CN212677338U - 一种智能音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能音箱，包括顶部开设有通孔的音箱外壳、用于视频拍摄的摄像头模组以及封装于所述音箱外壳中的升降机构和旋转机构；其中，所述升降机构用于驱动所述摄像头模组经由所述通孔伸出所述音箱外壳，或者驱动所述摄像头模组缩回至所述音箱外壳中；所述旋转机构用于驱动所述摄像头模组旋转。本实用新型通过在智能音箱上增设摄像头模组，可以使智能音箱具有视频拍摄功能，然后结合现有的人体手势或姿势等识别技术，便在智能音箱上实现视频交互功能。通过控制摄像头模组360°旋转，即便用户在家中走动也能正常进行视频交互，从而显著改善了用户的使用体验，并且能够更好地发挥智能音箱作为智慧家庭接口的功能。

Description

一种智能音箱

技术领域

本实用新型属于音频输出设备技术领域，具体地说，是涉及一种智能音箱。

背景技术

智能音箱是一个音箱升级的产物，是家庭消费者用语音进行上网的一个工具，例如点播歌曲、上网购物或是了解天气预报。并且，随着5G时代的到来，智能音箱的功能已经不局限于语音交流和音乐播放，其已经成为智慧家庭的一个接口，使用者可以通过智能音箱的语音交互功能，达到控制其它家用电器的目的。

相比于语音交互功能，视频交互的互动性更强，使用体验更好。但是，对于目前的绝大多数配置有摄像头的电子产品而言，其摄像头在产品上的安装方式是固定的，只能朝一个方向进行拍摄，例如手机上的摄像头，只能朝前或朝后拍摄。如果想朝着其它方向拍摄，只能转动电子产品，从而给用户的使用带来不便。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有摄像功能的智能音箱，可以拍摄使用者的手势或者肢体动作，并且可以控制摄像头进行360°全方位拍摄。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种智能音箱，包括顶部开设有通孔的音箱外壳、用于视频拍摄的摄像头模组以及封装于所述音箱外壳中的升降机构和旋转机构；其中，所述升降机构用于驱动所述摄像头模组经由所述通孔伸出所述音箱外壳，或者驱动所述摄像头模组缩回至所述音箱外壳中；所述旋转机构用于驱动所述摄像头模组旋转。

在本申请的一些实施例中，所述旋转机构包括固定座、内齿轮、旋转从动齿轮组、旋转主动齿轮和旋转电机；其中，所述固定座其与所述摄像头模组活动装配；所述内齿轮与所述摄像头模组固定装配；所述旋转从动齿轮组与所述内齿轮相啮合，用于驱动所述内齿轮带动所述摄像头模组转动；所述旋转主动齿轮与所述旋转从动齿轮组相啮合，用于驱动所述旋转从动齿轮组转动；所述旋转电机轴接所述旋转主动齿轮，用于驱动所述旋转主动齿轮转动。

在本申请的一些实施例中，所述固定座优选包括底板和设置在底板顶面的环形侧壁，在所述固定座的环形侧壁的顶端形成有外翻边，在所述摄像头模组的底部形成有内卡扣，所述摄像头模组通过内卡扣与所述固定座的外翻边卡装，并可相对于固定座的环形侧壁在周向上转动。

在本申请的一些实施例中，所述摄像头模组优选包括圆筒状的外壳，在圆筒状的外壳的内周面上形成有一圈凹槽，所述内齿轮优选安装在所述凹槽中。

在本申请的一些实施例中，所述旋转电机安装在用于控制旋转电机运行的第一电路板上，所述第一电路板安装在所述固定座的底板上；所述旋转从动齿轮组优选通过轴安装在所述第一电路板上或者所述固定座的底板上，所述旋转从动齿轮组优选包括同轴的上齿轮和下齿轮，所述下齿轮与所述旋转主动齿轮相啮合，所述上齿轮与所述内齿轮相啮合。

在本申请的一些实施例中，所述上齿轮优选采用直齿轮或斜齿轮，与所述内齿轮啮合实现平面传动；所述下齿轮优选采用锥齿轮，与所述旋转主动齿轮啮合实现正交传动。

在本申请的一些实施例中，所述上齿轮为大齿轮，所述下齿轮为小齿轮。

在本申请的一些实施例中，所述升降机构包括丝杆、升降主动齿轮和升降电机；其中，所述丝杆连接所述旋转机构；所述升降主动齿轮与所述丝杆相啮合，用于驱动所述丝杆带动旋转机构直线位移；所述升降电机轴接所述升降主动齿轮，用于驱动升降主动齿轮旋转。

