CN110531515A - 一种头戴连接装置及头戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴连接装置，包括多个结构相同且沿从前到后方向依次连接的链节和弧形弹性连接板，任意相邻的两个链节中，位于后侧的链节的凸部通过沿左右方向延伸的转轴铰接于位于前侧的链节的凹腔内，且后侧的链节的凸部与位于前侧的链节的凹腔之间具有允许两个链节绕转轴相对旋转一定角度的间隙，多个链节的通孔构成用于安装弧形弹性连接板的安装孔。通过两个链节构成限制弧形弹性连接板继续弯曲变形的刚性结构，从而达到限制弹性连接板收拢形变极限和张开形变极限的目的，起到防止弹性连接板过度弯曲而造成连接板疲劳损坏失去弹性复位能力或头戴连接装置过于收拢造成两端连接的器件相互碰撞造成器件损坏的作用。

Description

一种头戴连接装置及头戴设备

技术领域

本发明涉及头戴结构技术领域，尤其涉及一种头戴连接装置及头戴设备。

背景技术

头戴装置为需要佩戴在头部使用的装置，例如，头戴式虚拟现实显示装置或头戴式增强现实显示装置等。现有的头戴装置通常通过一个弹性连接件连接两个贴合于用户头部两侧的器件，通过弹性连接件的弹性复位作用将两个器件夹紧于用户头部。

弹性连接件通常包括一根或两根弧形支架，在使用过程中由于缺少对弧形支架的限位装置存在以下潜在风险，即：一方面，弧形支架过度收缩，导致弧形支架连接的两个器件相互碰撞，容易损坏器件，另一方面，弧形支架过度张开，施加过度的力会造成弧形支架的过度扩张，弧形支架一旦疲劳损坏即会失去弹性复位能力。

发明内容

本发明提供一种头戴连接装置及头戴设备，通过链节铰接结构限制弯曲形变的最大量，防止弧形弹性材料过度变形。

为了实现上述发明目的，本发明第一方面提供了一种头戴连接装置，包括多个结构相同且沿从前到后方向依次连接的链节和弧形弹性连接板，

链节内部设置有沿从前到后方向贯穿链节的通孔，链节的前端设置有凸部，链节的后端设置有用于容置凸部的凹腔，

任意相邻的两个链节中，位于后侧的链节的凸部通过沿左右方向延伸的转轴铰接于位于前侧的链节的凹腔内，

且后侧的链节的凸部与位于前侧的链节的凹腔之间具有允许两个链节绕转轴相对旋转一定角度的间隙，

所述多个链节的通孔构成用于安装弧形弹性连接板的安装孔，所述多个链节通过所述安装孔套装于弧形弹性连接板外部。

从而，当弹性连接板进行两端向中心收拢或两端向两侧张开时，其带动各相邻的两个链节均绕连接它们的转轴相对旋转，当相邻的两个链节绕转轴旋转至极限位置时，两个链节将不再能够继续旋转，从而两个链节构成限制弧形弹性连接板继续弯曲变形的刚性结构，从而达到限制弹性连接板收拢形变极限和张开形变极限的目的，起到防止弹性连接板过度弯曲而造成连接板损坏或头戴连接装置过于收拢造成两端连接的器件相互碰撞造成器件损坏的作用。同时，转轴仅允许相邻两个链节绕轴心旋转，而限制其他自由度的相对位移，从而能够避免头戴连接装置的一端相对另一端产生扭转。

优选的，任意两个相邻链节间绕转轴可相对旋转的最大角度不大于弧形弹性连接板的极限弯折角度。

弧形弹性连接板依次穿过每个连接的通孔，使得所述多个连接的链节构成的整体呈弧形。优选的，所述的通孔连通链节的凹腔，从而使得转轴的轴心线可大致接近弧形弹性连接板的厚度中心位置，使得链节在旋转时产生的弯曲角度与弧形弹性连接板的弯曲角度大致接近，从而在弯曲时链节构成的壳体和弧形弹性连接板在延伸方向上不会产生较大的位移，从而可以将所述多个链节构成的壳体与弧形弹性连接板在延伸方向上做成相近甚至相同的长度。

