一种车门发声装置、语音交互系统及交通工具的制作方法

1.本发明涉及交通工具技术领域，特别涉及一种车门发声装置、语音交互系统及交通工具。


背景技术：

2.目前汽车行业中，部分设计者考虑到驾驶员在遇到车外人员沟通对话的效率和方便性，在现有车辆的基础上集成了车内外语音交互系统，这类系统可以保证驾驶员在遇到车外人员沟通对话时，不用开车门下车，或者降下车窗，保障了沟通的高效和驾驶员的人身安全。
3.目前这些系统除拾音设备、信号处理、电器控制外，发声装置大多采用传统的扬声器，这种扬声器一般采用振膜或者纸盆激励的方式发出声音，在安装扬声器的时候，需要在车辆的发声位置设置相应的出声孔（或其他防止阻隔声音传播的结构），例如，将喇叭直接裸漏在汽车外面（或通过一些机械驱动装置使喇叭能够伸出车体），通过外放的形式将车内人员的语音传递给车外人员，如此设计会导致比较复杂的汽车结构，同时也会影响美观；又例如将喇叭藏在车体内部，通过在车体上开声孔的方式，将声波传递出来，如此设计可能会导致出现渗水、积灰等问题。除此之外，使用传统喇叭的方式也会有防护不周到导致喇叭受损的情况，同时因为喇叭的尺寸所限，其能发出的音量上限比较小，在一些嘈杂的环境下可能会有声音被掩盖的问题。
4.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种车门发声装置、语音交互系统及交通工具，优化发声装置的结构、提升发声装置的声学性能。
6.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提出了一种车门发声装置，包括：门体，将车厢与外界分隔；至少一个激励装置，连接在所述门体靠近所述车厢的一侧，所述激励装置驱动所述门体振动发声。
7.作为优选，所述门体包括将车厢与外界分隔的外蒙皮，所述激励装置连接在所述外蒙皮靠近所述车厢的一侧。
8.作为优选，所述激励装置振动方向垂直于所述外蒙皮所在平面。
9.作为优选，所述激励装置包括与所述外蒙皮相连激励器，所述激励器驱动所述门体振动发声。
10.作为优选，所述激励器包括与所述外蒙皮相连的外壳、与所述外壳相连的电磁驱动件、活动设于所述电磁驱动件内的磁性件以及连接在所述外壳和磁性件之间的弹性件，所述电磁驱动件驱动所述磁性件振动。
11.作为优选，所述激励装置还包括与所述外蒙皮相连的屏蔽盒，所述激励器设置在
所述屏蔽盒内。
12.作为优选，所述屏蔽盒包括具有容置腔的盒体以及与所述盒体相连的第一盖体，所述盒体与所述外蒙皮相连，所述激励器设于所述容置腔内、并与所述盒体相连。
13.作为优选，所述盒体与所述激励器之间连接有第一垫片。
14.第二方面，本发明还提出了一种语音交互系统，应用于交通工具，包括：拾音装置，包括至少一个用于采集车厢内部声音信号的第一拾音装置和至少一个用于采集外界声音信号的第二拾音装置；如第一方面所述的车门发声装置，用于向车厢内部和外界传递所述拾音装置采集的声音信号；控制装置，耦合于所述拾音装置和车门发声装置，用于控制所述拾音装置和车门发声装置之间的信息交互。
15.第三方面，本发明还提出了一种交通工具，包括如第一方面所述的车门发声装置；或者，包括如第三方面所述的用于交通工具的语音交互系统。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的车门发声装置，将门体用作传统扬声器振膜或纸盆的作用，采用激励装置激励门体振动，使门体作为振动的一部分发出声音，整个发声装置藏于车门内部空间，可以避免传统扬声器应用场景下，在车辆上加工出声孔等辅助结构，保证汽车的美观，最大程度避免对车辆的改动，优化了发声装置的结构，同时激励器不裸露设置，提高了发声装置的可靠性；相比于传统的扬声器受振膜尺寸和结构的限制（如振膜折环，弹性系数等要求），本发明的激励器尺寸和结构限制更小，可以通过大幅调整磁性部件的结构，降低系统的固有频率并提高振动加速度，进而提高振动量，在声学性能上实现相对较好的宽频和低音效果，同时由于车门的尺寸远大于喇叭单体，具有更大的辐射面，可以实现更大的声场面积和音量，提升了发声装置的声学性能。
