CN117311000A - 一种头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种头戴式显示设备。本发明提供一种佩戴稳定的头戴式显示设备，包括有VR主机、弹性带、后垫、收紧带和导向组件等，弹性带设于VR主机前后两端上；后垫滑动式连接于弹性带上远离VR主机的一端之间，外壳固定连接于后垫远离VR主机的一侧上；旋钮前后对称转动式连接于外壳上；转轴连接于旋钮之间；导向组件设于后垫上，导向组件由底座与两导向辊组成，两导向辊上下对称分布。收紧带的设计，能提高VR主机的稳定性，使VR主机不易掉落，且在调节收紧带时蜗杆与蜗轮的配合，使两弹性带一起调节，方便用户操作。

Description

一种头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及显示设备，尤其涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

随着技术的进步，智能化电子设备也呈多样化发展，如常见的手机和平板等手持式电子设备，而头戴式电子设备通常是指用户戴在头部用于显示的电子设备，例如，AR眼镜、VR眼镜等。

常见的VR眼镜在后方仅设有相对轻薄的绑带等部件。往往需要将该头戴式电子设备围绕头一周进行佩戴，在用户处于站立或坐立状态使用这种电子设备时，又会因设备的重心位于用户的头部的前方，导致设备容易下坠，严重影响设备的佩戴稳定性，且较多的绑带通过锁扣固定，又因设置在后方，用户调节时较难肉眼观察到，调节起来很不方便。

发明内容

为了克服上诉提到的缺点，本发明提供一种佩戴稳定的头戴式显示设备。

一种头戴式显示设备，包括有VR主机、弹性带、后垫、收紧带、导向组件、外壳、旋钮、转轴、齿条、转动轮、大齿轮、蜗杆、蜗轮、直齿轮和连杆，弹性带设于VR主机前后两端上；后垫滑动式连接于弹性带上远离VR主机的一端之间，外壳固定连接于后垫远离VR主机的一侧上；旋钮前后对称转动式连接于外壳上；转轴连接于旋钮之间；导向组件设于后垫上，导向组件由底座与两导向辊组成，两导向辊上下对称分布；收紧带连接于VR主机顶部，收紧带中端穿进底座，并绕过两导向辊之间，而收紧带尾端与转轴连接，多余部分绕卷在转轴上；转动轮转动式连接于后垫中间；大齿轮固定连接于转动轮右侧，且位于后垫内部；齿条固定于后侧的弹性带右端上侧，且前侧的弹性带右端下侧也固定有齿条，两齿条均与后垫内部滑动式连接，两齿条均与大齿轮啮合；蜗杆固定于下侧导向辊上；连杆转动式连接于导向组件上的底座前侧上；蜗轮与直齿轮分别固定于连杆上左右两边，且蜗轮与蜗杆啮合；齿圈固定于转动轮上，且与直齿轮啮合。

作为更进一步的优选方案，导向组件内的两导向辊外侧都覆盖有橡胶套。

作为更进一步的优选方案，头戴式显示设备还包括有双轴电机、电动推杆、连接筒、传动轴、小齿轮、齿环和涡卷弹簧，双轴电机安装于外壳内右侧，且其输出轴上有凸起；电动推杆前后对称安装于外壳内位于双轴电机右侧的位置；连接筒均转动式连接于电动推杆伸缩杆上，连接筒均与同侧的双轴电机输出轴滑动式配合，连接筒内有凸块；传动轴前后对称转动式连接于外壳内，且两传动轴均与同侧的连接筒滑动式卡接；小齿轮均固定于两传动轴上；齿环均固定于旋钮外侧，齿环均与同侧的小齿轮啮合；涡卷弹簧均连接于转轴前后两侧与外壳内部之间。