在本申请的一些实施例中，所述智能音箱包括用于封装所述升降机构和旋转机构的内盒体，所述内盒体包括上盒体和下盒体，所述摄像头模组经由上盒体上开设的通孔穿出上盒体；在所述下盒体上安装有用于控制所述升降电机运行的第二电路板，所述升降电机安装在所述第二电路板上；所述丝杆与导向柱以相对位置关系同所述旋转机构的固定座装配，其中，所述丝杆与所述固定座螺纹连接，所述导向柱穿过固定座上开设的导向孔，对固定座的直线位移进行导向。

在本申请的一些实施例中，在所述智能音箱中还设置有内置于音箱外壳中的扬声器支架和扬声器；其中，所述内盒体位于所述扬声器支架的顶部；所述扬声器安装在所述扬声器支架上，在所述音箱外壳上开设有出音孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型在智能音箱中设置摄像头模组，并为摄像头模组配置升降机构和旋转机构，在智能音箱使用时，通过升降机构控制摄像头模组伸出音箱外壳，并通过旋转机构控制摄像头模组转动，从而可以捕获到不同位置的人体影像。将摄像头模组捕获到的人体影像与现有的人体手势或姿势等识别技术相结合，便可在智能音箱上实现视频交互功能。由于摄像头模组可以360°旋转，即便用户在家中走动也能正常进行视频交互，因而显著改善了用户的使用体验，同时能够更好地发挥智能音箱作为智慧家庭接口的功能。在智能音箱使用完毕后，可以通过升降机构控制摄像头模组缩回到音箱外壳中，不影响智能音箱的原有外观，方便实用。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本实用新型所提出的智能音箱的一种实施例的外形示意图；

图2是图1所示智能音箱的一种实施例的分解结构示意图；

图3是图2中的内盒体打开后的内部结构示意图；

图4是图3中的旋转机构的一种实施例的分解结构示意图；

图5是图4所示旋转机构组装后的结构示意图；

图6是图5所示旋转机构的纵向剖视图；

图7是图4中的旋转从动齿轮组的结构放大图；

图8是图3中的摄像头模组的一种实施例的结构示意图；

图9是图8所示的摄像头模组与旋转机构装配后的纵向剖视图；

图10是图2中的内盒体的一种实施例的纵向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1至图3所示，本实施例的智能音箱包括音箱外壳100以及封装于音箱外壳100中的扬声器支架140、扬声器150、内盒体160、摄像头模组400等主要组成部分。其中，音箱外壳100可以由音箱上壳110、音箱下壳120和音箱底座130组装而成。作为一种优选实施例，可以将智能音箱的主控板131设置在音箱底座130上，用于对智能音箱中的电气部件进行协调控制。所述扬声器150可以设置一个或者多个，优选安装在扬声器支架140上。所述扬声器支架140优选安装在音箱下壳120中，并且在音箱下壳120的壳体上开设有出音孔121，出音孔121的开设位置最好与扬声器150的安装位置正对，以保证声音的有效输出，减少能量损失。内盒体160可以置于扬声器支架140的顶面，由音箱上壳110所罩扣。内盒体160用于封装旋转机构200和升降机构300，顶部开设有供摄像头模组400穿出内盒体160的通孔。在所述摄像头模组400上设置有摄像头410，在音箱上壳110的顶部开设有通孔111，所述摄像头模组400在升降机构300的驱动下，可以上升穿过音箱上壳110顶部的通孔111，进而使摄像头410完全外露于音箱壳体100，以便于对智能音箱外部的影像进行拍摄；或者在升降机构300的驱动下，下降缩回至音箱壳体100中，以保持智能音箱原有的外观形态。所述摄像头模组400在伸出音箱壳体100的期间，可以在旋转机构200的驱动下360°旋转，以拍摄智能音箱周围的影像。根据拍摄到的影像，结合现有的人像捕捉技术即可判断出人体位置，进而准确地捕获用户的人体影像，然后结合现有的手势或姿势识别技术，即可解析出用户的动作指令，进而在智能音箱上实现视频交互功能。

由于人像捕捉技术和手势或姿势识别技术都是目前的成熟技术，因此，本实施例在此不做详细阐述。

本实施例的内盒体160优选设计成中空的圆柱体、或者中空的正方体或长方体，包括上盒体161和下盒体162，如图3所示。封装在内盒体160中的升降机构300优选安装在下盒体162上，旋转机构200优选安装在升降机构300上，由升降机构300驱动旋转机构200升降。摄像头模组400优选安装在旋转机构200上，随旋转机构200一起升降，并在旋转机构200的驱动下旋转。

