CN117529255A - 可调节带系统及相关设备和方法 - Google Patents
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Abstract
所公开的带调节设备(100)可以包括小齿轮,其中第一齿条(206)固定到第一带(104)且第二齿条(208)固定到第二带(106),该第一齿条和该第二齿条各自与该小齿轮(214)接合。可旋转凸轮元件(306)可以包括成角度的径向外表面,该成角度的径向外表面与该可旋转凸轮元件的圆周成一定角度。轴承元件(316)可以被定位成邻近该成角度的径向外表面,使得当该可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,该轴承元件卡在该成角度的径向外表面与制动表面之间。螺旋弹簧(308)可以耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件,以允许在向该第一带和该第二带施加张力时增加该第一带和该第二带的长度。还公开了各种其它方法、系统和设备。
Description
本发明涉及可调节带系统及相关的设备和方法。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种带调节设备,该带调节设备包括:小齿轮;第一齿条,该第一齿条固定到第一带并与小齿轮接合;第二齿条,该第二齿条固定到第二带并与小齿轮接合;可旋转凸轮元件,该可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与该可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;至少一个轴承元件,该至少一个轴承元件被定位成邻近该至少一个成角度的径向外表面,使得当该可旋转凸轮元件沿卡紧方向(jamming direction)旋转时,至少一个轴承元件卡在至少一个成角度的径向外表面与制动表面之间;以及至少一个螺旋弹簧,该至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件,以允许在向该第一带和该第二带施加张力时增加该第一带和该第二带的长度。
可选地,该制动表面包括围绕该可旋转凸轮元件的环。
可选地,该至少一个轴承元件包括圆柱形的滚子轴承元件。可选地,该滚子轴承元件包括金属内芯和聚合物外环。
可选地,该聚合物外环包括以下中的至少一者:聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯的共混物;尼龙材料;或者含氟聚合物材料。
可选地,该带调节设备还包括调节旋钮,该调节旋钮包括小齿轮接合突起(pinionengagement protrusion),该小齿轮接合突起从该调节旋钮向内延伸,当该调节旋钮沿松动方向(loosening direction)旋转时,该小齿轮接合突起位于与该小齿轮接合的位置。
可选地,该调节旋钮还包括至少一个凸轮突起(cam protrusion),该至少一个凸轮突起从该调节旋钮向内延伸,当该调节旋钮沿收紧方向(tightening direction)旋转时,该至少一个凸轮突起位于与该可旋转凸轮元件接合的位置。
可选地,当该调节旋钮沿该松动方向旋转以解卡(unjam)该至少一个轴承元件时,该至少一个凸轮突起被定位成抵靠该至少一个轴承元件。
可选地,该带调节设备还包括弹簧,该弹簧使该至少一个轴承元件朝向卡紧位置偏置。
可选地,该带调节设备还包括柱塞,该柱塞耦接到该弹簧并被定位成压靠该至少一个轴承元件以使该至少一个轴承元件朝向该卡紧位置偏置。
可选地,该柱塞包括聚合物材料。
可选地,该至少一个螺旋弹簧被预加载以对该小齿轮施加初始保持力。
可选地,该至少一个成角度的径向外表面包括第一成角度的径向外表面和第二成角度的径向外表面,其中,该第一成角度的径向外表面相对于该可旋转凸轮元件的圆周在第一方向上成一定角度,并且该第二成角度的径向外表面相对于该可旋转凸轮元件的圆周在相反的第二方向上成一定角度。
可选地,该至少一个轴承元件包括至少三个轴承元件,并且该至少一个成角度的径向外表面包括至少三个相应的成角度的径向外表面。
根据本发明的另一个方面,提供一种用于头戴式显示器(head-mounted display,HMD)的可调节带系统,该可调节带系统包括带调节设备、第一带和第二带。该带调节设备包括:可旋转凸轮元件;至少一个可旋转轴承元件,该至少一个可旋转轴承元件被配置成当可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,抑制该可旋转凸轮元件的运动;以及偏置元件,该偏置元件耦接到该可旋转凸轮元件。该第一带被配置成从该HMD的第一侧延伸到该带调节设备的第一侧。该第二带被配置成从该HMD的相反的第二侧延伸到该带调节设备的相反的第二侧,其中,该偏置元件被配置成当张力被施加到该第一带或该第二带中的至少一者时,允许增加该第一带或该第二带中的至少一者的长度。
可选地,该带调节设备还包括小齿轮,其中,该偏置元件耦接到该小齿轮,并且其中,该第一带和该第二带与该小齿轮接合。
可选地,该可调节带系统还包括:第一齿条,该第一齿条固定到该第一带并与该小齿轮接合;以及第二齿条,该第二齿条固定到该第二带并与该小齿轮接合。
可选地,该偏置元件包括至少一个螺旋弹簧,该至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件且在该小齿轮与该可旋转凸轮元件之间,以当张力被施加到该第一带或该第二带中的至少一者时,允许增加该第一带或该第二带中的至少一者的长度。
可选地,该可调节带系统还包括顶带(overhead strap),该顶带从该HMD的顶部延伸到该带调节设备。
根据本发明的另一个方面,提供一种制造带调节设备的方法,该方法包括:将耦接到第一带的第一齿条与小齿轮接合;将耦接到第二带的第二齿条与该小齿轮接合;将可旋转凸轮元件定位成邻近该小齿轮,其中,该可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与该可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;将该至少一个轴承元件定位成邻近该至少一个成角度的径向外表面,使得当该可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,该至少一个轴承元件卡在该至少一个成角度的径向外表面上;以及将至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件且在该小齿轮与该可旋转凸轮元件之间,以允许增加该第一带或该第二带中的至少一者的长度。
附图说明
附图示出了多个示例性实施例并且是说明书的一部分。这些附图与以下描述一起展示并解释了本公开的各种原理。
图1是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的立体图。
图2是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的剖视图。
图3是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的张紧机构的剖视图。
图4是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的调节旋钮的内部平面图。
图5是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的分解视图。
图6是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的剖切剖视图。
图7是根据本公开的至少一个实施例的张紧机构的平面图。
图8是根据本公开的至少一个附加实施例的张紧机构的平面图。
图9是示出了根据本公开的至少一个实施例的制造带调节设备的示例性方法的流程图。
图10是可以结合本公开的实施例使用的示例性增强现实眼镜的图示。
图11是可以结合本公开的实施例使用的示例性虚拟现实头戴式设备的图示。
图12是可以结合本公开的实施例使用的示例性触觉设备的图示。
图13是根据本公开的实施例的示例性虚拟现实环境的图示。
图14是根据本公开的实施例的示例性增强现实环境的图示。
在所有附图中,相同的附图标记和描述表示类似但不一定相同的元件。虽然本文描述的示例性实施例易于受到各种修改和替换形式的影响,但是已经在附图中以示例的方式示出了具体实施例,并且将在本文详细描述这些具体实施例。然而,本文所描述的示例性实施例并不旨在受限于所公开的特定形式。而是,本公开涵盖落入所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
用于头戴式设备(例如,头戴式显示器)的传统的可调节带系统(例如,可调节绑带)可以包括调节旋钮,当该调节旋钮沿一个方向旋转时,该调节旋钮增加了带上的张力并允许用户设定适当的张力。减少张力以摘下(移除)头戴式设备可能需要沿相反的方向旋转旋钮。这可能会导致失去由用户创建的张力设定。一些传统的可调节带系统可以包括利用棘轮设计的调节机构,在棘轮设计中,调节旋钮的旋转增加了带的张力和/或长度或者减少了带的张力和/或长度。
采用棘轮设计的传统的可调节带可以包括棘爪,该棘爪与径向齿阵列接合以设定带的可调节的张力和/或长度。棘爪可以被偏置成啮合到齿阵列中,从而当棘爪骑设(ride)在每个齿上时会产生不希望听到的咔嗒声。可听到的声音可能会随着齿尺寸的减小而降低;然而,这也降低了棘爪与齿阵列的接合,并减少了机构的保持力。可能需要并入额外的棘爪来恢复机构的原始保持力,这就增加了对多个棘爪进行定时以同时接合和脱离静态齿阵列的复杂性。
