流浪的路上[蓝牙耳机结构设计] (一百)

《流浪记》不知不觉就到了第一百篇,这么有意义的一篇想了很久也不知道要写啥?或许是真的因为我总有那么多的故事,多得都不知道要写哪一个?想着十年来一直不停的汲取经验,而后来因为不断的变换行业将之前存储的各种经验慢慢的遗忘了就觉得可惜。比如很多模具钳工的制造经验,模具设计的绘图经验,模流分析的跑胶经验等等。这些经验都是在学校里学不到,工作后通过熟能生巧和不断的在失败中总结出来的。现在叫我用UG画一副模具图都想不起该如何下手了,只记得大致的步骤框架。完全没有了像之前的那种不通过大脑思考的条件反射式速度,拿到产品图噼里啪啦一顿猛操作就出来。现在想起来实在可惜了,当时可是费了很大的力气才总结出来的那些经验。尤其是有些经验别人根本就不会告诉你,怕你会了和他抢饭碗。只得自己慢慢的摸索,在不断的失败中一点一点的总结经验。可技术就像窗户纸,你没有捅破的时候始终不明白里面藏着的是什么?一旦捅破就变得一文不值了。所以别人才会把经验捂得严严实实的,生怕你看见他是怎么操作的?然而就是这样费力得来的经验却因为换了个行业,大多数的经验就变得无用武之地了。又得重新开始积累所在行业的相关经验,不断的在试错中总结经验。

我是一个喜欢总结和收集经验的人,因为在这其中确实受益不少。这十年中的五次反复进校学习让结构工程师成了我从事时间最长的一个职业。结构设计中又以蓝牙音频类结构接触的时间最长,蓝牙音频类的结构又因为头戴式耳机最难设计。就像画模具一样画了最难的模具,其他的模具就都是照本宣科了。所以会画头戴式耳机,其他耳机或者不同种类的电子产品的结构都是相似的。这就是我跳了这么多的公司即使完全没有做过的电子产品,只要让我摆弄几下就明白如何设计?能够快速的进入状态的原因了。自从会画了头戴式耳机就再也不用担心被炒鱿鱼,倒是轮到老板要担心我会提桶跑路了。哈哈!所以这样的经验是值得记录一番的。

头戴式耳机的结构设计首先要自己会画主控件,在之前也专门提到过这种设计的方法和好处。掌握了主控件的设计就掌握了主动权,微调ID的时候不再受制于人。然而很多结构工程师都不会画主控件,直接用的ID工程师给的图。当然这并不影响你做结构,只是我觉得能自己动手的东西心里的把握会多一点而已。结构工程师不自己画主控件还有一个原因,头戴式耳机的弧度和耳机夹角是抄数得来的,不用再做调整也不允许结构工程师做调整。我觉得头戴式耳机最重要的两点:第一是佩戴的舒适度是否符合人体工学?第二是声音是否动听、还原度高?对于这两点要求,一般的公司是很难有这样的人力物力去做新的研发的。所以只得抄别人的,抄那些大公司做的耳机。抄他们的佩戴方式、组装方式、结构骨架和腔体。抄回来再在他的基础上做外观上的修改,来借鉴他们的主体框架。这样就会节省很多不必要的研发投入,能够快速的做出产品来。但是只要更改了他的主体框架就会出问题,比如佩戴的时候容易掉或者夹得耳朵疼、耳壳外翻漏风等等一大堆的问题。所以这就要求ID工程师做外观的水平了,既要ID做得漂亮又还不能跟别人的太像以免侵权。在经验的总结上,并不是所有的经验都是值得总结的,比如头戴式耳机的外形尺寸。记得之前去了一家做耳机的公司,老板问我头戴式耳机的顶部到耳壳的距离和两个耳壳之间的距离。一句话就把我问懵了,因为我不知道这个还有固定尺寸的。想着这个数据我一定要拿到,不然以后怎么做耳机的结构设计?问了杨工,他说:“你一定是遇到了一个外行老板,或者他们公司就只做这一个款式的头戴式耳机。”头戴式耳机会因为头戴所用的材料和装配方式不同而尺寸长短不一,没有一个固定的数据可以用在所有甚至第二种头戴式耳机上。除非他们家就一直只做同一个款式的头戴式耳机,那这个数据就可以固定。

抄数回来做完ID设计,通常要经过反复的评审才会给到结构做结构设计。我拿到ID都是先做主控件,而别人则直接开始在ID上做结构,我要做完了主控件才会开始拆件做结构。拆完件从哪个件开始做结构?我是先从右耳壳开始,因为画完右边耳壳的所有结构可以镜像到左边直接用。右遍的很多结构到左边的时候就不用再浪费时间画一遍了,并且还能保证产品的对称性。遇到一些结构工程师,也不知道他们是怎么想的?能够镜像的东西非要展示一下自己的能力画一遍才爽。结果画出来的东西两边形状不一样,这就造成了相关的零配件不能通用而多出很多相似的物料来。镜像画法有很多好处,在画图上容易做修改调整,将相关配件做成通用件节省物料和生产组装成本以及仓储管理成本等等。在模具制造方面可以减少出错、节省铜公、加快加工速度等。先画右边的另一个原因是因为右边的结构简单,把简单的画完镜像到左边后就可以在原有的结构上做PCB主板、咪杆,有线耳机还要做线控组件等结构。

