CN208255535U - 一体式vr眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一体式VR眼镜，通过将转子叶片设置在贯通的空气通道中，不仅能够将在人体运动时空气通道中产生的气流运动能量回收，同时还能够将外界气流运动产生的能量回收，并将上述能量供给至电源补充电量，从而提高一体式VR眼镜的续航能力，通过壳体前表面的3D摄像头能够对室内情况的实时监控并将3D视频信息传送到镜片上的一小部分显示区域，使佩戴者既能够置身于视频或者娱乐的虚拟环境中，也能够置身于现实3D环境中，从而实现环境情况的实时感受和监测，娱乐的同时避免摔倒、跌落、磕碰的发生，也能通过对实时环境的监测及时发现非法入侵者从而避免人身财产安全遭受侵害。

Description

一体式VR眼镜

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴设备领域，尤其是涉及一种能够有效回收人体运动和外界气流能量、增强现实的一体式VR眼镜。

背景技术

虚拟现实技术是进入21世纪以来的一项重大科技创新，目前，VR眼镜已经成为人们生活中常见的智能穿戴娱乐设备，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，在VR眼镜中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。

一体式VR眼镜是近年来较为流行的智能穿戴设备，其具备独立处理器，能够进行独立运算、输入和输出的功能，没有连线束缚，自由度更高，用户的体验更好。

但是一体式VR眼镜还存在一定的缺陷：1、电池的续航能力有限，一体式VR眼镜一般配合内置电池使用，而VR眼镜受尺寸和安全性的考虑，很难应用大容量的电池作为电源，但是一体式VR眼镜其具有独立的运算芯片和屏幕，对电源的续航能力要求高，普通的电源不能满足佩戴者长时间通过该眼镜观看影片或者进行游戏；2、安全系数较低，在佩戴者佩戴一体式VR眼镜时，其视线被严格限制在VR眼镜的空间内，导致佩戴者不能实时掌握室内的情况的变化，在进行体感游戏或者观影时，容易因为动作过大而导致磕碰或者跌落事件的发生，或者当有盗窃者等不法分子入侵室内时，佩戴者也不能及时发现，不利于人身财产安全的保证。

因此，有必要开发一款续航能力出色、并能够实时掌握周围环境信息的一体式VR眼镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体式VR眼镜，该一体式VR眼镜能够回收人体运动产生的气流运动或者将外界气流的运动转化成电能，提高电池的续航能力，并且还能够辅助佩戴者掌握所在环境的情况，避免跌落、碰撞或者偷盗事件的发生。

本实用新型提供的一体式VR眼镜，所述一体式VR眼镜包括：壳体、第一镜片、第二镜片、镜片支架、电源、发电机构、空气通道、3D摄像头；其中：

所述壳体包括上表面、下表面、前表面以及左右两个侧面；上述五个表面构成中空的壳体，中空壳体的边缘设置有弹性材料，弹性材料与佩戴者的面部接触贴合；所述第一镜片、第二镜片均镶嵌在镜片支架内，镜片支架安装在壳体内；

空气通道位于壳体内，壳体的左右两个侧面上均开设通孔，两个通孔之间通过空气通道连接；

发电机构包括至少一个发电部，所述发电部包括转子叶片、转轴、圆柱形磁铁芯、感应线圈；圆柱形磁铁芯中心开设通孔且套装在转轴上；转子叶片位于空气通道内，空气通道上开设轴孔，转轴的一端穿过该轴孔伸入到空气通道内，转子叶片安装在转轴上，圆柱形磁铁芯嵌设于空气通道之外的感应线圈内，转轴的另一端固定在壳体内的转轴支架上，转子叶片能够在空气通道内自由转动并带动圆柱形磁铁芯在感应线圈内转动；感应线圈与整流器连接，整流器与电源连接；

所述感应线圈包括多个相邻设置的绕组线圈，各绕组线圈之间串联连接，各绕组线圈所在的平面均与转轴平行；

所述3D摄像头设置在壳体的前表面上。

整流器具体可以选择为芯朋微公司的PN8355、PN8358、PN8359、PN8370D、PN8370M等整流器；3D摄像头可以选择为ORBBEC-ASTRA PRO/ASTRA/ASTRA MINI，还可以选择Intel-D415/D435。

具体的工作原理为：一体式VR眼镜在静止状态下，由于空气通道内没有气流的扰动或者气流扰动很小，转子叶片也是静止的，佩戴者在佩戴一体式VR眼镜进行娱乐时，其必然会伴随头部的运动，尤其在头部进行左右运动时，一体式VR眼镜同样进行左右的运动，从而空气通道中产生气流的运动，位于空气通道内的转子叶片带动圆柱形磁铁芯进行转动，从而使位于圆柱形磁铁芯周边的绕组线圈切割磁感线产生电力，经过整流器将交流电转化成直流电，为电源充电，或者，佩戴者可以置身与窗户附近等空气流动性强的区域进行娱乐，转子叶片将在外界气流的推动下产生转动，一体式VR眼镜既能够回收人体运动带来的气流扰动，也能够对外界气流的运动能量进行采集转化成电能，从而进一步提高电源的续航能力；设置在壳体前表面的3D摄像头能够对室内情况进行实时的监控并将3D视频信息传送到第一镜片或者第二镜片上的一小部分显示区域，使佩戴者既能够置身于视频或者娱乐的虚拟环境中，也能够置身于现实3D环境中，从而实现环境情况的实时感受和监测。

