CN110596896A - 自动穿戴式头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于头戴显示技术领域，尤其涉及一种自动穿戴式头戴显示设备，包括主机、绑带，绑带包括两端部处分别与主机对应侧转动连接的弧形外壳、设置在弧形外壳靠近主机一侧的固定带，固定带的第一端部处与弧形外壳的一侧固定连接、固定带的第二端处与弧形外壳的另一侧滑动连接，在固定带的第二端处设有松紧调节机构；还包括转动驱动机构、设置在主机后侧上用于感应佩戴状态的传感器、及安装在主机上的控制开关，松紧调节机构、转动驱动机构、传感器、及控制开关分别与主机的主板电连接。本发明的自动穿戴式头戴显示设备解决了现有头戴显示设备的佩戴及松紧程度调节都是手动操作的问题，能够将绑带自动佩戴到用户头部后侧并调节松紧程度。

Description

自动穿戴式头戴显示设备

技术领域

本发明属于头戴显示技术领域，尤其涉及一种自动穿戴式头戴显示设备。

背景技术

VR类头戴显示设备、AR类头戴显示设备在现实生活中越来越普及，目前，为了使头戴显示设备能够适用于不同的用户，头戴显示设备都能够进行松紧程度调节，但是头戴显示设备的佩戴及松紧程度调节都是通过手动进行操作的，导致使用非常的不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动穿戴式头戴显示设备，旨在解决现有头戴显示设备的佩戴及松紧程度调节都是手动操作的问题，能够将绑带自动佩戴到用户头部后侧并调节松紧程度。

本发明公开了一种自动穿戴式头戴显示设备，所述自动穿戴式头戴显示设备包括主机、绑带，所述绑带包括两端部处分别与所述主机对应侧转动连接的弧形外壳、设置在所述弧形外壳靠近所述主机一侧的固定带，所述固定带的第一端部处与所述弧形外壳的一侧固定连接、所述固定带的第二端处与所述弧形外壳的另一侧滑动连接，在所述固定带的第二端处设有用于驱动所述固定带的第二端沿所述弧形外壳滑动的松紧调节机构；还包括用于驱动所述弧形外壳相对所述主机转动的转动驱动机构、设置在所述主机后侧上用于感应佩戴状态的传感器、及安装在所述主机上的控制开关，所述松紧调节机构、所述转动驱动机构、所述传感器、及所述控制开关分别与所述主机的主板电连接。

作为一种改进，在所述弧形外壳上对应所述固定带的第二端的位置处设有滑槽、以及扣在所述滑槽的槽口上的扣盖，所述固定带的第二端穿插在所述扣盖与所述滑槽的槽底之间。

作为一种改进，在所述弧形外壳的两端部处分别固定有与所述主机转动连接的第一转轴、第二转轴。

作为一种改进，所述转动调节机构设置在靠近所述固定带的第一端的一侧，所述转动调节机构包括固定设置在所述主机内部的转动调节电机、安装在所述转动调节电机的输出轴上的主动锥齿轮、以及固定在所述第一转轴上与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。

作为一种改进，所述松紧调节机构设置在靠近所述固定带的第二端的一侧，包括安装在所述主机内部的松紧调节电机、设置在所述固定带的第二端与所述弧形外壳之间的齿轮齿条结构、以及设置在所述松紧调节电机与所述齿轮齿条结构之间的传动结构。

作为一种改进，在所述滑槽的槽底靠近所述主机的位置处设有挡板，在所述挡板与所述固定带的第二端之间设有弹性伸缩件。

作为一种改进，在所述固定带的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔，所述齿轮齿条结构的齿条设置在所述长形通孔的一长侧边上、所述齿轮齿条结构的从动直齿轮转动安装在所述滑槽的槽底上，在所述松紧调节电机的输出轴上安装有主动直齿轮，传动结构设置在所述主动直齿轮与所述从动直齿轮之间。

作为一种改进，所述传动结构包括与所述主动直齿轮啮合的第一齿形带分段、与所述从动直齿轮啮合的第二齿形带分段，在所述第一齿形带分段与所述第二齿形带分段的对应端部之间分别连接有连接绳；对应的在所述第二转轴上设有轴向孔，在所述轴向孔的侧壁上设有与所述滑槽连通的转向孔，所述连接绳串接在所述轴向孔、所述转向孔以及所述滑槽之间。

