CN211930820U - 振动传感器和音频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种振动传感器和音频设备。其中，所述振动传感器包括：外壳，所述外壳设有容纳腔，所述容纳腔设有开口；麦克风组件，所述麦克风组件固接于所述外壳，并封堵所述开口；感应振膜，所述感应振膜可振动地设于所述容纳腔内；以及第一缓冲件，所述第一缓冲件设于所述容纳腔内，并连接于所述感应振膜。本实用新型的技术方案能够有效地防止感应振膜因振动幅度过大而造成损坏，从而保证振动传感器的可靠性。

Description

振动传感器和音频设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种振动传感器和音频设备。

背景技术

相关技术中，振动传感器包括振动感应装置及将振动转化为电信号的振动检测装置，振动感应装置具有感应振动的振膜，该振膜在接收到外部振动后进行谐振，从而产生谐振气波，振动检测装置通过检测谐振气波，将振动信号转换并输出，以实现振动传感的功能。但是在外部振动的振动幅度较大时，振膜的振动幅度同样较大，振膜容易损坏，造成振动传感器失效。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种振动传感器和音频设备，旨在有效地防止感应振膜因振动幅度过大而造成损坏，从而保证振动传感器的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出的振动传感器，包括：外壳，所述外壳设有容纳腔，所述容纳腔设有开口；麦克风组件，所述麦克风组件固接于所述外壳，并封堵所述开口；感应振膜，所述感应振膜可振动地设于所述容纳腔内；以及第一缓冲件，所述第一缓冲件设于所述容纳腔内，并连接于所述感应振膜。

可选地，所述第一缓冲件设置有至少两个，其中两个所述第一缓冲件分别设于所述感应振膜的相对两表面。

可选地，每一所述第一缓冲件均具有相对的两端，并均沿所述感应振膜的振动方向延伸设置；

其中一个所述第一缓冲件的一端连接于所述感应振膜，另一端连接于所述外壳的内壁；其中另一个所述第一缓冲件的一端连接于所述感应振膜，另一端连接于所述麦克风组件。

可选地，位于所述感应振膜同一表面的第一缓冲件设置有多个，多个所述第一缓冲件沿所述感应振膜的周向间隔分布，且多个所述第一缓冲件均连接于所述感应振膜。

可选地，所述第一缓冲件为缓冲弹簧，所述缓冲弹簧沿所述感应振膜的振动方向延伸设置，并连接于所述感应振膜。

可选地，所述振动传感器还包括质量块和第二缓冲件，所述质量块贴设于所述感应振膜背向所述麦克风组件的表面，所述第二缓冲件连接于所述质量块。

可选地，所述第二缓冲件具有相对的两端，并沿所述感应振膜的振动方向延伸设置，所述第二缓冲件的一端连接于所述质量块，另一端连接于所述外壳的内壁。

可选地，所述第二缓冲件设置有多个，多个所述第二缓冲件沿所述质量块的周向间隔分布，且多个所述第二缓冲件均连接于所述质量块。

可选地，所述麦克风组件包括：电路基板，所述电路基板固接于所述外壳，并封堵所述开口，所述电路基板开设有连通所述容纳腔的通声孔；麦克风芯片，所述麦克风芯片设于所述电路基板背向所述容纳腔的表面，并罩盖所述通声孔，所述麦克风芯片电性连接于所述电路基板；以及罩壳，所述罩壳罩设于所述电路基板背向所述容纳腔的表面，并与所述电路基板围合形成谐振腔，所述麦克风芯片位于所述谐振腔内。

本实用新型还提出了一种音频设备，所述音频设备包括振动传感器，所述振动传感器包括：外壳，所述外壳设有容纳腔，所述容纳腔设有开口；麦克风组件，所述麦克风组件固接于所述外壳，并封堵所述开口；感应振膜，所述感应振膜可振动地设于所述容纳腔内；以及第一缓冲件，所述第一缓冲件设于所述容纳腔内，并连接于所述感应振膜。