进一步的，所述转子叶片平行于壳体前表面设置。

进一步的，所述转子叶片垂直于壳体前表面设置。

转子叶片垂直或者平行于壳体前表面设置取决于一体式VR眼镜在设计过程中的结构安排，另外，转子叶片也可以与壳体前表面呈一定角度设置，包括但不限于10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°，具体的角度可以根据实际设计情况进行调整。

进一步的，所述发电部有两套，分别设置在壳体左右两侧，这种设置一方面能够使一体式VR眼镜的重量更平衡更均匀，保证佩戴者的舒适度，另一方面能够对气流的运动的能量充分回收，进一步提高一体式VR眼镜的续航能力。

进一步的，所述转轴上设置有第一滚动轴承、第二滚动轴承，第一滚动轴承用于转轴与转轴支架之间的连接，第二滚动轴承用于转轴与轴孔之间的连接。这种结构能够减少转轴在转动过程中的摩擦力，进而提高气流动能的转化率。

进一步的，所述转子叶片具有6-10个风叶，所述感应线圈由5-9个绕组线圈组成。通过转子叶片与绕组个数的配合，能够实现最高的电能转化率，转子叶片过少则气流动能的捕捉能力下降，转子叶片过多一方面会导致气流阻力增大，另一方面也会对加工带来更高要求；感应线圈数量太低则电能的转化率降低，感应线圈数量太高会导致加工制造过程中的困难而增加成本。

本实用新型提供的一体式VR眼镜，包括：壳体、第一镜片、第二镜片、镜片支架、电源、发电机构、空气通道、3D摄像头；其中：所述壳体包括上表面、下表面、前表面以及左右两个侧面；上述五个表面构成中空的壳体，中空壳体的边缘设置有弹性材料，弹性材料与佩戴者的面部接触贴合；所述第一镜片、第二镜片均镶嵌在镜片支架内，镜片支架安装在壳体内；空气通道位于壳体内，壳体的左右两个侧面上均开设通孔，两个通孔之间通过空气通道连接；发电机构包括至少一个发电部，所述发电部包括转子叶片、转轴、圆柱形磁铁芯、感应线圈；圆柱形磁铁芯中心开设通孔且套装在转轴上；转子叶片位于空气通道内，空气通道上开设轴孔，转轴的一端穿过该轴孔伸入到空气通道内，转子叶片安装在转轴上，圆柱形磁铁芯嵌设于空气通道之外的感应线圈内，转轴的另一端固定在壳体内的转轴支架上，转子叶片能够在空气通道内自由转动并带动圆柱形磁铁芯在感应线圈内转动；感应线圈与整流器连接，整流器与电源连接；所述感应线圈包括多个相邻设置的绕组线圈，各绕组线圈之间串联连接，各绕组线圈所在的平面均与转轴平行；所述3D摄像头设置在壳体的前表面上。

上述一体式VR眼镜，通过将转子叶片设置在贯通的空气通道中，不仅能够将在人体运动时空气通道中产生的气流运动能量回收，同时还能够将外界气流运动产生的能量回收，并将上述能量供给至电源补充电量，从而提高一体式VR眼镜的续航能力，避免由于电池续航能力不足而导致的一体式VR眼镜工作时间过短，并且，通过壳体前表面的3D摄像头能够对室内情况的实时监控并将3D视频信息传送到第一镜片或者第二镜片上的一小部分显示区域，使佩戴者既能够置身于视频或者娱乐的虚拟环境中，也能够置身于现实3D环境中，从而实现环境情况的实时感受和监测，娱乐的同时避免摔倒、跌落、磕碰的发生，也能通过对实时环境的监测及时发现非法入侵者从而避免人身财产安全遭受侵害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的一体式VR眼镜内部示意图；

图2为本实用新型其中一种实施例提供的一体式VR眼镜正面示意图。

附图标记：

1-壳体；101-前表面；2-镜片支架；301-第一镜片；302-第二镜片；4-电源；5-空气通道；6-转子叶片；7-转轴；8-圆柱形磁铁芯；9-绕组线圈；10-转轴支架；11-整流器；12-3D摄像头。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型其中一种实施例提供的一体式VR眼镜内部示意图；

图2为本实用新型其中一种实施例提供的一体式VR眼镜正面示意图。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一体式VR眼镜，所述一体式VR眼镜包括：壳体1、第一镜片301、第二镜片302、镜片支架2、电源4、发电机构、空气通道5、3D摄像头12；其中：