作为一种改进，所述松紧调节机构设置在靠近所述固定带的第二端的一侧，包括安装在所述主机内部的松紧调节电机、连接在松紧调节电机的输出轴与所述固定带的第二端之间的拉绳、以及用于向远离所述主机一侧推动所述固定带的第二端的弹性伸缩件。

作为一种改进，在所述固定带的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔，在所述滑槽的槽底上设有插入所述长形通孔内的限位柱。

由于采用了上述技术方案，本发明的自动穿戴式头戴显示设备包括主机、绑带，绑带包括两端部处分别与主机对应侧转动连接的弧形外壳、设置在弧形外壳靠近所述主机一侧的固定带，固定带的第一端部处与弧形外壳的一侧固定连接、固定带的第二端处与弧形外壳的另一侧滑动连接，在固定带的第二端处设有用于所述固定带的第二端沿弧形外壳滑动的松紧调节机构；还包括用于驱动弧形外壳相对主机转动的转动驱动机构、设置在主机后侧上用于感应佩戴状态的传感器、及安装在主机上的控制开关，松紧调节机构、转动驱动机构、传感器、及控制开关分别与主机的主板电连接。将处于初始状态的头戴显示设备靠近用户眼部处时，设置在主机后侧上的传感器给主机的主板发出穿戴信号，由转动驱动机构驱动绑带向用户头部后侧转动，然后再由松紧调节机构驱动固定带的第二端沿弧形外壳滑动以此实现松紧程度调节；需要将头戴显示设备从用户头部上卸下时，按压控制开关，先由松紧调节机构调节固定带松开，再由转动驱动机构驱动绑带反向转动脱离用户头部后侧，就可以将头戴显示设备从用户头部上卸下；本发明的自动穿戴式头戴显示设备解决了现有头戴显示设备的佩戴及松紧程度调节都是手动操作的问题，能够将绑带自动佩戴到用户头部后侧并调节松紧程度。

附图说明

图1是本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的立体结构示意图；

图2是本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备使用状态的结构示意图；

图3是本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的去掉主机前盖的结构示意图；

图4是本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的松紧调节机构的结构示意图；

图5是本发明第二实施例的自动穿戴式头戴显示设备的松紧调节机构的结构示意图；

其中，11、主机，12、安装板，13、防护垫，20、绑带，21、弧形外壳，22、固定带，23a、长形通孔，23b、长形通孔，24、齿条，25、扣盖，26、第一转轴，27、第二转轴，28、固定环，29、挡板，31、转动调节电机，32、主动锥齿轮，33、从动锥齿轮，41a、松紧调节电机，41b、松紧调节电机，42、主动直齿轮，43、第一齿形带分段，44、从动直齿轮，45、第二齿形带分段，46、连接绳，47a、弹性伸缩件，47b、弹性伸缩件，48、拉绳，49、限位柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1至图5是本发明实施例的自动穿戴式头戴显示设备的结构示意图，其中，图1示出了本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的立体结构示意图，图2示出了本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备使用状态的结构示意图，图3示出了本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的去掉主机前盖的结构示意图，图4示出了本发明第一实施例的自动穿戴式头戴显示设备的松紧调节机构的结构示意图，图5示出了本发明第二实施例的自动穿戴式头戴显示设备的松紧调节机构的结构示意图。为了便于表述，图中只给出了与本发明实施例相关的部分。

第一实施例

由图1至图4可知，定义头戴显示设备主机靠近用户头部的一侧为后侧、远离用户头部的一侧为前侧，该自动穿戴式头戴显示设备包括主机11、绑带20，该绑带20包括两端部处分别与主机11对应侧转动连接的弧形外壳21、设置在弧形外壳21靠近主机11一侧的固定带22，该固定带22的第一端部处与弧形外壳21的一侧固定连接、固定带22的第二端处与弧形外壳21的另一侧滑动连接，在固定带22的第二端处设有用于驱动固定带22的第二端沿弧形外壳21滑动的松紧调节机构；还包括用于驱动弧形外壳21相对主机11转动的转动驱动机构、设置在主机11后侧上用于感应佩戴状态的传感器、及安装在主机11上的控制开关，该松紧调节机构、转动驱动机构、传感器、及控制开关分别与主机11的主板电连接，通常，传感器为红外线传感器。