17.本发明的交互系统，颠覆传统喇叭使用振膜激发声波的方式，通过激励器的振动激发车门振动发出声音，充分利用现有的车体结构，实现汽车内外语音交互；车内外人员沟通时车内人员不用下车，可以在遇到陌生人或陌生环境下保障自身安全。
附图说明
18.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：图1是本发明中车门发声装置的结构示意图；图2是本发明中外蒙皮一侧的结构示意图；图3是本发明中外蒙皮另一侧的结构示意图；图4是本发明中激励装置的安装示意图；图5是本发明中屏蔽盒和外蒙皮是固定示意图；图6是本发明中激励装置的爆炸图；图7是本发明中激励装置的安装剖视图；
图8是本发明中激励器的爆炸图；图9是本发明中激励器的剖视图；图10是本发明一种实施方式中磁性件与线圈的配接示意图；图11是本发明另一种实施方式中磁性件与线圈的配接示意图；图12是本发明中语音交互系统的结构示意图；图13是本发明中车厢内部人员说话外界人员接收的流程示意图；图14是本发明中外界人员说话车厢内部人员接收的流程示意图。
实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.如图1所示，对应于本发明的一种较佳实施例的车门发声装置，包括门体1和激励装置2。
23.门体包括骨架结构以及与骨架结构相连的蒙皮结构。通常的，如图2和图3所示，蒙皮结构包括用于将车厢与外界分隔的外蒙皮11，外蒙皮11包括靠近车厢一侧的第一面部111和靠近外界一侧的第二面部112，激励装置2连接在外蒙皮11的第一面部111上，通过激励装置2振动从而驱动外蒙皮11振动发声。
24.具体的如图4所示，激励装置2包括激励器21和屏蔽盒22，激励器21通过屏蔽盒22与外蒙皮11相连。其中，激励器21起到振动源的作用，使用线性振动结构，振动时，可激励门体同时振动，此振动产生的声波既可以向车外传播，也可以向车内传播。优选的，激励装置2振动方向垂直于外蒙皮11所在平面，使最大振幅传递门体1，保证能量传递效率。如图8和图9所示，激励器21包括与外蒙皮11相连的外壳、与外壳相连的电磁驱动件、活动设于电磁驱动件内的磁性件216、连接在外壳和磁性件216之间的弹性件217以及连接在磁性件216两端的导磁件218。外壳包括壳体211和连接在壳体211两端的第二盖体212和第三盖体213，壳体211呈环状，具有两端开口的腔体214，第二盖体212和第三盖体213分别盖设在腔体214的两端开口上，从而封闭腔体214。需要解释的是，壳体211两端均连接有盖体仅为方便安装的一种优选的实施方式，在其他实施方式中，也可以采用仅一端具有开口的壳体211，如此只需一个盖体即可封闭腔体，在此不再作进一步限定。电磁驱动件包括线圈215，线圈215设于与
壳体211的腔体214内并与壳体211固定连接，磁性件216活动设于线圈215内，磁性件216两端分别连接有导磁件218，以导通磁场，通过向线圈215通入交流电驱动磁性件216振动。线圈215驱动磁性件216振动的结构设计有多种，例如如图10所示，采用单线圈设计，磁性件216至少包括两个相互连接的第一磁铁2161和第二磁铁2162，第一磁铁2161和第二磁铁2162之间通过导磁体2163隔开，第一磁铁2161和第二磁铁2162相邻的两个磁极的极性相同，线圈215套设在第一磁铁2161、第二磁铁2162以及导磁体2163外，当线圈215通电时，第一磁铁2161和第二磁铁2162受力方向一致，从而使磁性件216朝同一方向运动。需要解释的是，在本实施方式中，磁性件216采用的是分体式结构，即第一磁铁2161、导磁体2163以及第二磁铁2162之间通过胶粘连接，也可以采用一体式结构，即由磁性材料一体充磁形成，在此不做进一步限定。例如如图11所示，采用双线圈、单磁铁设计，线圈包括第一线圈2151和第二线圈2152，磁性件216包括第三磁铁2164，第一线圈2151和第二线圈2152分别间隔套设在第三磁铁2164的n极和s极两端，当第一线圈2151和第二线圈2152分别通入相反方向的电流时，第三磁铁2164受力方向一致，从而使磁性件216朝同一方向运动。
