CN210348061U - 松紧调节装置及带有该松紧调节装置的头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种松紧调节装置及带有该松紧调节装置的头戴显示设备，松紧调节装置包括齿轮以及啮合在所述齿轮相对两侧的第一齿条和第二齿条，其中，所述松紧调节装置还包括与所述齿轮同轴设置的齿条固定板、棘轮固定板、调节轮以及若干棘轮齿；其中，所述棘轮固定板与所述棘轮齿依次套设在所述齿轮上；所述棘轮齿包括第一边及与所述第一边成一定夹角的第二边，所述第一边的顶端设有卡齿，所述卡齿与所述齿条固定板的内侧齿相抵；所述棘轮齿还包括弹性部，所述弹性部与所述棘轮固定板相抵；所述调节轮包括转轴，所述棘轮固定板和所述齿条固定板依次套设在所述转轴上。

Description

松紧调节装置及带有该松紧调节装置的头戴显示设备

技术领域

本申请涉及头戴显示技术领域，尤其涉及一种松紧调节装置及带有该松紧调节装置的头戴显示设备。

背景技术

随着计算机技术及光学设计的发展，近年来，头戴显示设备(例如虚拟现实头戴显示设备、增强现实头戴显示设备、混合现实头戴显示设备)越来越普及。

头戴显示设备通常包括用于向用户展示图像信息的显示主体以及与显示主体连接、用于将显示主体固定在用户头部的佩戴部。为了适应不同用户的头围尺寸、或者方便用户佩戴和摘取头戴显示设备，佩戴部通常具有松紧调节装置。

棘轮组件是目前头戴显示设备中佩戴部通常采用的调节结构。常用的棘轮组件中，具有弹性的棘齿和棘轮主体为一体结构。工作过程中，具有弹性的棘齿持续发生弹性变形，受损较快。棘齿损坏后，需要更换整个棘轮，维修成本相对较大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请一些实施例提供一种松紧调节装置及包括松紧调节装置的头戴显示设备。

为达到上述目的，本申请一些实施例提供如下技术方案：

一方面，本申请一些实施例提供一种松紧调节装置，包括齿轮以及啮合在所述齿轮相对两侧的第一齿条和第二齿条，所述松紧调节装置还包括与所述齿轮同轴设置的齿条固定板、棘轮固定板、调节轮以及若干棘轮齿；其中，

所述棘轮固定板与所述棘轮齿依次套设在所述齿轮上；

所述棘轮齿包括第一边及与所述第一边成一定夹角的第二边，所述第一边的顶端设有卡齿，所述卡齿与所述齿条固定板的内侧齿相抵；所述棘轮齿还包括弹性部，所述弹性部与所述棘轮固定板相抵；

所述调节轮包括转轴，所述棘轮固定板和所述齿条固定板依次套设在所述转轴上。

可选地，所述棘轮齿的所述第一边与所述第二边的连接处设置第一通孔，所述棘轮齿通过所述第一通孔套设在所述齿轮的定位柱上。

可选地，所述棘轮齿为L型结构，所述第一边为L型结构的长边、所述第二边为L型结构的短边。

可选地，所述棘轮固定板包括底盘和棘轮本体，所述棘轮本体上周向均匀设置若干凸块；相邻两凸块之间设置第二通孔、所述棘轮固定板通过所述第二通孔套设在所述齿轮的定位柱上；