一些传统的可调节带系统可以包括直接驱动设计,一旦达到所期望的张力和/或带长度设定点,该直接驱动设计就保持静态位置。对于头戴式显示器(HMD)上的可调节带系统,该设定点可以提供必要的带张力以将HMD拉到用户的面部,压缩HMD上的面部泡沫以将HMD保持在适当的位置。然而,为了移除HMD,用户必须通过旋转调节旋钮进行松动调节,从而失去设定点位置,或者维持设定点并将HMD滑动到用户的前额上。在不释放带上的张力的情况下将HMD滑动到用户的前额上可能会引起用户的不适。
本公开总体涉及用于改进带张力的设备、系统和方法。如下文将更详细地解释,本公开的实施例可以包括带调节设备,所述带调节设备包括小齿轮、固定到第一带并与小齿轮接合的第一齿条、以及固定到第二带并与小齿轮接合的第二齿条。可旋转凸轮元件可以包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与可旋转凸轮元件的圆周成一定角度。至少一个轴承元件可以被定位成邻近至少一个成角度的径向外表面。当可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,轴承元件可以卡在成角度的径向外表面与制动表面之间。螺旋弹簧可以耦接到小齿轮且耦接到可旋转凸轮元件。螺旋弹簧可以在向第一带和第二带施加张力时,允许增加第一带和第二带的长度。然而,用于将带保持抵靠用户的头部的期望的张力可以通过如上文所述的将可旋转凸轮元件卡在适当的位置来维持。用户可以通过旋转调节旋钮来调节期望的张力。
本公开的实施例可以在允许延长带的情况下平稳地且安静地操作,例如以戴上或者摘下由带支承的头戴式设备。用户可以通过使用调节旋钮根据需要改变张力,从而舒适地穿戴头戴式设备。戴上或者摘下可以在不旋转调节旋钮的情况下进行,并且使用调节旋钮设定的期望的张力可以得以维持。
根据本文描述的一般原理,来自本文描述的这些实施例中的任一实施例的这些特征可以彼此组合地使用。在结合附图和权利要求书阅读下文的详细描述后,将更充分地理解这些和其它实施例、特征和优点。
参考图1至图8,以下将详细描述带调节系统和张紧机构及其部件。参考图9,以下将详细描述制造带调节设备的示例性方法。图10至图14示出了可以与可调节带系统一起使用的各种类型的示例性人工现实设备。
图1是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统100的立体图。可调节带系统100可以是用于头戴式设备(例如,HMD)的可调节带系统,该可调节带系统允许用户(例如,HMD的穿戴者)在戴上头戴式设备时旋转调节旋钮102以为用户设定适当的张力和/或长度。例如,用户可以沿接合方向(例如,如图1所示,从可调节带系统100的后方观察时的顺时针方向)旋转调节旋钮102,以减小左带104和/或右带106的长度。左带104的远端和右带106的远端可以固定到头戴式设备,例如图11的虚拟现实系统1100和/或图13的头戴式显示器1302。在一些示例中,左带104和右带106可以由柔性材料形成以包绕在用户的头部周围。
当调节旋钮102沿接合方向旋转并且左带104和/或右带106的长度减小时,左带104和右带106可以在用户的头部周围收紧(例如,增加张力)以增加头戴式设备对用户面部的力。用户可以戴上头戴式设备并旋转调节旋钮102,直到达到舒适的张力设定。附加地或可替代地,用户可以期望通过沿脱离方向(例如,如图1所示,从可调节带系统100的后方观察时的逆时针方向)旋转调节旋钮102来减小头戴式设备的张力(例如,松动)。沿脱离方向旋转调节旋钮102可以增加左带104和/或右带106的长度,从而减小头戴式设备对用户面部的张力。如下文将参考图2详细地描述,旋转调节旋钮102可以使盖108下方的长度调节机构(例如,齿条与小齿轮机构)增加和/或减小左带104和/或右带106的长度。
在一些示例中,可调节带系统100可以包括电源110。电源110可以包括但不限于:电容器、太阳能转换器、锂离子电池、锂聚合物电池、一次性锂电池、碱性电池、或任何其它储能形式。电源110可以通过与外部电源的有线和/或无线连接进行充电。电源110可以位于可调节带系统100内的任何位置。例如,电源110可以位于盖108的下方。电源110可以被配置成向耦接到可调节带系统100的头戴式设备提供电力。
可选地,在一些示例中,可调节带系统100还可以包括顶带112,该顶带可以从盖108向上延伸以定位在用户的头部之上。顶带112可以从盖108延伸到头戴式设备的顶部部分。顶带112可以起到防止第一带104和第二带106从用户的头部滑落的作用。顶带112可以是可调节的,例如通过包括弹性材料、通过钩环紧固件的作用、通过搭扣等进行调节。
在一些示例中,可调节带系统100可以允许用户旋转调节旋钮102直到达到舒适的张力设定,并且可以在左带104和/或右带106中提供额外的行进长度,以允许用户在不沿脱离方向旋转调节旋钮102的情况下,通过将头戴式设备从用户的面部拉离并且将该设备从用户的头部提起来摘下(例如,移除)该设备。如下文将进一步地解释的,可调节带系统100可以包括至少一个轴承元件和延长机构(例如,偏置元件,诸如一个或多个螺旋弹簧),该至少一个轴承元件可以保持由用户设定的张力,该延长机构在用户移除头戴式设备时增加左带104和/或右带106的长度。可调节带系统100可以允许在整个移除过程中维持由用户设定的初始张力。
图2是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统200的剖视图。图2示出了带长度调节机构,该带长度调节机构包括右带202和左带204,该右带和该左带被配置成围绕用户的头部延伸,例如以支承头戴式设备(例如,头戴式显示器)。右带202可以固定到带长度调节机构的第一齿条206,且左带可以固定到带长度调节机构的第二齿条208。第一齿条206和第二齿条208可以设置在盖210内。盖210可以为可调节带系统200提供美观的外观,并且在右带204和/或左带202被延长或缩短时,盖210可以用作右带202、左带204、第一齿条206和第二齿条208的导向件。如以上参考图1所描述的,可以沿接合方向旋转调节旋钮212,以使盖210外的右带202和/或左带204的长度减小。如下文将更详细地描述的,调节旋钮212的旋转可以直接地和/或间接地引起小齿轮214旋转。小齿轮214可以被配置成和被定位成与第一齿条206和第二齿条208的轮齿接合(例如,啮合),使得小齿轮214的旋转引起第一齿条206和第二齿条208的横向运动。第一齿条206和第二齿条208的横向运动进而可以引起右带202和/或左带204的收紧或松动。
例如,当调节旋钮212沿接合(例如,收紧、缩短)方向旋转时,小齿轮214可以沿逆时针方向(从图2的视角来看)旋转,使得第一齿条206沿由箭头216指示的方向移动,并且第二齿条208沿由箭头218指示的方向移动。第一齿条206和第二齿条208的这种接合运动可以引起盖210外的右带202和/或左带204的长度减小。类似地,当调节旋钮212沿脱离方向旋转时,小齿轮214可以沿顺时针方向(从图2的视角来看)旋转,使得第一齿条206沿与由箭头216指示的方向相反的方向移动,并且第二齿条208沿与由箭头218指示的方向相反的方向移动。第一齿条206和第二齿条208的这种脱离运动可以引起右带202和/或左带204的长度增加。如上文所述,右带202和左带204可以固定到头戴式设备。可调节带系统200可以包括至少一个轴承元件和延长机构(例如,螺旋弹簧),该至少一个轴承元件保持由用户设定的张力,当用户在不对调节旋钮212进行手动调节的情况下移除头戴式设备时,该延长机构允许延长右带202和/或左带204的长度。
图3是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的张紧机构300的剖视图。张紧机构300可以允许用户设定可调节带系统(例如,该可调节带系统固定到头戴式设备)的张力,并且可以为带提供额外的行进长度。张紧机构300可以被配置成使用户能够在不改变所设定的张力的情况下移除头戴式设备或以其它方式拉伸可调节带系统。如以上参考图1和图2所描述的,旋转调节旋钮可以设定带长度和/或张力。
张紧机构300可以包括壳体302、轮毂304、可旋转凸轮元件306和至少一个螺旋弹簧308,该至少一个螺旋弹簧将可旋转凸轮元件306耦接到轮毂304。轮毂304和可旋转凸轮元件306可以相对于壳体302旋转。在张紧机构300的背面(从图3的视角来看),轮毂304可以包括与第一齿条和第二齿条(例如,上文所述的第一齿条206和第二齿条208)接合的小齿轮(例如,上文所述的小齿轮214),该第一齿条和该第二齿条可以分别固定到第一带和第二带(例如,上文所述的右带202和左带204)。轮毂304和可旋转凸轮元件306可以相对于壳体302独立地旋转,但螺旋弹簧308将可旋转凸轮元件306耦接到轮毂304。
壳体302可以包括圆形的鼓轮310,该鼓轮可以是壳体302的整体(例如,共同模制的)延伸部或者可以是耦接到(例如,粘附到、拧紧到、压配合到等)壳体302的单独部件。可旋转凸轮元件306可以被定位在鼓轮310内。鼓轮310的径向内表面可以是制动表面。制动表面和鼓轮310可以呈围绕可旋转凸轮元件306的环的形式。
