CN110376740A - 头戴式设备支架及头戴式设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种头戴式设备支架及头戴式设备。头戴式设备支架包括支架主体、头部支架和止动机构。头部支架铰接于支架主体上，以调节头部支架与所述支架主体之间夹角。止动机构设于支架主体和头部支架之间，使头部支架相对于支架主体止动，以限定头部支架与支架主体之间的夹角。本申请通过在支架主体上设置可翻转的头部支架，头部支架绕与支架主体的铰接处可翻转至不同的角度，然后通过止动机构将头部支架在支架主体上固定，从而可以适应在不同使用者头部上的佩戴支撑，进而保证不同使用者的佩戴稳定性。

Description

头戴式设备支架及头戴式设备

技术领域

本申请涉及可穿戴设备，特别涉及一种头戴式设备支架及头戴式设备。

背景技术

头戴式设备(Head Mount Display)头戴虚拟显示器的一种，又称眼镜式显示器、随身影院。因为眼镜式显示器的外形像眼镜，同时专为大屏幕显示音视频播放器的视频图像的，所以形象的称呼其为视频眼镜(video glasses)。

其中，头戴式设备中的混合现实AR(Augmented Reality)眼镜可以实现诸多功能，可以看作是一台微型手机，通过跟踪眼球实现轨迹判断用户目前处于的状态，并开启相应的功能。

由于AR眼镜比较重，如果只是靠鼻梁来支撑的话，很容易造成AR眼镜在佩戴使用过程中发生晃动，造成佩戴不稳。并且，对于不同使用者，由于头型大小、额头角度不同，固定的额头支撑架不能适应不同使用者的头型，使AR眼镜的佩戴稳定性进一步降低。

发明内容

为解决现有技术中AR眼镜无法满足不同使用者佩戴稳定性的问题。

本申请提供一种头戴式设备支架。

一种头戴式设备支架，包括：

支架主体；

头部支架，铰接于所述支架主体上，以调节所述头部支架与所述支架主体之间夹角；及

止动机构，设于所述支架主体和所述头部支架之间，所述止动机构使所述头部支架相对于所述支架主体止动，以限定所述头部支架与所述支架主体之间的夹角。

本申请提供了一种头戴式设备。

一种头戴式设备，包括上述头戴式设备支架及成像镜片，所述成像镜片安装于所述镜片架上。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

上述头戴式设备，通过在支架主体上设置可翻转的头部支架，头部支架绕与支架主体的铰接处可翻转至不同的角度，然后通过止动机构将头部支架在支架主体上固定，从而可以适应在不同使用者头部上的佩戴支撑，进而保证不同使用者的佩戴稳定性。一方面，头部支架增大了头戴式设备与使用者头部的接触面积，可以分散压力。另一方面，头部支架与支架主体支架的角度可调节至适配于使用者头部的角度，可以保证头部支架与头部之间完全稳定接触，保证头戴式设备佩戴的稳定性。

附图说明

图1是本申请一实施方式的头戴式设备的立体结构示意图；

图2是图1所示的头戴式设备的拆解示意图；

图3是图2所示的头戴式设备的局部放大结构示意图；

图4是图3中固定设于头部支架上的凸起放大结构示意图；

图5是图3中止动机构工作原理剖视结构示意图；

图6是本申请另一实施方式的止动机构剖面结构示意图；

图7是图1所示的头戴式设备中头部支架翻转至某一角度的局部侧视结构示意图；

图8是图1所示的头戴式设备中头部支架翻转至另一角度的局部侧视结构示意图。

附图标记说明如下：

10、AR眼镜支架；20、成像镜片；

11、支架主体；

12、头部支架；121、缓冲垫；122、转轴；123、凸起；1231、卡槽；1232、间隔齿；

13、止动机构；131、弹性件；132、卡块；

14、固定支架；141、缺口；142、避让槽；143、导槽；

222、铰接轴；

223、铰接孔。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

本实施方式的头戴式设备包括头戴式设备支架及成像镜片。成像镜片安装于镜片架上。头戴式设备可以应用于多个领域，例如，游戏、电影、教育、军事、医疗、企业、电商等多个领域，此处对头戴式设备的应用领域不做限定。并且，头戴式设备可以为3D眼镜、虚拟现实VR(Virtual Reality)眼镜、混合现实AR(Augmented Reality)眼镜等。