所述棘轮齿的弹性部设置在所述第一边的外侧并与所述凸块相抵；

所述棘轮齿的第二边靠近所述凸块，并与所述凸块的侧边平行、和/或垂直于所述棘轮本体。

可选地，所述底盘和所述棘轮本体均为中空圆柱体，所述底盘和所述棘轮本体同轴设置且所述棘轮本体的截面直径小于所述底盘的截面直径。

可选地，所述齿条固定板包括具有内侧孔的固定板以及凸出于所述固定板的内齿盘、所述内齿盘的内圈上周向均匀设置若干所述内侧齿；

所述内侧孔的直径小于所述内齿盘的直径。

可选地，所述弹性部设置在所述第二边的外侧。

可选地，所述松紧调节装置还包括：

套设在所述齿轮内的第一单向轴承、以及套设在所述棘轮固定板内的第二单向轴承；其中，所述第一单向轴承与所述第二单向轴承转动方向相反。

可选地，所述转轴包括远离所述调节轮的第一台阶以及靠近所述调节轮的第二台阶；其中，

所述第一台阶的位置对应所述第一单向轴承、所述第二台阶的位置对应所述第二单向轴承；且，

所述第一台阶的截面直径小于所述第二台阶的截面直径。

另一方面，本申请一些实施例还提供一种包括松紧调节装置的头戴显示设备，所述头戴显示设备包括显示部和佩戴部，所述佩戴部包括所述松紧调节装置；其中，

所述松紧调节装置具有本申请实施例中的松紧调节装置所述的结构。

本申请实施例中，棘轮齿与棘轮不是一体成型、而是独立设置部件。在棘轮齿性能发生改变或者棘轮齿损坏时，仅更换棘轮齿即可、无需更换整个棘轮。相对于现有技术，本申请实施例提供的松紧调节装置，维修成本大大降低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1(a)～1(c)为现有技术中一种调节结构的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的松紧调节装置结构示意图；

图3(a)～3(d)为本申请另一些实施例的松紧调节装置结构示意图；

图4为本申请再一些实施例的松紧调节装置结构示意图；

图5为本申请还一些实施例的松紧调节装置结构示意图；

附图标记：

11-拨轮、12-棘轮、121-棘轮主体、122-推块、123-弹性臂、124-卡口、 13-固定板体、141-左齿条、142-右齿条、211-第一齿条、212-第二齿条、213- 齿轮、2131-定位柱、214-齿条固定板、2141-内侧孔、2142-内侧齿、215-棘轮固定板、2151-底盘、2152-棘轮本体、2153-凸块、2154-第二通孔、216-棘轮齿、2161-第一边、2162-第二边、2163-弹性部、2164-第一通孔、2165-卡齿、 217-调节轮、2171-转轴、218-第一单向轴承、219-第二单向轴承、2101-下壳、 2102-上壳。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，已有诸多头戴显示设备采用棘轮组件调节佩戴部松紧。例如，图1 (a)～1(c)示出了一种头戴显示设备佩戴部调节结构的结构示意图，该调节结构包括拨轮11、棘轮12、固定板体13以及相对设置的齿条141和齿条142。其中，棘轮12包括圆形的棘轮主体121，拨轮11筋位抵住棘轮主体121。棘轮主体121上周向固定有多个推块122，沿棘轮本体121的周向方向，在推块122 的同侧设有弹性臂123，弹性臂123的始端与推块123一体固定连接，末端设有受压面和卡口124，受压面125为一斜面。

静止状态下，弹性臂123的卡口124抵住固定板体13的内侧卡齿，调节结构锁紧。工作过程中，顺时针拨动拨轮11，拨轮11带动弹性臂123顺时针转动，卡口124相对固定板体13的内侧卡齿移动，调节结构放松；停止拨动拨轮11，弹性臂123复位、卡口124抵住固定板体13的内侧卡齿，调节结构锁紧。逆时针拨动拨轮11，棘轮12转动，棘轮12带动齿条141和齿条142移动，停止拨动拨轮11，棘轮12反向自锁，调节结构锁紧。逆时针拨动拨轮11，拨轮11筋位压迫弹性臂123致使弹性臂123变形，弹性臂123的卡口124脱离固定板体 13的内侧卡齿，调节结构放松；停止拨动拨轮11，弹性臂123复位、卡口124 抵住固定板体13的内侧卡齿，调节结构锁紧。

每次调节，弹性臂123都会发生弹性变形。随着使用时间，弹性臂123的弹性性能易发生变化或者弹性臂123容易断裂。由于弹性臂123与棘轮主体一体设置，此时需要更换整个棘轮。维修成本较高。

