智能指环及其指环壳的制造方法与流程

1.本发明涉指环技术领域，特别涉及一种智能指环及其指环壳的制造方法。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，智能指环逐渐融入到人们的生活中。这种智能指环应用于佩戴在用户的手指上，可用于对佩戴者进行运动监测、睡眠追踪、视频互动、血压测量等，极大地提升人们的生活体验。然而，常规的智能指环的指环壳通常采用金属材料制成，受金属材料本身的硬度限制，使得指环壳的金属表面的耐磨性能较差，从而需要在该指环壳的金属表面额外再设置耐磨涂层。但是，耐磨涂层使用寿命较短，长时间使用极容易出现较大面积的磨损，这样就导致智能指环难以满足人们对耐磨性要求。而目前市场采用陶瓷单体材料制备智能指环，虽然具备高耐磨性，但是其耐摔性能差和质量重以及加工困难等问题影响其推广开发。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种智能指环及其指环壳的制造方法，旨在提高智能指环的耐磨性能，以满足人们对智能指环的耐磨性的要求；同时制备一种具备陶瓷与塑胶体复合结构高强度、较低密度、易加工的智能指环壳体。
4.为实现上述目的，本发明提出一种指环壳的制造方法，所述指环壳呈环形设置而在其内侧形成有佩戴孔；所述指环壳包括外壳体和设置在所述外壳体的内周面以供电子元件安装的内壳体；所述指环壳的制造方法包括：
5.采用陶瓷材料制备成所述外壳体；
6.在所述外壳体的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体，以与该内壳体复合成所述指环壳；
7.在所述指环壳的内壳体上加工形成供电子元件安装的元件型腔。
8.可选地，所述采用陶瓷材料制备成所述外壳体的步骤，具体包括：
9.将熔融状态的陶瓷材料注入模具的型腔，以制备出所述外壳体的坯体；
10.将所述外壳体的坯体进行脱脂、烧结、cnc处理形成所述外壳体。
11.可选地，所述在所述外壳体的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体，以与该内壳体复合成所述指环壳的步骤，具体包括：
12.将所述外壳体置于复合模具的型腔中；
13.将熔融的塑胶材料注入所述外壳体的内环周面而注塑出所述内壳体，以与所述内壳体复合成复合胚体；
14.将所述复合胚体进行冷却、去应力退火处理后获得所述指环壳。
15.可选地，在所述将所述外壳体置于复合模具的型腔中的步骤之前，所述指环壳的制造方法还包括：对所述外壳体的内环周面进行粗糙处理以形成粗糙面，以用于供制备所述内壳体的熔融的塑胶材料黏合。
16.可选地，对所述外壳体的内环周面进行粗糙处理以形成粗糙面的具体方式是：采用酸性液体对所述外壳体的内环周面进行腐蚀，以将其腐蚀形成具有纳米级微孔的粗糙面。
17.可选地，所述塑胶材料包括有pa塑料和玻璃纤维；其中，玻璃纤维的含量为pa材料的含量的20％～50％。
18.可选地，所述外壳体包括主体部及与所述主体部围合成环形的冠体部；其中，所述内壳体的厚度大于所述外壳体的主体部的厚度。
19.可选地，所述内壳体设置有多个供电子元件安装的元件型腔；多个所述元件型腔中至少包括有位于所述内壳体的与所述主体部相对处的安装槽，和/或，位于所述内壳体的与所述冠体部相对处的显示窗口。
20.可选地，所述外壳体沿所述指环壳的径向方向上的厚度的范围为0.3mm～3mm；和/或，所述内壳体沿所述指环壳的径向方向上的厚度的范围为0.4mm～8mm。
21.本发明还提供一种智能指环，所述智能指环包括指环壳、电子元件及指环盖。所述指环壳的制造方法是先采用陶瓷材料制备成所述外壳体；然后在所述外壳体的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体，以与该内壳体复合成所述指环壳；最后在所述指环壳的内壳体上加工形成供电子元件安装的元件型腔。所述电子元件设在所述指环壳的内壳体的元件型腔中；所述指环盖设在所述内壳体的内周面，用以盖合所述电子元件。
