一种汽车座椅扬声器阵列装置的制作方法

本实用新型涉及一种汽车座椅扬声器阵列装置。

背景技术：

目前，对于国内外的大多数轿车车型，车内扬声器多布置在车厢内仪表盘及车门处；而对于客车车型，车内扬声器多布置在顶棚上。无论轿车还是客车的扬声器布置形式均不利于声音的聚焦，车内所有成员均处在基本相同的声音环境内。但是，在行车过程中，驾驶员与乘客对于声音环境的要求却有所区别，乘客对于声音环境的要求仅为舒适性的要求，驾驶员对声音环境的要求则更高，不仅需要考虑声音环境舒适度，更要求声音环境能够使自己保持一定的紧张感以保证行车安全性，目前汽车内扬声器布置形式不能满足驾驶员与每个乘客对于声音环境的不同需求。而在车内声音品质优化领域，国内外对于车内声品质改善的研究多从调整车内扬声器整体布置形式入手，但是这只能在一定程度上提高整车的声音品质，若要满足司机及不同乘客对于声音环境的个性化要求则难度较大。

对于现有汽车内座椅，主要功能仍旧为供驾驶员及乘客乘坐，并且依据人机工程学等方面的知识来尽可能地缓解驾驶员与乘客的身体疲劳，提高舒适性，而装备有多角度、环绕声场聚焦的可调整式扬声器阵列以满足驾驶员与每个乘客对于车内声环境个性需求的汽车座椅并未见报道。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的不能满足驾驶员与每个乘客对于车内声音环境不同需求的问题，提供了一种汽车座椅扬声器阵列装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置包括固定底板、轨道组、扬声器阵列、6个结构相同的位置调整机构与6个薄盖板；

所述的轨道组由1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道组成；

所述的扬声器阵列由3只结构相同的低频扬声器与6只结构相同的高频扬声器组成；

1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道与3号椭圆弧形轨道安装在固定底板的左侧端面上，4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道安装在固定底板的右侧端面上，3只结构相同的低频扬声器安装在固定底板上，6只结构相同的高频扬声器安装在1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道上的位置调整机构中；6个薄盖板安装在1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道上。

技术方案中所述的2号椭圆弧形轨道与5号椭圆弧形轨道对称地与固定底板的中矩形板左、右两侧端面的中部粘接，2号椭圆弧形轨道与5号椭圆弧形轨道水平地布置在固定底板的两侧；1号椭圆弧形轨道与4号椭圆弧形轨道所在平面分别相对于水平面呈α角度上扬，1号椭圆弧形轨道与4号椭圆弧形轨道对称地和固定底板的上矩形板的左、右两侧端面粘接；3号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道所在平面分别相对于水平面呈α角度下倾，3号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道对称地和固定底板的下矩形板的左、右两侧端面粘接，其中：α角度为20°～30°。

技术方案中所述的1号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道结构相同，2号椭圆弧形轨道与5号椭圆弧形轨道结构相同，3号椭圆弧形轨道与4号椭圆弧形轨道结构相同。

技术方案中所述的固定底板为abs塑料材质的或其它尺寸稳定性好且抗冲击性能良好的塑料材质的平板结构件，固定底板包括粘接为一体的等厚度的上矩形板、中矩形板与下矩形板，其中，上矩形板与下矩形板尺寸完全相同且长度尺寸小于中矩形板；所述的固定底板的整体长度及宽度尺寸小于头枕尺寸以保证完全位于头枕之内，固定底板沿铅垂方向的纵向对称线上设置有3个完全相同的用于布置低频扬声器的圆形通孔，固定底板下端左右对称地设置有2个结构相同的底板螺栓孔，2个结构相同的底板螺栓孔与座椅头枕内部两根立柱上端左右对称地设置的2个结构相同的立柱螺栓孔对正，固定底板采用螺栓与头枕内部两根立柱上端固定连接。

技术方案中所述的1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道皆是椭圆弧形状的等U形横截面的平面槽型件，1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道的两端面采用端面盖板粘接封闭，1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道的等U形横截面的槽口处分别粘接有薄盖板，1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道的外端槽口处采用矩形板封闭，矩形板与薄盖板之间的槽口处设置有供高频扬声器更换及充电用的翻盖；与固定底板的材质相同的薄盖板上均匀地设置有结构相同的菱形通孔，在薄盖板对面的即U形横截面的平面槽型件的槽底上沿1号椭圆弧形轨道、2号椭圆弧形轨道、3号椭圆弧形轨道、4号椭圆弧形轨道、5号椭圆弧形轨道与6号椭圆弧形轨道加工有安装高频扬声器的长通孔，在长通孔上设置有刻度线。