可旋转凸轮元件306可以包括至少一个(例如,如图3的示例中所示的六个)成角度的径向外表面312,该至少一个成角度的径向外表面可以与可旋转凸轮元件306的圆周成一定角度。上述成角度的径向外表面312可以设置在可旋转凸轮元件306的外圆周的内侧并与之偏离,以在上述成角度的径向外表面312与壳体302的鼓轮310之间限定至少一个(例如,如图3的示例中所示的六个)轴承接纳部314。至少一个轴承元件316可以定位在这些轴承接纳部314中的每个轴承接纳部内。
轴承元件316可以被设定尺寸并且被配置成当可旋转凸轮元件306沿卡紧方向(例如,从图3的视角来看,沿逆时针方向)旋转时,卡在成角度的径向外表面312与鼓轮310的制动表面之间。因为成角度的径向外表面312可以使得轴承接纳部314具有窄侧和宽侧,所以这种卡紧可以发生。当可旋转凸轮元件306沿卡紧方向旋转时,轴承元件316可以移位到轴承接纳部314的窄侧中。轴承元件316的外部尺寸(例如,直径)可以大到足以如上文所述的、在未到达轴承接纳部314的窄侧的端部的情况下卡紧。相反,当可旋转凸轮元件306沿松动方向(例如,从图3的视角来看,沿顺时针方向)旋转时,轴承元件316可以趋于朝向轴承接纳部314的宽侧移位,这可以使轴承元件316从成角度的径向外表面312与鼓轮310的制动表面之间解卡。
当轴承元件316处于可旋转凸轮元件306的成角度的径向外表面312与鼓轮310的制动表面之间的卡紧位置时,可旋转凸轮元件306的旋转可以被抑制(例如,被阻止、变得更加困难等)。在用户没有有意地旋转调节旋钮的情况下,螺旋弹簧308可以使可旋转凸轮元件306朝向卡紧方向偏置以使可旋转凸轮元件306可旋转地保持在适当的位置。此外,至少一个(例如,如图3的示例中所示的六个)柱塞318可以被定位成使轴承元件316偏置到卡紧位置。在一些示例中,柱塞318可以由相应的压缩弹簧320进行弹性偏置,使得沿松动方向移动可旋转凸轮元件306可能需要克服压缩弹簧320的弹簧力以解卡轴承元件316。
调节旋钮(图3中未完全示出)可以包括至少一个(例如,如图3的示例中所示的六个)凸轮突起322,该凸轮突起延伸到轴承接纳部314中,当调节旋钮沿收紧方向(例如,图3的视图中的顺时针方向)旋转时,该凸轮突起位于与可旋转凸轮元件306接合的位置,以及当调节旋钮沿松动方向(例如,图3的视图中的逆时针方向)旋转时,该凸轮突起位于与轴承元件316接合的位置。在任何一种情况下,凸轮突起322可以趋于使轴承元件316从卡紧位置解卡。因此,当用户沿任一方向旋转调节旋钮时,可旋转凸轮元件306可以旋转以使带收紧或松动。相反,当用户不旋转调节旋钮时,轴承元件316可以卡在可旋转凸轮元件306的成角度的径向外表面312与鼓轮310的制动表面之间,以将可旋转凸轮元件306相对于壳体302维持在适当的位置。
当可旋转凸轮元件306沿收紧方向(例如,图3的视图中的顺时针方向)旋转时,螺旋弹簧308可以收紧并且可以将旋转传递到轮毂304。轮毂304的旋转进而可以收紧带,如上文所解释的那样。在带贴靠在用户的头部后,用户可以继续使调节旋钮沿收紧方向旋转以旋转可旋转凸轮元件306。在这种情况下,轮毂304可以在可旋转凸轮元件306继续旋转的情况下停止旋转,从而压缩螺旋弹簧308。螺旋弹簧308中的弹簧力可以向带施加张力,从而在不消除(take up)带中的进一步松弛的情况下收紧在用户头部周围的配合。因此,用户可以继续旋转调节旋钮,直到带中的张力使人感到舒适为止。
当可旋转凸轮元件306沿松动方向(例如,图3的视图中的逆时针方向)旋转时,螺旋弹簧308可以松动并且可以将旋转传递到轮毂304。在一些示例中,从调节旋钮向内延伸的小齿轮接合突起324可以被定位成:当调节旋钮沿松动方向旋转时,该小齿轮接合突起接合轮毂304(例如,轮毂304的径向突起326),从而进一步引起轮毂304沿使带松动的方向旋转。
如果用户希望戴上或摘下带和由这些带支承的任何头戴式设备,则用户可以在不旋转调节旋钮的情况下向这些带施加张力以延长这些带。在这种情形下,由于齿条与轮毂304的小齿轮(例如,图2的齿条206、208与小齿轮214)的接合,可以迫使轮毂304旋转。从图3的视角来看,当这些带被拉开并被延长以适合用户的头部以戴上或摘下时,轮毂304可以沿逆时针方向旋转。轮毂304的这种旋转可以收紧螺旋弹簧308。螺旋弹簧308的收紧可以沿逆时针方向推动可旋转凸轮元件306。然而,由于轴承元件316在可旋转凸轮元件306的成角度的径向外表面312与鼓轮310之间的卡紧,可旋转凸轮元件306沿逆时针方向的旋转可以被抑制。调节旋钮也可以维持其设定位置。用户可以将这些带延长到螺旋弹簧308可以允许的程度和/或直到轮毂304的径向突起326抵靠调节旋钮的小齿轮接合突起324。这些带中的每条带的长度的增加可以达到约5mm、约10mm、约15mm、约20mm、约25mm或更长。这种可允许的距离可以通过选择或制造螺旋弹簧308以具有预定的最大压缩距离、通过调节小齿轮的直径等来被预先选择。因此,张紧机构300可以允许用户舒适地戴上和摘下头戴式设备,并维持标称的设定带长度。
如图3所示,在一些实施例中,轴承元件316可以是圆形(例如,一般为圆柱形)的滚子轴承元件。然而,本公开并不限于此。在附加的实施例中,轴承元件可以是或包括楔形物、球体、三棱柱等。
如上文所解释的,鼓轮310的制动表面、可旋转凸轮元件306的成角度的径向外表面312和/或轴承元件316可以包括被配置成促进轴承元件316的卡紧的材料。在一些实施例中,这些材料也可以被选择成是耐用的且引起张紧机构300的平稳操作。例如,轴承元件316可以包括金属内芯和聚合物外环。聚合物外环可以包括聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯(polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene,“PC-ABS”)的共混物、尼龙材料和/或含氟聚合物材料中的至少一者。可旋转凸轮元件306可以由聚合物材料(例如,尼龙材料或含氟聚合物材料)形成。鼓轮310可以包括金属材料和/或聚合物材料,例如铝、PC-ABS和/或尼龙材料。柱塞318可以包括低摩擦材料,以使得当柱塞318压靠轴承元件316时,轴承元件316能够旋转。例如,柱塞可以包括聚合物材料,例如含氟聚合物材料。
图3中示出的示例性实施例包括一个螺旋弹簧308。然而,在张紧机构300中可以包括任意数量的螺旋弹簧308,例如两个、三个或更多个交错的(例如,嵌套的)螺旋弹簧308。进一步地,虽然图3示出了螺旋弹簧308,但是任何类型的弹簧(例如,时钟弹簧、扭转弹簧等)或者任何其它合适的偏置元件(例如,弹性构件)都可以包括在张紧机构300中。螺旋弹簧308可以包括任何类型的弹簧材料,包括但不限于弹簧钢、不锈钢、钛、合金钢、高碳钢、聚合物材料、复合材料或它们的组合。在附加的实施例中,螺旋弹簧308可以由另一个偏置元件替换,例如由一个或多个板簧、压缩弹簧、柔顺机构、气压缸等替换。
在一些实施例中,当装配张紧机构300时,螺旋弹簧308可以被预加载(例如,被压缩)。因此,轮毂304的径向突起326可以初始地抵靠调节旋钮的小齿轮接合突起324。这种预加载可以推动可旋转凸轮元件306进入卡紧状态,使得即使在没有旋转调节旋钮的情况下,这些带也可以保持在它们的初始张力设定中。此外,这种预加载可以消除调节旋钮与轮毂304之间可能存在的松弛。因此,预加载的螺旋弹簧308可以对小齿轮施加保持力。
在图3中,沿着张紧机构300的周边示出了六组卡紧部件。这些组卡紧部件中的每一组可以包括成角度的径向外表面312、轴承接纳部314、轴承元件316、柱塞318、压缩弹簧320和凸轮突起322。然而,本公开并不限于恰好具有六组卡紧部件的构造。在附加的示例中,不同数量的这些组(例如,两组、三组、四组、五组或六组以上)可以包括在张紧机构300中。
图4是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的调节旋钮400的内部平面图。调节旋钮400的内表面402可以被配置成面向对应的张紧机构(例如,以上参考图3所讨论的张紧机构300)的内部部件。
如图4所示,凸轮突起404可以从调节旋钮400的内表面402延伸。凸轮突起404可以被设定尺寸、形状和位置以延伸到轴承接纳部(例如,图3的轴承接纳部314)中,用于抵靠可旋转凸轮元件(例如,图3的可旋转凸轮元件306)以使可旋转凸轮元件旋转、和/或抵靠轴承元件(例如,图3的轴承元件316),这取决于调节旋钮400旋转的方向。凸轮突起404可以被定位在调节旋钮400的外圆周附近、位于与下面的张紧机构的轴承接纳部相对应的位置。凸轮突起404可以是调节旋钮400的整体的、单一的部分,例如通过与调节旋钮400的其它部分共同模制而成。在附加的实施例中,凸轮突起可以附接到调节旋钮400,例如经由螺钉、螺栓、粘合剂和/或压配合连接而被附接到调节旋钮。
调节旋钮400还可以包括小齿轮接合突起406,该小齿轮接合突起从调节旋钮400的内表面402延伸。小齿轮接合突起406可以被定位在调节旋钮400的中心附近、位于与下面的张紧机构的对应轮毂和/或小齿轮(例如,图3的张紧机构300的轮毂304,图2的可调节带系统200的小齿轮214)接合的位置。
在一些实施例中,调节旋钮400可以包括切口408,该切口邻近小齿轮接合突起406。在将调节旋钮400装配到张紧机构期间,切口408可以用于将调节旋钮400与下面的张紧机构光学对准。切口408可以帮助确保凸轮突起404和小齿轮接合突起406相对于张紧机构处于它们的正确位置。
