹波结构。

10.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述处理电路包括均衡器，所述均衡器根据所述平行边和所述环形边直径的长度比值补偿所述喇叭的高频性能。

11.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述箱体呈长方体形状，并且所述箱体的前表面面积与容纳所述跑道型喇叭的矩形边框的面积相等。

12.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，容纳所述喇叭的矩形边框四角设有螺钉孔，用于将所述喇叭经由螺钉连接固定在所述音腔结构内。

13.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述音腔结构包括：

无源辐射器，设置在所述音腔结构后方；

并且，所述喇叭设于所述无源辐射器前方，与所述无源辐射器一并用于将所述处理电路输出的电信号转化为音频信号播放。

14.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述按键结构的按键设于所述箱体的顶面。

15.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，还包括：

麦克风结构，设置在所述主板结构上并用于采集音频输入。

16.如权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述主板结构的边缘包裹有减震材料。

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