具体在本实施方式中，头戴式设备以AR眼镜为例进行说明，其他实施方式不再赘述。

AR眼镜会使佩戴者看到的场景为虚拟画面与现实生活综合。AR眼镜可以实现诸多功能，可以看作是一台微型手机，通过跟踪眼球实现轨迹判断用户目前处于的状态，并开启相应的功能。

请参见图1，本实施方式的AR眼镜包括AR眼镜支架10、电子组件(图未示)及成像镜片20。AR眼镜支架10可以为一闭合环状结构，也可以为半闭合的箍状结构，此处不做限定。电子组件及成像镜片20安装于AR眼镜支架10上。成像镜片20用于成像AR眼镜的图像。成像镜片20可以为一个或多个，根据不同需要，相应设计成像镜片20的个数即可，此处对成像镜片20的个数不做限定。

AR眼镜支架10包括支架主体11、头部支架12和止动机构13。

支架主体11用于抱箍头部，以承载AR眼镜的主要重量。支架柱体11可以为环状或头箍状，支架主体11的形状适配头部形状，符合人体工学设计要求。支架主体11将AR眼镜的重力分散，尽量提高AR眼镜佩戴的稳定性。

头部支架12铰接于支架主体11上，通过绕铰接点转动，可以调节头部支架12与支架主体11之间夹角。

止动机构13设于支架主体11和头部支架12之间，止动机构13的作用是使头部支架12相对于支架主体11止动，从而限定头部支架12与支架主体11之间的夹角。也即，止动机构13是用于将所述头部支架止动于不同的翻转角度的构件。

本实施方式的头戴式设备，通过在支架主体上设置可翻转的头部支架，头部支架绕与支架主体的铰接处可翻转至不同的角度，然后通过制动机机构将头部支架在支架主体上固定，从而可以适应在不同使用者头部上的佩戴支撑，通用性更高，能够保证不同使用者的佩戴稳定性。

头部支架12靠近头部的一侧还可以设置缓冲垫121，减缓头部突然移动时对设备的冲击，进一步提高佩戴稳定性和舒适性。缓冲垫121的一侧面与头部支架12相贴合，缓冲垫121另一侧面是与相应的头部位置相适配的弧面。

缓冲垫121可固定于头部支架12上。具体的固定方法，可以是缓冲垫121通过粘胶固定于头部支架12。也可以是，头部支架12设有用于卡固缓冲垫121的卡固结构，缓冲垫121通过卡固结构固定于头部支架12上。

还可以是，缓冲垫121可拆卸设于头部支架12上。在缓冲垫121和头部支架12上的对应位置处分别设有魔术贴的毛面和勾面，从而通过魔术贴将缓冲垫121可拆卸地固定于头部支架12上，从而便于缓冲垫121的清洗和更换。

缓冲垫121可以为乳胶垫或海绵垫等。

参见图2，头部支架12可以根据实际需要铰接在支架主体11靠近额头处的前端，或者分成两部分分别铰接在支架主体11的两侧靠近双耳处，也可以铰接在支架主体11的后端靠近后脑勺处。并且，头部支架12可以为与头部对应位置处相适配的弧形板，从而与头部更加贴合，佩戴更加舒适。

在本申请实施方案中，头部支架12铰接在支架主体11靠近额头处，以缓解支架主体11的电子组件主要集中在前端而造成的支架主体11前端重量较重而对鼻梁造成的压力。具体在本实施方式中，AR眼镜还包括固定支架14。固定支架14固定于支架主体11上，固定支架14与头部支架12通过转轴122可转动连接。固定支架14凸出于支架主体11设置，以方便固定支架14与头部支架12实现铰接。也即，头部支架12通过铰接于固定支架14，而间接地铰接于支架主体11上。

可以理解，固定支架14可以是与支架主体11一体成型，也可以是通过可插拔结构可插拔地固定于支架主体11上。

参见图3，固定支架14上开设有缺口141，头部支架12固定设置凸起123。凸起123通过转轴122可转动地设于缺口141内，从而构成头部支架12与固定支架14的铰接关系。