技术方案中所述的3只低频扬声器选用型号为GUOER A11的无线的扬声器，通过螺栓安装在固定底板上的三个圆形通孔内，3个圆形通孔分别位于上矩形板、中矩形板、下矩形板两侧的椭圆弧形轨道与该矩形板的粘接点连线的中点处；所述的高频扬声器选用型号为SRS-X11的无线的扬声器。

技术方案中所述的位置调整机构包括空心滑块、锁紧螺母与螺栓；所述的空心滑块为与固定底板相同材质的长方体形的空心壳体件，其结构尺寸小于所安装在的椭圆弧形轨道的内腔，空心滑块的一面是敞开的且朝向所安装在的椭圆弧形轨道的焦点；所述的锁紧螺母布置于所安装在的椭圆弧形轨道的外侧，螺栓位于所安装在的椭圆弧形轨道内侧而杆部从所安装在的椭圆弧形轨道上的长通孔中伸出与锁紧螺母连接；空心滑块的底壁的外侧面与螺栓的头部粘接。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置通过在汽车头枕处布置6个位置对称的椭圆弧形轨道，利用高频扬声器指向性较好的特点，通过处在椭圆弧形轨道组内的高频扬声器播放呈现声音的高频部分，可使所播放声音更好地聚焦于椭圆焦点，并在物理位置上保证椭圆焦点与人的双耳重合，在人头部附近的一定空间内构建了相对独立的声音环境，有助于实现车内声功能分区，为车内声品质的优化及满足驾驶员与乘客对于声音环境的个性化需求奠定了基础。

2.本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中扬声器阵列包括轨道组内的高频扬声器以及安装在座椅头枕内固定底板上的低频扬声器，可实现较宽广的频带覆盖。

3.本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中设置了位置调整机构，使高频扬声器在椭圆弧形轨道中的位置可根据实际情况方便地调整，可实现多角度声音播放，更好地满足驾驶员与乘客的要求，应用于研究声品质的相关实验中也更加方便。

4.本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置的固定底板、轨道组等均为abs塑料材质，可以有效减弱轨道对扬声器播放声音的削弱和影响，并且塑料材质有助于进一步实现轻量化，亦降低了轨道对驾驶员及乘客造成人身伤害的风险，提高了安全性。

5.本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置丰富了汽车座椅的功能，结构新颖。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置结构组成的轴测投影视图；

图2为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中椭圆弧形轨道及位置调整机构主视图上的全剖视图；

图3为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中椭圆弧形轨道上所开长通孔示意图；

图4为图1中Ⅰ处局部放大的轴测投影视图；

图5为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中固定底板与轨道组主视图；

图6为图5中A-A处固定底板与轨道组位置关系、连接关系的剖视图；

图7为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中4号椭圆弧形轨道的轴测投影图；

图8为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中空心滑块轴测投影视图；

图9为本实用新型所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置中椭圆弧形轨道所在椭圆弧确定方法原理说明图；

图中：1.固定底板，2.轨道组，3.扬声器阵列，4.位置调整机构，5.1号椭圆弧形轨道，6.2号椭圆弧形轨道，7.3号椭圆弧形轨道，8.4号椭圆弧形轨道，9.5号椭圆弧形轨道，10.6号椭圆弧形轨道，11.薄盖板，12.低频扬声器，13.高频扬声器，14.空心滑块，15.锁紧螺母，16.螺栓，17.翻盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参阅图1至图8，所述的一种汽车座椅扬声器阵列装置包括固定底板1、轨道组2、扬声器阵列3、6个位置调整机构4与6个薄盖板11。

所述的固定底板1为abs塑料材质的平板或其它尺寸稳定性好且抗冲击性能良好的塑料材质的平板结构件，固定底板1包括粘接为一体的等厚度的上矩形板、中矩形板与下矩形板，其中，上矩形板与下矩形板尺寸完全相同且长度尺寸小于中矩形板；所述的固定底板1的整体长度及宽度尺寸略小于头枕尺寸以保证完全位于头枕之内，在实际应用中可根据汽车座椅头枕的尺寸及所用扬声器尺寸的不同做适当调整；所述的固定底板1沿铅垂方向的纵向对称线上开有三个完全相同的圆形通孔，用于布置扬声器；所述的固定底板1下端左右对称地设置有两个结构相同的底板螺栓孔，两个结构相同的底板螺栓孔与座椅头枕内部两根立柱上端左右对称地设置的两个结构相同的立柱螺栓孔对正，固定底板1采用螺栓与头枕内部两根立柱上端固定连接。