25.弹性件217连接在壳体211和磁性件216之间，为振动过程提供弹力和回复力。弹性件217的数量可以是1个或2个，优选的在本实施例中，弹性件217的数量为两个，分别为第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件和第二弹性件分别设于磁性件216两端，从而使磁性件216在振动时受力更为均匀、不会出现滚振的情况、稳定性更好、回复力也更大。作为一种优选的实施方式，如图8所示，弹性件217包括第一弹片2171、环绕与第一弹片2171外的第二弹片2172以及连接在第一弹片2171和第二弹片2172之间的若干连接臂2173，第二弹片2172与壳体211相连，第一弹片2171与磁性件216相连，连接臂2173用于在磁性件216振动时发生弹性形变，从而使得第一弹片2171随着磁性件216一起运动。具体的，第一弹片2171与磁性件216之间连接有导磁件218，第一弹片2171和导磁件218之间连接有第二垫片219，为弹性件217振动提供z轴方向的空间。
26.如图5所示，屏蔽盒22与外蒙皮11相连，激励器21设置在屏蔽盒22内。屏蔽盒22使用含有铁、钴、镍的铁磁材质，主要功能是放置和防护振动激励器21的作用，屏蔽盒22的铁磁性可以起到磁屏蔽作用，用于保护激励器内部磁场不受外界干扰，保证振动效果。在本实施例中，如图6和图7所示，屏蔽盒22包括具有容置腔223的盒体221以及与盒体221相连的第一盖体222，盒体221与外蒙皮11相连，激励器21设于容置腔223内、并与盒体221相连。优选的，盒体221与外蒙皮11刚性连接，尽可能减小激励装置2到门体1的能量衰减，刚性连接方式可以是螺栓连接或者铆接。激励器21与盒体221的连接方式可以是螺栓连接或者铆接，优选采用螺栓连接将激励器21的壳体211固定在盒体221上，以方便激励器21的维修和拆装。盒体221与激励器21之间连接有第一垫片23，其作用是安装时提供一定的预紧力，防止激励器21和屏蔽盒22之间因长期振动产生缝隙，从而导致噪声出现。优选的，第一垫片23的材质选用橡胶或硅胶，尽可能减小对振动的衰减。
27.如图12所示，本发明还提供一种用于交通工具的语音交互系统，包括拾音装置3、车门发声装置4以及控制装置5。
28.拾音装置包括但不限于麦克风装置，主要功能是采集人的语音并实现信号转换。为了实现交通工具内外的语音交互，拾音装置至少包括第一拾音装置和第二拾音装置，其中，第一拾音装置可设置于车厢内部任一位置，用于采集车厢内部声音信号并将声音信号，
并转换成电信号传输给控制装置5进行信号处理；第二拾音装置可设置于车厢外部任一位置，用于采集外界声音信号，并转换成电信号传输给控制装置5进行信号处理。优选的，第一拾音装置和第二拾音装置安装在靠近采集声音信号的位置。
29.车门发声装置4采用上述结构，将激励装置2安装在门体1的外蒙皮11靠近车厢的一侧，通过激励装置2驱动门体1振动发声。激励装置2的电缆通过电路与控制装置5连接实现供电和振动频率的控制，向车厢内部和外界传递拾音装置3采集的声音。激励装置2安装数量不限，可根据实际交通工具的设计和声学需求确定具体的设置数目。
30.控制装置5耦合于拾音装置3和车门发声装置4，用于控制拾音装置3和车门发声装置4之间的信息交互。控制装置5可以安装在交通工具的控制系统中，或者集成在主板上，但不限于以上两种形式。具体的，控制装置5包括但不限于执行以下操作：第一：接收第一拾音装置和第二拾音装置采集的声音信号，并将其保存成软件可处理的数据文件；第二：对声音信号进行滤波、降噪等处理，滤除掺杂在人声中的环境噪音，使信号清晰；第三：放大处理后的声音信号，并发出驱动信号驱动激励装置2振动，从而激励门体1振动发声。
31.本发明还提供一种交通工具，应有上述车门发声装置4；或者，应用有上述用于交通工具的语音交互系统。