22.本发明的技术方案，通过先采用陶瓷材料制备成指环壳的外壳体，然后再在所述外壳体的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体，以与该内壳体复合成所述指环壳，最后在所述指环壳的内壳体上加工形成供电子元件安装的元件型腔，如此可使得指环壳形成由外壳体和内壳体复合形成的复合结构，不仅使得指环壳具有较佳的耐磨性、耐腐蚀性，还能使得指环壳的整体外观表面温润光滑，使智能指环有冬暖夏凉之感，舒适性极佳。此外，智能指环安装电子元件的工艺及装配难度均较低，生产效率高；并且，智能指环的整体质量较为轻便，便于长期佩戴。详细请参见后文介绍。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明的智能指环一实施例的结构示意图；
25.图2为本发明的指环壳的一实施例的结构示意图；
26.图3为图2中指环壳的另一视角的结构示意图；
27.图4为图3中指环壳的结构分解示意图；
28.图5为图4中指环壳的内壳体的结构示意图；
29.图6为图2中指环壳的侧视图；
30.图7为图6中沿a-a线的剖视图；
31.图8为图2中指环壳的主视图；
32.图9为图8中沿b-b线的剖视图；
33.图10为图9中p处的放大图；
34.图11为本发明指环壳的制造方法一实施例的流程图；
35.图12为图11中步骤s100的流程细节图；
36.图13为图11中步骤s200的流程细节图。
37.附图标号说明：
[0038][0039][0040]
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0041]
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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0043]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0044]
在相关技术中，常规的智能指环的指环壳通常采用金属材料制成，受金属材料本身的硬度限制，使得指环壳存在多种缺陷问题，其中至少存在三方面缺陷：
①
指环壳的外观表面为金属表面，金属表面的耐磨性能和耐腐蚀性能较差；
②
采用金属材料制成的指环壳的导热性较强，智能指环在冬季佩戴时接触到用户皮肤容易产生冰冷感，其舒适性较差；
③
金属材料的密度较大，使得指环壳质量较重，智能指环在佩戴一段时间后容易使手指产生负重感。
[0045]
鉴于上述情况，本发明提供一种智能指环100及其指环壳的制造方法的实施例，旨
在对智能指环100的指环壳110的结构及其材料进行改进，以克服上述常规智能指环100的至少其中一个缺陷。
[0046]
为方便理解，在以下先对本发明的智能指环的结构进行详介绍。
[0047]
请参阅图1至图3，在本发明的智能指环的一实施例中，智能指环100包括指环壳110和指环盖120；其中，指环壳110呈环形设置而在其内侧形成有佩戴孔101，指环壳110包括外壳体111和设置在外壳体111的内周面以供电子元件130安装的内壳体112；指环盖120设在内壳体112的内周面，用以盖合电子元件130。对于指环壳110而言，指环壳110的外壳体111采用陶瓷材料制成；指环壳110的内壳体112采用塑胶材料制成。
[0048]
具体说来，智能指环100的指环壳110和指环盖120均呈环形设置。其中，指环壳110用于安装智能指环100的电子元件130；当将电子元件130安装于指环壳110内之后，再将指环盖120盖合到指环壳110的内周，以盖合指环壳110上的电子元件130及其连接线路。
[0049]
对于指环壳110而言，指环壳110的外壳体111和内壳体112沿佩戴孔101的径向层叠排布，以使得指环壳110形成由外壳体111和内壳体112复合形成的复合结构。其中，指环壳110的外壳体111形成指环壳110的整体外观表面，由于该外壳体111采用陶瓷材料制成，陶瓷材料本身具有较良好的强度，从而使得外壳体111具有较佳的耐磨性和抗腐蚀性，从而使得智能指环100可具有至少两方面效果：
①
指环壳110具有较佳的耐磨性能和耐腐蚀性，不易被磨损或腐蚀；
②
指环壳110的外观表面较为温润光滑，接触到用户的皮肤时由冬暖夏凉之感，其舒适性极佳。
[0050]
在此需要注意的是，如果指环壳110仅包括有外壳体111，即指环壳110为由陶瓷材料制成的单层结构，那么这种指环壳110的强度较大，而由于指环壳110的内环周面的直径又较小，从而使得在指环壳110的内环周面设置供电子元件130安装的元件型腔的难度较大。正是鉴于此，本发明的智能指环100，将其指环壳110设置为由外壳体111和内壳体112复合形成的复合结构，该外壳体111采用陶瓷材料制成，而该内壳体112则采用塑胶材料制成。