本实用新型的技术方案，通过将外壳与麦克风组件固定连接，以将外壳的容纳腔开口封堵，并在容纳腔内设置感应振膜和第一缓冲件，感应振膜可振动地设置于容置腔内，第一缓冲件连接于感应振膜。如此的设置，在使用振动传感器时，在外壳背离容纳腔的一侧输入振动信号或压力信号，感应振膜被该振动信号或压力信号激励，并产生振动，使得容纳腔内的气体产生振动，从而使得容纳腔内的气压产生变化，容纳腔内的气压变化会使得麦克风组件发生振动，并将振动信号转换为电信号输出。由于设置了第一缓冲件，可以有效地防止感应振膜的过度振动，从而有效地防止感应振膜因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器的可靠性。并且，将第一缓冲件连接于感应振膜设置，可以有效地保证第一缓冲件于感应振膜振动过程中的设置稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型振动传感器一实施例的剖视结构示意图；

图2为图1振动传感器于一振动状态时的剖视结构示意图；

图3为图1振动传感器于另一振动状态时的剖视结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	振动传感器	221	麦克风振膜
10	外壳	222	支架
				11	容纳腔	23	集成电路芯片
111	第一腔体	24	罩壳
				112	第二腔体	25	谐振腔
20	麦克风组件	30	感应振膜
				21	电路基板	40	质量块
211	通声孔	50	第一缓冲件
				22	麦克风芯片	60	第二缓冲件

本实用新型目的的实现、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

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型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，在本实用新型中如涉及“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种振动传感器100。

请参阅图1至图3，在本实用新型振动传感器100一实施例中，振动传感器100包括：外壳10，外壳10设有容纳腔11，容纳腔11设有开口；麦克风组件20，麦克风组件20固接于外壳10，并封堵开口；感应振膜30，感应振膜30可振动地设于容纳腔11内；以及第一缓冲件50，第一缓冲件50设于容纳腔11内，并连接于感应振膜30。

具体地，外壳10的外轮廓形状大体呈方体状，其材质可以采用金属、塑料或其他合金材料等，如此可以保证外壳10的实用性、可靠性及耐久性。外壳10具有一侧开口的容纳腔11，麦克风组件20与外壳10的开口处固定连接，以将容纳腔11的开口封堵。感应振膜30可振动地设置于容纳腔11内，并将容纳腔11分隔成第一腔体111和第二腔体112，第二腔体112设有开口。第一缓冲件50的材质可以为柔性材质或弹性材质，连接于感应振膜30，用于限制感应振膜30的振动幅度。在使用振动传感器100时，在外壳10背离容纳腔11的一侧输入振动信号或压力信号，感应振膜30被该振动信号或压力信号激励，并产生振动，使得容纳腔11内的气体产生振动，从而使得容纳腔11内的气压产生变化，容纳腔11内的气压变化会使得麦克风组件20发生振动，并将振动信号转换为电信号输出。由于设置了第一缓冲件50，可以有效地防止感应振膜30的过度振动，从而有效地防止感应振膜30因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器100的可靠性。并且，将第一缓冲件50连接于感应振膜30设置，可以有效地保证第一缓冲件50于感应振膜30振动过程中的设置稳定性。

需要说明的，第一缓冲件50可以设置于第一腔体111内，也可以设置于第二腔体112内，当然地，第一腔体111和第二腔体112内均可设置有第一缓冲件50，均在本实用新型的保护范围内。

因此，可以理解的，本实用新型的技术方案，通过将外壳10与麦克风组件20固定连接，以将外壳10的容纳腔11开口封堵，并在容纳腔11内设置感应振膜30和第一缓冲件50，感应振膜30可振动地设置于容置腔内，第一缓冲件50连接于感应振膜30。如此的设置，在使用振动传感器100时，在外壳10背离容纳腔11的一侧输入振动信号或压力信号，感应振膜30被该振动信号或压力信号激励，并产生振动，使得容纳腔11内的气体产生振动，从而使得容纳腔11内的气压产生变化，容纳腔11内的气压变化会使得麦克风组件20发生振动，并将振动信号转换为电信号输出。由于设置了第一缓冲件50，可以有效地防止感应振膜30的过度振动，从而有效地防止感应振膜30因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器100的可靠性。并且，将第一缓冲件50连接于感应振膜30设置，可以有效地保证第一缓冲件50于感应振膜30振动过程中的设置稳定性。

