CN218450483U - 一种智能追踪音响 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能追踪音响，包括旋转控制座、扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件及组合固定结构；组合固定结构将扬声器组件、人体形识别追踪组件及声音识别追踪组件固定组合在一起，并与旋转控制座形成可相对旋转连接。该智能追踪音响，通过人体形识别追踪组件识别出使用者所处位置方位及通过声音识别追踪组件识别出使用者在不同方位发出的声音，并通过主板上的控制系统输出控制指令至旋转控制座，由步进电机驱动固定外壳相对旋转底座旋转，调整相应方位，以实现对使用者所处位置的最佳立体声效果。

Description

一种智能追踪音响

技术领域

本实用新型涉及音响，尤其涉及一种智能追踪音响。

背景技术

现有音响大多为固定式，无声音定位、无摄像头自动识别功能、无云台自动旋转功能等，又由于声音具有指向性，使用者在音响的侧面或者背面时，不可以获得最佳听音效果。这种音响无法直面对使用者实现自动追踪。

同时，市面上音响一般不设置手机支架，用手机连接音响后,看视频时需要用另外的手机支架进行固定，在进行个人自媒体时个人体验感不强，同时不能与手机直播时进行动态互动。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型所要解决的问题在于提供一种智能追踪音响其可以根据使用者所处方位或不同位置发出的声音进行智能追踪并自动调节声音和音响声音送出方位。

本实用新型的技术方案如下：

一种智能追踪音响，包括旋转控制座、扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件及组合固定结构；包括旋转控制座、扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件及组合固定结构；所述组合固定结构设置在所述旋转控制座上，且所述组合固定结构可相对所述旋转控制座旋转；所述扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件分别设置在所述组合固定结构上；所述人体形识别追踪组件和声音识别追踪组件分别识别出人体形所在位置及人声音发出方位后并随所述组合固定结构旋转，调整所述扬声器组件的声音输出方位。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述旋转控制座包括旋转底座和旋转台，所述旋转底座与所述旋转台形成一电气腔构造的适配盖合；

所述组合固定结构包括一设有内腔的固定外壳，在所述固定外壳的内腔固定设有一步进电机；所述固定外壳的底端固定在所述旋转台上，且所述步进电机的转轴固定在所述旋转底座上；所述步进电机可驱动所述旋转台相对旋转底座旋转；

所述人体形识别追踪组件包括摄像头，所述摄像头设置在所述固定外壳的前端，用于识别追踪人体形所处位置；

所述声音识别追踪组件包括矩阵麦；所述矩阵麦设置在所述固定外壳上，用于识别追踪人发出声音所在方位。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述扬声器组件包括腔体和扬声器，所述腔体固定在在所述固定外壳上，所述扬声器固定在所述腔体上且所述扬声器的声音输送方向与所述摄像头的摄影方向相一致。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述腔体包括左腔体和右腔体；所述左腔体和右腔体分别固定设置在所述固定外壳的左侧和右侧，在所述左腔体和右腔体上分别设有一个或两个以上的扬声器；所述扬声器与驱动扬声器的功放板形成电连接。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述扬声器组件还包括左腔体罩和右腔体罩，所述左腔体罩和右腔体罩分别适配套设在所述左腔体和右腔体外。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述旋转控制座还包括灯柱、按键板和若干按键；每个所述按键和所述灯柱都设置在所述旋转台上，每个所述按键分别与纳置在所述电气腔中的按键板上的功能开关相适配对应设置；所述灯柱设置与所述按键板电连接。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述旋转控制座还包括用于封装所述按键板的旋转托盘，所述旋转托盘设置在所述电气腔中，且位于所述按键板的下表面，所述旋转托盘与所述旋转台呈层状间隔固定连接设置。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述旋转控制座还包括设置在所述电气腔中的轴承，所述轴承的外环固定设置在所述旋转台的中心通孔中。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述人体形识别追踪组件还包括摄像头板，该摄像头板与摄像头电连接并控制摄像头识别追踪人体形所处位置。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述摄像头与竖直方向呈15°～25°夹角。

