CN110865684A - 一种头戴结构及头戴装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴结构及头戴装置。头戴结构包括第一支撑组、第二支撑组和连接组；所述连接组包括第一组件、第二组件和调节组件。所述第一组件设置于所述第一支撑组和第二支撑组，所述调节组件与所述第二组件一端连接对所述第二组件长度进行调节。当该头戴结构被佩戴在用户头部时，第一组件因发生弹性变形而使得第一支撑组和第二支撑组具有了预紧力，该预紧力使得该头戴结构能够被佩戴在不同头围的用户的头部，同时，通过设置调节组件与第二组件，进一步增加第一支撑组和第二支撑组对头部的压力，增加了头部与第一贴合部和第二贴合部之间的摩擦力，使得具有该头戴结构的头戴装置可以更稳固的佩戴在用户头部。

Description

一种头戴结构及头戴装置

技术领域

本发明涉及头戴装置技术，尤其涉及一种头戴结构及头戴装置。

背景技术

头戴式智能显示设备是一种既可以像智能移动终端一样，拥有独立的操作系统的头戴装置。头戴装置通常采用头带式或头盔式两种固定方式进行佩戴使用，常见的头戴式设备采用松紧式头带或头带调节装置以适应头围不同的用户。松紧式头带借助头带自身材质的弹性将头戴式设备固定于用户头部，由于不同用户的头围不同，松紧式头带对用户头部产生的压力也不尽相同，对于头围较大的用户来说往往由于头带压力过大并不能够得到良好舒适的使用体验，头围较小的用户则可能遇到由于头带过于松弛，头戴式设备无法进行有效固定的问题。

现有技术中，用户佩戴头戴式设备时，通过头带调节装置调整头带至适合的长度后，能够将头戴式设备固定于用户的头部。但同时，由于现有的头带调节装置未设置锁止机构，当用户头部运动或头戴式设备受到外力作用时，头戴式设备会因头带存在相对运动而产生松动，通常需要用户反复进行手动调节将头戴式设备进行重新紧固，给用户带来诸多不便，直接影响头戴式设备的使用体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种头戴结构及头戴装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明较佳实施例提供一种头戴结构，包括：第一支撑组、第二支撑组和连接组；所述连接组包括第一组件、第二组件和调节组件；所述第一组件为弹性元件；所述第一支撑组包括第一固定部和第一贴合部，所述第二支撑组包括第二固定部和第二贴合部；所述第一组件的一端设置于所述第二支撑组的第二固定部，所述第一组件的另一端于所述第一支撑组的第一固定部；所述第二组件具有当在其长度方向施加外力时，在长度方向无拉伸缩短变化的性能；所述调节组件与所述第二组件的一端连接，对所述第二组件的长度进行调节。

可选的，所述第一组件在靠近所述第二组件的一侧设置有多个具有通孔的卡线结构，所述第二组件依次穿过所述多个卡线结构。

可选的，所述连接组还包括壳体，所述壳体内侧设置有多个具有通孔的卡线结构，所述第二组件依次穿过所述多个卡线结构。

可选的，所述调节组件包括棘轮、转轮、止动轮和绕线轮，所述止动轮的弹性卡臂上设置有通槽与卡齿，所述卡齿工作于所述棘轮上，所述棘轮固定设置在所述第二支撑组上，所述止动轮与所述绕线轮同轴设置，所述转轮上设置有凸起结构，所述凸起结构可卡如所述止动轮上的弹性卡臂上的通槽。

可选的，所述第一组件为弹簧钢，所述第二组件可以是钢丝，还可以是由尼龙线或超高分子量聚乙烯纤维制成的线状元件。

可选的，还包括软垫，所述软垫设置于所述第二支撑组的第二贴合部和/或所述第一支撑组的第一贴合部。

可选的，所述第二支撑组还包括转动组件，所述转动组件的一端与所述第一组件的一端固定连接，所述转动组件的另一端与所述第二支撑组的第二固定部通过扭转弹簧和转轴转动连接。

可选的，所述调节组件具体为一种电控调节组件。

本发明还提供一种头戴结构，包括主体结构和上述头戴结构，头戴结构的第一支撑组的第一固定部设置于所述主体结构上。

可选的，所述主体结构为虚拟现实显示器或增强现实显示器。

本发明较佳实施例提供的头戴结构通过设置头戴结构的第一组件在发生弹性变形后将会产生预紧力，当该头戴结构被佩戴在用户头部时，第一组件因发生弹性变形而在用户头部与第一支撑组和第二支撑组接触的部位之间产生压力，该压力在头部与第一贴合部和第二贴合部的接触面上形成摩擦力，从而使得该头戴结构能够被佩戴在不同头围的用户的头部，同时通过调节组件对第二组件的长度的缩短调节，进一步增加第一支撑组和第二支撑组对头部的压力，增加了头部与第一贴合部和第二贴合部之间的摩擦力，使得具有该头戴结构的头戴装置可以更稳固的佩戴在用户头部。