作为更进一步的优选方案，在连接筒内凸块与双轴电机输出轴上的凸起在同一环形线上时，输出轴转动便推动连接筒转动。

作为更进一步的优选方案，头戴式显示设备还包括有拨动杆、外框、推动架、楔形块、压缩弹簧、第一单向阀、通管、气囊件、第二单向阀、泄气板、阻尼槽和螺旋弹簧，拨动杆呈环形均匀固定于两旋钮互相远离的一侧，且拨动杆的数量为三；外框固定于外壳底部；推动架滑动式连接于外框内；螺旋弹簧连接于推动架与外框内部之间；楔形块前后对称滑动式连接于推动架右侧；压缩弹簧均连接于楔形块与推动架之间；第一单向阀安装于外框顶部前侧，气体经第一单向阀进入外框内，而外框内的气体无法经第一单向阀排出；通管均连接于弹性带上；气囊件均连接于通管左端，气囊件位于两弹性带相互靠近的一侧，并贴着弹性带内侧；阻尼槽均固定于外框前后两侧，两通管右端均与相近的阻尼槽相连且相通；泄气板均滑动式连接于阻尼槽内，阻尼槽增加泄气板滑动阻力；第二单向阀均安装于外框前后两侧。

作为更进一步的优选方案，拨动杆随着旋钮顺时针转动能够推动楔形块向左侧移动，而逆时针转动则推动楔形块向下移动。

作为更进一步的优选方案，气囊件中部为伸缩结构，适应弹性带的拉伸。

作为更进一步的优选方案，泄气板上的通口紧贴相近的第二单向阀与通管右端口，通管右端口与相近的第二单向阀紧密相通。

作为更进一步的优选方案，头戴式显示设备还包括有下压架、回力弹簧和复位弹簧，下压架前后对称滑动式连接于外框右侧，下压架均与相近的阻尼槽滑动式连接，下压架均与相近的楔形块接触；回力弹簧均连接于下压架与外框之间；复位弹簧均连接于泄气板与阻尼槽之间，楔形块下移推动下压架下移。

作为更进一步的优选方案，泄气板上带有斜面，下压架下移能通过斜面推动泄气板向左侧移动，使通管不与第二单向阀相通，且泄气板上靠近通管的一侧右边开有泄气槽，泄气板向左侧移动后，通管通口对准泄气槽，通管内的气体将通过泄气槽排出。

本发明的有益效果为：1、收紧带的设计，能提高VR主机的稳定性，使VR主机不易掉落，且在调节收紧带时蜗杆与蜗轮的配合，使两弹性带一起调节，方便用户操作；

2、设置双轴电机与电动推杆，在调节收紧带与弹性带时，能自动进行，省去用户操作的繁琐，使本装置更加自动化；

3、气囊件的设置，能在收紧带收紧时，对气囊件内打气，使其膨胀，提高弹性带与用户头部的紧密性，使弹性带不易松动。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的部分立体结构示意图。

图3为本发明齿条、转动轮、大齿轮与齿圈等部件的结构示意图。

图4为本发明导向组件、蜗杆与蜗轮等部件的立体结构示意图。

图5为本发明收卷组件的结构示意图。

图6为本发明收卷组件的爆炸图。

图7为本发明双轴电机、连接筒与传动轴等部件的结构示意图。

图8为本发明连接筒和双轴电机的配合结构示意图。

图9为本发明导向组件、蜗杆、蜗轮与连杆的结构示意图。

图10为本发明膨胀组件的立体结构示意图。

图11为本发明膨胀组件的部分结构示意图。

图12为本发明膨胀组件与排气组件的结构示意图。

图13为本发明泄气板、下压架与第二单向阀等部件的位置示意图。

图中标记为：1：VR主机，2：弹性带，201：后垫，3：收紧带，301：导向组件，302：外壳，303：旋钮，304：转轴，4：齿条，401：转动轮，402：大齿轮，5：蜗杆，501：蜗轮，502：直齿轮，503：连杆，504：齿圈，6：双轴电机，601：电动推杆，602：连接筒，603：传动轴，604：小齿轮，605：齿环，606：涡卷弹簧，7：拨动杆，701：外框，702：推动架，703：楔形块，704：压缩弹簧，705：第一单向阀，706：通管，707：气囊件，708：第二单向阀，709：泄气板，7010：阻尼槽，7011：螺旋弹簧，801：下压架，802：回力弹簧，803：复位弹簧。