优选的，凸部的左侧通过一个转轴与凹腔的左侧旋转连接，凸部的右侧通过另一个转轴与凹腔的右侧旋转连接，且两个转轴的轴心线重合，且两个转轴的轴心线重合，从而可以避免转轴穿过所述通孔，进而避免转轴对通孔内的弧形弹性连接板造成影响或干涉。

优选的，凸部的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凸部的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

进一步优选的，凹腔的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凹腔的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

从而所述的凸部为锥形凸部，所述的凹腔为锥形凹腔，为了使得且后侧的链节的凸部与位于前侧的链节的凹腔之间具有允许两个链节绕转轴相对旋转一定角度的间隙，锥形凹腔的两个斜面间的张开角度大于锥形凸部的两个斜面间的张开角度。

可选的，所述的凸部的左右两侧均设置有用于安装转轴的轴孔，所述的凹腔的左右两侧均设置有用于安装转轴的轴孔，凸部的轴孔均通过一个转轴连接凹腔对应侧的轴孔。采用这种连接结构的连接装置的转轴的两端均设置有现在转轴端部从轴孔穿过的轴向限位结构，以限制转轴从某一侧脱落。所述的限位结构可以为设置于轴端的凸帽或通过螺纹与转轴连接的螺帽等。

也可选的，所述的凸部的左右两侧的外表面均固定连接一个转轴，所述的凹腔的左右两侧的内表面均设置有一个用于连接转轴的轴孔，转轴旋转安装于对应侧的轴孔内。优选的所述的转轴的端面上设置有便于转轴沿从后往前方向插入轴孔的楔形面。

也可选的，所述的凹腔的左右两侧的内表面均固定连接一个转轴，所述的凸部的左右两侧的外表面均设置有一个用于连接转轴的轴孔，转轴旋转安装于对应侧的轴孔内。优选的所述的转轴的端面上设置有便于转轴沿从前往后方向插入轴孔的楔形面。

本发明另一方面提供一种头戴设备，其包括上述实施例中所述的头戴连接装置和两个用于分别压覆在用户头部两侧的元件，头戴连接装置的两端分别连接一个元件，两个元件在头戴连接装置的弹性作用下夹紧于用户头部的两侧。

进一步的，所述的头戴连接装置的弧形弹性连接板的两端分别连接一个元件。或，所述的头戴连接装置的弧形弹性连接板的两端和位于两个末端的链节均分别连接一个元件，即，弧形弹性连接板的一端和位于该端部的链节同时与一个元件连接，弧形弹性连接板的另一端和位于该端部的链节同时与另一个元件连接。

所述的头戴设备为头戴显示设备，所述的两个元件为主机和后置压覆部件，主机贴合于用户的面部，后置压覆部件贴合于用户的后脑。

所述的后置压覆部件内设置有通过导线连接主机的器件，所述的导线设置于头戴连接装置用于安装弧形弹性连接板的安装孔内，从而该安装孔不仅用于供弧形弹性连接板穿过，还用于供头戴设备的其他部件(如导线)穿过，既对穿过的部件起到保护作用，又增强了装置整体的整洁性。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

当弹性连接板进行两端向中心收拢或两端向两侧张开时，其带动各相邻的两个链节均绕连接它们的转轴相对旋转，当相邻的两个链节绕转轴旋转至极限位置时，两个链节将不再能够继续旋转，从而两个链节构成限制弧形弹性连接板继续弯曲变形的刚性结构，从而达到限制弹性连接板收拢形变极限和张开形变极限的目的，起到防止弹性连接板过度弯曲而造成连接板疲劳损坏失去弹性复位能力或头戴连接装置过于收拢造成两端连接的器件相互碰撞造成器件损坏的作用。通过链节铰接结构限制弯曲形变的最大量，防止弧形弹性材料过度变形。