未佩戴时，头戴显示设备处于如图1所示的状态；需要佩戴头戴显示设备时，将处于如图1所示初始状态的头戴显示设备靠近用户眼部处时，设置在主机11后侧上的传感器给主机11的主板发出穿戴信号，由转动驱动机构驱动绑带20向用户头部后侧转动，然后再由松紧调节机构驱动固定带22的第二端沿弧形外壳21滑动以此实现松紧程度调节；需要将头戴显示设备从用户头部上卸下时，按压控制开关，先由松紧调节机构调节固定带22松开，再由转动驱动机构驱动绑带20反向转动脱离用户头部后侧，就可以将头戴显示设备从用户头部上卸下；本发明实施例的自动穿戴式头戴显示设备解决了现有头戴显示设备的佩戴及松紧程度调节都是手动操作的问题，能够将绑带自动佩戴到用户头部后侧并调节松紧程度。

在本实施例中，在弧形外壳21上对应固定带22的第二端的位置处设有滑槽、以及扣在滑槽的槽口上的扣盖25，固定带22的第二端穿插在扣盖25与滑槽的槽底之间；在滑槽的槽底靠近主机11的位置处设有挡板29，在挡板29与固定带22的第二端之间设有弹性伸缩件47a，该弹性伸缩件47a通常为弹簧，当然也可以是由具有弹性的橡胶或者硅胶制成的筒体或者柱体。在固定带22的第一端的位置处也设有扣盖25，固定带22的第一端固定在扣盖25与对应的弧形外壳21部分之间，既能起到固定的作用，又能起到装饰和防护的作用。

在调紧的过程中，固定带22的第二端压缩弹性伸缩件47a，在调松的过程中，弹性伸缩件47a的弹力可以推动固定带22的第二端向远离主机11一侧滑动，调节非常方便。

在本实施例中，在弧形外壳21的两端部处分别固定有与主机11转动连接的第一转轴26、第二转轴27，在第一转轴26、第二转轴27插入主机11内的部分上分别设有固定环28，实现第一转轴26、第二转轴27与主机11的转动连接。

转动调节机构设置在靠近固定带22的第一端的一侧，该转动调节机构包括固定设置在主机11内部的转动调节电机31、安装在转动调节电机31的输出轴上的主动锥齿轮32、以及固定在第一转轴26上与主动锥齿轮32啮合的从动锥齿轮33。使用时，由转动调节电机31驱动主动锥齿轮32转动、通过主动锥齿轮32与从动锥齿轮33的啮合传动，驱动第一转轴26进行转动从而实现驱动绑带20相对主机11转动。

在本实施例中，松紧调节机构设置在靠近固定带22的第二端的一侧，包括安装在主机11内部的松紧调节电机41a、设置在固定带22的第二端与弧形外壳21之间的齿轮齿条结构、以及设置在松紧调节电机41a与齿轮齿条结构之间的传动结构。

具体的说，在固定带22的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔23a，齿轮齿条结构的齿条24设置在长形通孔23a的一长侧边上、齿轮齿条结构的从动直齿轮44转动安装在滑槽的槽底上，在松紧调节电机41a的输出轴上安装有主动直齿轮42，传动结构设置在主动直齿轮42与从动直齿轮44之间。传动结构包括与主动直齿轮42啮合的第一齿形带分段43、与从动直齿轮44啮合的第二齿形带分段45，在第一齿形带分段43与第二齿形带分段45的对应端部之间分别连接有连接绳46；对应的在第二转轴27上设有轴向孔，在轴向孔的侧壁上设有与滑槽连通的转向孔，连接绳46串接在轴向孔、转向孔以及滑槽之间。

在本实施例中，在主机11后侧上设有弧形状的安装板12，在安装板12后侧面上设有防护垫13，佩戴时用于对用户的头部进行防护。

第二实施例

由图5可知，本实施例与第一实施例基本相同，其不同之处在于：

松紧调节机构包括安装在主机内部的松紧调节电机41b、连接在松紧调节电机41b的输出轴与固定带22的第二端之间的拉绳48(拉绳48一端可以套设在松紧调节电机41b的输出轴上若干圈)、以及用于向远离主机11一侧推动固定带22的第二端的弹性伸缩件47b，通常，该弹性伸缩件47b为弹簧。