作为一种优选实施例，如图4、图5所示，所述旋转机构200优选包括固定座210、旋转电机220、旋转主动齿轮230、旋转从动齿轮组240以及内齿轮250等主要组成部分。其中，固定座210包括底板213以及安装在底板213的顶面且垂直于底板213顶面的环形侧壁214，这样底板213与环形侧壁214即可构成一个容纳腔，以用于容纳安装所述旋转电机220、旋转主动齿轮230和旋转从动齿轮组240等。

作为一种优选实施例，所述旋转电机220优选安装在第一电路板221上，所述第一电路板221可以通过螺钉紧固在固定座210的底板213上。在所述第一电路板221上布设有用于控制所述旋转电机220运行的电子线路，所述电子线路可以与布设在音箱底座130上的主控板131连接通信，用于接收主控板131提供的工作电源或者进行指令交互。

将旋转主动齿轮230安装在旋转电机220的输出轴上，与旋转从动齿轮组240相啮合，结合图6所示。在本实施例中，所述旋转从动齿轮组240优选包括同轴的上、下两个齿轮241、242，如图7所示，通过轴260可转动地安装在第一电路板221上或者安装在固定座210的底板213上。其中，旋转从动齿轮组240与轴260之间可以通过平键261固定装配，轴260与第一电路板221或底板213之间可以通过轴端挡圈262止挡，实现转动装配。

作为一种优选实施例，在所述旋转从动齿轮组240中，下齿轮可以设计成小齿轮，优选采用锥齿轮，与安装在旋转电机220上的旋转主动齿轮230相啮合，实现正交传动；上齿轮241可以设计成大齿轮，优选采用直齿轮或斜齿轮，与内齿轮250相啮合，实现平面传动。

所述内齿轮可以安装在摄像头模组400上，如图9所示。在本实施例中，所述摄像头模组400包括圆筒状的外壳440，如图8所示，可以在圆筒状的外壳440的内周面上形成一圈凹槽430，采用嵌件注塑或者过盈配合等方式将内齿轮250安装在所述凹槽430内，在旋转从动齿轮组240驱动内齿轮250转动时，可以使固定座210跟随内齿轮250一起转动。

为了实现摄像头模组400在固定座210上的活动装配，本实施例在固定座210的环形侧壁214上形成有一圈外翻边215，所述外翻边215优选位于环形侧壁214的顶端位置，如图5所示。在摄像头模组400的底部，具体可以在圆筒状的外壳440的底部，形成有内卡扣420，如图8所示，所述内卡扣420可以设置多个，且优选呈圆周等间距分布。通过将内卡扣420扣合在固定座210的外翻边215上，实现摄像头模组400在固定座210上的装配，如图9所示。所述内卡扣420可以限制摄像头模组400沿上下方向移动，但允许摄像头模组400在固定座210的环形侧壁214上沿周向方向转动。

在固定座210的底板213上还可以进一步开设螺纹孔211和导向孔212，如图5所示，以用于与升降机构300装配。

在本实施例中，所述升降机构300包括升降电机310、升降主动齿轮320、丝杆330和导向柱340等部分组成，结合图3、图10所示。其中，升降电机310优选安装在第二电路板311上，第二电路板311优选固定安装在下盒体162上。在所述第二电路板311上布设有用于控制升降电机310运行的电子线路，所述电子线路可以与布设在音箱底座130上的主控板131连接通信，用于接收主控板131提供的工作电源或者进行指令交互。

在升降电机310的输出轴上安装升降主动齿轮320，所述升降主动齿轮320与丝杆330相啮合，当升降电机310带动升降主动齿轮320旋转时，升降主动齿轮320驱动丝杆330上下移动。将所述丝杆330与旋转机构200中固定座210的底板213上开设的螺纹孔211螺纹连接，在下盒体162上安装导向柱340，并将导向柱340穿过固定座210的底板213上开设的导向孔212，以用于对固定座210的上下移动起到导向作用。

在本实施例中，所述丝杆330和导向柱340在所述固定座210上的装配位置优选呈相对位置关系，以提高固定座210上下移动的稳定性。

下面结合图1-图10，对本实施例的智能音箱中的摄像头模组的升降和旋转过程进行详细说明。

当智能音箱开启视频交互功能时，主控板131首先输出控制指令给第二电路板311，通过第二电路板311控制升降机构300中的升降电机310运行，带动升降主动齿轮320旋转，进而驱动与升降主动齿轮320相啮合的丝杆330上移，带动旋转机构200携带摄像头模组400上升，使摄像头模组400从音箱外壳100的顶面上开设的通孔111中伸出，让摄像头410完全外露。

