CN117148592A - 一种头戴式装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及VR眼镜技术领域，尤其涉及一种头戴式装置及其控制方法，所述头戴式装置包括有VR眼镜本体和导热件；导热件连接于VR眼镜本体内部；还包括有冷却箱、单向进气阀和通气箱等，内部设有制冷器的冷却箱安装于VR眼镜本体内部；与冷却箱和导热件连通的气液混合泵安装于冷却箱上；单向进气阀安装于冷却箱上且两者连通；通气箱连接于VR眼镜本体内部。本发明的气液混合泵使外部空气进入蛇形通道内，空气从散热孔排出，空气流通带走热量，当热量较多时，活塞框内气体受热膨胀，活塞杆右移，阀板打开，气液混合泵将空气和冷却液抽至蛇形通道内，通过流动冷却液散热，从而根据热量多少调整散热强度，在保证散热效果的同时又能减少负荷，实用性高。

Description

一种头戴式装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及VR眼镜技术领域，尤其涉及一种头戴式装置及其控制方法。

背景技术

VR眼镜即虚拟现实头戴式显示设备，通过将人对外界的视觉和听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉，原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取带有差异的信息后产生立体感，VR眼镜的电子元件在使用过程中会产生热量，需要设置散热装置，避免电子元件温度过高造成损坏。

专利公开号为CN212181174U的中国专利，公开了一种散热好的VR眼镜，包括眼镜本体、上盖本体、收置放置槽，所述眼镜本体的顶部设置有上盖本体，所述眼镜本体的顶部开设有收置放置槽。

上述专利通过微型水泵将储液箱内腔的冷却液注入散热管的内腔，进而起到散热的目的，当长时间使用VR眼镜时，产生的热量较多，为保证散热效果需要较大的散热强度，但是当短时间使用VR眼镜时，产生的热量较少，而该专利难以调节散热强度，依旧使用较大的散热强度，导致VR眼镜负荷较高。

发明内容

本发明提供一种头戴式装置及其控制方法，能够调节散热强度，在保证散热效果的同时又能减少负荷，实用性高，从而解决上述背景技术中的问题。

技术方案为：一种头戴式装置，包括有VR眼镜本体、可调绑带、前盖、导热件和导热管；可调绑带设于VR眼镜本体上；前盖设于VR眼镜本体前侧；导热件连接于VR眼镜本体内部；导热管设于导热件上；还包括有冷却箱、单向进气阀、通气箱、三通管、气液分离器、阀板和散热控制机构，内部设有制冷器的冷却箱安装于VR眼镜本体内部；与冷却箱和导热件连通的气液混合泵安装于冷却箱上；单向进气阀安装于冷却箱上且两者连通；通气箱连接于VR眼镜本体内部；通气箱下部、冷却箱上部和导热件上部之间连通有三通管；气液分离器安装于三通管的三通处；冷却箱内部转动连接有通过散热控制机构控制的阀板。

作为上述方案的改进，VR眼镜本体内部安装有电子元件，导热件内部设有蛇形通道，通气箱顶部间隔开有若干个散热孔。

作为上述方案的改进，散热控制机构包括有活塞框、活塞杆和导向板，内部装有气体的活塞框连接于导热件上，活塞框围绕于电子元件；通过弹簧复位的活塞杆密封式滑动连接于活塞框上；与活塞杆活动式连接的导向板连接于阀板上，活塞杆右移会带动导向板和阀板转动。

作为上述方案的改进，还包括有出风框、通气管和出风控制机构，出风框连接于VR眼镜本体后侧；通气管连通于通气箱左右两侧；出风控制机构设于通气箱上。

作为上述方案的改进，出风框内部平均分为左右两个容腔，每个容腔均间隔开有若干个出风孔，通气管远离通气箱的一端分别与两个容腔连通。

作为上述方案的改进，出风控制机构包括有带齿架、拨片、转动挡板、齿轮和固定挡板，带齿架滑动连接于通气箱上；位于前盖外部的拨片连接于带齿架顶部；通气箱内部密封式转动连接有两个转动挡板；与带齿架啮合的齿轮连接于转动挡板前部，带齿架移动时两个齿轮的转动方向相反；固定挡板连接于通气箱内部中间，转动挡板转动会与固定挡板接触。