本发明提供的头戴装置包括上述头戴结构，因而具有与上述头戴结构类似的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种头戴结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的第一组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种头戴结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的第三种头戴结构的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种调节组件的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种调节组件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种卡线结构的示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种卡线结构的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种连接组和第二支撑组的连接方式的示意图；

图10为本发明实施例提供的主体支架和第一支撑组的连接方式的示意图。

图标:1-第一支撑组；10-第一贴合部；11-第一固定部；2-第二支撑组；20-第二贴合部；21-第二固定部；31-第一组件；32-第二组件；33-调节组件；330-棘轮；331-转轮；332-卡轮；333-绕线轮组；3320-弹性卡臂；3321-弹性卡臂凸起；3310-转轮凸起；3391-推动槽；3392-固定架；3393-弹片；3394-调节块；33940-第一凸起；33941-第二凸起；33920-齿槽；237-扭转弹簧；230-转动支撑架；236-转轴；4-主体结构；210-阻尼转轴；400-轴套。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种头戴结构的结构示意图，头戴结构包括第一支撑组1、第二支撑组2和连接组3；连接组3包括第一组件31、第二组件32和调节组件33。第一支撑组1包括第一固定部和11第一贴合部10，第二支撑组2包括第二固定部21和第二贴合部20，第一组件31的一端(图1中D所示)可以与第二支撑组2的第二固定部21刚性连接，也可以通过铰接方式设置在第二固定部21上，第一组件31的一端的另一端(图1中C所示)可以与第一支撑组件1的第一固定部11刚性连接，也可以通过铰接方式或半刚性连接方式(如螺栓连接)设置在第一固定部11上。第一组件31为一种弹性元件，如图2所示，为第一组件31在自然不受力状态下的形状示意图，在自然不受力状态下第一组件31呈现的形状可以是图2-a所示的弧形，还可以是如图2-b所示的形状，在靠近C端和B端的部分呈现弧形，其他部分可以是平面、波浪、三角等形状，在此不做限制。当第一组件31的C端所在的一侧和D端所在的一侧被外力拉开时，第一组件31将发生弹性变形从而产生与所施加的外力的方向相反的弹力，例如，当该头戴结构被佩戴在用户头部时，第一组件31的的自然状态发生了改变(图1所示)，用户佩戴该头戴结构时，第一支撑组1和第二支撑组2之间的间距被拉大，使得与之连接的第一组件31发生弹性形变，此弹性形变将产生力方向与第一组件31的弹性形变方向相反(朝向头部的方向)的弹力，并传递给第一支撑组1和第二支撑组2，从而对与第一支撑组1和第二支撑组2接触的头部产生压力，将此压力记为预紧力，预紧力使得在头部上与第一贴合部10和第二贴合部20分别贴合的部位产生摩擦力，该摩擦力使得具有该头戴结构的头戴装置能够被佩戴在用户头上而不会发生滑动而脱落。

请继续参考图1，第二组件32的一端(图1中A所示)可以固定设置在第一支撑组件1的第一固定部上，调节组件33固定设置在第二支撑组2的第二固定部21上，第二组件32的另一端(图1中B所示)与调节组件33之间连接。在另一种可能的实施方式中，如图3所示，第二组件32的B端可以固定设置在第二支撑组2的第二固定部21上，调节组件33固定设置在第一支撑组件1的第一固定部11上，第二组件32的A端与调节组件33之间连接。在又另一种可能的实施方式中，如图4所示，调节组件33固定设置在第二支撑组2的第二固定部21上，第二组件32的B端与调节组件33之间连接，第二组件32的A端经过第一支撑组1的第一固定部11后被固定设置在第二支撑组2的第二固定部21上，第一支撑组1的第一固定部11上设置有一支撑轴(图中G所示)，用于第二组件32在第一固定部11上的支撑和滑动，同理，还可以在第二支撑组2的第二固定部21上设置支撑轴，并将调节组件33和第二组件32的A端分别固定设置在第一固定部11上，第二组件32的B端可动连接到调节组件33上。显然，对于本领域的普通技术人员而言，很容易想到通过在第一支撑组1和第二支撑组2上分别设置有调节组件，将第二组件32的A端可动连接到第一支撑组1上的调节组件，将二组件32的B端可动连接到第二支撑组2上的调节组件，也可以达到获得上述夹持力的目的。