所述壳体1包括上表面、下表面、前表面101以及左右两个侧面；上述五个表面构成中空的壳体1，中空壳体1的边缘设置有弹性材料，弹性材料与佩戴者的面部接触贴合；所述第一镜片301、第二镜片302均镶嵌在镜片支架2内，镜片支架2安装在壳体1内；

空气通道5位于壳体1内，壳体1的左右两个侧面上均开设通孔，两个通孔之间通过空气通道5连接；

发电机构包括两个发电部，分别设置在壳体1的左右两侧；所述两个发电部均包括转子叶片6、转轴7、圆柱形磁铁芯8、感应线圈；圆柱形磁铁芯8中心开设通孔且套装在转轴7上；转子叶片6有8个风叶，转子叶片6位于空气通道5内，转子叶片6平行于壳体1的前表面101设置；空气通道5上开设轴孔，转轴7的一端穿过该轴孔伸入到空气通道5内，转子叶片6安装在转轴7上，圆柱形磁铁芯8嵌设于空气通道5之外的感应线圈内，转轴7的另一端固定在壳体内的转轴支架10上，转轴7上设置有第一滚动轴承、第二滚动轴承，第一滚动轴承用于转轴7与转轴支架10之间的连接，第二滚动轴承用于转轴7与轴孔之间的连接；转子叶片6能够在空气通道5内自由转动并带动圆柱形磁铁芯8在感应线圈内转动；感应线圈与整流器10连接，整流器10与电源4连接，整流器选择芯朋微公司的PN8370M整流器；

所述感应线圈包括6个相邻设置的绕组线圈9，各绕组线圈9之间串联连接，各绕组线圈9所在的平面均与转轴7平行；

所述3D摄像头12设置在壳体1的前表面101上；3D摄像头选择为Intel-D415。

具体的工作原理为：佩戴者在佩戴一体式VR眼镜进行娱乐时，会伴随头部的运动，尤其在头部进行左右运动时，一体式VR眼镜同样进行左右的运动，这种情况下，空气通道中产生气流的运动，推动位于空气通道内的转子叶片转动，转子叶片通过转轴带动圆柱形磁铁芯进行转动，从而使位于圆柱形磁铁芯周边的绕组线圈切割磁感线产生电力，经过整流器将交流电转化成直流电，为电源充电，或者，佩戴者可以置身于窗户附近等空气流动性强的区域，通过外界的气流运动推动转子叶片转动发电，从而提高电源的续航能力；设置在壳体前表面的3D摄像头能够对室内情况进行实时的监控并将3D视频信息传送到第一镜片或者第二镜片上的一小部分显示区域，使佩戴者既能够置身于视频或者娱乐的虚拟环境中，也能够置身于现实3D环境中，从而实现环境情况的实时感受和监测。

作为替换的技术方案，转子叶片与壳体前表面之间的角度是可调的，转子叶片与壳体前表面设置取决于一体式VR眼镜在设计过程中的结构安排，转子叶片也可以与壳体前表面垂直或者呈其它的一定角度设置，包括但不限于10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°，具体的角度可以根据实际设计情况进行调整。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一体式VR眼镜，其特征在于，所述一体式VR眼镜包括：壳体、第一镜片、第二镜片、镜片支架、电源、发电机构、空气通道、3D摄像头；其中：

所述壳体包括上表面、下表面、前表面以及左右两个侧面；上述五个表面构成中空的壳体，中空壳体的边缘设置有弹性材料，弹性材料与佩戴者的面部接触贴合；所述第一镜片、第二镜片均镶嵌在镜片支架内，镜片支架安装在壳体内；

空气通道位于壳体内，壳体的左右两个侧面上均开设通孔，两个通孔之间通过空气通道连接；

发电机构包括至少一个发电部，所述发电部包括转子叶片、转轴、圆柱形磁铁芯、感应线圈；圆柱形磁铁芯中心开设通孔且套装在转轴上；转子叶片位于空气通道内，空气通道上开设轴孔，转轴的一端穿过该轴孔伸入到空气通道内，转子叶片安装在转轴上，圆柱形磁铁芯嵌设于空气通道之外的感应线圈内，转轴的另一端固定在壳体内的转轴支架上，转子叶片能够在空气通道内自由转动并带动圆柱形磁铁芯在感应线圈内转动；感应线圈与整流器连接，整流器与电源连接；

所述感应线圈包括多个相邻设置的绕组线圈，各绕组线圈之间串联连接，各绕组线圈所在的平面均与转轴平行；

所述3D摄像头设置在壳体的前表面上。

2.根据权利要求1所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述转子叶片平行于壳体前表面设置。

3.根据权利要求1所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述转子叶片垂直于壳体前表面设置。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述发电部有两套，分别设置在壳体左右两侧。

5.根据权利要求1所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述转轴上设置有第一滚动轴承、第二滚动轴承，第一滚动轴承用于转轴与转轴支架之间的连接，第二滚动轴承用于转轴与轴孔之间的连接。

6.根据权利要求1所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述转子叶片具有6-10个风叶。

7.根据权利要求1所述的一体式VR眼镜，其特征在于，所述感应线圈由5-9个绕组线圈组成。