一实施例，所述智能追踪音响中，在所述摄像头前面设置有一镜片，该镜片固定设置在所述固定外壳上。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述声音识别追踪组件还包括麦板，该麦板与所述矩阵麦电连接并控制所述矩阵麦识别追踪人声音发出方位。

一实施例，所述智能追踪音响中，所述矩阵麦为环形四麦矩阵麦组构成。

一实施例，所述智能追踪音响中，还包括手机支架组件，该手机支架组件包括磁吸手机支架及伸缩杆，所述磁吸手机支架设置在所述伸缩杆的顶端，所述伸缩杆的底端固定设置在所述固定外壳上。

本实用新型提供的智能追踪音响，通过人体形识别追踪组件识别出使用者所处位置方位及通过声音识别追踪组件部分识别出使用者在不同方位发出的声音，并通过主板上的控制系统输出控制指令至旋转控制座，由步进电机驱动固定外壳相对旋转底座旋转，调整相应方位，以实现对使用者所处位置的最佳声音听觉效果，与设置在手机支架上的手机摄像头视频进行有效配合。

另外，通过手机支架组件，并利用手机与音响的蓝牙或音频数据线的连接功能，实现手机连接音响，且还可以通过手机摄像头进行个人自媒体实时直播互动。

附图说明

图1a、1b分别为本实用新型提供的智能追踪音响的结构示意图；

图2a、2b分别为手机支架组件的结构示意图；

图3为手机支架组件的分解结构示意图；

图4为智能追踪音响的装配爆炸示意图；

图5为人体形识别追踪组件的分解结构示意图；

图6为声音识别追踪组件的分解结构示意图。

图7为旋转控制座的分解结构示意图；

图8为旋转控制座的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1a和1b所示，本实用新型提供的智能追踪音响，包括手机支架组件A、扬声器组件B、人体形识别追踪组件C、声音识别追踪组件D、旋转控制座E及组合固定结构F。其中，手机支架组件A可以放置手机或平板的不同尺寸规格移动终端，并且手机支架组件A可以上下伸缩调节；扬声器组件B是双扬声器(B-L、B-R)的立体声学场景，并且是可以在旋转控制座E的控制下跟随人的位置而旋转，时刻保持最好的聆听声场；人体形识别追踪组件C中的摄像头是仰角20°的人体形状识别摄像头模组，实时辨别人体形，将数据传输给位于组合固定结构F内的控制器；声音识别追踪组件D是矩阵式麦组，具有听声辨位的能力，与人体形识别追踪组件C的人体形识别相辅相成；组合固定结构F将手机支架组件A、扬声器组件B、人体形识别追踪组件C及声音识别追踪组件D固定组合在一起，并与旋转控制座E形成可相对旋转连接；旋转控制座E是旋转控制部分，通过将控制器传输的信息精准控制，由位于旋转控制座E步进电机精密控制旋转。

智能追踪音响中的各功能模块，具体设计方式如下。

如图1a、1b、2a、2b、3至7所示，组合固定结构F包括固定外壳，组合固定结构F包括固定外壳，该固定外壳包括上壳1和下壳2，上壳1和下壳2配合设置后形成一内腔2-1。上壳1和下壳2是整个固定外壳的框架结构，也是整个音响的支撑结构和外观结构。

如图1a、1b、2a和2b所示，手机支架组件A包括磁吸手机支架60-4及伸缩杆60，磁吸手机支架60-4设置在伸缩杆60的顶端，伸缩杆60的底端固定设置在固定外壳上。其中，伸缩杆60包括上支架杆60-1和下支架杆60-2。磁吸手机支架60-4为一吸盘结构，用以放置不同大小规格尺寸的手机或平板等移动终端。