[0051]
如此设置，通过该外壳体111形成指环壳110的整体外观表面，而获得上述两方面效果；并通过该内壳体112形成指环壳110的内部结构，由于该内壳体112的塑胶材料的特性，使其具有较好的可塑性，易于该内壳体112上设置供电子元件130安装的元件型腔，极大地方便了电子元件130及其连接线路的安装。这样，在前述两方面效果的基础上，还可以使得智能指环100至少还具有另两方面效果：
③
由陶瓷材料和塑胶材料复合而成的指环壳110的密度较小，使得指环壳110的质量较为轻便，使得智能指环100可长期佩戴而不易产生负重感；并且，在跌落时，不易破碎损坏；
④
通过在指环壳110的内壳体112设置供电子元件130安装的元件型腔，工艺难度及装配难度均较低，有利于提高生产效率。
[0052]
请参阅图3、图4及图11，基于此，为获得上述智能指环100的指环壳110，本发明还提供了一种指环壳的制造方法，用于制备上述智能指环100的指环壳110。所述指环壳的制造方法包括如下步骤：
[0053]
s100、采用陶瓷材料制备成指环壳110的外壳体111。
[0054]
具体地，外壳体111呈环形设置，外壳体111包括主体部111a及与主体部111a围合成环形的冠体部111b。当将智能指环100佩戴在用户的手指上时，指环壳110的主体部111a环绕在手指的指腹面；而指环壳110的冠体部111b则环绕在手指的背面。冠体部111b可用于将指环壳110内部的显示件透视给用户观看，也可以用于嵌设装饰品，以装饰智能指环100。
[0055]
s200、在外壳体111的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体112，以与该内壳体112复合成指环壳110。
[0056]
可以理解的是，外壳体111的内环周面指的是外壳体111面向佩戴孔的环周面。至于在外壳体111的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体112的方式，可以是采用注塑工艺在外壳体111的内环周面注塑出内壳体112，也可以将内壳体112单独制造成型后再安装到外壳体111的内环周面。在此为了提高指环壳110整体的稳定性及其生产效率，可选采用前述注塑工艺的方式，具体在后文还有介绍。
[0057]
s300、在指环壳110的内壳体112上加工形成供电子元件130安装的元件型腔。
[0058]
具体说来，由于外壳体111的陶瓷材料强度较大，而由于外壳体111的内环周面的直径又较小，从而使得在外壳体111的内环周面设置供电子元件130安装的元件型腔的难度较大。所以，在此通过在外壳体111的内环周面复合一个采用塑胶材料制成的内壳体112，从而利用内壳体112的塑胶材料的可塑性质，可在该内壳体112上设置供电子元件130安装的元件型腔，极大地降低了制造元件型腔的难度，大大方便了电子元件130及其连接线路的安装。
[0059]
本发明的技术方案，通过先采用陶瓷材料制备成指环壳110的外壳体111，然后再在外壳体111的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体112，以与该内壳体112复合成指环壳110，最后在指环壳110的内壳体112上加工形成供电子元件安装的元件型腔，如此可使得指环壳110形成由外壳体111和内壳体112复合形成的复合结构，不仅使得指环壳110具有较佳的耐磨性、耐腐蚀性，还能使得指环壳110的整体外观表面温润光滑，使智能指环100有冬暖夏凉之感，舒适性极佳。此外，智能指环100安装电子元件的工艺及装配难度均较低，生产效率高；并且，智能指环100的整体质量较为轻便，便于长期佩戴。详细请参见前述说明。
[0060]
请参阅图3、图4及图12，在一实施例中，所述采用陶瓷材料制备成外壳体111的步骤，具体包括：
[0061]
s110、将熔融状态的陶瓷材料注入模具的型腔，以制备出外壳体111的坯体。其中，所述陶瓷材料为含有黑色氧化锆的陶瓷材料。
[0062]
s120、将外壳体111的坯体进行脱脂、烧结、cnc处理形成外壳体111。
[0063]