附图说明

图1为本发明实施例提供的头戴连接装置的剖视结构示意图；

图2为头戴连接装置的一种链节的结构示意图及链节连接结构示意图；

图3为相邻链节连接结构示意图；

图4为头戴连接装置的另一种链节的结构示意图及链节连接结构示意图；

图5为一种链节结构示意图；

图6为另一种链节结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种头戴设备的机构示意图。

具体实施方式

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。

本发明实施例提供一种头戴连接装置，如图1、图2、图3所示，其包括多个结构相同且沿从前到后方向依次连接的链节1和弧形弹性连接板2，

链节1内部设置有沿从前到后方向贯穿链节1的通孔104，链节1的前端设置有凸部101，链节1的后端设置有用于容置凸部的凹腔102，

任意相邻的两个链节1中，位于后侧的链节1的凸部101通过沿左右方向延伸的转轴103铰接于位于前侧的链节1的凹腔102内，

且后侧的链节1的凸部101与位于前侧的链节1的凹腔102之间具有允许两个链节1绕转轴103相对旋转一定角度的间隙，如图3所示，

所述多个链节1的通孔104构成用于安装弧形弹性连接板2的安装孔，所述多个链节1通过所述安装孔套装于弧形弹性连接板2外部。多个链节1铰接形成链状结构后，多个链节1的通孔104连通，这样，弧形弹性连接板2可依次穿过各链节1的通孔104，使得多个链节110呈弧形链状。

从而，当弹性连接板2进行两端向中心收拢或两端向两侧张开时，其带动各相邻的两个链节1均绕连接它们的转轴103相对旋转，当相邻的两个链节1绕转轴103旋转至极限位置时，两个链节1将不再能够继续旋转，从而两个链节1构成限制弧形弹性连接板2继续弯曲变形的刚性结构，从而达到限制弹性连接板2收拢形变极限和张开形变极限的目的，起到防止弹性连接板2过度弯曲而造成连接板损坏或头戴连接装置过于收拢造成两端连接的器件相互碰撞造成器件损坏的作用。同时，转轴103仅允许相邻两个链节1绕轴心旋转，而限制其他自由度的相对位移，从而能够避免头戴连接装置的一端相对另一端产生扭转。

弹性连接板2可以是塑料弹性连接板、橡胶弹性连接板或钢板弹性连接板等，在此不作限定。为了减小头戴连接装置对佩戴者头部施加的作用力，弹性连接板2可以是塑料弹性连接板或橡胶弹性连接板为宜。术语“连接板”不在于限定弹性连接板的形状，只要能够实现弹性连接板相同作用的截面为正方体、圆形或异形的其它弹性连接板均可。

所述的后侧的链节1的凸部101与位于前侧的链节1的凹腔102之间具有允许两个链节1绕转轴103相对旋转一定角度的间隙是指，当两个链节1绕转轴103旋转至后侧的链节1的凸部101与位于前侧的链节1的凹腔102之间形成紧密接触时，两者将不能再绕转轴103继续旋转。参照附图，当后侧的链节1的凸部101绕转轴103向上旋转时，后侧的链节1的凸部101的上表面与位于前侧的链节1的凹腔102的上表面紧密接触时，后侧的链节1达到旋转极限，将不能继续再向上旋转；同样道理，当后侧的链节1的凸部101绕转轴103向下旋转时，后侧的链节1的凸部101的下表面与位于前侧的链节1的凹腔102的下表面紧密接触时，后侧的链节1达到旋转极限，将不能继续再向下旋转，从而两个链节1间的间隙仅能允许后侧的链节1绕转轴103在上述两个极限位置间进行旋转，两者之间相对旋转的角度的范围是一定的。

优选的，任意两个相邻链节1间绕转轴103可相对旋转的最大角度不大于弧形弹性连接板2的极限弯折角度。所述的极限弯折角度是指当弧形弹性连接板的弯折角大于极限弯折角度时，弧形弹性连接板将疲劳损坏，如失去弹性复位能力、开裂或折断。