如图3所示，磁吸手机支架60-4包括吸盘垫66、磁铁65、压片64、球头62、吸盘61、连杆63等通过螺丝固定连接组成；其中磁铁65是用来吸附粘贴在手机或平板背面的铁片，这里的磁铁65采用的是强磁N35的材质，并按照N S N S环形矩阵排列设置，能最大程度上增加磁铁65的吸力和消除斥力；吸盘垫66是保护磁铁65和固定磁铁65的，吸盘垫66也是采用了软硅胶材质通过固态成型的方式制作而成，不会对手机或平板等设备造成撞击和划伤等，同时吸盘垫66正面做了防滑纹理，进一步增强手机或平板的吸附后的稳固性；压片64是可以吸附磁铁65的镀锌铁片材，采用CNC加工的方式制作成沉台孔(图中未示出)和通孔64-1，其中沉台孔是为了将螺丝锁入的状态下磁铁的吸附面依旧是平整的，通孔64-1是为了压住球头圈67；球头62是钢制的表面经过打磨电镀的工艺使其形成镜面效果，光滑降低摩擦系数，球头62有一个M4的机牙孔62-1，机牙孔62-1是为了安装连杆63；吸盘61是整个吸附结构的主体框架，球头61和球头圈67是安装在吸盘61内侧的限位槽孔61-1中，然后压片64再压住，用螺丝锁紧在吸盘61上，从而实现吸盘61和承载的其他结构(不包含球头62)在球头62通过连杆63固定在上支架杆60-1上可以大幅度的自由旋转，既能保证旋转的顺滑又能确保在旋转停止后任意角度的悬停。伸缩60-4的下支架杆60-2为中空管柱状构造，下支架杆60-2的下端则通过上壳1的固定孔1-1固定在上壳1上；上支架杆60-1通过下支架杆60-2的上端适配插入。磁吸手机支架60-4设置在上支架杆60-1的上顶端，上支架杆60-1的下端有一排间隔均匀分布设置的凹坑60-11，装配完成后这些凹坑60-11是完是在下支架杆60-2内侧的，外观看不到。下支架杆60-2的上段在其约2/3出有一个单项通孔60-21，单项通孔60-21内放置了一个很小的钢制球体60-3，钢制球体60-3在上支架杆60-1上下移动的过程卡住上支架杆60-1上的凹坑60-11，从而稳定的整个部分结构。

如图4和5所示，人体形识别追踪组件C是整个音响的视觉识别模块，实时识别人体形；其中，人体形识别追踪组件C包括摄像头55-1和摄像头板55，摄像头55-1设置在下壳2的前端，摄像头板55设置在固定外壳的内腔中，且摄像头板55与摄像头电连接。具体地，摄像头板55与竖直方向15°～25°夹角的方式安装。优选20°夹角。摄像头55-1本身采用的广角镜头，使得我们可以识别不同身材的人在坐姿、站姿等不同状态下的情况，从而全方面无死角的确保设备的准确识别率。安装时，摄像头板55是先通过螺丝安装在导光条7上，此时的导光条7在结构设置已经确定20°的仰角。导光条7和摄像头板55组装好的整体再一起安装在下壳2的内侧，下壳2的外观上还设置的一个5°的仰角，这样从外观上直接观察到的仰角就只有15°度。在下壳2的外侧用粘贴的方式采用了PC高透的镜片23，在外观上不仅做到了美观协调，也在透光率上完全满足摄像头55-1的需求；防尘罩36是置于外壳2和摄像头板55之间，给到摄像头板55非常好的防尘保护。