调节旋钮400还可以包括中心柱410。调节旋钮400可以被配置成绕中心柱410旋转,该中心柱可以在装配时被定位在下面的壳体(例如,图3的壳体302)和/或轮毂(例如,图3的轮毂304)的对应接纳部内。中心柱410还可以将调节旋钮400保持在适当的位置,例如通过提供用于如下的位置来实现:将调节旋钮400拧紧在适当的位置和/或将调节旋钮400卡扣配合到适当的位置。在附加的实施例中,可以省略中心柱410,并且调节旋钮400可以被配置成绕调节旋钮400的外围唇缘412旋转,该调节旋钮的外围唇缘可以被定位在壳体支承件(例如,图3的鼓轮310)上方和周围。
图5为根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的分解视图。可调节带系统500可以包括壳体502、轮毂504、鼓轮506、可旋转凸轮元件508、螺旋弹簧510和调节旋钮512。可调节带系统500的其它部件(例如,轴承元件、柱塞、压缩弹簧等)未在图5的视图中示出,以便于查看所显示的这些部件。壳体502可以用作可调节带系统500的其余部件的基座。壳体502还可以覆盖带、齿条(例如,图2的齿条206、208)的端部、以及可调节带系统500的其它内部部件。轮毂504可以包括用于接合与带耦接的齿条的小齿轮。轮毂504可以相对于壳体502旋转。
鼓轮506可以是材料环,当可调节带系统500处于稳定状态时,轴承元件可以卡在该材料环上。如图5所示,在一些实施例中,鼓轮506可以是与壳体502分开的部件,例如当可以期望由与壳体502不同的材料形成鼓轮506时是如此的。在这种情况下,鼓轮506可以刚性地固定到壳体502,这例如通过将鼓轮506压配合到壳体502中,通过用螺钉、销、暗榫或其它紧固件将鼓轮506耦接到壳体502,和/或通过将鼓轮506粘附到壳体502来实现。在附加的实施例中,鼓轮506可以是壳体502的整体的、单一的部分,这例如通过将鼓轮506设置为壳体502的一部分来实现。在另一些实施例中,鼓轮506可以是施加到壳体502的涂层。
可旋转凸轮元件508可以被设定尺寸以适配在鼓轮506内。可旋转凸轮元件508可以被配置为以上参考图3所描述的可旋转凸轮元件306。
螺旋弹簧510可以被配置成将可旋转凸轮元件508可旋转地耦接到轮毂504,并且可以具有足够的松弛以当用户向带施加张力例如用于戴上和/或摘下头戴式设备时,允许轮毂504相对于可旋转凸轮元件508旋转。螺旋弹簧510可以被配置为以上参考图3所描述的螺旋弹簧308。螺旋弹簧510可以是单个螺旋弹簧或两个或更多个嵌套的螺旋弹簧。
调节旋钮512可以被配置成使用户能够通过旋转调节旋钮512来设定带中的初始张力。调节旋钮512的旋转可以引起可旋转凸轮元件508的旋转,这进而可以引起带的松动或收紧。调节旋钮512可以被配置为以上参考图4所描述的调节旋钮400。
图6是根据本公开的至少一个实施例的可调节带系统的剖切剖视图。可调节带系统600可以包括张紧机构601。在一些方面,张紧机构601可以类似于以上参考图3所讨论的张紧机构300。例如,张紧机构601可以包括壳体602、轮毂604、可旋转凸轮元件606、螺旋弹簧608和鼓轮610。可旋转凸轮元件606可以包括多个成角度的径向外表面612,该成角度的径向外表面可以限定用于容纳轴承元件616的轴承接纳部614。轴承元件616可以配置成卡在成角度的径向外表面612与鼓轮610之间。轴承元件616可以由柱塞618推入卡紧位置,柱塞618可以由压缩弹簧620偏置。
如图6所示,壳体602可以包括中心轴628,在操作期间,张紧机构601的一些部件可以绕中心轴628旋转。例如,轮毂604可以被定位成抵靠并围绕中心轴628。中心轴628可以包括中心孔630,该中心孔可以被配置成接纳调节旋钮的中心柱(例如,图4的调节旋钮400的中心柱410)。
轮毂604的下端可以包括小齿轮632,该小齿轮用于与齿条接合(例如,啮合),该齿条与待由可调节带系统600调节(例如,收紧或松动)的带耦接。轮毂604的上端可以包括径向突起626,该径向突起可以被配置用于与调节旋钮的小齿轮接合突起(例如,图4的调节旋钮400的小齿轮接合突起406)接合。
壳体602可以包括用于安置可旋转凸轮元件606且用于允许可旋转凸轮元件606旋转的特征。例如,如图6所示,壳体602可以包括凹槽634,该凹槽634与可旋转凸轮元件606的底部上的延伸部636互补。在附加的实施例中,壳体602可以包括延伸部,并且可旋转凸轮元件606可以包括互补的凹槽。
图7是根据本公开的至少一个实施例的张紧机构700的平面图。在一些方面,张紧机构700可以类似于以上所描述的张紧机构,例如图3的张紧机构300和图6的张紧机构601。例如,张紧机构700可以包括壳体702、轮毂704、可旋转凸轮元件706、螺旋弹簧708和鼓轮710。可旋转凸轮元件706可以包括多个成角度的径向外表面712,成角度的径向外表面712可以限定用于容纳轴承元件716的轴承接纳部714。轴承元件716可以配置成卡在成角度的径向外表面712与鼓轮710的制动表面(例如,径向内表面)之间。轴承元件716可以由柱塞718推入卡紧位置,柱塞718可以由压缩弹簧720偏置。
如上文所解释的,当用户旋转调节旋钮设定期望的带张力时,轴承元件716可以被配置成卡在可旋转凸轮元件706的成角度的径向外表面712与鼓轮710之间。调节旋钮可以包括凸轮突起722和小齿轮接合突起724,凸轮突起722被定位成延伸到轴承接纳部714中,小齿轮接合突起724被定位成与轮毂704的径向突起726接合。轮毂704可以被定位在壳体702的中心轴728周围,并且可以被配置成绕壳体702的中心轴728旋转。
如图7所示,可旋转凸轮元件706可以包括弹簧接合特征738(例如,凹口),该弹簧接合特征用于将螺旋弹簧708耦接到可旋转凸轮元件706。螺旋弹簧708可以包括互补钩740,该互补钩用于与弹簧接合特征738接合。同样地,轮毂704可以包括弹簧固持特征742(例如,狭槽),该弹簧固持特征用于将螺旋弹簧708耦接到轮毂704。螺旋弹簧708可以包括互补搭扣744,该互补搭扣用于接合轮毂704的弹簧固持特征742。
图8是根据本公开的至少一个附加实施例的张紧机构800的平面图。张紧机构800可以类似于以上参考图7所描述的张紧机构700。例如,张紧机构800可以包括六组卡紧部件,各组卡紧部件包括可旋转凸轮元件806的成角度的径向外表面812、轴承接纳部814、轴承元件816、柱塞818、用于使柱塞818偏置的压缩弹簧820和调节旋钮的凸轮突起822。然而,这些组卡紧部件中的至少一组(图8中的以虚线椭圆850勾勒出)可以被定向在与其它组相反的方向上。当可旋转凸轮元件806沿使其它组的其它轴承元件816解卡的方向(例如,带收紧方向,图8的视图中的顺时针方向)旋转时,相反的该组卡紧部件的轴承元件816可以趋于卡在成角度的径向外表面812与(例如,鼓轮810的)制动表面之间。相反的该组卡紧部件可以抑制可能不是因调节旋钮的旋转而引起的对应带的意外收紧。
例如,在一些配置中,当这些带被迫向内朝向彼此(例如,压缩)时,轮毂804可能由于与这些带的端部处的齿条接合而被迫旋转。轮毂804的旋转也可以引起螺旋弹簧(图8中未示出)压缩,这可以进而沿典型的解卡方向向可旋转凸轮元件806施加力。如果这些组卡紧部件中的所有组都面向相同方向,则可能很难抑制可旋转凸轮元件806的这种意外旋转以及由此产生的期望的带张力的重置。
然而,在这种情况下,这些组卡紧部件中的被定向在相反的方向上的至少一组可以卡紧,从而抑制可旋转凸轮元件806的不期望的旋转。在这种情况下,初始带张力的重置可以仅通过旋转调节旋钮而不是通过手动压缩或拉伸这些带来设定。
利用图8的张紧机构800,有意地重置带张力仍然是可能的。例如,当用户沿收紧方向(例如,图8的视图中的顺时针方向)旋转调节旋钮时,被定向成与其它组相反的这组卡紧部件中的凸轮突起822可以抵靠轴承元件816,以使轴承元件816从对应的成角度的径向外表面812与鼓轮810之间解卡。类似地,当调节旋钮沿松动方向(例如,图8的视图中的逆时针方向)旋转时,相反的一组卡紧部件中的凸轮突起822可以趋于迫使可旋转凸轮元件806沿使该组卡紧部件的轴承元件816解卡的方向旋转。
虽然图8仅示出了被定向成与其它组相反的一组卡紧部件,但是本公开不限于此。例如,在附加的实施例中,两组或三组卡紧部件可以被定向成与其它组相反,以抑制带张力的意外重置。
图9是示出了根据本公开的至少一个实施例的制造带调节设备的示例性方法900的流程图。在操作910处,耦接到第一带的第一齿条可以与小齿轮接合。操作910可以以多种方式来执行。例如,第一齿条可以沿着小齿轮的底部边缘与小齿轮的轮齿啮合。
在操作920处,耦接到第二带的第二齿条可以与小齿轮接合。操作920可以以多种方式来执行。例如,第二齿条可以与第一齿条相对地沿着小齿轮的顶部边缘与小齿轮的轮齿啮合。
在操作930处,可旋转凸轮元件可以被定位成邻近小齿轮。操作930可以以多种方式来执行。例如,可旋转凸轮元件可以被径向地定位在小齿轮周围,并且可以具有与小齿轮的旋转轴线相同的旋转轴线。可旋转凸轮元件可以包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与可旋转凸轮元件的圆周成一定角度。成角度的径向外表面可以从圆周向内偏移,从而在成角度的径向外表面的径向外部限定轴承接纳部。作为示例而非限制,可旋转凸轮元件可以被配置为上述可旋转凸轮元件306、508、606、706或806中的任何一者。
在操作940处,至少一个轴承元件可以被定位成邻近可旋转凸轮元件的至少一个成角度的径向外表面。操作940可以以多种方式来执行。例如,滚子轴承元件、滚珠轴承元件或楔形轴承元件可以被定位在轴承接纳部中。该至少一个轴承元件可以被设定尺寸和位置以在可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,卡靠至少一个成角度的径向外表面。