可选的，任意两个相邻链节1间绕转轴可相对旋转的最大角度的范围为10°-40°。

弧形弹性连接板2依次穿过每个连接1的通孔104，使得所述多个连接的链节1构成的整体呈弧形。优选的，如图2所示，所述的通孔104连通链节1的凹腔102，从而使得转轴103的轴心线可大致接近弧形弹性连接板2的厚度中心位置，使得链节1在旋转时产生的弯曲角度与弧形弹性连接板2的弯曲角度大致接近，从而在弯曲时链节1构成的壳体和弧形弹性连接板2在延伸方向上不会产生较大的位移，从而可以将所述多个链节1构成的壳体与弧形弹性连接板2在延伸方向上做成相近甚至相同的长度。

优选的，凸部101的左侧通过一个转轴103与凹腔102的左侧旋转连接，凸部的右侧通过另一个转轴103与凹腔102的右侧旋转连接，从而可以避免转轴103穿过所述通孔104，进而避免转轴103对通孔104内的弧形弹性连接板2造成影响或干涉。

优选的，凸部101的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凸部101的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

进一步优选的，凹腔102的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凹腔102的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

从而所述的凸部101为锥形凸部，所述的凹腔102为锥形凹腔，为了使得且后侧的链节1的凸部101与位于前侧的链节1的凹腔102之间具有允许两个链节1绕转轴103相对旋转一定角度的间隙，锥形凹腔的两个斜面间的张开角度大于锥形凸部的两个斜面间的张开角度。

可选的，如图2、图5、图6所示，所述的链节1设置凹腔102的部分左侧表面和右侧表面均超出链节1位于凹腔102前侧的部分的左侧表面和右侧表面，以使得凹腔102能够有足够空间容纳凸部101，同时允许链节1位于凹腔102前侧的部分的左侧表面和右侧表面可为平整的平面。

也可选的，如图4所示，所述的链节1设置凸部101的部分的左侧表面和右侧表面均低于链节1位于凸部101后侧的部分的左侧表面和右侧表面，以使得当凹腔102能够有足够空间容纳凸部101，同时允许链节1位于凸部101后侧的部分的左侧表面和右侧表面可为平整的平面。

可选的，如图2所示，所述的凸部101的左右两侧均设置有用于安装转轴103的轴孔，所述的凹腔102的左右两侧均设置有用于安装转轴103的轴孔，凸部101的轴孔均通过一个转轴103连接凹腔102对应侧的轴孔。采用这种连接结构的连接装置的转轴103的两端均设置有现在转轴103端部从轴孔穿过的轴向限位结构，以限制转轴从某一侧脱落。所述的限位结构可以为设置于轴端的凸帽或通过螺纹与转轴连接的螺帽等。

也可选的，如图5所示，所述的凸部101的左右两侧的外表面均固定连接一个转轴103，所述的凹腔102的左右两侧的内表面均设置有一个用于连接转轴103的轴孔，转轴103旋转安装于对应侧的轴孔内。优选的所述的转轴103的端面上设置有便于转轴103沿从后往前方向插入轴孔的楔形面。

也可选的，如图4、图6所示，所述的凹腔102的左右两侧的内表面均固定连接一个转轴103，所述的凸部101的左右两侧的外表面均设置有一个用于连接转轴103的轴孔，转轴103旋转安装于对应侧的轴孔内。优选的所述的转轴103的端面上设置有便于转轴103沿从前往后方向插入轴孔的楔形面。

本发明另一方面提供一种头戴设备，如图7所示，其包括上述实施例中所述的头戴连接装置100和两个用于分别压覆在用户头部两侧的元件，头戴连接装置的两端分别连接一个元件，两个元件在头戴连接装置的弹性作用下夹紧于用户头部的两侧。

进一步的，所述的头戴连接装置100的弧形弹性连接板2的两端分别连接一个元件。或，所述的头戴连接装置100的弧形弹性连接板2的两端和位于两个末端的链节1均分别连接一个元件，即，弧形弹性连接板2的一端和位于该端部的链节1同时与一个元件连接，弧形弹性连接板2的另一端和位于该端部的链节1同时与另一个元件连接。