凸起123优选设置于头部支架12弧形边的中部，使头部支架12接触头部后，两侧受力均匀，提高结构强度。

在其他实施方式中，头部支架12或固定支架14还可以设置一个通轴，头部支架12与固定支架14通过该通轴实现铰接。此外，头部支架12和固定支架14还可以通过专门的铰接部件，如通过合页进行铰接。

具体在本实施方式中，头部支架12为与额头形状相适配的弧形板，以与头部更加贴合，佩戴更加舒适。固定支架14与头部支架12具有相同的弧度。头部支架12沿头围方向具有一定长度，以增大受力面积，避免过压。在头围方向上，凸起123的长度相对于头部支架12的长度较小。头部支架12和固定支架14通过长度较短的凸起123实现铰接，以避免头部支架12的弧度影响头部支架12和固定支架14的顺利铰接。

进一步地，凸起123上开设有第一轴孔，缺口141的侧壁对应位置处开设有第二轴孔，转轴122穿设于第一轴孔和第二轴孔中而将头部支架12铰接于固定支架14上。

固定支架14靠近缺口141处开设有避让槽142。转轴122的一端可沿轴线方向滑入避让槽142，使转轴122的另一端脱离第一轴孔从而解除头部支架12与支架主体11的铰接关系。从而，避让槽142可以便于头部支架12在固定支架14上的拆卸和安装。

在使用者感觉没有必要佩戴头部支架12的时候，可通过向避让槽142内滑移转轴122，而使转轴122脱离凸起123，进而拆下头部支架12。当使用者感觉AR眼镜较重，压鼻梁或感觉不适的情况下，可将头部支架12的凸起123对应放置到固定支架14的缺口141中，然后将避让槽142中的转轴122向凸起123推出，使转轴122插入到凸起123的第一轴孔中，从而将头部支架12安装于固定支架14并实现与支架主体11的铰接。

避让槽142沿转轴122轴向的长度可以大于转轴122的长度。从而，在转轴122磨损或需要更换的情况下，可将转轴122完全滑入避让槽142中，从而使转轴122脱离缺口141侧壁上的第二轴孔。进而，可以从避让槽142中取出需要更换的转轴122，再安装新的转轴122。

在其他实施方式中，固定支架14也可以固定设置凸起，头部支架12开设缺口，凸起通过转轴可转动地设于缺口内，同样可以构成头部支架12与固定支架14的铰接关系。

参见图4和图5，止动机构13包括弹性件131和卡块132。弹性件131具体可以是压缩弹簧，如金属压缩弹簧或塑料压缩弹簧。弹性件131还可以是由缸体、活塞、活塞杆等部件构成的空气弹簧，甚至是弹性恢复力较好的橡胶件。缺口141的底部开设导槽143。导槽143的底部封闭，弹性件131收容于导槽143内。卡块132接触弹性件131的一端位于导槽143内，且可在导槽143内滑移。

优选地，在导槽143内并列设置两个压缩弹簧。一方面，能够提高对卡块132的弹性推力。另一方面，还能使卡块132两侧受力均衡，顶出动作更为稳定可靠。

凸起123开设多个能够与卡块132相卡合的卡槽1231。并且，每个卡槽1231对应头部支架12与支架主体11的不同夹角。

卡块132在弹性件的弹性恢复力作用下可卡入任一卡槽1231内，从而将头部支架12相对支架主体11固定于某一翻转角度。通过将卡块132卡入不同的卡槽1231，而调节头部支架12相对支架主体11的具体固定角度，进而适用于不同的使用者。

进一步地，卡槽开设于凸起123靠近支架主体11的一侧面上，且该侧面为弧面。多个卡槽均匀分布于弧面上。具体来说，凸起123的边缘是圆弧面，圆弧面的中心轴与转轴122同心。多个卡槽均匀连续地布置在圆弧面上，从而，可以使头部支架12在支架主体11上的固定角度均匀可调。