在本实用新型的一实施例中，第一缓冲件50设置有至少两个，其中两个第一缓冲件50分别设于感应振膜30的相对两表面。

这里第一缓冲件50设置有至少两个，其中的两个第一缓冲件50分别设置于第一腔体111和第二腔体112内，且分别连接于感应振膜30的相对两表面。如此的设置，可以对感应振膜30的两侧均起到缓冲作用，可以更有效地防止感应振膜30的过度振动，从而有效地防止感应振膜30因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器100的可靠性。可以理解的，这里第一缓冲件50设置有两个以上时，其余的第一缓冲件50可以设置于第一腔体111内，也可以设置于第二腔体112，在此不作限制，均在本实用新型的保护范围之内。

进一步地，每一第一缓冲件50均具有相对的两端，并均沿感应振膜30的振动方向延伸设置；其中一个第一缓冲件50的一端连接于感应振膜30，另一端连接于外壳10的内壁；其中另一个第一缓冲件50的一端连接于感应振膜30，另一端连接于麦克风组件20。

这里将第一缓冲件50的两端均固定，可以更有效地保证第一缓冲件50于感应振膜30振动过程中的设置稳定性，同时在一定程度上也对感应振膜30的振动过程起到导向和限位的作用，保证感应振膜30的振动过程较为平稳的进行。可以理解的，位于第一腔体111内的第一缓冲件50，其两端分别连接于感应振膜30的表面和外壳10位于第一腔体111内的壁面。而位于第二腔体112内的第一缓冲件50，其两端分别连接于感应振膜30的表面和麦克风组件20位于第一腔体111内的表面。需要说明的是，第一缓冲件50与感应振膜30的连接方式、第一缓冲件50与外壳10内壁的连接方式、第一缓冲件50与麦克风组件20的连接方式均可以为胶接，该连接方式操作简单且有效。

进一步地，位于感应振膜30同一表面的第一缓冲件50设置有多个，多个第一缓冲件50沿感应振膜30的周向间隔分布，且多个第一缓冲件50均连接于感应振膜30。

如此地设置，可以更进一步有效地防止感应振膜30的过度振动，从而更有效地防止感应振膜30因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器100的可靠性。

可以理解的，位于第一腔体111内的第一缓冲件50设置有多个，每一个第一缓冲件50的一端均连接于感应振膜30，另一端均连接于外壳10位于第一腔体111内的壁面。同样地，位于第二腔体112内的第一缓冲件50也设置有多个，每一第一缓冲件50的一端均连接于感应振膜30，另一端均连接于麦克风组件20位于第一腔体111内的表面。

可选地，第一缓冲件50为缓冲弹簧，缓冲弹簧沿感应振膜30的振动方向延伸设置，并连接于感应振膜30。

缓冲弹簧的长度方向为感应振膜30的振动方向，其一端通过胶接连接于感应振膜30。可以理解的，当缓冲弹簧设置于第一腔体111内时，缓冲弹簧背离感应振膜30的一端通过胶接连接于外壳10的内壁；当缓冲弹簧设置于第二腔体112内时，缓冲弹簧背离感应振膜30的一端通过胶接连接于麦克风组件20位于第二腔体112的表面。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，振动传感器100还包括质量块40和第二缓冲件60，质量块40贴设于感应振膜30背向麦克风组件20的表面，第二缓冲件60连接于质量块40。

第二缓冲件60位于第一腔体111内，并通过胶接连接于质量块40背向感应振膜30的表面，如此的设置，对质量块40起到缓冲作用，可以有效地防止质量块40因振动幅度过大而造成碰撞损坏，从而保证了振动传感器100的可靠性。由于将第二缓冲件60连接于质量块40设置，可以有效地保证第二缓冲件60于感应振膜30振动过程中的设置稳定性。