所述的头戴设备为头戴显示设备，所述的两个元件为主机301和后置压覆部件302，主机301贴合于用户的面部，后置压覆部件302贴合于用户的后脑。

所述的头戴显示设备可以为虚拟现实(Virtual Reality，VR)头戴显示装置，也可以是增强现实(Augmented Reality，AR)头戴显示装置。

所述的后置压覆部件302内设置有通过导线连接主机的器件，所述的导线设置于头戴连接装置用于安装弧形弹性连接板2的安装孔内，从而该安装孔不仅用于供弧形弹性连接板2穿过，还用于供头戴设备的其他部件(如导线)穿过，既对穿过的部件起到保护作用，又增强了装置整体的整洁性。例如，所述的后置压覆部件302内设置的器件包括电池，连接电池的导线穿过头戴连接装置用于安装弧形弹性连接板2的安装孔连接主机301。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

当弹性连接板2进行两端向中心收拢或两端向两侧张开时，其带动各相邻的两个链节1均绕连接它们的转轴103相对旋转，当相邻的两个链节1绕转轴103旋转至极限位置时，两个链节1将不再能够继续旋转，从而两个链节1构成限制弧形弹性连接板2继续弯曲变形的刚性结构，从而达到限制弹性连接板2收拢形变极限和张开形变极限的目的，起到防止弹性连接板2过度弯曲而造成连接板疲劳损坏失去弹性复位能力或头戴连接装置过于收拢造成两端连接的器件相互碰撞造成器件损坏的作用。通过链节铰接结构限制弯曲形变的最大量，防止弧形弹性材料过度变形。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种头戴连接装置，其特征在于，包括多个结构相同且沿从前到后方向依次连接的链节和弧形弹性连接板，

链节内部设置有沿从前到后方向贯穿链节的通孔，链节的前端设置有凸部，链节的后端设置有用于容置凸部的凹腔，

任意相邻的两个链节中，位于后侧的链节的凸部通过沿左右方向延伸的转轴铰接于位于前侧的链节的凹腔内，

且后侧的链节的凸部与位于前侧的链节的凹腔之间具有允许两个链节绕转轴相对旋转一定角度的间隙，

所述多个链节的通孔构成用于安装弧形弹性连接板的安装孔，所述多个链节通过所述安装孔套装于弧形弹性连接板外部。

2.如权利要求1所述的一种头戴连接装置，其特征在于，任意两个相邻链节间绕转轴可相对旋转的最大角度不大于弧形弹性连接板的极限弯折角度。

3.如权利要求1所述的一种头戴连接装置，其特征在于，所述的通孔连通链节的凹腔。

4.如权利要求1或3所述的一种头戴连接装置，其特征在于，所示的凸部的左侧通过一个转轴与凹腔的左侧旋转连接，凸部的右侧通过另一个转轴与凹腔的右侧旋转连接，且两个转轴的轴心线重合。

5.如权利要求1中任意一项所述的一种头戴连接装置，其特征在于，所示的凸部的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凸部的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

6.如权利要求1或5所述的一种头戴连接装置，其特征在于，所示的凹腔的上表面为沿从前向后的方向向上倾斜的斜面，凹腔的下表面为沿从前向后的方向向下倾斜的斜面。

7.一种头戴设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任意一项所述的头戴连接装置和两个用于分别压覆在用户头部两侧的元件，头戴连接装置的两端分别连接一个元件。

8.如权利要求7所述的一种头戴设备，其特征在于，所述的头戴连接装置的弧形弹性连接板的端部与对应端的元件连接；

或，所述的头戴连接装置的弧形弹性连接板的端部和位于该端部末端的链节同时与对应端的元件连接。

9.如权利要求7或8所述的一种头戴设备，其特征在于，所述的头戴设备为头戴显示设备，所述的两个元件为主机和后置压覆部件，主机贴合于用户的面部，后置压覆部件贴合于用户的后脑。

10.如权利要求9所述的一种头戴设备，其特征在于，所述的后置压覆部件内设置有通过导线连接主机的器件，所述的导线设置于头戴连接装置用于安装弧形弹性连接板的安装孔内。