如图4和6所示，声音识别追踪组件D包括矩阵麦1-2和麦板58；矩阵麦1-2设置在固定外壳的上壳1上，麦板58设置在固定外壳的内腔中，且麦板58与矩阵麦电连接。具体地，声音识别追踪组件D是整个音响的听觉模块，矩阵麦1-2采用环形四麦矩阵麦组排列设置，其听声辨位功能与视觉模块相辅相成；通过精确计算人站在不同位置发出声音，再由矩阵麦1-2接收到的微小时间差，以判定人所在的方位，从而准确旋转识别人所处位置的定位，麦板58是一音频个电子识别系统与矩阵麦1-2电连接。鉴于矩阵麦算法的精准计算对环境的需要极其苛刻，为此本实用新型采用了麦板58前后双密封的保险结构，如，增加麦套30、密封垫33和防尘网34。增加麦套30设置在麦板58的后侧，麦套30采用的特殊造型的硅胶，采用固态成型的方式，将其硬度控制在65度左右；密封垫33设在麦板58的正前方，处于外壳1和麦板58之间，采用的poro高密度柔性材质，用模切的方式精准控制麦孔金额安装孔位；防尘网34粘在麦板58上，处于麦板58和密封垫33之间，为了防止异物从麦孔58-1落入麦中，音响声学识别定位。

安装时，首先，将防尘网34和密封垫33依次粘贴在麦板58上；其中，将麦板58用螺丝将其固定在麦压板14，中间夹着麦套30，完后将麦板58的后侧完全密封；最后，将装在麦压板14的整个部件用螺丝安装在外壳1的内侧，至此麦板58的前后密封都达到了可靠性要求的级别。

如图4、7和8所示，旋转控制座E包括旋转底座4和旋转台3，旋转底座4与旋转台3适配盖合形成一电气腔4-3。在电气腔4-3内设有按键板59。具体地，旋转控制座E是整个音响的旋转控制部分，该智能音响通过视觉和听觉模块分别识别出的视频和/或音频信息经过主板56计算后发放指令给到步进电机21，由步进电机21驱动旋转台3相对旋转底座4旋转，并使得整个音响除了旋转底座4等少量部件外，其他部件都可追随使用者作360°旋转。

下壳2固定在旋转台3的上层，步进电机21是通过螺丝安装在下壳2上并与下壳2成为一个整体，相互之间没有任何位移；旋转台3是通过螺丝固定在下壳2上的，步进电机21的旋转轴是直接通过嵌入在旋转底座4上的铜螺母5并由螺丝44固定在旋转底座4；其中，铜螺母5是采用套啤的方式和旋转底座4在注塑机上一起成型的，是一个标准的1/4螺纹，可旋入市面上所有的标准1/4螺杆。

旋转控制座E中还包括灯柱6和按键12，这些是按键板59的辅助部件，按键板59是整个音响的控制板，这里可以开关旋转的步进电机21和整个音响的开关机等还有对应的指示灯等。其中灯柱6就是指示灯的显示模块，按键12是手指按动按键板的模块，按键孔3-1用于放置按键12；为了整个音响的旋转运行平稳，在旋转底座4和旋转台3之间还安装了一个尺寸较大轴承22，轴承22设置在电气腔中，该轴承22的内环和外环分别固定设置在旋转底座4和旋转台3上。该轴承22采用了寿命长、结构稳定的深沟球轴承22，确保设备在各个使用条件和环境下使用的稳定性。

较好地，旋转控制座E还包括旋转托盘13，是用来封装按键板59、灯柱6和按键12，旋转托盘13用螺丝固定在旋转台3上，在旋转托盘13的中心位置设置有中心通孔13-1，该中心通孔13-1的直径适配固定卡置轴承22的外环；而步进电机22的转轴则通过轴承22的内环后与旋转底座4固定连接；旋转托盘13为一圆盘状构造，与旋转台3呈层状间隔平行设置。旋转托盘13及轴承22一同置于旋转台3与旋转底座4所形成的电气腔4-3中。

整个转动结构的稳定平稳是整个设备运行的关键，在这个部分我们采用的物料和结构都是经过反复验证和对比才完成到如今的设计结果。

如图4所示，在上壳1和下壳2形成的固定外壳的内腔2-1中固定设有一步进电机21和主板56；下壳2的底端固定在旋转台3上，且所述步进电机21的转轴固定在旋转底座4上，且所述步进电机21的转轴的轴线固定在旋转底座4的中心轴线重合；步进电机21可驱动旋转台3可相对旋转底座4旋转呈360°旋转，且这种360°旋转为倒置装配结构，其实现旋转的原理如下：

