《電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)論》課件-任務(wù)1 耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)

1.不同造型的幾何產(chǎn)品（長方形、圓柱形、圓形）任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄圓柱形：聲學(xué)優(yōu)化知識小結(jié)長方形：電路適配性03圓形：人體工學(xué)設(shè)計長方形：電路適配性11.1空間利用率長方形腔體內(nèi)部空間規(guī)整，適合直線型PCB布局，降低布線復(fù)雜度。長方形：電路適配性11.2結(jié)構(gòu)強度-棱角設(shè)計增加抗彎性-但需避免尖角影響天線信號圓柱形：聲學(xué)優(yōu)化22.1聲學(xué)適配性-軸對稱結(jié)構(gòu)減少駐波干擾圓柱形：聲學(xué)優(yōu)化22.2電路兼容性-圓柱空間對紐扣電池/環(huán)形天線的適配-華為FreeBudsPro拆解分析圓形：人體工學(xué)設(shè)計33.1佩戴舒適性-無棱角設(shè)計圓形：人體工學(xué)設(shè)計33.2信號干擾問題-金屬環(huán)屏蔽信號→LDS天線鏤空圓形：人體工學(xué)設(shè)計33.3維修便捷性-卡扣式拆裝工具選擇（塑料撬棒）2.常用材料分類及特性任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄金屬（鋁合金）知識小結(jié)塑料（ABS/PC）03硅膠/TPU知識小結(jié)04陶瓷塑料（ABS/PC）1基體材料絕緣性介電常數(shù)耳機外殼（需開孔避讓麥克風(fēng)/天線）特性應(yīng)用金屬（鋁合金）2基體材料電磁屏蔽性預(yù)留信號窗特性應(yīng)用局部裝飾外殼基體材料硅膠/TPU3基體材料柔性好密封性好防水特性應(yīng)用耳掛部位肌膚貼合之處華為首款開放式耳機FreeClip，外部TPU材質(zhì)。硅膠/TPU3小米首款OWS耳機，本體掛耳位置采用了親膚液態(tài)硅膠LSR材料打造OladanceOWSPro全開放式耳機，暗色部分采用了親膚硅膠材質(zhì)陶瓷4基體材料高端干壓特性應(yīng)用耳機背蓋陶瓷貼片音腔等部位思考與延伸金屬（鋁合金）知識小結(jié)塑料（ABS/PC）硅膠/TPU·是否需要TPU耳掛防止脫落？·塑料外殼如何開孔才能兼顧麥克風(fēng)收音和防水？·金屬裝飾件的位置是否會影響天線性能？如果讓你設(shè)計一款運動耳機，你會如何選材？3.典型工藝對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄壓鑄工藝知識小結(jié)注塑工藝033D打印注塑工藝11.1設(shè)計要點-壁厚均勻性：≥1.2mm（防止縮痕）-分型線位置：避開外觀面與聲學(xué)孔位注塑工藝11.2結(jié)構(gòu)強度-棱角設(shè)計增加抗彎性-但需避免尖角影響天線信號壓鑄工藝22.1聲學(xué)適配性-軸對稱結(jié)構(gòu)減少駐波干擾壓鑄工藝22.2電路兼容性-圓柱空間對紐扣電池/環(huán)形天線的適配-華為FreeBudsPro拆解分析3D打印33.1佩戴舒適性-無棱角設(shè)計3D打印33.2信號干擾問題-金屬環(huán)屏蔽信號→LDS天線鏤空3D打印33.3維修便捷性-卡扣式拆裝工具選擇（塑料撬棒）4.耳機的產(chǎn)品外殼任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄耳機面殼與耳機桿殼知識小結(jié)耳機的材料及固定方式頭戴式承重耳機的材料及固定方式11.1外殼材料耳機面殼與耳機桿殼選用塑膠材料PC+ABS，防火等級為UL94V2，成型方式為注塑，顏色為粉色，先注塑素材高光，外表面再進(jìn)行二噴二烤工藝噴漆處理，即先噴粉色油漆，再噴防刮UV油漆耳機尾塞的材料及表面處理方式選擇。耳機的材料及固定方式11.1外殼材料耳機裝飾件的材料及表面處理方式選擇。耳機裝飾件材料選用鋁合金，采用機械加工，表面為高亮銀色效果。