可以理解的，在使用振动传感器100时，在外壳10背离容纳腔11的一侧输入振动信号或压力信号，感应振膜30和质量块40被该振动信号或压力信号激励，并产生振动，使得容纳腔11内的气体产生振动，从而使得容纳腔11内的气压产生变化，容纳腔11内的气压变化会使得麦克风组件20发生振动，并将振动信号转换为电信号输出。由于设置了第一缓冲件50和第二缓冲件60，可以更有效地防止感应振膜30的过度振动，从而更有效地防止感应振膜30因振动幅度过大而造成损坏，保证了振动传感器100的可靠性。

需要说明的是，由于在第一腔体111内设置了第二缓冲件60，可以省去在第一腔体111内设置第一缓冲件50，也即，第一缓冲件50设置于第二腔体112，第二缓冲件60设置于第一腔体111，这样可以有效地对感应振膜30的两侧均起到缓冲的作用，保证感应振膜30和质量块40可以较为平稳的振动，保证了振动传感器100的可靠性。

进一步地，第二缓冲件60具有相对的两端，并沿感应振膜30的振动方向延伸设置，第二缓冲件60的一端连接于质量块40，另一端连接于外壳10的内壁。

这里将第二缓冲件60的两端均固定，可以更有效地保证第二缓冲件60于感应振膜30振动过程中的设置稳定性，同时在一定程度上也对质量块40的振动过程起到导向和限位的作用，保证质量块40的振动过程较为平稳的进行。

可选地，第二缓冲件60也为缓冲弹簧，缓冲弹簧的长度方向为感应振膜30的振动方向，其一端通过胶接连接于质量块40，另一端通过胶接连接于外壳10的内壁。

进一步地，第二缓冲件60设置有多个，多个第二缓冲件60沿质量块40的周向间隔分布，并均连接于质量块40。

多个第二缓冲件60的设置，可以更进一步有效地防止感应振膜30和质量块40的过度振动，从而更有效地防止质量块40因振动幅度过大而造成碰撞损坏，保证了振动传感器100的可靠性。

可以理解的，多个第二缓冲件60均设于第一腔体111内，且每一个第二缓冲件60的长度方向均为感应振膜30的振动方向，其一端均通过胶接连接于质量块40，另一端均通过胶接连接于外壳10的内壁。

请再次参阅图2和图3，第一缓冲件50和第二缓冲件60均为缓冲弹簧，由于第一缓冲件50和第二缓冲件60的设置，可以使得感应振膜30和质量块40无论朝上或向下振动，都会受到第一缓冲件50和第二缓冲件60的弹力作用，保证感应振膜30和质量块40较为平稳的振动，如此便形成了过载保护机制，更好地保护了感应振膜30和质量块40。

请再次参阅图1，麦克风组件20包括：电路基板21，电路基板21固接于外壳10，并封堵所述开口，电路基板21开设有连通容纳腔11的通声孔211；麦克风芯片22，麦克风芯片22设于电路基板21背向容纳腔11的表面，并罩盖通声孔211，麦克风芯片22电性连接于电路基板21；以及罩壳24，罩壳24罩设于电路基板21背向容纳腔11的表面，并与电路基板21围合形成谐振腔25，麦克风芯片22位于谐振腔25内。

具体地，电路基板21一般采用锡膏焊接与外壳10焊接固定，通声孔211贯穿电路基板21的相对两表面，并与容纳腔11连通。一般地，通声孔211为圆形孔，当然地其形状也可以为方形孔或其他合理的孔状。麦克风芯片22为MEMS(Microelector Mechanical Systems，微机电系统)麦克风芯片22，一般通过导电胶贴装在电路基板21背向容纳腔11的表面，并通过引线键合与电路基板21电性导通。并且，麦克风芯片22罩盖通声孔211设置，电路基板21背向容纳腔11的表面还贴装有集成电路芯片23，即为ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)芯片，集成电路芯片23也通过导电胶贴装在电路基板21背向容纳腔11的表面，并通过引线键合与电路基板21电性导通。罩壳24一般通过锡膏焊接的方式固接于电路基板21背向容纳腔11的表面，并与电路基板21围合形成了谐振腔25，麦克风芯片22和集成电路芯片23均位于该谐振腔25内。