32.如图13所示，当车厢内部人员说话外界人员接收时：车厢内部人员讲话时，声波物理信号由第一拾音装置采集，转化为电信号，传输给控制装置5，控制装置5中的语音软件对语音信号进行滤波、降噪等处理，滤除掺杂在人声中的环境噪音，使信号清晰；处理后的信号重新输出，由控制装置5上的功放驱动模块进行信号放大，传输给安装在门体1上的激励装置2，激励装置2带动门体1发生振动，经声波再传递给外界人员。
33.如图14所示，外界人员说话车厢内部人员接收：外界人员讲话时，声波物理信号由第二拾音装置采集，转化为电信号，传输给控制装置5，控制装置5中的语音软件对语音信号进行滤波、降噪等处理，滤除掺杂在人声中的环境噪音，使信号清晰；处理后的信号重新输出，由控制装置5上的功放驱动模块进行信号放大，传输给安装在门体1上的激励装置2，激励装置2带动门体1发生振动，经声波再传递给车厢内部人员。
34.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

技术特征：
1.一种车门发声装置，其特征在于，包括：门体（1），将车厢与外界分隔；至少一个激励装置（2），连接在所述门体（1）靠近所述车厢的一侧，所述激励装置（2）驱动所述门体（1）振动发声。2.根据权利要求1所述的车门发声装置，其特征在于，所述门体（1）包括将车厢与外界分隔的外蒙皮（11），所述激励装置（2）连接在所述外蒙皮（11）靠近所述车厢的一侧。3.根据权利要求2所述的车门发声装置，其特征在于，所述激励装置（2）振动方向垂直于所述外蒙皮（11）所在平面。4.根据权利要求1所述的车门发声装置，其特征在于，所述激励装置（2）包括与所述外蒙皮（11）相连激励器（21），所述激励器（21）驱动所述门体（1）振动发声。5.根据权利要求4所述的车门发声装置，其特征在于，所述激励器（21）包括与所述外蒙皮（11）相连的外壳、与所述外壳相连的电磁驱动件、活动设于所述电磁驱动件内的磁性件（216）以及连接在所述外壳和磁性件（216）之间的弹性件（217），所述电磁驱动件驱动所述磁性件（216）振动。6.根据权利要求4所述的车门发声装置，其特征在于，所述激励装置（2）还包括与所述外蒙皮（11）相连的屏蔽盒（22），所述激励器（21）设置在所述屏蔽盒（22）内。7.根据权利要求6所述的车门发声装置，其特征在于，所述屏蔽盒（22）包括具有容置腔（223）的盒体（221）以及与所述盒体（221）相连的第一盖体（222），所述盒体（221）与所述外蒙皮（11）相连，所述激励器（21）设于所述容置腔（223）内、并与所述盒体（221）相连。8.根据权利要求7所述的车门发声装置，其特征在于，所述盒体（221）与所述激励器（21）之间连接有第一垫片（23）。9.一种语音交互系统，应用于交通工具，其特征在于，包括：拾音装置（3），包括至少一个用于采集车厢内部声音信号的第一拾音装置和至少一个用于采集外界声音信号的第二拾音装置；如权利要求1-8任一项所述的车门发声装置（4），用于向车厢内部和外界传递所述拾音装置（3）采集的声音信号；控制装置（5），耦合于所述拾音装置（3）和车门发声装置（4），用于控制所述拾音装置（3）和车门发声装置（4）之间的信息交互。10.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的车门发声装置（4）；或者，包括如权利要求9所述的用于交通工具的语音交互系统。

技术总结
本发明公开的一种车门发声装置、语音交互系统及交通工具，其中车门发声装置包括：门体（1），将车厢与外界分隔；至少一个激励装置（2），连接在所述门体（1）靠近所述车厢的一侧，所述激励装置（2）驱动所述门体（1）振动发声。本发明公开的一种车门发声装置、语音交互系统及交通工具，优化结构、提升声学性能。提升声学性能。提升声学性能。


技术研发人员：付扬帆 王德雨 曹洪斌
受保护的技术使用者：苏州索迩电子技术有限公司
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/6/28