耳機的材料及固定方式11.2固定方式-耳機面殼與耳機桿殼采用卡扣和膠水固定耳機的材料及固定方式11.2固定方式-耳機尾塞采用卡扣和膠水固定在耳機桿殼尾部-耳機裝飾件在耳機尾塞與耳機桿殼的中間，可以通過這兩個零件夾緊固定，在結(jié)構(gòu)上只需要對耳機裝飾件進(jìn)行限位。耳機外殼骨架設(shè)計22.1面殼與桿殼-耳機面殼與耳機桿殼外形尺寸都比較小，但對外形美觀度要求很高。二者的結(jié)構(gòu)連接首選卡扣，采用環(huán)形卡扣，耳機面殼做母扣，扣位通過斜頂出模，耳機桿殼做公扣，用斜頂或者滑塊出模?？墼O(shè)計是關(guān)鍵，不合理的卡扣在接合面會造成明顯段差。耳機外殼骨架設(shè)計22.2環(huán)形卡扣-將環(huán)形卡扣切成三段，有利于模具出模-環(huán)形卡扣扣合量為0.20～0.25mm，并預(yù)留0.10mm左右的加膠空間，以便實配增加卡扣量。將卡扣配合面設(shè)計成10°左右的斜面，間隙為0.00～0.03mm，耳機外殼骨架設(shè)計22.3限位結(jié)構(gòu)-在耳機桿殼與耳機面殼上設(shè)計一個限位結(jié)構(gòu)，間隙為0.05mm5.耳機面殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄耳機喇叭的調(diào)音孔耳機喇叭的固定結(jié)構(gòu)耳機喇叭的固定結(jié)構(gòu)1-半入耳式的TWS藍(lán)牙耳機喇叭規(guī)格很多，常用的規(guī)格型號有1029等。超薄喇叭的規(guī)格型號有1422。-喇叭通過雙面膠固定在耳機面殼上，為了保證比較好的音質(zhì)效果，喇叭四周通過膠水密封，防止漏音。1.21029喇叭的固定結(jié)構(gòu)1.11029喇叭的尺寸耳機喇叭的固定結(jié)構(gòu)11.31422喇叭結(jié)構(gòu)-在耳機面殼上設(shè)計結(jié)構(gòu)限位喇叭1422，間隙為0.05～0.10mm，喇叭通過雙面膠固定在耳機面殼上，為了保證比較好的音質(zhì)效果，喇叭四周通過膠水密封，防止漏音。-喇叭前音腔下的骨位要盡量做低，以減小對喇叭音質(zhì)的影響。耳機喇叭的調(diào)音孔22.1調(diào)音孔及調(diào)音網(wǎng)-喇叭前音腔設(shè)置調(diào)音孔，用調(diào)音網(wǎng)遮擋，既能滿足調(diào)音效果又可以防塵。調(diào)音網(wǎng)材料有無紡布、尼龍網(wǎng)、鋼網(wǎng)等，材料不同厚度也不同，厚度一般為0.10～0.20mm，四周限位間隙為0.10mm，通過雙面膠固定調(diào)音網(wǎng)。耳機喇叭的調(diào)音孔2華為FreeBudsProL型調(diào)音孔索尼WF-1000XM4蜂窩狀多孔設(shè)計耳機喇叭的調(diào)音孔22.2出音孔及出音網(wǎng)-喇叭出音孔的大小直接影響聲音的大小，出音孔過小會導(dǎo)致播放聲音小與音質(zhì)差，出音孔過大會導(dǎo)致喇叭聲音不集中與音質(zhì)差。按照喇叭規(guī)格書的要求設(shè)計出音孔的面積。思考與延伸金屬（鋁合金）知識小結(jié)塑料（ABS/PC）1.若在有限空間內(nèi)集成更大尺寸喇叭，如何重新規(guī)劃電路板布局？2.調(diào)音網(wǎng)的孔徑密度變化，是否會影響麥克風(fēng)的信噪比？3.如何通過仿真軟件（如COMSOL）提前預(yù)測調(diào)音孔對頻響曲線的影響？6.耳機桿殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄桿殼電池&耳機磁鐵知識小結(jié)桿殼內(nèi)部倒模頭戴式承重03桿殼PCB固定桿殼內(nèi)部倒模11.1耳機桿殼內(nèi)部加膠補平-解決耳機桿殼內(nèi)部模具倒扣問題的方法是在耳機桿殼內(nèi)部進(jìn)行加膠補平處理。桿殼電池&耳機磁鐵22.1耳機桿殼的電池固定-電池通過EVA泡棉和雙面膠固定在耳機桿殼內(nèi)，用導(dǎo)線焊接在PCB上，給PCB提供電源。面殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計22.2耳機磁鐵-耳機桿殼內(nèi)的磁鐵尺寸根據(jù)內(nèi)部空間來設(shè)計，磁鐵形狀可以設(shè)計為方形，也可以設(shè)計為圓形。通過膠水固定，防止松動。