步进电机21的转轴与旋转底座4上紧配固定安装，旋转底座4又放置桌面或底面上且相互之间摩擦力较大，所以旋转底座4相对于桌面或底面是静止不动的，此时，步进电机21就会因为转轴不动而步进电机21反向转动，带动下壳2、旋转台3等其他配件一起转动，最大地实现360°无死角转动。

其中，旋转台3和旋转底座4两者设置为旋转位移，是为了降低步进电机21转动的声音对顶部麦板58声音识别和扬声器收音的影响，因此本实用新型中将两者组装之间的间隙由水平方向改为水平加折弯竖直的方式，这样从音响正面将会呈现一个视觉无法看到的部分整体悬浮效果，视觉可以看见的音响部分均是可以旋转的；另外，步进电机21转动的部分噪音经过折弯后的路径从旋转底座4底部出来，一方面可以抵消、减弱旋转噪音，另一面也减小噪音对顶部括矩阵麦的收音和识别的干扰。其中，声音具体传播路径：步进电机21-轴承22-旋转托盘13-旋转台3-大气中，也就是，声音经过a-b-c-d的路径传播(如图8所示)。这样，步进电机21在转动的过程中会产生杂音，这种杂音如果过大就会对顶面矩阵麦克风拾音产生影响，所以本实用新型中，在声音的传播路径中做了阻碍；首先，步进电机21发出的声音从轴承22处路过时，轴承22阻挡了在空气中传播，轴承22旋转过程中也减弱了一部分声音的反射，接着，当声音继续传播时，向前在旋转台3的边缘有阻挡和反射，这里又会抵消一部分声音，其次，就是声音传播到音响外面，结构上设计上使得声音传播到空气当中来时是竖直向下的方向(及d方向)，这样声音在传播过程中又会产生一部分阻挡和反射，再一次降低声音，最终顶部的矩阵麦矩阵麦1-2就几乎不会受到步进电机21转动声音的影响。

如图1a、1b和4所示，本实施例中，扬声器组件B为两个，分别为左扬声器B-L和有扬声器B-R；左扬声器B-L，包括左腔体9，左喇叭24-L安装在左腔体9上，左腔体9通过左腔体盖11固定在上壳1的左侧且接触部分设置有减震防尘的左垫片27，在左腔体9外还套设一左网罩16，将左腔体9、左喇叭24-L、左腔体盖11等纳入左网罩16中。右扬声器B-R，包括左腔体8，右喇叭24-R安装在右腔体8上，右腔体8通过右腔体盖10固定在上壳1的右侧且接触部分设置有减震防尘的右垫片28。在右腔体8外还套设一右网罩15。将右腔体8、右喇叭24-R、右腔体盖110等纳入右网罩中。上述扬声器(B-L，B-R)可以是有源扬声器，也可以是无源辐射扬声器。

如图4所示，在上壳1和下壳2形成的固定外壳的内腔2-1中固定设有一主板56和功放板57；该主板56上设有整个音响的控制系统，控制整个设备的正常运行。主板56电连接步进电机21、摄像头板55及按键板59。左扬声器B-L和右扬声器B-R与功放板57电连接并受功放系统进行智能音量调控。

相应地，在上述组合固定结构F内设置有充电电池，如，锂电池、聚合物电池等，以给该智能追踪音响提供正常使用供电，如，给麦板、功放板、扬声器、步进电机、主板、摄像头等提供正常工作电压。

上述智能追踪音响中，鉴于手机支架杆60固定在上壳1上，而上卡1与下卡2又是固定连接，且下壳2的底部外壁又与旋转台3固定连接，这样，在旋转台3相对旋转底座4旋转时，将带动手机支架杆60相应旋转；也就是说，人体形识别追踪组件识别出使用者所处位置方位以及声音识别追踪组件识别出使用者在不同方位发出的声音后，由主板56上的控制系统输出控制指令，控制步进电机21驱动旋转台3相对旋转底座4旋转，并调整扬声器声音输出的相应方位，以实现对使用者所处位置的最佳立体声效果；同时，上壳1及手机支架杆60在下壳2的带动下，也做相应旋转，以调整放置在手机支架杆60上的手机或平板电脑的显示屏以最佳视觉观看位置对准使用者。