所述的轨道组2由对称布置在固定底板1左右两侧的6个椭圆弧形轨道即1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9、6号椭圆弧形轨道10组成。所述的1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10皆为与固定底板1相同材质的等U形横截面的槽型件，1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10的外形是一段椭圆弧形状，具体说，1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10皆是椭圆弧形状的等U形横截面的平面槽型件，各椭圆弧形轨道的两端面采用端面盖板粘接封闭，1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10的等U形横截面槽口处粘接有薄盖板11，各椭圆弧形轨道的外端槽口采用矩形板封闭，此处的各椭圆弧形轨道为长方体形的壳体，矩形板与薄盖板11之间的槽口设置有翻盖17，翻盖17根据扬声器尺寸来设置，可以打开翻盖17供扬声器的更换及充电之用；所述的薄盖板11与固定底板1材质相同且均匀地设置有结构相同的菱形孔，以起到减小对扬声器声场影响及装饰作用；在薄盖板11的对面即U形型材的槽底上沿各椭圆弧形轨道加工有长通孔，如图4所示，供扬声器在头枕外部的各椭圆弧形轨道上滑动，实现多角度播放声音，在各椭圆弧形轨道上沿长通孔设置有刻度线，以方便记录扬声器在各椭圆弧形轨道上的位置并进行扬声器在不同位置时的声场分析。所述的1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10采用相同的材质。1号椭圆弧形轨道5与4号椭圆弧形轨道8、3号椭圆弧形轨道7与6号椭圆弧形轨道10的结构对称相等；1号椭圆弧形轨道5与6号椭圆弧形轨道10、2号椭圆弧形轨道6与5号椭圆弧形轨道9、3号椭圆弧形轨道7与4号椭圆弧形轨道8结构相同。

所述的轨道组2与固定底板1的两侧端面通过粘接连接为一个整体，且从头枕两侧伸出于头枕之外。其中，2号椭圆弧形轨道6与5号椭圆弧形轨道9分别与固定底板1的中矩形板左、右两侧端面的中部粘接，水平布置在固定底板1的两侧；1号椭圆弧形轨道5与4号椭圆弧形轨道8所在平面分别相对于水平面呈α角度上扬，与固定底板1的上矩形板的左、右两侧端面粘接；3号椭圆弧形轨道7与6号椭圆弧形轨道10所在平面分别相对于水平面呈α角度下倾，与固定底板1的下矩形板的左、右两侧端面粘接，α角度根据不同车型车内空间的布置不同，可在20°～30°范围选取合适值。所述的1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6与3号椭圆弧形轨道7有共同的一个椭圆焦点，此焦点在空间上位于乘客乘坐于座椅上时的右耳位置处，所述的4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10有共同的一个椭圆焦点，此焦点在空间上位于乘客乘坐于座椅上时的左耳位置处，通过这样的位置布置方式可以构成相对独立的声场环境，并产生环绕声效果。

所述的扬声器阵列3由在轨道组2中6个椭圆弧形轨道内布置的各1只结构相同的无线的高频扬声器13以及在固定底板1上的3个圆形通孔内布置的各1只结构相同的无线的低频扬声器12组成，各扬声器均可通过蓝牙功能进行无线控制；所述的3只低频扬声器12选用果儿电子科技有限公司生产的型号为A11的无线的扬声器，通过螺栓布置在固定底板1的3个圆形通孔内，3个圆形通孔分别位于上矩形板、中矩形板、下矩形板两侧的椭圆弧形轨道与该矩形板的粘接点连线的中点处，低频扬声器12方向均指向前方，在后侧预留充电引线并引出头枕外，以方便充电；所述的高频扬声器13选用索尼公司生产的型号为SRS-X11的无线的扬声器，利用该扬声器呈现声音的高频部分。

所述的位置调整机构4由空心滑块14、锁紧螺母15与螺栓16组成，在1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9与6号椭圆弧形轨道10内均布置有1个结构相同的位置调整机构4。