作为上述方案的改进，还包括有间歇出风控制机构，间歇出风控制机构包括有叶轮、升降架、凸块和密封板，叶轮转动连接于导热件内部上侧；升降架滑动连接于通气箱上；凸块连接于叶轮偏心位置处；开有通气口的密封板滑动连接于通气管靠近通气箱的一端，通气管靠近通气箱的一端也开有通气口。

作为上述方案的改进，升降架下部开有横向设置的导向直孔，凸块位于导向直孔内，两个密封板上开有方向相反的导向斜孔，升降架通过导向斜孔与两个密封板活动式连接。

作为上述方案的改进，还包括有连接于VR眼镜本体内部的配重箱。

一种头戴式装置控制方法，包括以下步骤：

S1:将VR眼镜本体戴上进行虚拟现实体验，控制气液混合泵使外部空气进入蛇形通道，空气从散热孔排出，空气流通带走电子元件产生的热量；

S2:活塞框内气体受热膨胀而压强增大，活塞杆右移，阀板打开，气液混合泵将空气和冷却液抽至蛇形通道内，通过气液分离器将冷却液和空气分离，冷却液回流至冷却箱内，通过冷却液进行散热；

S3:电子元件降温后，活塞框内的气体降温后压强减小，弹簧复位带动活塞杆左移，阀板关闭，仅通过流通的空气进行散热。

本发明具有以下优点：1、本发明的气液混合泵使外部空气进入蛇形通道内，空气从散热孔排出，空气流通带走热量，当热量较多时，活塞框内气体受热膨胀，活塞杆右移，阀板打开，气液混合泵将空气和冷却液抽至蛇形通道内，通过流动冷却液散热，从而根据热量多少调整散热强度，在保证散热效果的同时又能减少负荷，实用性高。

2、本发明的气液混合泵将空气和冷却液抽至蛇形通道内时，通过推动拨片右移，左侧转动挡板顺时针转动，右侧转动挡板逆时针转动，使流入通气箱的冷空气不再从散热孔排出，而从出风框的出风孔吹向人们的眼部，避免人们眼部闷热，提高舒适度。

3、本发明的拨片右移后，蛇形通道内冷却液和空气推动叶轮转动，使升降架上下运动，升降架上升时，冷空气通过左侧通气管进而从左侧出风孔吹出，升降架下降时，冷空气通过右侧通气管进而从右侧出风孔吹出，使冷空气交替地依次从左右两侧的出风孔吹出，使风力更集中，提高出风效果和舒适度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明图1中前盖被隐藏后的结构示意图。