调紧时，松紧调节电机41a工作，将拉绳48往松紧调节电机41a的输出轴上缠绕，从而拉动固定带22的第二端向主机11一侧滑动，实现调紧，固定带22的第二端向主机11一侧滑动的同时对弹性伸缩件47b进行压缩；调松时，松紧调节电机41a反向转动，将缠绕在松紧调节电机41a的输出轴上的拉绳48部分松开，在弹性伸缩件47b的弹力作用下推动固定带22的第二端向远离主机11一侧滑动，实现调松。

在本实施例中，在滑槽的槽底靠近主机11的位置处设有挡板29，弹性伸缩件47b设置在挡板29与固定带22的第二端之间；在第二转轴27上设有轴向孔，在轴向孔的侧壁上设有与滑槽连通的转向孔，在挡板29上设有挡板通孔，拉绳48串接在轴向孔、转向孔、挡板通孔以及滑槽之间。

在本实施例中，在固定带22的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔23b，在滑槽的槽底上设有插入长形通孔23b内的限位柱49，通过限位柱49与长形通孔23b的配合起到限位的作用，在拉绳48断裂时还能起到防护作用。

以上所述仅为本发明的一些实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.自动穿戴式头戴显示设备，包括主机、绑带，其特征在于，所述绑带包括两端部处分别与所述主机对应侧转动连接的弧形外壳、设置在所述弧形外壳靠近所述主机一侧的固定带，所述固定带的第一端部处与所述弧形外壳的一侧固定连接、所述固定带的第二端处与所述弧形外壳的另一侧滑动连接，在所述固定带的第二端处设有用于驱动所述固定带的第二端沿所述弧形外壳滑动的松紧调节机构；还包括用于驱动所述弧形外壳相对所述主机转动的转动驱动机构、设置在所述主机后侧上用于感应佩戴状态的传感器、及安装在所述主机上的控制开关，所述松紧调节机构、所述转动驱动机构、所述传感器、及所述控制开关分别与所述主机的主板电连接。

2.根据权利要求1所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，在所述弧形外壳上对应所述固定带的第二端的位置处设有滑槽、以及扣在所述滑槽的槽口上的扣盖，所述固定带的第二端穿插在所述扣盖与所述滑槽的槽底之间。

3.根据权利要求2所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，在所述弧形外壳的两端部处分别固定有与所述主机转动连接的第一转轴、第二转轴。

4.根据权利要求3所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，所述转动调节机构设置在靠近所述固定带的第一端的一侧，所述转动调节机构包括固定设置在所述主机内部的转动调节电机、安装在所述转动调节电机的输出轴上的主动锥齿轮、以及固定在所述第一转轴上与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。

5.根据权利要求3所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，所述松紧调节机构设置在靠近所述固定带的第二端的一侧，包括安装在所述主机内部的松紧调节电机、设置在所述固定带的第二端与所述弧形外壳之间的齿轮齿条结构、以及设置在所述松紧调节电机与所述齿轮齿条结构之间的传动结构。

6.根据权利要求5所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，在所述滑槽的槽底靠近所述主机的位置处设有挡板，在所述挡板与所述固定带的第二端之间设有弹性伸缩件。

7.根据权利要求5所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，在所述固定带的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔，所述齿轮齿条结构的齿条设置在所述长形通孔的一长侧边上、所述齿轮齿条结构的从动直齿轮转动安装在所述滑槽的槽底上，在所述松紧调节电机的输出轴上安装有主动直齿轮，传动结构设置在所述主动直齿轮与所述从动直齿轮之间。

8.根据权利要求7所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，所述传动结构包括与所述主动直齿轮啮合的第一齿形带分段、与所述从动直齿轮啮合的第二齿形带分段，在所述第一齿形带分段与所述第二齿形带分段的对应端部之间分别连接有连接绳；对应的在所述第二转轴上设有轴向孔，在所述轴向孔的侧壁上设有与所述滑槽连通的转向孔，所述连接绳串接在所述轴向孔、所述转向孔以及所述滑槽之间。

9.根据权利要求3所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，所述松紧调节机构设置在靠近所述固定带的第二端的一侧，包括安装在所述主机内部的松紧调节电机、连接在松紧调节电机的输出轴与所述固定带的第二端之间的拉绳、以及用于向远离所述主机一侧推动所述固定带的第二端的弹性伸缩件。

10.根据权利要求1所述的自动穿戴式头戴显示设备，其特征在于，在所述固定带的第二端上设有沿其长度方向延伸的长形通孔，在所述滑槽的槽底上设有插入所述长形通孔内的限位柱。