具体实施方式

下面结合具体的实施例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。

实施例1：一种头戴式显示设备，如图1、图2、图3、图4和图9所示，包括有VR主机1、弹性带2、后垫201、收紧带3、导向组件301、外壳302、旋钮303、转轴304、齿条4、转动轮401、大齿轮402、蜗杆5、蜗轮501、直齿轮502和连杆503，VR主机1上前后两端均连接有弹性带2，两弹性带2右端之间滑动式连接有后垫201，后垫201右侧固定有外壳302，外壳302上前后对称转动式连接有旋钮303，旋钮303之间连接有转轴304，后垫201左侧固定有导向组件301，导向组件301由底座与两导向辊组成，两导向辊上下对称分布，且两导向辊外侧都覆盖有橡胶套，VR主机1顶部连接有用于收紧用户头部的收紧带3，收紧带3中端穿进底座，并绕过两导向辊之间，而收紧带3尾端与转轴304连接，多余部分绕卷在转轴304上，后垫201中间转动式连接有转动轮401，转动轮401右侧固定有位于后垫201内部的大齿轮402，后侧的弹性带2右端上侧固定有齿条4，前侧的弹性带2右端下侧也固定有齿条4，齿条4均与后垫201内部滑动式连接，两齿条4均与大齿轮402啮合，下侧导向辊上固定有蜗杆5，导向组件301上的底座前侧转动式连接有连杆503，连杆503上左右两边分别固定有蜗轮501与直齿轮502，蜗轮501与蜗杆5啮合，旋钮303上固定有与直齿轮502啮合的齿圈504。

在佩戴VR主机1时，将弹性带2围绕头一周进行佩戴，VR主机1对准眼睛，收紧带3便绕过头顶收紧VR主机1与后垫201，在需要将弹性带2与收紧带3调紧时，可以转动旋钮303，带动转轴304转动，使转轴304对收紧带3尾端进行拉动收卷，收紧带3便会因摩擦而带动导向组件301上的导向辊转动，下侧的导向辊便会带动蜗杆5转动，使蜗杆5带动蜗轮501、连杆503与直齿轮502转动，直齿轮502便带动齿圈504与转动轮401转动，使转动轮401带动大齿轮402转动，大齿轮402便带动两齿条4相互靠近移动，齿条4便拉动两弹性带2右端相互靠近收紧用户头部，如此弹性带2与收紧带3便同时进行调节，方便用户快速的戴稳VR主机1，且增加收紧带3的设计，在用户正常活动时，VR主机1不易掉落，在导向辊上的橡胶套作用下能增加收紧带3的摩擦力，使收紧带3与弹性带2更加稳固，同理，在调松收紧带3取下VR主机1时，反转旋钮303，带动转轴304反转，使转轴304松卷收紧带3，用户同时将收紧带3向上拉动，使收紧带3放松，收紧带3便通过摩擦带动两导向辊反转，使下侧的导向辊带动蜗杆5、蜗轮501、连杆503与直齿轮502反转，进而通过直齿轮502带动齿圈504与转动轮401反转，便带动大齿轮402反转，使两齿条4相互远离移动，进而推动两弹性带2右端相互远离放松，方便用户卸下VR主机1。