下面以4号椭圆弧形轨道8内的位置调整机构4为例说明其结构及位置调整方法。

所述的空心滑块14为与固定底板1相同材质的长方体形的空心壳体件，其结构尺寸略小于4号椭圆弧形轨道8的内腔，以便于使空心滑块14可以在4号椭圆弧形轨道8内移动，空心滑块14一面是敞开的且朝向4号椭圆弧形轨道8的焦点，所述的高频扬声器13侧面通过螺栓布置在空心滑块14内，方向指向对应4号椭圆弧形轨道8的焦点；所述的锁紧螺母15布置在4号椭圆弧形轨道8的外侧，螺栓16位于4号椭圆弧形轨道8内侧而杆部从4号椭圆弧形轨道8上的长通孔伸出与锁紧螺母15连接；所述的空心滑块14的底壁的外侧面与位置调整机构4的螺栓16头部的顶端面粘接，以此将空心滑块14与高频扬声器13连接在4号椭圆弧形轨道8上，并使高频扬声器13可以沿4号椭圆弧形轨道8调整位置。当需要进行扬声器位置调整时，旋松锁紧螺母15，锁紧螺母15、螺栓16、空心滑块14及高频扬声器13可在4号椭圆弧形轨道8上同步滑动以调整扬声器位置并进行相关测试，在保证满足设计要求的同时，又方便根据车型、乘客喜好等其他因素进行扬声器位置的实际调整，在调整完成后，旋紧锁紧螺母15，以保持扬声器位置的固定。当需要对4号椭圆弧形轨道8中的高频扬声器13充电或更换时，可以打开薄盖板11一侧的翻盖，旋下锁紧螺母15，即可取出空心滑块14并卸下高频扬声器13。

所述的1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9、6号椭圆弧形轨道10所对应的椭圆弧段的确定均在汽车座椅靠背为铅垂位置时进行，当调整座椅相对于铅垂位置偏转一定角度时，头枕及扬声器阵列装置均整体偏转相同的角度，对该扬声器阵列装置的功能并无影响。参阅图9，本技术方案的1号椭圆弧形轨道5、2号椭圆弧形轨道6、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、5号椭圆弧形轨道9、6号椭圆弧形轨道10所对应的椭圆弧段的具体确定方法为：

首先考虑2号椭圆弧形轨道6、5号椭圆弧形轨道9所对应的椭圆弧段的确定。

已知成年人正常坐在汽车座椅上时，两耳之间的距离为2c，两耳连线中点与同一高度座椅头枕内固定底板水平截面中心的距离为d，根据汽车座椅头枕尺寸已选定固定底板1的中矩形板与2号椭圆弧形轨道6、5号椭圆弧形轨道9相接点距离为2n。

以人两耳连线的中点作为椭圆的中心O，两耳分别作为椭圆的左、右焦点F₁、F₂，则椭圆焦距设椭圆短半轴长椭圆长半轴长

以椭圆中心O为坐标原点，两耳连线F₁F₂所在直线为x轴，在水平面内建立平面直角坐标系。在所建坐标系内，可得椭圆方程为

将固定底板1的中矩形板向水平面投影可得到线段D₁D₂，且D₁(-n，d)及D₂(n，d)均在椭圆上。

对于椭圆，存在下面等式成立

a²＝b²+c²

综合以上两个方程，并根据成年人两耳之间的标准距离2c以及椭圆上一点D₁(-m，d)，即可解出a、b的值，得到相应椭圆方程。

在所得到的椭圆中，截取椭圆弧A₂D₂及椭圆弧A₁D₁即分别为处于水平位置的5号椭圆弧形轨道9、2号椭圆弧形轨道6。

下面以4号椭圆弧形轨道8为例考虑1号椭圆弧形轨道5、3号椭圆弧形轨道7、4号椭圆弧形轨道8、6号椭圆弧形轨道10所对应的椭圆弧段的确定。

将5号椭圆弧形轨道9所对应的椭圆弧段，以水平面内过同侧椭圆焦点的固定底板1的垂线为轴，向上旋转α角(α角已根据车内座椅周围空间布置取定)，旋转后的椭圆弧段与固定平板1的上矩形板有一新的交点，令此交点即为固定平板1的上矩形板与5号椭圆弧形轨道9的相接点，旋转后的椭圆弧段距固定底板1上矩形板的最远端与该相接点之间的椭圆弧段即为4号椭圆弧形轨道8所对应的椭圆弧段。

1号椭圆弧形轨道5、3号椭圆弧形轨道7、6号椭圆弧形轨道10所对应的椭圆弧段的确定方法相同。根据1号椭圆弧形轨道5、4号椭圆弧形轨道8与固定底边1的上矩形板相接点之间的距离可确定固定底板1的上矩形板的长度尺寸。根据3号椭圆弧形轨道7、6号椭圆弧形轨道10与固定底边1的下矩形板相接点之间的距离可确定固定底板1的下矩形板的长度尺寸。

参阅图2，本实用新型所述的空心滑块14及轨道组2中各个椭圆弧形轨道截面尺寸均根据所选取扬声器13尺寸依次适当放大，保证空心滑块14可以带动扬声器13在椭圆弧形轨道内移动即可。