图3为本发明导热件、冷却箱、气液混合泵和单向进气阀的结构示意图。

图4为本发明导热件、单向进气阀、三通管、气液分离器和通气箱的结构示意图。

图5为本发明图4中导热件和通气箱被剖开的结构示意图。

图6为本发明导热件的内部结构示意图。

图7为本发明活塞框的俯视图。

图8为本发明活塞框、活塞杆和导向板的结构示意图，其中活塞框被剖开。

图9为本发明冷却箱和阀板的后视图。

图10为本发明通气管和拨片的结构示意图。

图11为本发明图10中另一视角的结构示意图。

图12为本发明通气箱、通气管、拨片、带齿架和齿轮的结构示意图。

图13为本发明图12中通气箱被剖开的结构示意图。

图14为本发明通气箱、拨片、带齿架、齿轮、转动挡板和固定挡板的正视图。

图15为本发明通气管、通气箱和升降架的结构示意图。

图16为本发明图15中另一视角的结构示意图。

图17为本发明叶轮、升降架、凸块和密封板的结构示意图。

图18为本发明气液分离器的结构示意图。

图中标号名称：1、VR眼镜本体，2、可调绑带，3、前盖，31、电子元件，4、导热件，41、导热管，5、冷却箱，51、制冷器，6、气液混合泵，61、单向进气阀，7、三通管，8、气液分离器，9、通气箱，10、阀板，101、活塞框，102、活塞杆，103、导向板，11、通气管，111、拨片，112、带齿架，113、齿轮，114、转动挡板，115、固定挡板，12、出风框，131、叶轮，132、升降架，133、凸块，134、密封板，135、导向斜孔，136、通气口，14、配重箱。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明做进一步的说明，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语如：设置、安装、相连、连接应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施方式1：一种头戴式装置及其控制方法，参考图1-图9，包括有VR眼镜本体1、可调绑带2、前盖3、导热件4、导热管41、冷却箱5、气液混合泵6、单向进气阀61、三通管7、气液分离器8、通气箱9、阀板10和散热控制机构，可调绑带2设于VR眼镜本体1上，前盖3设于VR眼镜本体1前侧，VR眼镜本体1内部安装有电子元件31，VR眼镜本体1内部连接有导热件4，导热件4内部设有蛇形通道，空气和冷却液通过蛇形通道能够增加接触面积，提高散热速度，导热管41设在导热件4上，导热管41为铜管，能够提高导热性，VR眼镜本体1内部右侧安装有内部设有制冷器51的冷却箱5，冷却箱5底部左侧安装有与其连通的气液混合泵6，气液混合泵6的输出端与导热件4下部连通，冷却箱5左部安装有与其连通的单向进气阀61，VR眼镜本体1内部上侧连接有通气箱9，通气箱9顶部间隔开有若干个散热孔，通气箱9下部、冷却箱5上部和导热件4上部之间连通有三通管7，三通管7的三通处安装有气液分离器8，气液分离器8的结构参考图18，冷却箱5内部左侧转动连接有通过散热控制机构控制的阀板10。

参考图6、图7和图8，散热控制机构包括有活塞框101、活塞杆102和导向板103，导热件4后侧连接有围绕于电子元件31的活塞框101，活塞框101内部充满有气体，该气体具体为二氧化碳，活塞框101上密封式滑动连接有通过弹簧复位的活塞杆102，阀板10上部连接有导向板103，导向板103与活塞杆102活动式连接，活塞杆102右移会带动导向板103和阀板10转动。

参考图1-图9，初始时，阀板10为关闭状态，冷却箱5内装有适量的冷却液，人们先通过可调绑带2将VR眼镜本体1戴上，即可通过VR眼镜本体1进行虚拟现实体验，体验过程中电子元件31会产生热量，控制气液混合泵6使外部空气通过单向进气阀61进入导热件4的蛇形通道内，蛇形通道内空气通过三通管7进入通气箱9，空气再从散热孔排出至VR眼镜本体1外部，在导热件4和导热管41的导热作用下空气流通能够带走电子元件31产生的热量，蛇形通道和导热管41的设置提高散热速度，当VR眼镜本体1持续使用导致电子元件31产生的热量过多时，活塞框101内的二氧化碳受热膨胀而压强增大，推动活塞杆102往右移动，弹簧拉伸，右移的活塞杆102推动导向板103转动，带动阀板10转动打开，冷却箱5内的冷却液流出，通过气液混合泵6将空气和冷却液抽至蛇形通道内，冷却液再进入三通管7，通过气液分离器8将冷却液和空气分离，使空气进入通气箱9，而冷却液回流至冷却箱5内，从而在导热作用下通过冷却液对电子元件31进行散热，当电子元件31降温后，活塞框101内的二氧化碳降温后压强恢复，弹簧复位带动活塞杆102左移，阀板10反转关闭，即可停止使用冷却液冷却，如此，能够根据电子元件31产生的热量自动调整散热强度，热量较少时通过流动空气散热，热量较多时通过流动冷却液散热，在保证散热效果的同时又能减少负荷，实用性高。