在操作950处,至少一个弹簧可以耦接到小齿轮和可旋转凸轮元件,并且位于小齿轮与可旋转凸轮元件之间。操作950可以以多种方式来执行。例如,至少一个螺旋弹簧的内端可以固定到小齿轮,并且该至少一个螺旋弹簧的外端可以固定到可旋转凸轮元件。螺旋弹簧可以被定位成和被配置成允许通过螺旋弹簧的变形来增加第一带和/或第二带的长度,例如当用户戴上和摘下由带支承的头戴式设备时是如此的。
相应地,本公开可以包括与可调节带(例如,用于支承头戴式设备的头带)有关的系统、设备和方法。所公开的实施例可以允许用户旋转调节旋钮以设定期望的带张力,但也可以在用户戴上或摘下头戴式设备的情况下提供额外的带延伸。当张紧机构的可旋转凸轮元件卡在适当的位置时,通过消除螺旋弹簧中的松弛,可以在不旋转调节旋钮的情况下发生这种额外的带延伸。当用户希望调节带的长度和/或带中的张力时,用户可以进一步旋转调节旋钮以实现期望的结果。
本公开的实施例可以包括各种类型的人工现实系统,或结合各种类型的人工现实系统来实施。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式调节的现实形式,人工现实可以包括例如虚拟现实、增强现实、混合现实(mixed reality或hybrid reality)、或它们的某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全计算机生成的内容、或与采集的(例如,真实世界的)内容组合的计算机生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合,它们中的任何一者可以在单个通道或多个通道(例如,向观看者产生三维(3D)效果的立体视频)中呈现。此外,在一些实施例中,人工现实还可以与应用、产品、附件、服务或它们的某种组合相关联,这些应用、产品、附件、服务或它们的某种组合用于例如在人工现实中创建内容和/或以其它方式在人工现实中使用(例如,在人工现实中执行活动)。
人工现实系统可以以各种不同的形状要素和配置来实现。一些人工现实系统可以被设计成在没有近眼显示器(near-eye display,NED)的情况下工作。其它人工现实系统可以包括也提供对真实世界的可见性的NED(例如,图10中的增强现实系统1000),或者使用户在视觉上沉浸在人工现实中的NED(例如,图11中的虚拟现实系统1100)。虽然一些人工现实设备可以是独立系统,但是其它人工现实设备可以与外部设备通信和/或协调以向用户提供人工现实体验。这种外部设备的示例包括手持式控制器、移动设备、台式计算机、用户穿戴的设备、一个或多个其它用户穿戴的设备、和/或任何其它合适的外部系统。
转到图10,增强现实系统1000可以包括具有框架1010的眼镜设备1002,该框架被配置成将左显示设备1115(A)和右显示设备1115(B)保持在用户双眼的前方。显示设备1015(A)和1015(B)可以一起或独立地作用,以向用户呈现一幅图像或一系列图像。虽然增强现实系统1000包括两个显示器,但是本公开的实施例可以在具有单个NED或多于两个NED的增强现实系统中实施。
在一些实施例中,增强现实系统1000可以包括一个或多个传感器,例如,传感器1040。传感器1040可以响应于增强现实系统1000的运动而生成测量信号,并且可以位于框架1010的基本上任何部分上。传感器1040可以代表各种不同的感测机构中的一种或多种,例如位置传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)、深度摄像头组件、结构化光发射器和/或检测器、或其任何组合。在一些实施例中,增强现实系统1000可以包括或可以不包括传感器1040,或者可以包括多于一个的传感器。在传感器1040包括IMU的实施例中,IMU可以基于来自传感器1040的测量信号生成校准数据。传感器1040的示例可以包括但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计、其它合适类型的检测运动的传感器、用于IMU的误差校正的传感器、或其某种组合。
在一些示例中,增强现实系统1000还可以包括麦克风阵列,该麦克风阵列具有多个声学转换器1020(A)至1020(J),统称为声学转换器1020。声学转换器1020可以表示检测由声波引起的空气压力变化的转换器。每个声学转换器1020可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换成电子格式(例如,模拟格式或数字格式)。图10中的麦克风阵列可以包括例如十个声学转换器:可以被设计成放置于用户的相应耳朵内的声学转换器1020(A)和1020(B);可以定位在框架1010上的不同位置的声学转换器1020(C)、1020(D)、1020(E)、1020(F)、1020(G)和1020(H);和/或可以定位在对应的颈带1005上的声学转换器1020(I)和1020(J)。
在一些实施例中,声学转换器1020(A)至1020(J)中的一个或多个可以用作输出转换器(例如,扬声器)。例如,声学转换器1020(A)和/或1020(B)可以是耳塞、或任何其它合适类型的头戴式耳机或扬声器。
麦克风阵列的声学转换器1020的配置可以变化。虽然增强现实系统1000在图10中被示出为具有十个声学转换器1020,但是声学转换器1020的数量可以大于或小于十。在一些实施例中,使用更多数量的声学转换器1020可以增加所收集的音频信息量和/或音频信息的灵敏度和准确性。相反,使用更少数量的声学转换器1020可以降低相关联的控制器1050处理所收集的音频信息所需的计算能力。此外,麦克风阵列的每个声学转换器1020的位置可以变化。例如,声学转换器1020的位置可以包括用户上的限定位置、框架1010上的限定坐标、与每个声学转换器1020相关联的取向、或它们的某种组合。
声学转换器1020(A)和1020(B)可以位于用户耳朵的不同部分上,例如,耳廓(pinna)后面、耳屏后面、和/或耳廓(auricle)或耳窝内。或者,除了耳道内的声学转换器1020之外,耳朵上或耳朵周围可能还有附加的声学转换器1120。将声学转换器1020定位在用户的耳道旁边可以使麦克风阵列能够收集关于声音如何到达耳道的信息。通过使多个声学转换器1020中的至少两个声学转换器位于用户头部的两侧(例如,作为双耳麦克风),增强现实设备1000可以模拟双耳听觉并且采集用户头部周围的3D立体声声场。在一些实施例中,声学转换器1020(A)和1020(B)可以通过有线连接1030连接到增强现实系统1000,并且在其它实施例中,声学转换器1020(A)和声学转换器1020(B)可以通过无线连接(例如,蓝牙连接)连接到增强现实系统1000。在另一些实施例中,声学转换器1020(A)和1020(B)可以根本不与增强现实系统1000结合使用。
框架1010上的声学转换器1020可以以各种不同的方式定位,包括沿镜腿的长度、跨眼镜梁、在显示设备1015(A)和1015(B)的上方或下方、或它们的某种组合进行定位。声学转换器1020还可以被定向为使得麦克风阵列能够检测穿戴增强现实系统1000的用户周围的宽范围方向内的声音。在一些实施例中,可以在增强现实系统1000的制造期间执行优化工艺,以确定每个声学转换器1020在麦克风阵列中的相对定位。
在一些示例中,增强现实系统1000可以包括外部设备(例如,配对设备)或连接到外部设备(例如,配对设备),该外部设备例如为颈带1005。颈带1005通常表示任何类型或形式的配对设备。因此,以下对颈带1005的讨论也可以应用于各种其它配对设备,例如,充电盒、智能手表、智能电话、腕带、其它可穿戴设备、手持式控制器、平板计算机、便携计算机、其它外部计算设备等。
如图所示,颈带1005可以通过一个或多个连接器耦接到眼镜设备1002。这些连接器可以是有线的或无线的,并且可以包括电子部件和/或非电子部件(例如,结构部件)。在一些情况下,眼镜设备1002和颈带1005可以在它们之间没有任何有线连接或无线连接的情况下独立地运行。虽然图10示出了眼镜设备1002的部件和颈带1005的部件位于眼镜设备1002和颈带1005上的示例位置中,但是这些部件可以位于眼镜设备1002和/或颈带1005上的其它地方和/或以不同方式分布在眼镜设备1002和/或颈带1005上。在一些实施例中,眼镜设备1002的部件和颈带1005的部件可以位于与眼镜设备1002配对的一个或多个附加的外围设备上、位于颈带1005上、或它们的某种组合。
将外部设备(例如,颈带1005)与增强现实眼镜设备进行配对可以使眼镜设备能够实现一副眼镜的形状要素,并且仍然为扩展后的能力提供足够的电池容量和计算能力。增强现实系统1000的电池功率、计算资源和/或附加特征中的一些或全部可以由配对设备提供,或者在配对设备与眼镜设备之间共享,因此总体上减小了眼镜设备的重量、热分布和形状要素,同时仍然保留期望的功能。例如,颈带1005可以允许将原本包括在眼镜设备上的部件包括在颈带1005中,这是因为用户的肩部上可以承受比其头部上可以承受的重量负荷更重的重量负荷。颈带1005还可以具有更大的表面积,在该表面积上将热量扩散和分散到周围环境。因此,相较于原本可能在独立式眼镜设备上的电池容量和计算能力,颈带1005可以允许实现更大的电池容量和计算能力。由于在颈带1005中携带的重量比在眼镜设备1002中携带的重量对用户的侵害性更小,因此与用户承受穿戴沉重的独立式眼镜设备相比,用户可以在更长的时间长度内承受穿戴更轻的眼镜设备并携带或穿戴配对设备,从而使得用户能够更充分地将人工现实环境融入其日常活动中。