卡槽1231的内侧壁为弧形凹面，卡块132与凸起123相接触的一端是弧形凸面，弧形凸面与弧形凹面相适配，从而使卡块132能够很稳固地卡入卡槽1231。卡槽1231的弧形凹面以及卡块132的弧形凸面的设计，还能够在对头部支架12施加足够的绕转轴122的旋转作用力的情况下，卡块132的弧形凸面能够顺利沿卡槽1231的弧形凹面滑动至相邻的另一个卡槽1231，从而通过对头部支架12施力而实现头部支架12在支架主体11上的固定角度的调节。

在相邻的两个卡槽1231之间形成间隔齿1232，间隔齿1232的顶部也是弧形凸面，从而，减少卡块132从一个卡槽1231滑动至另一个相邻卡槽1231的阻力。

在其他实施方式中，上述包括弹性件131和卡块132的止动机构13还可以不依赖上述的凸起123和缺口141存在并发挥其止动功能，具体示例如下：

支架主体11上开设用于安装弹性件131和卡块132的导槽，在导槽内依次设置弹性件131和卡块132。头部支架12上开设多个卡槽，或者，头部支架12上另外固定设置固定件，固定件上设置多个卡槽。头部支架12相对支架主体11转动时，在弹性件的弹性推力下，卡块132可卡入任一卡槽内。从而，同样可以实现，将头部支架12固定在相对支架主体11的某一翻转角度的技术效果。

同样地，卡槽的内侧壁可设计为弧形凹面，卡块132与头部支架12相接触的一端为弧形凸面，弧形凸面与所述弧形凹面相适配。

多个卡槽连续设置，同样能够达到使头部支架12在支架主体11上的固定角度均匀可调的技术目的。

在其他实施方式中，上述止动机构13还可以是如下结构设置：止动机构13也可以是设置在支架主体11上的长条形零部件，沿长条形零部件的侧部开设多个卡槽，通过将头部支架12卡止在不同的卡槽中，而将头部支架12相对支架主体11固定在不同的翻转角度。

具体地，长条形零部件通过其一端铰接于支架主体11上，在头部支架12上开设有可供长条形零部件穿过的通孔。需要固定头部支架12和支架主体11之间的角度时，将长条形零部件绕与支架主体11的铰接点转动，使长条形零部件上对应该角度位置的卡槽卡在通孔的边缘上，从而，长条形零部件支撑固定在支架主体11和头部支架12之间，使头部支架12相对支架主体11保持固定的翻转角度。

需要调节翻转角度时，将长条形零部件绕与支架主体11的铰接点反向转动，使长条形零部件上对应该角度位置的卡槽脱离通孔的边缘。这里的反向转动，是指与以上将长条形零部件上的卡槽卡在通孔的边缘上的转动方向相反的方向。长条形零部件上的卡槽脱离通孔的边缘后，就可以根据需要调节头部支架12相对支架主体11的翻转角度。调节到需要的角度后，就可以再通过长条形零部件上对应角度位置处的卡槽卡在通孔的边缘上，实现调节后固定。

止动机构13也可以是一端铰接在支架主体11上的多个不同长度的支撑件，另一端设有卡接头。头部支架12设有与卡接头对应的卡接槽。通过翻转不同长度的支撑件，使支撑件的卡接头插入到头部支架12上的卡接槽中。从而，在支撑件的支撑作用下，头部支架12与支架主体11之间保持相应的张开角度，也即保持头部支架12相对支架主体11的翻转角度。

也可将支撑件的一端铰接于头部支架12，在支架主体11上开设对应的卡接槽，同样能够通过支撑的方式实现保持头部支架12相对支架主体11的翻转角度的技术效果。

参见图6，在其他实施方式中，止动机构甚至可以是，在头部支架与支架主体之间起铰接作用的铰接轴222与铰接孔223之间形成的摩擦副，依靠铰接轴222与铰接孔223之间形成的摩擦副使头部支架相对支架主体保持翻转角度。

具体地，铰接轴222可固定于支架主体，铰接孔223开设于头部支架12的凸起123上，铰接轴222可转动地设于铰接孔223。可通过在铰接轴222和铰接孔223之间设置摩擦面，从而形成铰接轴222和铰接孔223之间的摩擦副。也可以在铰接轴222和铰接孔223之间形成紧密配合，通过紧密配合形成摩擦副。