第二组件32具有当在其长度方向施加外力时，在长度方向无拉伸缩短变化的性能，应该理解的是，这里所述的长度方向无拉伸缩短变化并不是指绝对无变化的，而应该理解为拉伸或缩短的长度变化微小，人眼难以察觉到。第二组件32具体为一种线状或薄片状的元件，具有在其长度方向施加外力时，其长度方向没有拉伸或缩短变化，或在长度方向的拉伸或缩短变化微小，第二组件32可以是主要由金属材料制成的线状或长条薄片状的元件，例如钢丝，还可以是非金属材料制成的线状的元件，非金属材料可以是尼龙线、超高分子量聚乙烯纤维、涤纶等，在此不做限制。

调节组件33用于对第二组件32的长度进行调节，调节组件33与第二组件32的一端连接，并以缠绕的方式对所述第二组件长度进行调节。第二组件靠近调节组件33的一侧的一部分长度缠绕在调节组件33内，将位于调节组件33内的第二组件32的长度记为U，U为根据调节组件33的调节而变化，当调节U变大时，第二组件32在调节组件33之外的部分的长度就减小，使得第一支撑组1和第二支撑组2对头部的压力增大，将由调节组件33内的第二组件32的长度U的变化而产生的第一贴合部10与第二贴合部20对头部的压力记为夹持力，该夹持力进一步增加了头部上与第一贴合部10和第二贴合部20分别贴合的部位的摩擦力，从而增加了佩戴的稳定性。长度U越大，夹持力越大，产生的摩擦力越大。。

第一组件31产生的预紧力的大小与第一组件31两侧被拉开的距离有关，距离越大，产生的预紧力就越大，使得不同头围的用户获得的预紧力不一样，头围小的用户获得的预紧力较小，第一贴合部10和第二贴合部20与用户头部之间的摩擦力也较小，通过增加调节组件33与第二组件32，增加该头戴结构对用户头部的夹持力，从而增大第一贴合部10和第二贴合部20与用户头部之间的摩擦力。例如用户在使用具有该头戴结构的头戴装置中进行剧烈运动，为防止头戴装置在剧烈运动过程中有可能的滑动脱落，用户可以通过调节第二组件32增加摩擦力而使得头戴装置的佩戴更稳固。

在一种可能的实施方式中，请参考图5-a，调节组件33包括固定设置在所述第二支撑组2上的棘轮330，套装在棘轮330上的转轮331和卡轮332，与卡轮332同轴设置的绕线轮组333，第二组件32一端固定在其中一个绕线轮333上；卡轮332的外缘镂空形成弹性卡臂3320，该弹性卡臂3320上设置有卡齿3321，卡齿3321可卡入棘轮330的棘齿；转轮331的内侧设有可置入卡轮332的镂空部分以带动卡轮332转动的凸起3310。

请参考图5-b，当向一个方向转动转轮331时(图中Rx所示方向)，转轮331通过伸入卡轮332外缘镂空部分的柱状凸起3310带动卡轮332绕着棘轮330在Rx方向转动，从而带动绕线轮组333在Rx方向转动，从而带动设置在其上的第二组件32跟随绕线轮组333的转动而被缠绕，绕线轮组333绕着RX方向转动越多，第二组件被缠绕在其上的长度就越长，在第一支撑组1和第二支撑组2产生的夹持力就越大。当向与Rx方向相反的方向转动转轮331时，转轮331伸入卡轮332外缘镂空部的柱状凸起3310沿切线方向向外挤压卡轮332外缘的弹性卡臂3320，使弹性卡臂3320上的卡齿3321从棘轮330的棘齿间脱离，从而带动卡轮332绕着棘轮330向Rx的反方向转动，并带动绕线轮组333反方向转动。

当用户佩戴该头戴装置时，由于头部运动或其他外力作用使第一组件31产生形变增大的趋势时，调节头戴结构上的调节组件33，第二组件32将会带动绕线轮组333和卡轮332产生向Rx的反方向转动的趋势，但由于此时卡轮332外缘弹性卡臂3320上的卡齿3321卡入棘轮330的棘齿中，阻止卡轮332向Rx的反方向转动的趋势，实现反方向锁止功能，通过棘轮320锁止第二组件32的第一部分的长度，对于用户头围较小和头部大幅度运动的情况下，通过第二组件32提供的附加夹持力，配合第一组件31的预紧力使头戴装置与头部之间保持相对静止，从而防止头戴结构松动，使头戴装置可以始终稳固可靠地固定于用户的头部。