颈带1005可以与眼镜设备1002和/或其它设备通信耦接。这些其它设备可以为增强现实系统1000提供某些功能(例如,跟踪、定位、深度图构建(depth mapping)、处理、存储等)。在图10的实施例中,颈带1005可以包括作为麦克风阵列的一部分(或者潜在地形成其自身的麦克风子阵列)的两个声学转换器(例如,1020(I)和1020(J))。颈带1005还可以包括控制器1025和电源1035。
颈带1005的声学转换器1020(I)和声学转换器1020(J)可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换为电子格式(模拟或数字)。在图10的实施例中,声学转换器1020(I)和声学转换器1020(J)可以定位在颈带1005上,从而增加颈带的声学转换器1020(I)和声学转换器1020(J)与定位在眼镜设备1002上的其它声学转换器1020之间的距离。在一些情况下,增加麦克风阵列的各声学转换器1020之间的距离可以改善经由麦克风阵列执行的波束成形的准确性。例如,如果声学转换器1020(C)和声学转换器1020(D)检测到声音,并且声学转换器1020(C)与声学转换器1020(D)之间的距离大于例如声学转换器1020(D)与声学转换器1020(E)之间的距离,则检测到的声音的所确定的源位置可以比由声学转换器1020(D)和声学转换器1020(E)检测到的情况更准确。
颈带1005的控制器1025可以处理由颈带1005上和/或增强现实系统1000上的多个传感器生成的信息。例如,控制器1025可以处理来自麦克风阵列的、描述由麦克风阵列检测到的声音的信息。对于每个检测到的声音,控制器1025可以执行到达方向(direction-of-arrival,DOA)估计,以估计检测到的声音到达麦克风阵列的方向。当麦克风阵列检测到声音时,控制器1025可以用该信息填充音频数据集。在增强现实系统1000包括惯性测量单元的实施例中,控制器1025可以计算来自位于眼镜设备1002上的IMU的所有惯性运算和空间运算。连接器可以在增强现实系统1000与颈带1005之间,以及增强现实系统1000与控制器1025之间传送信息。该信息可以是光学数据形式、电数据形式、无线数据形式、或任何其它可传输的数据形式。将对增强现实系统1000生成的信息的处理移动到颈带1005可以降低眼镜设备1002的重量并减少眼镜设备中的热量,使得对用户而言更加舒适。
颈带1005中的电源1035可以向眼镜设备1002和/或颈带1005提供电力。电源1035可以包括但不限于锂离子电池、锂聚合物电池、一次性锂电池、碱性电池、或任何其它储能形式。在一些情况下,电源1035可以是有线电源。在颈带1005上而不是眼镜设备1002上包括电源1035可以有助于更好地分布由电源1035产生的重量和热量。
如所提到的,一些人工现实系统可以用虚拟体验大体上代替用户对真实世界的多个感官感知中的一个或多个感官感知,而不是将人工现实与真实现实相混合。这种类型的系统的一个示例是大部分或完全地覆盖了用户的视场的头戴式显示系统,例如图11中的虚拟现实系统1100。虚拟现实系统1100可以包括前刚性体1102和成形为适配在用户的头部周围的带1104。虚拟现实系统1100还可以包括输出音频转换器1106(A)和输出音频转换器1106(B)。此外,虽然未在图11中示出,但是前刚性体1102可以包括一个或多个电子元件,该一个或多个电子元件包括一个或多个电子显示器、一个或多个惯性测量单元(IMU)、一个或多个跟踪发射器或检测器、和/或用于创建人工现实体验的任何其它合适的设备或系统。
人工现实系统可以包括各种类型的视觉反馈机制。例如,增强现实系统1000和/或虚拟现实系统1100中的显示设备可以包括一个或多个液晶显示器(liquid crystaldisplay,LCD)、一个或多个发光二极管(light emitting diode,LED)显示器、一个或多个微型LED显示器、一个或多个有机LED(organic light emitting diode,OLED)显示器、一个或多个数字光投影(digital light project,DLP)微型显示器、一个或多个硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCoS)微型显示器、和/或任何其它合适类型的显示屏。这些人工现实系统可以包括用于双眼的单个显示屏,或者可以为每只眼睛提供一个显示屏,这可以允许针对变焦调节或校正用户的屈光不正而提供额外灵活性。这些人工现实系统中的一些人工现实系统还可以包括光学子系统,这些光学子系统具有一个或多个透镜(例如,传统的凹透镜或凸透镜、菲涅尔透镜、可调式液体透镜等),用户可以透过该一个或多个透镜观看显示屏。这些光学子系统可以用于各种目的,这些目的包括对光进行准直(例如,使物体显现在比其物理距离更远的距离处)、放大光(例如,使物体显现得比其实际尺寸更大)和/或中继光(例如,到达观看者的眼睛)。这些光学子系统可以用于直视型架构(例如,直接对光进行准直但会导致所谓的枕形畸变的单透镜配置)和/或非直视型架构(例如,导致所谓的桶形畸变以消除枕形畸变的多透镜配置)。
除了使用显示屏之外或者代替使用显示屏,本文描述的这些人工现实系统中的一些人工现实系统可以包括一个或多个投射系统。例如,增强现实系统1000和/或虚拟现实系统1100中的显示设备可以包括将光(例如,使用波导)投射到显示设备中的微型LED投射器,例如允许环境光穿过的透明组合式透镜。显示设备可以使投射的光折射朝向用户的瞳孔,并且可以使用户能够同时观看人工现实内容和真实世界两者。显示设备可以使用各种不同光学部件中的任意一种来实现这一点,这些光学部件包括波导部件(例如,全息波导元件、平面波导元件、衍射波导元件、偏振波导元件和/或反射波导元件)、光操纵表面和元件(例如,衍射元件和光栅、反射元件和光栅、以及折射元件和光栅)、耦合元件等。人工现实系统也可以配置有任何其它合适类型或形式的图像投射系统,例如在虚拟视网膜显示器中使用的视网膜投射器。
本文中所描述的人工现实系统还可以包括各种类型的计算机视觉部件和子系统。例如,增强现实系统1000和/或虚拟现实系统1100可以包括一个或多个光学传感器,例如二维(2D)摄像头或3D摄像头、结构化光发射器和检测器、飞行时间深度传感器、单波束测距仪或扫描激光测距仪、3D激光雷达(LiDAR)传感器、和/或任何其它合适类型或形式的光学传感器。人工现实系统可以处理来自这些传感器中的一个或多个传感器的数据,从而识别用户的位置、绘制真实世界的地图、向用户提供关于真实世界环境的内容、和/或执行各种其它功能。
本文中所描述的人工现实系统还可以包括一个或多个输入音频转换器和/或输出音频转换器。输出音频转换器可以包括音圈扬声器、带式扬声器、静电扬声器、压电扬声器、骨传导转换器、软骨传导转换器、耳屏振动转换器和/或任何其它合适类型或形式的音频转换器。类似地,输入音频转换器可以包括电容式麦克风、动态麦克风、带式麦克风、和/或任何其它类型或形式的输入转换器。在一些实施例中,单个转换器可以用于音频输入和音频输出两者。
在一些实施例中,本文描述的人工现实系统还可以包括能触知的(即,触觉)反馈系统,这些反馈系统可以结合到头饰、手套、服装、手持式控制器、环境设备(例如,椅子、地板垫等)、和/或任何其它类型的设备或系统中。触觉反馈系统可以提供各种类型的皮肤反馈(包括振动、力、牵引、质地和/或温度)。触觉反馈系统还可以提供各种类型的动觉反馈,例如,运动和顺应性。触觉反馈可以使用马达、压电致动器、流体系统和/或各种其它类型的反馈机制来实施。触觉反馈系统可以独立于其它人工现实设备来实施、在其它人工现实设备内实施、和/或与其它人工现实设备结合来实施。
通过提供触觉感知、听觉内容和/或视觉内容,人工现实系统可以在各种情境和环境中创建完整的虚拟体验或增强用户的真实世界体验。例如,人工现实系统可以辅助或扩展用户在特定环境内的感知、记忆或认知。一些系统可以增强用户与真实世界中的其他人的交互,或者可以实现与虚拟世界中的其它人的更沉浸式的交互。人工现实系统还可以用于教育目的(例如,用于学校、医院、政府组织、军事组织、商业企业等的教学或训练)、娱乐目的(例如,用于玩视频游戏、听音乐、观看视频内容等)和/或用于接入性目的(例如,用作助听器、视觉辅助器等)。本文所公开的实施例可以在这些背景和环境中的一个或多个背景和环境中、和/或在其它背景和环境中实现或增强用户的人工现实体验。
如所指出的,人工现实系统1000和1100可以与各种其它类型的设备一起使用,以提供更引人入胜的人工现实体验。这些设备可以是具有转换器的触觉界面,这些触觉界面提供触觉反馈和/或收集关于用户与环境的交互的触觉信息。本文所公开的人工现实系统可以包括各种类型的触觉界面,这些触觉界面检测或传送各种类型的触觉信息,包括触觉反馈(例如,用户经由皮肤中的神经检测到的反馈,该反馈也可以被称为皮肤反馈)、和/或动觉反馈(例如,用户经由位于肌肉、关节和/或肌腱中的感受器检测到的反馈)。
触觉反馈可以由位于用户环境内的界面(例如,椅子、桌子、地板等)和/或可以由用户穿戴或携带的物品上的界面(例如,手套、腕带等)提供。作为示例,图12示出了可穿戴手套(触觉设备1210)和腕带(触觉设备1220)形式的振动触觉系统1200。触觉设备1210和触觉设备1220作为可穿戴设备的示例示出,可穿戴设备包括柔性的可穿戴纺织品材料1230,该可穿戴纺织品材料被成形并被配置用于分别抵靠用户的手部和手腕定位。本公开还包括可以被成形并配置用于抵靠其它人体部位(例如,手指、手臂、头部、躯干、脚或腿)定位的振动触觉系统。作为示例而非限制,根据本公开的各种实施例的振动触觉系统还可以呈手套、头带、臂带、袖套、头套、袜子、衬衫或裤子等形式。在一些示例中,术语“纺织品”可以包括任何柔性可穿戴材料,包括织造织物、非织造织物、皮革、布、柔性聚合物材料、复合材料等。