实施方式2：在实施方式1的基础之上，参考图1、图2、图10、图11、图12、图13和图14，还包括有通气管11、出风框12和出风控制机构，VR眼镜本体1后侧连接有出风框12，通气箱9左右两侧均连通有通气管11，出风框12内部平均分为左右两个容腔，每个容腔均间隔开有若干个出风孔，通气管11远离通气箱9的一端分别与两个容腔连通，通气箱9上设有出风控制机构，出风控制机构包括有拨片111、带齿架112、齿轮113、转动挡板114和固定挡板115，通气箱9前侧滑动连接有带齿架112，带齿架112顶部连接有位于前盖3外部的拨片111，通气箱9内部左右对称密封式转动连接有转动挡板114，转动挡板114前端均连接有与带齿架112啮合的齿轮113，带齿架112移动时两个齿轮113的转动方向相反，通气箱9内部中间连接有固定挡板115，转动挡板114转动会与固定挡板115接触。

当气液混合泵6将空气和冷却液抽至蛇形通道内时，空气在冷却液的导热作用下温度较低，此时，通过人工推动拨片111往右移动，带动带齿架112右移，使左侧的齿轮113和左侧的转动挡板114顺时针转动，并使右侧的齿轮113和右侧的转动挡板114逆时针转动，转动挡板114与固定挡板115接触，两个转动挡板114和固定挡板115使流入通气箱9的冷空气不再从散热孔排出，而是进入通气管11后从出风框12的出风孔吹向人们的眼部，避免人们使用时眼部闷热，提高舒适度。

实施方式3：在实施方式2的基础之上，参考图5、图6、图15、图16和图17，还包括有间歇出风控制机构，间歇出风控制机构包括有叶轮131、升降架132、凸块133和密封板134，导热件4内部上侧转动连接有叶轮131，叶轮131前侧偏心位置处连接有凸块133，通气箱9上滑动连接有升降架132，升降架132下部开有横向设置的导向直孔，凸块133位于导向直孔内，通气管11靠近通气箱9的一端均滑动连接有开有通气口136的密封板134，通气管11靠近通气箱9的一端也开有通气口136，两个密封板134上开有方向相反的导向斜孔135，升降架132通过导向斜孔135与两个密封板134活动式连接。

当人们使用过程中眼部闷热时，推动拨片111右移后，蛇形通道内的冷却液和空气流动会推动叶轮131转动，叶轮131转动带动凸块133转动，凸块133转动能够通过导向直孔推动升降架132上下往复运动，当升降架132上升时，上升的升降架132通过导向斜孔135推动左侧的密封板134前移并推动右侧的密封板134后移，左侧的密封板134通气口136对齐打开，而右侧的密封板134通气口136错开关闭，冷空气通过左侧的通气管11进而从左侧的出风孔吹出，当升降架132下降复位时，下降的升降架132通过导向斜孔135推动左侧的密封板134后移并推动右侧的密封板134前移，左侧的密封板134通气口136错开关闭，而右侧的密封板134通气口136对齐打开，冷空气通过右侧的通气管11进而从右侧的出风孔吹出，如此往复操作，能够使冷空气交替地依次从左右两侧的出风孔吹出，使得风力更集中，提高出风效果和舒适度。

参考图2，还包括有配重箱14，VR眼镜本体1内部左侧连接有配重箱14，能够使本装置重量均衡。

一种头戴式装置控制方法，包括以下步骤：

S1:将VR眼镜本体1戴上进行虚拟现实体验，控制气液混合泵6使外部空气进入蛇形通道，空气从散热孔排出，空气流通带走电子元件31产生的热量；

S2:活塞框101内气体受热膨胀而压强增大，活塞杆102右移，阀板10打开，气液混合泵6将空气和冷却液抽至蛇形通道内，通过气液分离器8将冷却液和空气分离，冷却液回流至冷却箱5内，通过冷却液进行散热；