调节组件33还可以是一种电控调节组件，通过电控方式对第二组件32的长度进行调节，具体实施时，可以通过将图6所示的调节组件33中的转轮331套装在电动机的转动轴上达到电控调节的目的。电动机在正向电压下将带动转轮331在棘轮330上以Rx的方向进行转动运动，转轮331上的凸起3310带动卡轮332和绕线轮组330一起转动，绕线轮组330上的第二组件32随着绕线轮组330的转动被缠绕在绕线轮组330上，使得调节组件33内的第二组件32的长度U增大，产生的夹持力也随之增大；电动机在反向电压下将带动转轮331在棘轮330上以与Rx方向相反的方向进行转动运动，最终使得调节组件33内的第二组件32的长度U减小，产生的夹持力也随之减小。

在另一种可能的实施方式中，调节组件33还可以是一种推拉式调节机构，如图6所示，包括推拉槽3391，固定架3392，弹片3393，调节块3394。图6-a为推拉式调节机构的示意图，图6-b为推拉式调节结构去除调节块3394后的内部结构示意图，图6-c为弹片3393与推拉槽3391的装配示意图，图6-d为调节块3394的结构示意图。固定架3392固定设置在第二支撑组2上，在其一侧设置有齿槽33920。弹片3393由金属材料制成的片状元件，设置于推拉槽3391内，其两侧的侧壁边缘设置有钩状的止动结构，推拉槽3391设置在固定架3392内，且能够在固定架3392内沿着固定架的长度方向做轴向运动，推拉槽3391的一端连接第二组件32。调节块3394上的第一凸起33940和第二凸起33941(图6-d所示)设置于推拉槽3391和弹片3393构成的镂空部位，当推动调节块3394向固定架3392的一端(图6-a中A所示)移动时，第二凸起33941(作用于弹片3393上的靠近A端的侧壁，使得该侧壁发生弹性变形，从而带动推拉槽3391在固定架3392上移动，使得位于调节组件33内的第二组件32的长度U增加，同理，当推动调节块3394向固定架3392的另一端(图6-a中B所示)移动时，能够使位于调节组件33内的第二组件32的长度U减小。当未推动推拉槽3391时，由于调节块不对弹片3393的两侧壁施加作用力，弹片3393未发生变形，弹片的侧壁边缘的钩状的止动结构位于固定架3392的齿槽内，阻止推拉槽3391的轴向运动，达到止动效果。

请参考图7，在一种可能的实施方式中，在连接组的第一组件31上且靠近第二组件32的一侧设置有多个具有通孔的卡线结构310，第二组件32可依次穿过该多个卡线结构。该多个卡线结构可以让第二组件32与第一组件31靠近，避免头戴装置使用过程中，第二组件32贴近头部，造成用户的不舒适佩戴体验。

在另一种可能的实施方式中，如图8所示，连接组还包括壳体34，该壳体34由具有弹性的材料制成，例如硅胶、弹性塑胶、橡胶、布类材料等，也可以是两种或两种以上的这些材料的组合。进一步的，还可以在上述壳体34内部靠近第二组件32的内壁上设置有多个卡线结构310，第二组件32可依次穿过该多个卡线结构310。

进一步的，在第二支撑组2的第二贴合部20上可以以粘接、卡扣或魔术扣等方式设置有软垫，软垫的材质可以是海绵，可以缓减第二支撑组2的第二贴合部20直接接触头部的不舒适感，从而给用户带来更舒适的佩戴，且能够更好的贴合不同头型的用户。同理，还可以在第一支撑组1的第一贴合部10上设置软垫。

请参考图9，在一种可能的实施方式中，第二支撑组2还包括转动组件，转动组件包括扭转弹簧237、转动支撑架230和设置在转动支撑架230上的转轴236。转动支撑架230的一端与连接组上的第一组件31的一端固定连接，转动支撑架230的另一端与第二支撑组2的第二固定部21通过扭转弹簧237和转轴236转动连接，扭转弹簧237的主体套设在转轴236上，扭转弹簧237的一端固定在转动支撑架230上，另一端固定在第二固定部21上。通过扭转弹簧237转动支撑架230，从而让第二支撑组2在第二固定部21和第二贴合部20上有往头部方向旋转的预紧力，使得在用户佩戴头戴结构时，第二支撑组2的第二贴合部20能够贴合不同头形枕骨的位置并产生压力。转动组件上可以设置多组转动轴236和扭转弹簧237，在此不做限制。在另一可能的实施方式中，还可以在转动组件的转动支撑架230上设置第三贴合部，如此设置使得用户佩戴具有该头戴结构的头戴装置时，第二贴合部和第一贴合部都能够贴合在用户头部后侧，使得用户具有更好的佩戴舒适度。