一个或多个振动触觉设备1240可以至少部分地定位在形成于振动触觉系统1200的纺织品材料1230中的一个或多个相应口袋内。振动触觉设备1240可以被定位在适当位置以向振动触觉系统1200的用户提供振动感觉(例如,触觉反馈)。例如,如图12所示,振动触觉设备1240可以抵靠用户的拇指、一根或多根其它手指、或手腕定位。在一些示例中,振动触觉设备1340可以是足够柔性的,以与用户的一个或多个对应的身体部位相符或随用户的一个或多个对应的身体部位弯曲。
用于向振动触觉设备1240施加电压以使其激活的电源1250(例如,电池)可以例如经由导电布线1252电耦接到振动触觉设备1240。在一些示例中,这些振动触觉设备1240中的每一个振动触觉设备可独立地电耦接到电源1250以用于单独激活。在一些实施例中,处理器1260可以操作性地耦接到电源1250,并且被配置(例如,编程)成控制振动触觉设备1240的激活。
振动触觉系统1200可以以各种方式实施。在一些示例中,振动触觉系统1200可以是用于独立于其它设备和系统运行的、具有集成式子系统和部件的独立系统。作为另一示例,振动触觉系统1200可以被配置用于与另一设备或系统1270交互。例如,在一些示例中,振动触觉系统1200可以包括用于从另一设备或系统1270接收信号和/或向另一设备或系统1270发送信号的通信接口1280。另一设备或系统1270可以是移动设备、游戏控制台、人工现实(例如,虚拟现实、增强现实、混合现实)设备、个人计算机、平板计算机、网络设备(例如,调制解调器、路由器等)、手持式控制器等。通信接口1280可以使得在振动触觉系统1200和另一设备或系统1270之间能够经由无线(例如,Wi-Fi、蓝牙(BLUETOOTH)、蜂窝、无线电等)链路或有线链路进行通信。如果存在的话,通信接口1280可以与处理器1260通信,例如向处理器1260提供信号以激活或停用振动触觉设备40中的一个或多个振动触觉设备。
振动触觉系统1200可以可选地包括其它子系统和部件,例如触敏垫1290、压力传感器、运动传感器、位置传感器、照明元件、和/或用户接口元件(例如,开/关按钮、振动控制元件等)。在使用期间,振动触觉设备1240可以被配置成出于各种不同的原因被激活,例如响应于用户与用户接口元件的交互、来自运动或位置传感器的信号、来自触敏垫1290的信号、来自压力传感器的信号、来自另一设备或系统1270的信号等而被激活。
虽然电源1250、处理器1260和通信接口1280在图12中被示出为定位于触觉设备20中,但是本公开不限于此。例如,电源1250、处理器1260或通信接口1280中的一者或多者可以定位于触觉设备1210内或另一可穿戴纺织品内。
触觉可穿戴物(例如,结合图12示出和描述的触觉可穿戴物)可以在各种类型的人工现实系统和环境中实施。图13示出了包括一个头戴式虚拟现实显示器和两个触觉设备(即,手套)的示例性人工现实环境1300,在其它实施例中,人工现实系统中可以包括任意数量的这些部件和其它部件、和/或这些部件和其它部件的组合。例如,在一些实施例中,可以有多个头戴式显示器,每个头戴式显示器具有相关联的触觉设备,其中每个头戴式显示器和每个触觉设备与同一控制台、便携式计算设备或其它计算系统通信。
头戴式显示器1302通常表示任何类型或形式的虚拟现实系统,例如图11中的虚拟现实系统1100。触觉设备1304通常表示由人工现实系统的用户穿戴的任何类型或形式的可穿戴设备,其向用户提供触觉反馈以给予用户他或她与虚拟对象物理接合的感觉。在一些示例中,触觉设备1304可以通过向用户施加振动、运动和/或力来提供触觉反馈。例如,触觉设备1304可以限制或增强用户的移动。为了给出具体的示例,触觉设备1304可以限制用户的手部向前移动,使得用户感觉到他或她的手部已经与虚拟墙壁物理接触。在该具体的示例中,触觉设备内的一个或多个致动器可以通过将流体泵入触觉设备的可充气囊来实现物理运动限制。在一些示例中,用户还可以使用触觉设备1304向控制台发送动作请求。动作请求的示例包括但不限于启动应用和/或终止应用的请求、和/或在应用内执行特定动作的请求。
在触觉界面可以与虚拟现实系统一起使用(如图13所示)时,触觉界面也可以与增强现实系统一起使用(如图14所示)。图14是用户1410与增强现实系统1400交互的立体图。在该示例中,用户1410可以穿戴一对增强现实眼镜1420,该对增强现实眼镜可以具有一个或多个显示器1422、并且与触觉设备1430配对。在该示例中,触觉设备1430可以是腕带,该腕带包括多个带元件1432和将多个带元件1432彼此连接的张紧机构1434。
多个带元件1432中的一个或多个带元件可以包括适于提供触觉反馈的任何类型或形式的致动器。例如,多个带元件1432中的一个或多个带元件可以被配置成提供各种类型的皮肤反馈中的一种或多种,包括振动、力、牵引、纹理和/或温度。为了提供这样的反馈,多个带元件1432可以包括各种类型的致动器中的一种或多种。在一个示例中,这些带元件1432中的每个带元件可以包括振动触觉器(例如,振动触觉致动器),该振动触觉器被配置成一致地或独立地振动,以向用户提供各种类型的触觉感中的一种或多种。替代地,仅单个带元件或多个带元件的子集可以包括振动触觉器。
触觉设备1210、1220、1304和1430可以包括任何合适数量和/或类型的触觉转换器、传感器和/或反馈机构。例如,触觉设备1210、1220、1304和1430可以包括一个或多个机械转换器、一个或多个压电转换器和/或一个或多个流体转换器。触觉设备1210、1220、1304和1430还可以包括不同类型和形式的转换器的各种组合,这些转换器一起或独立地工作以增强用户的人工现实体验。在一个示例中,触觉设备1430的多个带元件1432中的每个带元件可以包括振动触觉器(例如,振动触觉致动器),该振动触觉器被配置成一致地或独立地振动,以向用户提供各种类型的触觉感中的一种或多种。
本公开还包括以下的示例实施例:
示例1:一种带调节设备,该带调节设备可以包括:小齿轮;第一齿条,该第一齿条固定到第一带并与该小齿轮接合;第二齿条,该第二齿条固定到第二带并与该小齿轮接合;可旋转凸轮元件,该可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与该可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;至少一个轴承元件,该至少一个轴承元件被定位成邻近该至少一个成角度的径向外表面,使得当该可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,该至少一个轴承元件卡在该至少一个成角度的径向外表面与制动表面之间;以及至少一个螺旋弹簧,该至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件,以允许在向该第一带和该第二带施加张力时增加该第一带和该第二带的长度。
示例2:根据示例1所述的带调节设备,其中,该制动表面包括围绕该可旋转凸轮元件的环。
示例3:根据示例1或示例2所述的带调节设备,其中,该至少一个轴承元件包括圆柱形的滚子轴承元件。
示例4:根据示例3所述的带调节设备,其中,该滚子轴承元件包括金属内芯和聚合物外环。
示例5:根据示例4所述的带调节设备,其中,该聚合物外环包括以下中的至少一者:聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯的共混物;尼龙材料;或含氟聚合物材料。
示例6:根据示例1至示例5中任一示例所述的带调节设备,该带调节设备还包括调节旋钮,该调节旋钮包括小齿轮接合突起,该小齿轮接合突起从该调节旋钮向内延伸,当该调节旋钮沿松动方向旋转时,该小齿轮接合突起位于与该小齿轮接合的位置。
示例7:根据示例6所述的带调节设备,其中,该调节旋钮还包括至少一个凸轮突起,该至少一个凸轮突起从该调节旋钮向内延伸,当该调节旋钮沿收紧方向旋转时,该至少一个凸轮突起位于与该可旋转凸轮元件接合的位置。
示例8:根据示例7所述的带调节设备,其中,当该调节旋钮沿该松动方向旋转以解卡该至少一个轴承元件时,该至少一个凸轮突起被定位成抵靠该至少一个轴承元件。
示例9:根据示例1至示例8中任一示例所述的带调节设备,该带调节设备还包括弹簧,该弹簧使该至少一个轴承元件朝向卡紧位置偏置。
示例10:根据示例9所述的带调节设备,该带调节设备还包括柱塞,该柱塞耦接到该弹簧并被定位成压靠该至少一个轴承元件以使该至少一个轴承元件朝向该卡紧位置偏置。
示例11:根据示例10所述的带调节设备,其中,该柱塞包括聚合物材料。
示例12:根据示例1至示例11中任一示例所述的带调节设备,其中,该至少一个螺旋弹簧被预加载以对该小齿轮施加初始保持力。
示例13:根据示例1至示例12中任一示例所述的带调节设备,其中,该至少一个成角度的径向外表面包括第一成角度的径向外表面和第二成角度的径向外表面,其中,该第一成角度的径向外表面相对于该可旋转凸轮元件的圆周在第一方向上成一定角度,并且该第二成角度的径向外表面相对于该可旋转凸轮元件的圆周在相反的第二方向上成一定角度。
示例14:根据示例1至示例13中任一示例所述的带调节设备,其中,该至少一个轴承元件包括至少三个轴承元件,并且该至少一个成角度的径向外表面包括至少三个相应的成角度的径向外表面。