为此，本申请一些实施例提供可优化这种情形的方案。

本申请一些实施例提供一种松紧调节装置，如图2所示，该松紧调节装置包括：齿轮213、以及啮合在齿轮213相对两侧的第一齿条211和第二齿条212；松紧调节装置还包括：与齿轮213同轴设置的齿条固定板214、棘轮固定板215、调节轮217以及若干棘轮齿216；结合图3(a)～3(d)，棘轮固定板215与棘轮齿216依次套设在齿轮213上。棘轮齿216包括第一边2161和第二边2162，第一边2161和第二边2162成一定夹角。第一边2161远离第二边2162的一端设有卡齿2165，卡齿2165与齿条固定板214的内侧齿2141相抵。棘轮齿216 还包括弹性部2163，弹性部2163与棘轮固定板215相抵。调节轮217包括转轴2171，棘轮固定板215和齿条固定板214依次套设在转轴2171上。

转动调节轮，调节轮带动棘轮齿产生转动趋势，弹性部发生弹性变形，棘轮齿的卡齿脱离齿条固定板的内侧齿，棘轮齿带动齿轮转动、进而带动两齿条运动；停止转动，调节结构通过卡齿和齿条固定板的内侧齿卡合而锁死。反向转动调节轮，调节轮带动棘轮齿相对齿条固定板转动，棘轮齿带动齿轮转动、进而带动两齿条运动；停止转动，调节结构通过卡齿和齿条固定板的内侧齿卡合而锁死。

本申请一些实施例中，棘轮齿与棘轮不是一体成型、而是独立设置部件。在棘轮齿性能发生改变或者棘轮齿损坏时，仅更换棘轮齿即可、无需更换整个棘轮。相对于现有技术，本申请实施例提供的松紧调节装置，维修成本大大降低。

另一方面，本申请一些实施例提供的松紧调节装置，弹性部2163设置在棘轮齿第一边的外侧，弹性部2163的受力面位于弹性部顶端、而非位于弹性部外侧的斜面或者第一边的斜面；易于降低弹性部弹性变形过程中对弹性部本身形状或者弹性性能的改变。相对于图1(a)-图1(c)所示的现有技术中的调节结构，该松紧调节装置中的弹性部寿命长；在长时间使用后，更易保持良好的弹性性能。

上述实施例中，齿轮213上靠近调节轮的一侧可以设置若干定位柱2131，棘轮固定板215和棘轮齿216可以依次套设在定位柱2131上。棘轮齿216的数量可以与定位柱2131的数量相同。

棘轮齿216的第一边2161和第二边2162成一定夹角，例如锐角、直角，或者钝角。第一边2161和第二边2162可以是一体结构或者分立结构，若是分立结构，第一边2161和第二边2162可以在一顶端连接在一起。

一些实施例中，棘轮齿216的第一边2161与第二边2162的连接处设置一个第一通孔2164，棘轮齿216通过第一通孔2164套设在齿轮213的定位柱2131 上。

另外，一些实施例中，齿条固定板214可包括具有内侧孔2141的固定板以及凸出于固定板的内齿盘、内齿盘的内圈上周向均匀设置若干内侧齿2142。内齿盘直径可大于内侧孔2141直径。

棘轮固定板215可包括底盘2151和棘轮本体2152，棘轮本体2152上周向均匀设置若干凸块2153；相邻两凸块2153之间对应的底盘2151上设置第二通孔2154。棘轮固定板215通过第二通孔2154套设在齿轮213的定位柱2131上。第二通孔2154的数量可以与定位柱2131的数量相同。

底盘2151和棘轮本体2152可均为中空圆柱体，底盘2151和棘轮本体2152 可同轴设置且棘轮本体2152的截面直径可小于底盘2151的截面直径。

一些实施例中，棘轮齿216的弹性部2163设置在第一边2161的外侧并与凸块2153相抵。棘轮齿216的第二边2162可与凸块2153的侧边平行、和/或垂直于棘轮本体2152。棘轮齿216的第一边2161外侧的弹性部2163与凸块2153 的侧边相抵。棘轮齿216的第二边2162靠近凸块2153；并且，棘轮齿216的第二边2162与凸块2153的侧边平行，和/或，棘轮齿216的第二边2162垂直于棘轮本体2152。

一些示例中，棘轮本体2152上可周向均匀设置3个凸块2153，相邻两凸块 2153之间区域对应的底盘2151上设置第二通孔2154，棘轮固定板215可通过3 个通孔2154套设在齿轮213的定位柱2131上。