本发明还提供一种头戴装置，包括主体结构及用于佩戴该主体结构的上述的头戴结构，在一种可能的实施方式中，如图10-a所示，主体结构和头戴结构的第一支撑组的第一固定部21直接与主体结构固定连接，例如第一固定部21直接固定在主体结构的外壳上。在另一种可能的实施方式中，如图10-b所示，主体结构4和头戴结构之间还可以通过转轴方式转动连接，在主体结构4上设置轴套400，第一固定部21上设置与该轴套400的阻尼转轴210，通过将主体结构4上的轴套400套设在第一固定部21上的阻尼转轴上210，使得主体结构4相对于第一固定部21进行旋转，并让主体结构4能够相对于第一固定部21以任意一个旋转角度悬停。图10所示的实施方式中，主体结构4以虚拟现实显示器或增强现实显示器的方式示出，在其他实施方式中，主体结构4还可以为呼吸机、眼部按摩仪等。

本发明提供的头戴结构通过设置头戴结构的第一组件在发生弹性变形后将会产生预紧力，当该头戴结构被佩戴在用户头部时，第一组件因发生弹性变形而在用户头部与第一支撑组和第二支撑组接触的部位之间产生压力，该压力在头部与第一贴合部和第二贴合部的接触面上形成摩擦力，从而使得该头戴结构能够被佩戴在不同头围的用户的头部，同时通过调节组件对第二组件的长度的缩短调节，进一步增加第一支撑组和第二支撑组对头部的压力，增加了头部与第一贴合部和第二贴合部之间的摩擦力，使得具有该头戴结构的头戴装置可以更稳固的佩戴在用户头部。如用户在使用具有该头戴结构的头戴装置中需要剧烈运动，为防止头戴装置在剧烈运动过程中有可能松动、脱落，

应理解，本发明提供的头戴装置包括上述头戴结构，因而具有与上述头戴结构类似的有益效果。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种头戴结构，其特征在于，包括：第一支撑组、第二支撑组和连接组；所述连接组包括第一组件、第二组件和调节组件；所述第一组件为弹性元件；所述第一支撑组包括第一固定部和第一贴合部，所述第二支撑组包括第二固定部和第二贴合部；所述第一组件的一端设置于所述第二支撑组的第二固定部，所述第一组件的另一端设置于所述第一支撑组的第一固定部；所述第二组件具有当在其长度方向施加外力时，在长度方向无拉伸缩短变化的性能；所述调节组件与所述第二组件的一端连接，对所述第二组件的长度进行调节。

2.根据权利要求1所述的头戴结构，其特征在于，所述第一组件在靠近所述第二组件的一侧设置有多个具有通孔的卡线结构，所述第二组件依次穿过多个卡线结构。

3.根据权利要求1所述的头戴结构，其特征在于，所述连接组还包括壳体，壳体内侧设置有多个具有通孔的卡线结构，所述第二组件依次穿过该多个卡线结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的头戴结构，其特征在于，所述调节组件包括棘轮、转轮、止动轮和绕线轮，所述止动轮的弹性卡臂上设置有通槽与卡齿，所述卡齿工作于所述棘轮上，所述棘轮与所述第二支撑组固定连接，所述止动轮与所述绕线轮同轴设置，所述转轮上设置有凸起结构，所述凸起结构卡入所述止动轮上的弹性卡臂上的通槽。

5.根据权利要求1-3任一项所述的头戴结构，其特征在于，所述第一组件为弹簧钢，所述第二组件可以是钢丝，还可以是由尼龙线或超高分子量聚乙烯纤维制成的线状元件。

6.根据权利要求1-3任一项所述的头戴结构，其特征在于，还包括软垫，所述软垫设置于所述第二支撑组的第二贴合部和/或所述第一支撑组的第一贴合部。

7.根据权利要求1-3任一项所述的头戴结构，其特征在于，所述第二支撑组还包括转动组件，所述转动组件的一端与所述第一组件的一端固定连接，所述转动组件的另一端与所述第二支撑组的第二固定部通过扭转弹簧和转轴转动连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的头戴结构，其特征在于，所述调节组件具体为一种电控调节组件。

9.一种头戴装置，包括主体结构及用于佩戴所述主体结构的头戴结构，其特征在于，所述头戴结构为权利要求1-8中任一项所述的头戴结构，所述头戴结构的第一支撑组的第一固定部设置于所述主体结构上。

10.如权利要求9所述的头戴装置，其特征在于，所述主体结构为虚拟现实显示器或增强现实显示器。

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