在依靠铰接轴与轴孔之间摩擦力而维持头部支架12相对支架主体11的翻转角度的情况下，需要对头部支架12施加足以克服铰接轴与轴孔之间摩擦力的力，才可将头部支架12相对支架主体11翻转至另一角度。

综合以上实施方式，现结合AR眼镜为例的头戴式设备的使用方法进行说明：

在使用者感觉AR眼镜较重，佩戴不舒服或压鼻梁的情况下，可将头部支架12的凸起123对应放置到固定支架14的缺口141中，然后将避让槽142中的转轴122向凸起123推出，使转轴122插入到凸起123的第一轴孔中，从而将头部支架12安装于固定支架14，完成头部支架12在支架主体11上的安装铰接。

参见图7和图8，用手掰动头部支架12，使头部支架12绕铰接处相对支架主体11翻转至适合自己额头角度的位置。在头部支架12的翻转过程中，卡块132的弧形凸面能够沿卡槽1231的弧形凹面滑动至翻转角度对应的另一个卡槽1231。在弹性件131的弹性推力下，卡块132卡入与翻转角度对应的卡槽1231中，从而将头部支架12以所调节的角度固定在支架主体11上。AR眼镜便可通过头部支架12将一部分重量分到使用者头部，避免对鼻梁等部位产生太大的压力而影响使用体验。

如果使用者感觉没有使用头部支架12的情况下，例如只是短时间佩戴使用，则可将转轴122的一端沿轴线方向滑入避让槽142，使转轴122脱离凸起123的第一轴孔，从而解除头部支架12与支架主体11的铰接关系，进而可将头部支架12从支架主体11拆下。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离本申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种头戴式设备支架，其特征在于，包括：

支架主体；

头部支架，铰接于所述支架主体上，以调节所述头部支架与所述支架主体之间夹角；及

止动机构，设于所述支架主体和所述头部支架之间，所述止动机构使所述头部支架相对于所述支架主体止动，以限定所述头部支架与所述支架主体之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，还包括固定支架，所述固定支架固定于所述支架主体上，所述固定支架与所述头部支架通过转轴可转动连接。

3.根据权利要求2所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述固定支架上开设有缺口；

所述头部支架固定设置凸起，所述凸起通过所述转轴可转动地设于所述缺口内。

4.根据权利要求3所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述固定支架靠近所述缺口处开设有避让槽，所述转轴的一端可沿轴线方向滑入所述避让槽，使所述转轴的另一端与所述头部支架的凸起分离。

5.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述止动机构包括弹性件和卡块，所述卡块设于所述弹性件的一端，所述头部支架开设有卡槽，所述头部支架相对所述支架主体转动，所述弹性件发生弹性形变，使所述卡块与所述卡槽卡持。

6.根据权利要求5所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述卡槽的内侧壁为弧形凹面，所述卡块与所述头部支架相抵的一端为弧形凸面，所述弧形凸面与所述弧形凹面相互适配。

7.根据权利要求5所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述卡槽为多个，多个所述卡槽分别对应所述头部支架与所述支架主体的多个所述夹角。

8.根据权利要求3所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述止动机构包括弹性件和卡块，所述缺口的底部开设导槽，所述凸起的边缘开设多个能够与所述卡块相卡合的卡槽；

所述弹性件设于所述导槽内，所述卡块抵持于所述弹性件与所述凸起之间，所述卡块在所述弹性件的弹性恢复力作用下可卡入所述卡槽内。

9.根据权利要求8所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述凸起靠近所述支架主体的侧面为弧面，多个所述卡槽均匀分布于所述弧面上。

10.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述头部支架铰接于所述支架主体的一端上。

11.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述头部支架为弧形板，所述弧形板的形状与头部相适配。

12.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述头部支架靠近头部的一侧设有缓冲垫。

13.一种头戴式设备，其特征在于，包括权利要求1-12任一所述的头戴式设备支架及成像镜片，所述成像镜片安装于所述镜片架上。