实施例2：在实施例1的基础之上，如图5-图8所示，头戴式显示设备还包括有双轴电机6、电动推杆601、连接筒602、传动轴603、小齿轮604、齿环605和涡卷弹簧606，外壳302内右侧安装有双轴电机6，外壳302内位于双轴电机6右侧的位置前后对称安装有电动推杆601，电动推杆601伸缩杆上均转动式连接有连接筒602，外壳302内前后对称转动式连接有传动轴603，两传动轴603均与同侧的连接筒602滑动式卡接，连接筒602均与同侧的双轴电机6输出轴滑动式配合，连接筒602内有凸块，而双轴电机6输出轴上也有凸起，在连接筒602内凸块与输出轴上的凸起在同一环形线上时，输出轴转动便能推动连接筒602转动，两传动轴603上均固定有小齿轮604，旋钮303外侧均焊接有齿环605，齿环605均与同侧的小齿轮604啮合，转轴304前后两侧与外壳302内部之间均连接有涡卷弹簧606。

在将收紧带3收紧时，初始时电动推杆601伸缩杆处于伸长状态，用户可先控制两电动推杆601伸缩杆缩短，进而带动两连接筒602相互靠近移动，在连接筒602内的凸块与双轴电机6输出轴上的凸起为同一环形线上时，电动推杆601会自动关闭，这时启动双轴电机6，使双轴电机6输出轴转动通过凸起与连接筒602内的凸块配合，进而带动连接筒602转动，使连接筒602带动传动轴603与小齿轮604转动，小齿轮604便带动齿环605、旋钮303与转轴304转动，涡卷弹簧606将发生形变，通过转轴304转动便能对收紧带3进行调节，调节好后关闭电机即可，在需要放松收紧带3时，控制两电动推杆601伸缩杆伸长，使电动推杆601伸缩杆带动两连接筒602相互远离移动，使连接筒602上的凸块远离双轴电机6输出轴的凸起，电动推杆601伸缩杆复位到初始状态后，电动推杆601自动关闭，在连接筒602内凸块与双轴电机6输出轴上凸起不配合时，涡卷弹簧606会反弹复位，进而带动转轴304与旋钮303反转，便对收紧带3进行放松，用户便可顺利将收紧带3拉松，旋钮303反转会带动小齿轮604与传动轴603反转，进而带动连接筒602空转复位，如此在双轴电机6与电动推杆601的作用下，无需人工手动转动旋钮303完成调节，自动化操作更省时方便，使用起来也更灵活。

如图10-图13所示，头戴式显示设备还包括有拨动杆7、外框701、推动架702、楔形块703、压缩弹簧704、第一单向阀705、通管706、气囊件707、第二单向阀708、泄气板709、阻尼槽7010和螺旋弹簧7011，两旋钮303外侧都沿环形均匀固定有三根拨动杆7，外壳302底部通过螺栓连接有外框701，外框701内滑动式连接有推动架702，推动架702与外框701内部之间连接有螺旋弹簧7011，推动架702右侧前后对称滑动式连接有楔形块703，楔形块703与推动架702之间均连接有压缩弹簧704，拨动杆7随着旋钮303顺时针转动能够推动楔形块703向左侧移动，而逆时针转动则推动楔形块703向下移动，外框701顶部前侧安装有第一单向阀705，气体能经第一单向阀705进入外框701内，而外框701内的气体无法经第一单向阀705排出，弹性带2上均连接有通管706，通管706左端均连接有气囊件707，气囊件707位于两弹性带2相互靠近的一侧，并贴着弹性带2内侧，气囊件707中部为伸缩结构，能适应弹性带2的拉伸，外框701前后两侧均固定有阻尼槽7010，两通管706右端均与相近的阻尼槽7010相连且相通，阻尼槽7010内均滑动式连接有泄气板709，阻尼槽7010能增加泄气板709滑动阻力，外框701前后两侧均安装有第二单向阀708，泄气板709上的通口紧贴相近的第二单向阀708与通管706右端口，使通管706右端口与相近的第二单向阀708紧密相通。