桿殼PCB固定33.1耳機桿殼PCB固定-根據(jù)耳機桿殼的內(nèi)部空間設(shè)計PCB的外形，耳機PCB尺寸比較小，但需要布置的電子元器件不少，在設(shè)計時需要與電子硬件工程師溝通PCB的尺寸能否滿足設(shè)計電路的需求。桿殼PCB固定33.2耳機桿殼PCB的正、背面-在PCB上要畫出對結(jié)構(gòu)有影響的電子元器件，如LED、MIC、主芯片等，以便檢查與耳機桿殼是否存在干涉。在PCB上還要畫出焊盤的位置，如喇叭焊盤、電池焊盤等，以方便硬件工程師在設(shè)計電路時確定位置。耳機桿殼PCB正面耳機桿殼PCB背面桿殼PCB固定33.3耳機桿殼觸摸片此款TWS藍(lán)牙耳機通過觸控操作，需要在耳機桿殼內(nèi)設(shè)計一個觸摸片，觸摸片是金屬材質(zhì)的，可以用銅箔或者定制FPC式觸摸片，尺寸及形狀根據(jù)內(nèi)部空間來設(shè)計。桿殼PCB固定33.3耳機桿殼背部防塵網(wǎng)-耳機桿殼背部有一個孔，用防塵網(wǎng)遮擋防塵，防塵網(wǎng)材料有無紡布、尼龍網(wǎng)、鋼網(wǎng)等，材料不同厚度也不一樣。思考與延伸金屬（鋁合金）知識小結(jié)塑料（ABS/PC）1.若電池容量增加15%，如何重新規(guī)劃桿殼內(nèi)部空間？是否需要壓縮PCB面積？2.磁鐵與無線充電線圈的距離應(yīng)如何控制，避免渦流損耗？3.觸摸片的接地設(shè)計如何避免引入射頻噪聲？7.耳機尾塞內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄麥克風(fēng)進(jìn)音孔尾塞固定結(jié)構(gòu)尾塞固定結(jié)構(gòu)11.1耳機尾塞的固定-耳機尾塞采用卡扣與膠水固定在耳機桿殼上，耳機尾塞做公扣，耳機桿殼做母扣，設(shè)計四個卡扣，每側(cè)各兩個。尾塞固定結(jié)構(gòu)11.2耳機五金裝飾件的固定-根據(jù)實際裝配的效果，先將耳機五金裝飾件套在耳機尾塞上，不能松動，再與耳機桿殼夾緊。-充電五金件共兩個，一個是正極，一個是負(fù)極，通過焊接的方式將其固定在PCB上。-耳機尾塞開孔以避開充電五金件。麥克風(fēng)進(jìn)音孔22.1耳機麥克風(fēng)尺寸圖-耳機麥克風(fēng)的進(jìn)音孔設(shè)計在耳機尾塞的中間位置，為了保證良好的通話效果，耳機麥克風(fēng)采用下進(jìn)音。麥克風(fēng)進(jìn)音孔22.2耳機麥克風(fēng)PCB上開槽-若耳機麥克風(fēng)采用下進(jìn)音，則PCB上需要開槽。麥克風(fēng)進(jìn)音孔22.3耳機麥克風(fēng)防塵網(wǎng)-耳機麥克風(fēng)的進(jìn)音孔用防塵網(wǎng)遮擋防塵，防塵網(wǎng)材料有無紡布、尼龍網(wǎng)、鋼網(wǎng)等，材料不同厚度也不一樣，通過雙面膠固定。8.耳機的人體工學(xué)分析任務(wù)1耳機產(chǎn)品的外觀與結(jié)構(gòu)0201目錄健康與用戶體驗優(yōu)化人體工學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)03技術(shù)創(chuàng)新與未來趨勢人體工學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)11.1耳朵是"指紋級"獨特歐洲型：耳甲腔深且窄，耳輪腳明顯（占全球32%）亞洲型：耳甲艇較淺，對耳屏突出（占全球41%）混合變異型：耳輪畸形或耳垂附著異常（占27%）人體工學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)11.2材料選擇與皮膚接觸舒適度理想材料的三重特性：記憶回彈：受壓后60秒恢復(fù)原狀95%以上梯度硬度：外緣50ShoreA/內(nèi)層30ShoreA抑菌透氣：表面微孔直徑5-10μm健康與用戶體驗優(yōu)化22.1佩戴穩(wěn)定性與運動適配防脫落方案：耳掛式（JabraElite）vs

鰭狀支撐（BeatsFitPro）。JabraElite耳機BeatsFitPro耳機健康與用戶體驗優(yōu)化22.2透氣性與健康影響-泄壓技術(shù)BoseQuietComfortEarbudsII主動泄壓孔設(shè)計-健康風(fēng)險長期佩戴耳道壓力監(jiān)測（建議單次≤2小時）。技術(shù)