待升降机构300驱动旋转机构200上升到位后，主控板131输出控制指令给第一电路板221，通过第一电路板221控制旋转机构200中的旋转电机220运行，带动旋转主动齿轮230旋转，进而驱动与旋转主动齿轮230相啮合的旋转从动齿轮组240旋转，进而驱动与旋转从动齿轮组240相啮合的内齿轮250旋转，由此带动摄像头模组400跟随内齿轮250转动，拍摄智能音箱周围的影像。

摄像头模组400可以将拍摄到的影像形成视频数据发送至主控板131，主控板131中可以加载目前已开发成熟的人像捕捉软件和手势或人体姿势识别软件，利用人像捕捉软件从接收到的视频数据中识别出人体影像，进而确定出人体位置，以控制旋转机构200携带摄像头模组400跟踪人体，然后利用手势或人体姿势识别软件解析出人体的动作指令，进而控制智能音箱响应用户指令，实现视频交互功能。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能音箱，其特征在于，包括：

音箱外壳，其顶部开设有通孔；

摄像头模组，其用于视频拍摄；

升降机构，其封装于所述音箱外壳中，用于驱动所述摄像头模组经由所述通孔伸出所述音箱外壳，或者驱动所述摄像头模组缩回至所述音箱外壳中；

旋转机构，其封装于所述音箱外壳中，用于驱动所述摄像头模组旋转。

2.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述旋转机构包括：

固定座，其与所述摄像头模组活动装配；

内齿轮，其与所述摄像头模组固定装配；

旋转从动齿轮组，其与所述内齿轮相啮合，用于驱动所述内齿轮带动所述摄像头模组转动；

旋转主动齿轮，其与所述旋转从动齿轮组相啮合，用于驱动所述旋转从动齿轮组转动；

旋转电机，其轴接所述旋转主动齿轮，用于驱动所述旋转主动齿轮转动。

3.根据权利要求2所述的智能音箱，其特征在于，所述固定座包括底板和设置在底板顶面的环形侧壁，在所述固定座的环形侧壁的顶端形成有外翻边，在所述摄像头模组的底部形成有内卡扣，所述摄像头模组通过内卡扣与所述固定座的外翻边卡装，并可相对于固定座的环形侧壁在周向上转动。

4.根据权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，所述摄像头模组包括圆筒状的外壳，在圆筒状的外壳的内周面上形成有一圈凹槽，所述内齿轮安装在所述凹槽中。

5.根据权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，

所述旋转电机安装在用于控制旋转电机运行的第一电路板上，所述第一电路板安装在所述固定座的底板上；

所述旋转从动齿轮组通过轴安装在所述第一电路板上或者所述固定座的底板上，所述旋转从动齿轮组包括同轴的上齿轮和下齿轮，所述下齿轮与所述旋转主动齿轮相啮合，所述上齿轮与所述内齿轮相啮合。

6.根据权利要求5所述的智能音箱，其特征在于，所述上齿轮为直齿轮或斜齿轮，与所述内齿轮啮合平面传动；所述下齿轮为锥齿轮，与所述旋转主动齿轮啮合正交传动。

7.根据权利要求6所述的智能音箱，其特征在于，所述上齿轮为大齿轮，所述下齿轮为小齿轮。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的智能音箱，其特征在于，所述升降机构包括：

丝杆，其连接所述旋转机构；

升降主动齿轮，其与所述丝杆相啮合，用于驱动所述丝杆带动旋转机构直线位移；

升降电机，其轴接所述升降主动齿轮，用于驱动升降主动齿轮旋转。

9.根据权利要求8所述的智能音箱，其特征在于，还包括：

内盒体，其用于封装所述升降机构和旋转机构，包括上盒体和下盒体，所述摄像头模组经由上盒体上开设的通孔穿出上盒体；

第二电路板，其用于控制所述升降电机运行，安装在所述下盒体上，所述升降电机安装在所述第二电路板上；

导向柱，其与所述丝杆以相对位置关系同所述旋转机构的固定座装配，其中，所述丝杆与所述固定座螺纹连接，所述导向柱穿过固定座上开设的导向孔，对固定座的直线位移进行导向。

10.根据权利要求9所述的智能音箱，其特征在于，还包括：

扬声器支架，其内置于所述音箱外壳中，所述内盒体位于所述扬声器支架的顶部；

扬声器，其安装在所述扬声器支架上，且内置于所述音箱外壳中，在所述音箱外壳上开设有出音孔。

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