如图11-图13所示，头戴式显示设备还包括有下压架801、回力弹簧802和复位弹簧803，外框701右侧前后对称滑动式连接有下压架801，下压架801均与相近的阻尼槽7010滑动式连接，下压架801均与相近的楔形块703接触，楔形块703下移将推动下压架801下移，下压架801与外框701之间均连接有回力弹簧802，泄气板709与阻尼槽7010之间均连接有复位弹簧803，泄气板709上带有斜面，下压架801下移能通过斜面推动泄气板709向左侧移动，使通管706不与第二单向阀708相通，且泄气板709上靠近通管706的一侧右边开有泄气槽，泄气板709向左侧移动后，通管706通口对准泄气槽，通管706内的气体将通过泄气槽排出。

收紧带3收紧调节时，旋钮303转动将带动拨动杆7转动，在拨动杆7与楔形块703接触时，将推动楔形块703向左侧移动，进而带动推动架702向左侧移动，螺旋弹簧7011将压缩，推动架702便推动外框701内部的气体，气体便会经第二单向阀708进入通管706内，进而使气囊件707膨胀，在拨动杆7不与楔形块703接触时，推动架702会在螺旋弹簧7011的复位作用下带动楔形块703向右侧移动复位，外部的空气便会被推动架702经第一单向阀705抽入外框701内，外框701内的气体不会经第一单向阀705排出，并且通管706内的气体不会经第二单向阀708反流到外框701内，在拨动杆7再次与楔形块703接触时，便会重复上述操作，使得气体进入通管706，气囊件707膨胀能提高弹性带2与用户头部的紧密性，同时也能提高用户佩戴的舒适度，在将收紧带3调松时，旋钮303反转便带动拨动杆7反转，在拨动杆7与楔形块703斜面接触时，将因楔形块703斜面原因，进而推动楔形块703向下移动，使压缩弹簧704压缩，楔形块703将推动下压架801向下移动，回力弹簧802便压缩，下压架801下移与泄气板709斜面接触，便推动泄气板709向左侧移动，使通管706右端口不再与第二单向阀708紧密相通，气囊件707便因自身弹性而反弹，使气囊件707内的气体向通管706右端口排出，在拨动杆7不再与楔形块703接触时，楔形块703会因压缩弹簧704复位，而下压架801会在回力弹簧802的复位作用下上移复位，进而不再与泄气板709接触，在阻尼槽7010的作用下，泄气板709不会因复位弹簧803快速复位，在拨动杆7再次与楔形块703接触上后，将重复挤压下压架801下移，使下压架801再次推动泄气板709，在收紧带3调松好后，旋钮303与拨动杆7停止转动，泄气板709会在复位弹簧803的复位作用下缓慢复位，气囊件707也回到未膨胀的状态，方便用户卸下VR主机。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种头戴式显示设备，包括有：

VR主机（1）；

弹性带（2），连接至VR主机（1）两端；

后垫（201），滑动式连接于弹性带（2）上，且与VR主机（1）相对设置，其特征在于，还包括有：

外壳（302），固定连接于后垫（201）远离VR主机（1）的一侧上；

旋钮（303），前后对称转动式连接于外壳（302）上；

转轴（304），连接于旋钮（303）之间；

导向组件（301），设于后垫（201）上，导向组件（301）由底座与两导向辊组成，两导向辊上下对称分布；

收紧带（3），连接于VR主机（1）顶部，收紧带（3）中端穿进底座，并绕过两导向辊之间，而收紧带（3）尾端与转轴（304）连接，多余部分绕卷在转轴（304）上；

转动轮（401），转动式连接于后垫（201）中间；

大齿轮（402），固定连接于转动轮（401）右侧，且位于后垫（201）内部；

齿条（4），固定于后侧的弹性带（2）右端上侧，且前侧的弹性带（2）右端下侧也固定有齿条（4），两齿条（4）均与后垫（201）内部滑动式连接，两齿条（4）均与大齿轮（402）啮合；

蜗杆（5），固定于下侧导向辊上；

连杆（503），转动式连接于导向组件（301）上的底座前侧上；

蜗轮（501）与直齿轮（502），分别固定于连杆（503）上左右两边，且蜗轮（501）与蜗杆（5）啮合；

齿圈（504），固定于转动轮（401）上，且与直齿轮（502）啮合。

2.按照权利要求1所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：导向组件（301）内的两导向辊外侧都覆盖有橡胶套。