凸块2153可呈仿扇形结构，凸块2153较小一端连接在棘轮本体2152上、较大一端延伸至靠近内齿盘的内侧齿2142且与内侧齿2142间隔一定距离。棘轮本体2152套设在内齿盘内部。

一些实施例中，松紧调节装置中的棘轮齿216可以为L型结构，第一边2161 为L型结构的长边、第二边2162为L型结构的短边。短边靠近凸块2153设置、且短边的侧边平行于凸块2153的侧边；长边外侧设置弹性部2165。

需要说明的是，上述实施例中，弹性部2163可以为突出的圆柱、方柱或者三角柱等。棘轮齿216的加工过程可采用双射工艺。弹性部2163采用弹性材料、其他位置采用非弹性材料。

虽然上述图中示出了弹性部2163设置于第一边2161的外侧，值得说明的是，弹性部2163也可以依设计需求设置于第二边2162的外侧。

需要说明的是，本申请实施例中，棘轮齿216、棘轮固定板215之间可以是固定连接，也可以是转动连接，棘轮齿216可绕齿轮213上的定位柱2131转动。

在三者转动连接时，本申请提供的松紧调节装置还可以进一步包括第一单向轴承218和第二单向轴承219，如图4所示。

其中，第一单向轴承218套设在齿轮213内、第二单向轴承219套设在棘轮固定板215内，且第一单向轴承218与第二单向轴承219的转动方向相反。此时，第二单向轴承219和第一单向轴承218依次套设在调节轮217的转轴2171 上。

此外，为了进一步提升松紧调节性能，转轴2171可以包括远离调节轮217 的第一台阶以及靠近调节轮217的第二台阶，其中，第一台阶对应第一单向轴承218、第二台阶对应第二单向轴承219；为方便单向轴承安装定位，第一台阶的截面直径小于第二台阶的截面直径。

需要说明的是，第一单向轴承218外侧与齿轮213内侧过盈配合或者通过点胶连接，和/或，第二单向轴承219外侧与棘轮固定板215内侧过盈配合或者通过点胶连接。

结合单向轴承只能单向转动、反向锁死的功能，可以进一步提升松紧调节装置的整体性能。具体工作过程描述如下：

顺时针转动调节轮，第一单向轴承218不工作、第二单向轴承219工作。调节轮通过第一单向轴承218反向锁死功能带动齿轮213顺时针转动，进而齿轮213通过棘轮固定板215与齿轮213之间的连接带动棘轮固定板215及棘轮齿216转动。在转动过程中，棘轮齿216的弹性变形由棘轮齿216中的弹性部 2163产生，实现锁紧功能。调节轮停止转动时，棘轮齿216实现反向锁死。

逆时针转动调节轮，第一单向轴承218不工作、第二单向轴承219工作。调节轮通过第二单向轴承219的反向锁死功能带动棘轮固定板215运动，棘轮齿216受到棘轮固定板215的接触力，具有绕其转动轴转动的趋势。棘轮齿216 弹性部分产生弹性变形，棘轮齿216与齿条固定板214中的内侧齿2141分离。由于棘轮固定板215与齿轮213之间的连接，带动齿轮213转动，实现放松。转旋转停止转动，在弹性部的作用下，棘轮齿216复位。

本申请实施例中的松紧调节装置，采用单向轴承与弹性棘轮齿结合的方式代替采用棘轮自身的弹性臂为棘轮调节结构提供弹性变形，可以避免棘轮自身弹性臂在交互应力下产生卡齿与主体间隙变小等问题，使用寿命更长、结构更稳固；还可以大大降低产品潜在售后返厂风险。

需要说明的是，上述松紧调节装置中，调节轮217具体可以是拨轮或者转动轮。

一些实施例中，齿条固定板214底部可以设置两条平行的导向结构，第一齿条211和第二齿条212分别与两导向结构配合。例如，导向结构可以是滑槽，对应齿条在滑槽内滑动；导向结构也可是导向条、设置在齿条上的滑槽带动齿条沿导向条运动。齿条上可设置停止部，进而限制齿条在一定范围内松紧。