具体地，将外壳体111的坯体置于大气烧结炉中，然后在大气烧结炉内对外壳体111的胚体进行脱脂、烧结处理；然后再将外壳体111的胚体取出冷却后，进行cnc处理，以获得具有前述形状结构的外壳体111。
[0064]
请参阅图3、图4及图13，在一实施例中，所述在外壳体111的内环周面构造形成由塑胶材料制成的内壳体112，以与该内壳体112复合成指环壳110的步骤，具体包括：
[0065]
s210、将外壳体111置于复合模具的型腔中。
[0066]
可以理解的是，当将外壳体111置于复合模具的型腔内之后，外壳体111的内环周面和所述型腔的内壁面之间应当具有供熔融塑胶材料注入的注胶槽，该注胶槽也相当于内壳体112的型槽。
[0067]
s220、将熔融的塑胶材料注入外壳体111的内环周面而注塑出内壳体112，以与内壳体112复合成复合胚体。
[0068]
具体地，将熔融的塑胶材料注入前述外壳体111的内环周面和所述型腔的内壁面
之间的注胶槽内，熔融的塑胶材料冷却凝固后形成内壳体112，在此过程中，凝固的塑胶材料与外壳体111的内环周面紧密黏连，从而使得内壳体112和外壳体111复合形成指环壳110的复合胚体。
[0069]
s230、将所述复合胚体进行冷却、去应力退火处理后获得指环壳110。
[0070]
具体地，在对所述复合胚体冷却处理之后，将指环壳110置于加热装置中进行加热，以对指环壳110去应力退火。其中，加热的温度范围为150℃～170℃，例如但不局限于155℃、160℃、165℃、168℃等；加热的时长范围为0.5h～2h，例如但不局限于0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.8h等。
[0071]
在此考虑到，外壳体111具有面向内壳体112的内环周面，由于外壳体111采用陶瓷材料制成，使得外壳体111的内环周面通常也较为光滑，注塑内壳体112时，熔融的塑胶材料不易与外壳体111的内环周面连接紧密。鉴于此，可选地，在所述将外壳体111置于复合模具的型腔中的步骤之前，指环壳110的制造方法还包括：
[0072]
s201、对外壳体111的内环周面进行粗糙处理以形成粗糙面，以用于供制备内壳体112的熔融的塑胶材料黏合。
[0073]
通过上述步骤s201，可使得外壳体111的内环周面较为粗糙，当后续将用于制备内壳体112的熔融塑胶材料注入到外壳体111的内环周面时，可以增大熔融塑胶材料与外壳体111的内环周面连接的表面积，从而增强此两者连接更紧密，从而注塑形成的内壳体112将与外壳体111紧密复合成一体，不易分离。
[0074]
至于对外壳体111的内环周面进行粗糙处理以形成粗糙面的具体方式，可以是：采用酸性液体对外壳体111的内环周面进行腐蚀，以将其腐蚀形成具有纳米级微孔的粗糙面。通过酸性液体腐蚀外壳体111的内环周面，可在外壳体111的内环周面的腐蚀形成众多纳米级微孔。当后续将用于制备内壳体112的熔融塑胶材料注入到外壳体111的内环周面时，熔融塑胶材料将融入到这些纳米级微孔中，从而可有效增大熔融塑胶材料与外壳体111的内环周面连接的表面积，使得注塑形成的内壳体112与外壳体111紧密复合成一体。
[0075]
当然，在其他实施例中，对外壳体111的内环周面进行粗糙处理以形成粗糙面的方式，还可以采用刻蚀刀具或磨石工具对外壳体111的内环周面进行刻蚀处理，以刻蚀形成所述粗糙面。
[0076]
基于上述任意一实施例，在所述指环壳的控制方法中，用于制备内壳体112的塑胶材料包括有pa塑料和玻璃纤维。其中，pa塑料是分子主链上含有重复酰胺基团(—[nhco]—)的热塑性树脂总称；pa塑料俗称有nylon(尼龙)，其纤维学名为聚酰胺纤维；且别称有耐纶、锦纶等。而至于玻璃纤维，玻璃纤维具有较佳的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性，机械强度，但缺点是性脆，耐磨性较差。
[0077]
因此，在此限定玻璃纤维的含量为pa材料的含量的20％～50％，通过这样的玻璃纤维和pa塑料的含量配比，可以使得由该塑胶材料制成的内壳体112除了具有极佳的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性之外，还能够大大提升其机械强度，使得内壳体112不易破裂，耐磨性较高。玻璃纤维和pa塑料的含量配比具体还可以是但不局限于，玻璃纤维的含量为pa材料的含量的20％或30％、40％、50％等。