3.按照权利要求2所述的一种头戴式显示设备，其特征在于，还包括有：

双轴电机（6），安装于外壳（302）内右侧，且其输出轴上有凸起；

电动推杆（601），前后对称安装于外壳（302）内位于双轴电机（6）右侧的位置；

连接筒（602），均转动式连接于电动推杆（601）伸缩杆上，连接筒（602）均与同侧的双轴电机（6）输出轴滑动式配合，连接筒（602）内有凸块；

传动轴（603），前后对称转动式连接于外壳（302）内，且两传动轴（603）均与同侧的连接筒（602）滑动式卡接；

小齿轮（604），均固定于两传动轴（603）上；

齿环（605），均固定于旋钮（303）外侧，齿环（605）均与同侧的小齿轮（604）啮合；

涡卷弹簧（606），均连接于转轴（304）前后两侧与外壳（302）内部之间。

4.按照权利要求3所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：在连接筒（602）内凸块与双轴电机（6）输出轴上的凸起在同一环形线上时，输出轴转动便推动连接筒（602）转动。

5.按照权利要求4所述的一种头戴式显示设备，其特征在于，还包括有：拨动杆（7），呈环形均匀固定于两旋钮（303）互相远离的一侧，且拨动杆（7）的数量为三；

外框（701），固定于外壳（302）底部；

推动架（702），滑动式连接于外框（701）内；

螺旋弹簧（7011），连接于推动架（702）与外框（701）内部之间；

楔形块（703），前后对称滑动式连接于推动架（702）右侧；

压缩弹簧（704），均连接于楔形块（703）与推动架（702）之间；

第一单向阀（705），安装于外框（701）顶部前侧，气体经第一单向阀（705）进入外框（701）内，而外框（701）内的气体无法经第一单向阀（705）排出；

通管（706），均连接于弹性带（2）上；

气囊件（707），均连接于通管（706）左端，气囊件（707）位于两弹性带（2）相互靠近的一侧，并贴着弹性带（2）内侧；

阻尼槽（7010），均固定于外框（701）前后两侧，两通管（706）右端均与相近的阻尼槽（7010）相连且相通；

泄气板（709），均滑动式连接于阻尼槽（7010）内，阻尼槽（7010）增加泄气板（709）滑动阻力；

第二单向阀（708），均安装于外框（701）前后两侧。

6.按照权利要求5所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：拨动杆（7）随着旋钮（303）顺时针转动能够推动楔形块（703）向左侧移动，而逆时针转动则推动楔形块（703）向下移动。

7.按照权利要求5所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：气囊件（707）中部为伸缩结构，适应弹性带（2）的拉伸。

8.按照权利要求5所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：泄气板（709）上的通口紧贴相近的第二单向阀（708）与通管（706）右端口，通管（706）右端口与相近的第二单向阀（708）紧密相通。

9.按照权利要求5所述的一种头戴式显示设备，其特征在于，还包括有：下压架（801），前后对称滑动式连接于外框（701）右侧，下压架（801）均与相近的阻尼槽（7010）滑动式连接，下压架（801）均与相近的楔形块（703）接触；

回力弹簧（802），均连接于下压架（801）与外框（701）之间；

复位弹簧（803），均连接于泄气板（709）与阻尼槽（7010）之间，楔形块（703）下移推动下压架（801）下移。

10.按照权利要求5所述的一种头戴式显示设备，其特征在于：泄气板（709）上带有斜面，下压架（801）下移能通过斜面推动泄气板（709）向左侧移动，使通管（706）不与第二单向阀（708）相通，且泄气板（709）上靠近通管（706）的一侧右边开有泄气槽，泄气板（709）向左侧移动后，通管（706）通口对准泄气槽，通管（706）内的气体将通过泄气槽排出。