S3:电子元件31降温后，活塞框101内的气体降温后压强减小，弹簧复位带动活塞杆102左移，阀板10关闭，仅通过流通的空气进行散热。

上述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种头戴式装置，包括有：

VR眼镜本体（1），VR眼镜本体（1）内部安装有电子元件（31）；

可调绑带（2），设于VR眼镜本体（1）上；

前盖（3），设于VR眼镜本体（1）前侧；

导热件（4），连接于VR眼镜本体（1）内部，导热件（4）内部设有蛇形通道；

导热管（41），设于导热件（4）上；

其特征是，还包括有：

内部设有制冷器（51）的冷却箱（5），且安装于VR眼镜本体（1）内部，制冷器（51）用于对冷却箱（5）内部液体进行降温；

与冷却箱（5）和导热件（4）连通的气液混合泵（6），且安装于冷却箱（5）上；

单向进气阀（61），安装于冷却箱（5）上且两者连通；

通气箱（9），连接于VR眼镜本体（1）内部，通气箱（9）顶部间隔开有若干个散热孔；

三通管（7），通气箱（9）下部、冷却箱（5）上部和导热件（4）上部之间连通有三通管（7）；

气液分离器（8），安装于三通管（7）的三通处；

阀板（10）和散热控制机构，冷却箱（5）内部转动连接有通过散热控制机构控制的阀板（10）；

散热控制机构包括有：

内部装有气体的活塞框（101），连接于导热件（4）上，活塞框（101）围绕于电子元件（31）；

通过弹簧复位的活塞杆（102），密封式滑动连接于活塞框（101）上；

与活塞杆（102）活动式连接的导向板（103），连接于阀板（10）上，活塞杆（102）右移会带动导向板（103）和阀板（10）转动。

2.如权利要求1所述的一种头戴式装置，其特征是，还包括有：

出风框（12），连接于VR眼镜本体（1）后侧；

通气管（11），连通于通气箱（9）左右两侧；

出风控制机构，设于通气箱（9）上。

3.如权利要求2所述的一种头戴式装置，其特征是，出风框（12）内部平均分为左右两个容腔，每个容腔均间隔开有若干个出风孔，通气管（11）远离通气箱（9）的一端分别与两个容腔连通。

4.如权利要求3所述的一种头戴式装置，其特征是，所述出风控制机构包括有：

带齿架（112），滑动连接于通气箱（9）上；

位于前盖（3）外部的拨片（111），连接于带齿架（112）顶部；

转动挡板（114），通气箱（9）内部密封式转动连接有两个转动挡板（114）；

与带齿架（112）啮合的齿轮（113），连接于转动挡板（114）前部，带齿架（112）移动时两个齿轮（113）的转动方向相反；

固定挡板（115），连接于通气箱（9）内部中间，转动挡板（114）转动会与固定挡板（115）接触。

5.如权利要求4所述的一种头戴式装置，其特征是，还包括有间歇出风控制机构，间歇出风控制机构包括有：

叶轮（131），转动连接于导热件（4）内部上侧；

升降架（132），滑动连接于通气箱（9）上；

凸块（133），连接于叶轮（131）偏心位置处；

开有通气口（136）的密封板（134），滑动连接于通气管（11）靠近通气箱（9）的一端，通气管（11）靠近通气箱（9）的一端也开有通气口（136）。

6.如权利要求5所述的一种头戴式装置，其特征是，升降架（132）下部开有横向设置的导向直孔，凸块（133）位于导向直孔内，两个密封板（134）上开有方向相反的导向斜孔（135），升降架（132）通过导向斜孔（135）与两个密封板（134）活动式连接。

7.如权利要求6所述的一种头戴式装置，其特征是，还包括有连接于VR眼镜本体（1）内部的配重箱（14）。

8.一种头戴式装置的控制方法，利用权利要求1所述的一种头戴式装置，其特征是，包括以下步骤：

S1:将VR眼镜本体（1）戴上进行虚拟现实体验，控制气液混合泵（6）使外部空气进入蛇形通道，空气从散热孔排出，空气流通带走电子元件（31）产生的热量；

S2:活塞框（101）内气体受热膨胀而压强增大，活塞杆（102）右移，阀板（10）打开，气液混合泵（6）将空气和冷却液抽至蛇形通道内，通过气液分离器（8）将冷却液和空气分离，冷却液回流至冷却箱（5）内，通过冷却液进行散热；

S3:电子元件（31）降温后，活塞框（101）内的气体降温后压强减小，弹簧复位带动活塞杆（102）左移，阀板（10）关闭，仅通过流通的空气进行散热。