[0078]
请参阅图3至图5，基于上述任意一实施例，如前文介绍，外壳体111包括主体部111a及与所述主体部111a围合成环形的冠体部。冠体部111b可用于将指环壳110内部的显
示件透视给用户观看，也可以用于嵌设装饰品，以装饰智能指环100。所以，冠体部111b的厚度通常需要设计的较厚。可选地，主体部111a的厚度小于冠体部111b的厚度，以确保冠体部111b具有较大的空间可用于实现其上述功能，也可确保外壳体111的质量较小，进而使得指环壳110整体较为轻便。
[0079]
请参阅图6至图9，进一步地，考虑到指环壳110的内壳体112用于供电子元件130安装，从而需要在内壳体112上预留足够的安装位置。故在此可选地，内壳体112的厚度大于外壳体111的主体部111a的厚度。所述厚度均指的是沿智能指环100径向方向上的厚度。如图8和图9所示，h1表示为内壳体112的厚度；h2表示为外壳体111的主体部111a的厚度，也就是有h1＞h2。这样设计，可使得内壳体112沿径向方向的厚度较大，从而使得内壳体112在径向方向上具有足够的安装位置，进而可以嵌设或安装厚度较大的电子元件130，提高安装电子元件130的稳定性。
[0080]
在一实施例中，智能指环100的电子元件130安装在指环壳110的内壳体112上。具体地，内壳体112设置有多个供电子元件130安装的元件型腔，多个电子元件130分别安装于多个元件型腔内。电子元件130可以包括芯片、传感器、电池、fpc、led灯及显示屏等元器件。不同的电子元件130具有不同的形状结构及功能，所以，内壳体112需要根据各个电子元件130设置与之适配的元件型腔。
[0081]
如图7所示，在此可选地，多个所述元件型腔中至少包括有位于内壳体112的与主体部111a相对处的安装槽102，和/或，位于内壳体112的与冠体部111b相对处的显示窗口103。其中，显示窗口103可供电子元件130中的显示件(如显示屏、led灯等)安装，以使的显示件通过显示窗口103经外壳体111的冠体部111b向外透射给用户观看。安装槽102则可供电子元件130中的电控件(如芯片、传感器、电池、fpc等)安装。安装槽102可以是自内壳体112的内环周面凹设的凹形槽，也可以是凸出于内壳体112的内环周面的凸形槽，还可以是贯穿内壳体112的通孔，具体没有限定。
[0082]
请参阅图8至图10，基于上述任意一实施例，外壳体111的两端开口的周缘沿径向朝内延伸出有环形倒角边111c，环形倒角边111c的外周面较为圆润光滑，从而可避免在外壳体111的两端开口的周缘形成较为锋利的锐边，进而避免户佩戴刮伤手指。
[0083]
进一步地，内壳体112的两端凸设有环形凸边112a，环形凸边112a和内壳体112的外周面之间形成有环形凹槽112b，环形倒角边111c嵌设在环形凹槽112b。注塑完成后，内壳体112的两端受到外壳体111两端的环形倒角边111c限制，使得内壳体112的沿佩戴孔101的中心方向的活动受到限制，从而使得内壳体112难以从外壳体111上脱落出来，提高指环壳110整体的稳定性。
[0084]
请参阅图1，基于上述任意一实施例，智能指环100的指环盖120可以采用塑胶材料，如此可进一步减轻智能指环100的重量，使其更为轻便；并且，塑胶材料的导热性弱于金属材料，指环盖120接触到用户的皮肤也不易产生冰冷感。当然，在另一实施例中，智能指环100的指环盖120也可以采用陶瓷材料制成，这样可使得指环盖120的表面温润光滑，指环盖120接触到用户的皮肤时可冬暖夏凉，舒适度极佳。
[0085]
智能指环100的指环盖120与指环壳110的内壳体112连接固定。指环盖120和内壳体112连接固定的方式可以有多种设计方式，具体可根据指环盖120的材料进行设置。在其中一连接方式中，如指环盖120采用塑胶材料制成，则可以在指环盖120和内壳体112设置相
互配合的螺纹，使得此两者通过螺纹连接固定。如指环盖120采用陶瓷材料制成，则可以在将指环盖120和内壳体112通过胶水粘结固定；或者，利用内壳体112的塑胶材料的弹性，将内壳体112和内壳体112过盈配合固定。
[0086]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。