应当理解的是，上述针对本实用新型较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种智能追踪音响，其特征在于，包括旋转控制座、扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件及组合固定结构；所述组合固定结构设置在所述旋转控制座上，且所述组合固定结构可相对所述旋转控制座旋转；所述扬声器组件、人体形识别追踪组件、声音识别追踪组件分别固定设置在所述组合固定结构上；所述人体形识别追踪组件和声音识别追踪组件分别识别出人体形所在位置及人声音发出方位后并随所述组合固定结构旋转，调整所述扬声器组件的声音输出方位。

2.根据权利要求1所述的智能追踪音响，其特征在于，所述旋转控制座包括旋转底座和旋转台，所述旋转底座与所述旋转台形成一电气腔构造的适配盖合，且所述旋转底座可相对所述旋转台旋转；

所述组合固定结构包括一设有内腔的固定外壳，在所述固定外壳的内腔固定设有一步进电机；所述固定外壳的底端固定在所述旋转台上，且所述步进电机的转轴固定在所述旋转底座上；所述步进电机可驱动所述旋转台相对旋转底座旋转；

所述人体形识别追踪组件包括用于识别追踪人体形所处位置的摄像头，所述摄像头设置在所述固定外壳的前端；

所述声音识别追踪组件包括用于识别追踪人发出声音所在方位的矩阵麦；所述矩阵麦设置在所述固定外壳上。

3.根据权利要求2所述的智能追踪音响，其特征在于，所述扬声器组件包括腔体和扬声器，所述腔体固定在所述固定外壳上，所述扬声器固定在所述腔体上且所述扬声器的声音输送方向与所述摄像头的摄影方向相一致。

4.根据权利要求3所述的智能追踪音响，其特征在于，所述腔体包括左腔体、右腔体、左腔体罩和右腔体罩；所述左腔体和右腔体分别固定设置在所述固定外壳的左侧和右侧，所述左腔体罩和右腔体罩分别适配套设在所述左腔体和右腔体外；在所述左腔体和右腔体上分别设有一个或两个以上的扬声器；所述扬声器与驱动扬声器的功放板形成电连接。

5.根据权利要求2所述的智能追踪音响，其特征在于，所述旋转控制座还包括用于封装按键板的旋转托盘，所述旋转托盘设置在所述电气腔中，且位于所述按键板的下表面，所述旋转托盘与所述旋转台呈层状间隔固定连接设置。

6.根据权利要求5所述的智能追踪音响，其特征在于，所述旋转控制座还包括设置在所述电气腔中的轴承，所述轴承的外环固定设置在所述旋转托盘的中心通孔中。

7.根据权利要求2所述的智能追踪音响，其特征在于，所述人体形识别追踪组件还包括摄像头板，该摄像头板与摄像头电连接并控制摄像头识别追踪人体形所处位置。

8.根据权利要求2或7所述的智能追踪音响，其特征在于，所述摄像头与竖直方向呈15°～25°夹角，且在所述摄像头前面设置有一镜片，该镜片固定设置在所述固定外壳上。

9.根据权利要求2所述的智能追踪音响，其特征在于，所述声音识别追踪组件还包括麦板，该麦板与所述矩阵麦电连接并控制所述矩阵麦识别追踪人声音发出方位，且所述矩阵麦为环形四麦矩阵麦组构成。

10.根据权利要求2所述的智能追踪音响，其特征在于，还包括手机支架组件，该手机支架组件包括磁吸手机支架及伸缩杆，所述磁吸手机支架设置在所述伸缩杆的顶端，所述伸缩杆的底端固定设置在所述固定外壳上。

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