如图5所示，一些实施例中，松紧调节装置还可包括下壳2101，齿条固定板214可拆卸安装在下壳2101上，例如通过螺丝安装在下壳210上。下壳2101 内部相对两侧可平行设置限位槽，齿条可设置在该限位槽内、并沿着限位槽延伸的方向伸缩。下壳2101两端可分别设置缺口，两齿条分别从对应缺口伸出。

一些实施例中，松紧调节装置还可以包括上壳2102，上壳和下壳组成容纳空间，上述图1-4所示的结构可设置于该容纳空间。例如，上壳相对两侧可设置上开口和/或下开口；调节轮为拨轮时，拨轮的上侧和/或下侧可从上开口和/ 或下开口露出。

另外一方面，本申请一些实施例还提供一种头戴显示设备(图中未示出)，该头戴显示设备包括显示部和佩戴部，佩戴部包括松紧调节装置，该松紧调节装置可以采用上述任一实施例或者两个或两个以上实施例结合的结构。

需要说明的是，该头戴显示设备可以是虚拟现实头戴显示设备、增强现实头戴显示设备或者混合显示头戴显示设备。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种松紧调节装置，包括齿轮以及啮合在所述齿轮相对两侧的第一齿条和第二齿条，其特征在于，所述松紧调节装置还包括与所述齿轮同轴设置的齿条固定板、棘轮固定板、调节轮以及若干棘轮齿；其中，

所述棘轮固定板与所述棘轮齿依次套设在所述齿轮上；

所述棘轮齿包括第一边及与所述第一边成一定夹角的第二边，所述第一边的顶端设有卡齿，所述卡齿与所述齿条固定板的内侧齿相抵；所述棘轮齿还包括弹性部，所述弹性部与所述棘轮固定板相抵；

所述调节轮包括转轴，所述棘轮固定板和所述齿条固定板依次套设在所述转轴上。

2.根据权利要求1所述的松紧调节装置，其特征在于，所述棘轮齿的所述第一边与所述第二边的连接处设置第一通孔，所述棘轮齿通过所述第一通孔套设在所述齿轮的定位柱上。

3.根据权利要求2所述的松紧调节装置，其特征在于，所述棘轮齿为L型结构，所述第一边为L型结构的长边、所述第二边为L型结构的短边。

4.根据权利要求3所述的松紧调节装置，其特征在于，所述棘轮固定板包括底盘和棘轮本体，所述棘轮本体上周向均匀设置若干凸块；相邻两凸块之间设置第二通孔、所述棘轮固定板通过所述第二通孔套设在所述齿轮的定位柱上；

所述棘轮齿的弹性部设置在所述第一边的外侧并与所述凸块相抵；

所述棘轮齿的第二边靠近所述凸块，并与所述凸块的侧边平行、和/或垂直于所述棘轮本体。

5.根据权利要求4所述的松紧调节装置，其特征在于，所述底盘和所述棘轮本体均为中空圆柱体，所述底盘和所述棘轮本体同轴设置且所述棘轮本体的截面直径小于所述底盘的截面直径。

6.根据权利要求5所述的松紧调节装置，其特征在于，所述齿条固定板包括具有内侧孔的固定板以及凸出于所述固定板的内齿盘、所述内齿盘的内圈上周向均匀设置若干所述内侧齿；

所述内侧孔的直径小于所述内齿盘的直径。

7.根据权利要求1所述的松紧调节装置，其特征在于，所述弹性部设置在所述第二边的外侧。

8.根据权利要求1-7任一项所述的松紧调节装置，其特征在于，所述松紧调节装置还包括：

套设在所述齿轮内的第一单向轴承、以及套设在所述棘轮固定板内的第二单向轴承；其中，所述第一单向轴承与所述第二单向轴承转动方向相反。

9.根据权利要求8所述的松紧调节装置，其特征在于，所述转轴包括远离所述调节轮的第一台阶以及靠近所述调节轮的第二台阶；其中，

所述第一台阶的位置对应所述第一单向轴承、所述第二台阶的位置对应所述第二单向轴承；且，

所述第一台阶的截面直径小于所述第二台阶的截面直径。

10.一种包括松紧调节装置的头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备包括显示部和佩戴部，所述佩戴部包括所述松紧调节装置；其中，

所述松紧调节装置为如权利要求1-9任一项所述的松紧调节装置。

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