示例15:一种用于头戴式显示器(HMD)的可调节带系统,该可调节带系统可以包括带调节设备、第一带和第二带,该带调节设备包括:可旋转凸轮元件;至少一个可旋转轴承元件,该至少一个可旋转轴承元件被配置成当可旋转凸轮元件在卡紧方向上旋转时抑制该可旋转凸轮元件的运动;以及偏置元件,该偏置元件耦接到该可旋转凸轮元件;该第一带被配置成从该HMD的第一侧延伸到该带调节设备的第一侧;该第二带被配置成从该HMD的相反的第二侧延伸到该带调节设备的相反的第二侧,其中,该偏置元件被配置成当张力被施加到该第一带或该第二带中的至少一者时,允许增加所述第一带或所述第二带中的至少一者的长度。
示例16:根据示例15所述的可调节带系统,其中,该带调节设备还包括小齿轮,其中,该偏置元件耦接到该小齿轮,并且其中,该第一带和该第二带与该小齿轮接合。
示例17:根据示例16所述的可调节带系统,该可调节带系统还包括:第一齿条,该第一齿条固定到该第一带并与该小齿轮接合;以及第二齿条,该第二齿条固定到该第二带并与该小齿轮接合。
示例18:根据示例16或示例17所述的可调节带系统,其中,该偏置元件包括至少一个螺旋弹簧,该至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件且在该小齿轮与该可旋转凸轮元件之间,以当张力被施加到该第一带或该第二带中的至少一者时,允许增加该第一带或该第二带中的至少一者的长度。
示例19:根据示例15至示例18任一示例所述的可调节带系统,该可调节带系统还包括顶带,该顶带从该HMD的顶部延伸到该带调节设备。
示例20:一种制造带调节设备的方法,该方法可以包括:将耦接到第一带的第一齿条与小齿轮接合;将耦接到第二带的第二齿条与该小齿轮接合;将可旋转凸轮元件定位成邻近该小齿轮,其中,该可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,该至少一个成角度的径向外表面与该可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;将至少一个轴承元件定位成邻近该至少一个成角度的径向外表面,使得当该可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,该至少一个轴承元件卡在该至少一个成角度的径向外表面上;以及将至少一个螺旋弹簧耦接到该小齿轮和该可旋转凸轮元件且在该小齿轮与该可旋转凸轮元件之间,以允许增加该第一带或该第二带中的至少一者的长度。
本文描述和/或示出的工艺参数和各步骤的顺序仅作为示例给出,并且可以根据期望改变。例如,虽然本文示出和/或描述的各步骤可以以特定顺序示出或讨论,但是这些步骤不一定需要以所示或所讨论的顺序执行。本文描述和/或示出的各种示例性方法还可以省略本文描述或示出的各步骤中的一个或多个,或者包括除了所公开的步骤之外的附加步骤。
提供了前面的描述以使本领域的其它技术人员能够最好地利用本文公开的示例性实施例的各个方面。该示例性描述并不旨在穷举或限制于所公开的任意精确形式。在不脱离本公开的精神和范围的情况下,许多修改和变型是可能的。本文所公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。在确定本公开的范围时,应当参照所附权利要求及其等同物。
除非另有说明,否则如在说明书和/或权利要求中使用的术语“连接到”和“耦接到”(及其派生词)应被解释为允许直接连接和间接(即,经由其它元件或部件)连接。另外,如在说明书和/或权利要求中使用的术语“一(a)”或“一个(an)”应被解释为表示“至少一个”。最后,为了便于使用,说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“具有”(及其派生词)与词语“包含”可互换并具有相同的含义。
Claims (15)
1.一种带调节设备,所述带调节设备包括:
小齿轮;
第一齿条,所述第一齿条固定到第一带并与所述小齿轮接合;
第二齿条,所述第二齿条固定到第二带并与所述小齿轮接合;
可旋转凸轮元件,所述可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,所述至少一个成角度的径向外表面与所述可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;
至少一个轴承元件,所述至少一个轴承元件被定位成邻近所述至少一个成角度的径向外表面,使得当所述可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,所述至少一个轴承元件卡在所述至少一个成角度的径向外表面与制动表面之间;以及
至少一个螺旋弹簧,所述至少一个螺旋弹簧耦接到所述小齿轮和所述可旋转凸轮元件,以允许在向所述第一带和所述第二带施加张力时增加所述第一带和所述第二带的长度。
2.根据权利要求1所述的带调节设备,其中,所述制动表面包括围绕所述可旋转凸轮元件的环。
3.根据权利要求1所述的带调节设备,其中,所述至少一个轴承元件包括圆柱形的滚子轴承元件。
4.根据权利要求3所述的带调节设备,其中,所述滚子轴承元件包括金属内芯和聚合物外环。
5.根据权利要求4所述的带调节设备,其中,所述聚合物外环包括以下中的至少一者:
聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯的共混物;
尼龙材料;或者
含氟聚合物材料。
6.根据权利要求1所述的带调节设备,所述带调节设备还包括调节旋钮,所述调节旋钮包括小齿轮接合突起,所述小齿轮接合突起从所述调节旋钮向内延伸,当所述调节旋钮沿松动方向旋转时,所述小齿轮接合突起位于与所述小齿轮接合的位置。
7.根据权利要求6所述的带调节设备,其中,所述调节旋钮还包括至少一个凸轮突起,所述至少一个凸轮突起从所述调节旋钮向内延伸,当所述调节旋钮沿收紧方向旋转时,所述至少一个凸轮突起位于与所述可旋转凸轮元件接合的位置。
8.根据权利要求7所述的带调节设备,其中,当所述调节旋钮沿所述松动方向旋转以解卡所述至少一个轴承元件时,所述至少一个凸轮突起被定位成抵靠所述至少一个轴承元件。
9.根据权利要求1所述的带调节设备,所述带调节设备还包括弹簧,所述弹簧使所述至少一个轴承元件朝向卡紧位置偏置。
10.根据权利要求9所述的带调节设备,所述带调节设备还包括柱塞,所述柱塞耦接到所述弹簧并被定位成压靠所述至少一个轴承元件以使所述至少一个承载元件朝向所述卡紧位置偏置。
11.根据权利要求10所述的带调节设备,其中,所述柱塞包括聚合物材料。
12.根据权利要求1所述的带调节设备,存在以下中的任一者:
a)其中,所述至少一个螺旋弹簧被预加载以对所述小齿轮施加初始保持力;或者
b)其中,所述至少一个成角度的径向外表面包括第一成角度的径向外表面和第二成角度的径向外表面,其中,所述第一成角度的径向外表面相对于所述可旋转凸轮元件的圆周在第一方向上成一定角度,并且所述第二成角度的径向外表面相对于所述可旋转凸轮元件的圆周在相反的第二方向上成一定角度;或者
c)其中,所述至少一个轴承元件包括至少三个轴承元件,并且所述至少一个成角度的径向外表面包括至少三个相应的成角度的径向外表面。
13.一种用于头戴式显示器(HMD)的可调节带系统,所述可调节带系统包括:
带调节设备,所述带调节设备包括:
可旋转凸轮元件;
至少一个可旋转轴承元件,所述至少一个可旋转轴承元件被配置成当可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,抑制所述可旋转凸轮元件的运动;以及
偏置元件,所述偏置元件耦接到所述可旋转凸轮元件;
第一带,所述第一带被配置成从所述HMD的第一侧延伸到所述带调节设备的第一侧;以及
第二带,所述第二带被配置成从所述HMD的相反的第二侧延伸到所述带调节设备的相反的第二侧,
其中,所述偏置元件被配置成当张力被施加到所述第一带或所述第二带中的至少一者时,允许增加所述第一带或所述第二带中的至少一者的长度。
14.根据权利要求13所述的可调节带系统,存在以下中的任一者:
a)其中,所述带调节设备还包括小齿轮,其中,所述偏置元件耦接到所述小齿轮,并且其中,所述第一带和所述第二带与所述小齿轮接合,在这种情况下可选地存在以下中的任一者:
i)所述可调节带系统还包括:
第一齿条,所述第一齿条固定到所述第一带并与所述小齿轮接合;以及
第二齿条,所述第二齿条固定到所述第二带并与所述小齿轮接合;或者
ii)其中,所述偏置元件包括至少一个螺旋弹簧,所述至少一个螺旋弹簧耦接到所述小齿轮和所述可旋转凸轮元件且在所述小齿轮与所述可旋转凸轮元件之间,以当所述张力被施加到所述第一带或所述第二带中的至少一者时,允许增加所述第一带或所述第二带中的至少一者的长度;或者
b)所述可调节带系统还包括顶带,所述顶带从所述HMD的顶部延伸到所述带调节设备。
15.一种制造带调节设备的方法,所述方法包括:
将耦接到第一带的第一齿条与小齿轮接合;
将耦接到第二带的第二齿条与所述小齿轮接合;
将可旋转凸轮元件定位成邻近所述小齿轮,其中,所述可旋转凸轮元件包括至少一个成角度的径向外表面,所述至少一个成角度的径向外表面与所述可旋转凸轮元件的圆周成一定角度;
将至少一个轴承元件定位成邻近所述至少一个成角度的径向外表面,使得当所述可旋转凸轮元件沿卡紧方向旋转时,所述至少一个轴承元件卡在所述至少一个成角度的径向外表面上;以及
将至少一个螺旋弹簧耦接到所述小齿轮和所述可旋转凸轮元件且在所述小齿轮与所述可旋转凸轮元件之间,以允许增加所述第一带或所述第二带中的至少一者的长度。
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