因为不是每个公司都有声学工程师,甚至大部分公司都没有这个职位。那声学方面也只能抄别人的,在喇叭的前后腔设计上是影响到音质的关键。一般是将前腔做得尽量小,小到喇叭震动的时候不会打到耳壳就行。如果前腔过大就会造成声音闷在前腔的腔体里出不来而变得声音很小,还会伴随着有回音。后腔则应该设计得足够大,就像鼓一样被音波敲起来低音才会显得浑厚有力不模糊。前腔的出音孔设计也是有要求的,出音面积一般是喇叭面积的四分之三。正中间一般不开孔,孔的直径也不是统一的大小而应该是越往外越大。因为喇叭的正中间是高音区,最外圈是低音区,夹在中间的当然是中音区了。结构的设计应该是抑制高音,释放低音。如果高音释放得太多就会听起来刺耳、嘈杂;低音抑制得太多就会感觉声音没有力气、不悦耳。前腔是用来调节声音的中高音,后腔是调节低音的。后腔除了出音孔,应该尽量做到密闭,因为泄露的面积越大越会将低频衰减。正因为耳机都是互相抄的,所以很多结构工程师也并不知道这些设计的要点,反正完全跟着别人的抄就不会出错。而我却热衷于总结和搞清楚为何别人的耳机要这样设计?然而这些好不容易经过自己实验总结出来的声学经验在看到和我总结得不一样的音腔设计的时候,也还是搞不懂为何与我所了解的不一样?然而别人又并不乐于与你分享他所获得的经验,所以只得自己继续寻找和实验验证自己的猜想。

咪杆的设计对于固定的那种就好设计,因为耳壳的直径不一样大所以只要咪头在嘴的位置就行。旋转的咪杆其旋转角度在125°就可以了,可伸缩的咪杆因为结构的原因而造成耳壳直径比较大。头戴式耳机的支臂一般都是可伸缩调节长短的,伸缩的距离设计为30mm就够了。对于做骨位时壁厚的设计,一般是有0.5-0.7倍的比例。应该遵循均匀壁厚的设计原则,因为骨位与主体壁厚之间的比例越大越容易缩水,越小就可能会导致缺胶。而壁厚不均匀不仅会导致缩水还会导致厚薄印,可大多数结构工程师只认识缩水而把厚薄印理解为熔接痕。这三种表面不良都是因为不同的原因而出现的,所以改模改错了方向就无法解决问题。玩过moldflow模流分析的就知道,塑胶注塑在射胶时是将分子的结构打乱了再填充到型腔的,然后分子从流动到冷却的这段时间内完成重新排列凝固。而当分子在还没有完成有序排列的时候就已经冷却定型了,就会形成表面注塑问题。壁厚的均匀设计就是让这些分子均匀的冷却,而不会因为突然冷却或者冷却时间过长而产生表面问题。肉太厚则分子在排列时因为长时间无法冷却,在重力的作用下无法形成有效支撑而形成缩陷熟称缩水;肉太薄则分子还没有完成有序排列时就冷却了形成颜色不一的现象熟称厚薄印,厚薄印严重的时候会有很明显的熔接痕甚至缺胶,所以才会被单纯的误认为熔接痕。0.5-0.7倍的这个比例在壁厚的设计上是有不同的用法的。在加胶方面,比如要做个骨位或者BOSS柱就要靠近0.5倍的方向设计,这样即使在试模的时候缺胶也很容易通过加胶改正,而要是靠近0.7倍造成缩水改起来就会很麻烦了。如果是在壁厚的方面减胶设计,比如要挖个槽做逼空则要靠近0.7倍。这样就不会容易形成厚薄印,并且还能够留出更多的空间给后续可能的设计更改。

以上的经验来之不易,都是通过自己不断尝试并总结出来的经验。太多的人都不愿意告诉你这些经验,所以感谢那些愿意和我分享经验的人让结构不再难做。经验是用来分享的,想起那些已经忘记了的好经验就实在太可惜了。想起有时为了获得一条有用的经验而愿意接受更低的工资,忍气吞声的在一个并不合适自己的位置坚持下去也是很不容易了。还有很多经验是见招拆招的,不像这些经验可以这么广泛化的使用。那些经验也无法总结出来,只能沦为各自独有的经验了。

于2019年11月23日整理于2024年06月12日

经验是不断总结出来的,进入社会后才知道能与同事们分享经验这种事就是痴人说梦。不会像学校的老师那样将他说知道的知识全部都传授于你,甚至恨不得直接倒进你的脑袋。

感谢你看到了这里!我就是黄小利,一个被工程师事业耽误了的作家。我来这里就是为了吸粉,分享我根据打工经历记录的自传小说,欢迎各位关注:流浪的路上。

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