可以理解的，在使用振动传感器100时，在外壳10背离容纳腔11的一侧输入振动信号或压力信号，感应振膜30被该振动信号或压力信号激励，并产生振动，使得容纳腔11内的气体产生振动，从而使得容纳腔11内的气压产生变化，容纳腔11内的气压变化通过通声孔211传入谐振腔25内，使得谐振腔25内的气体产生振动，并将振动信号转换为可以检测的电信号输出。

需要说明的是，麦克风芯片22包括支架222和麦克风振膜221，支架222为环状结构，并环绕通声孔211设置，麦克风振膜221固定于支架222，并罩盖通声孔211。当在外壳10背向容纳腔11的一侧输入振动源(振动信号或压力信号)时，容纳腔11内的气体产生振动，振动的气体带动感应振膜30和质量块40产生振动，此时容纳腔11内的气压发生变化，并通过通声孔211使得麦克风振膜221产生振动，同时谐振腔25内的气体发生振动，将振动信号转换为可以检测的电信号输出即可。

本实用新型还提出一种音频设备，所述音频设备包括如前所述的振动传感器100，该振动传感器100的具体结构参照前述实施例。由于音频设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前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。

需要说明的是，这里音频设备可以为骨传导麦克风，音频设备开设有安装孔，以便于振动传感器100的外壳10部分外露，以便于感应外部的振动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型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实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种振动传感器，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳设有容纳腔，所述容纳腔设有开口；

麦克风组件，所述麦克风组件固接于所述外壳，并封堵所述开口；

感应振膜，所述感应振膜可振动地设于所述容纳腔内；以及

第一缓冲件，所述第一缓冲件设于所述容纳腔内，并连接于所述感应振膜。

2.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述第一缓冲件设置有至少两个，其中两个所述第一缓冲件分别设于所述感应振膜的相对两表面。

3.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，每一所述第一缓冲件均具有相对的两端，并均沿所述感应振膜的振动方向延伸设置；

其中一个所述第一缓冲件的一端连接于所述感应振膜，另一端连接于所述外壳的内壁；

其中另一个所述第一缓冲件的一端连接于所述感应振膜，另一端连接于所述麦克风组件。

4.如权利要求2所述的振动传感器，其特征在于，位于所述感应振膜同一表面的第一缓冲件设置有多个，多个所述第一缓冲件沿所述感应振膜的周向间隔分布，且多个所述第一缓冲件均连接于所述感应振膜。

5.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于，所述第一缓冲件为缓冲弹簧，所述缓冲弹簧沿所述感应振膜的振动方向延伸设置，并连接于所述感应振膜。

6.如权利要求1至5中任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述振动传感器还包括质量块和第二缓冲件，所述质量块贴设于所述感应振膜背向所述麦克风组件的表面，所述第二缓冲件连接于所述质量块。

7.如权利要求6所述的振动传感器，其特征在于，所述第二缓冲件具有相对的两端，并沿所述感应振膜的振动方向延伸设置，所述第二缓冲件的一端连接于所述质量块，另一端连接于所述外壳的内壁。

8.如权利要求6所述的振动传感器，其特征在于，所述第二缓冲件设置有多个，多个所述第二缓冲件沿所述质量块的周向间隔分布，且多个所述第二缓冲件均连接于所述质量块。

9.如权利要求1至5中任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述麦克风组件包括：

电路基板，所述电路基板固接于所述外壳，并封堵所述开口，所述电路基板开设有连通所述容纳腔的通声孔；

麦克风芯片，所述麦克风芯片设于所述电路基板背向所述容纳腔的表面，并罩盖所述通声孔，所述麦克风芯片电性连接于所述电路基板；以及

罩壳，所述罩壳罩设于所述电路基板背向所述容纳腔的表面，并与所述电路基板围合形成谐振腔，所述麦克风芯片位于所述谐振腔内。

10.一种音频设备，其特征在于，所述音频设备包括如权利要求1至9中任一项所述的振动传感器。

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