CN219642019U - 异形棘轮、长度调节装置以及头戴式设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异形棘轮、长度调节装置以及头戴式设备。所述头戴式设备包括长度调节装置，所述长度调节装置包括异形棘轮，所述异形棘轮包括内轮及外轮，所述外轮包括弧形主体、两个延长臂，两个弯折臂以及两个棘轮齿，两个延长臂及所述弧形主体共同组成一个扇环形件，每一弯折臂的两端分别对应连接至一延长臂的两端，每一弯折臂的中部向所述内轮方向弯折；每一弯折臂与其对应的延长臂围成一限位槽；每一棘轮齿突出于所述延长臂远离所述内轮一侧的表面，且靠近所述延长臂远离所述弧形主体的一端。异形棘轮两齿均与齿套啮合，使得长度调节装置具有防止齿轮逆转的效果。

Description

异形棘轮、长度调节装置以及头戴式设备

技术领域

本实用新型涉及头戴设备领域，特别涉及一种异形棘轮、长度调节装置以及头戴式设备。

背景技术

现有技术中，头戴式智能设备通常是头戴式虚拟现实设备，又叫做虚拟现实眼镜，包括VR眼镜和AR眼镜，是利用计算机仿真技术与传感技术，产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。

为了适应不同用户的头围，需要使得头戴式设备的头带具备尺寸调节功能。现有技术中，头戴式设备的头带尺寸调节存在多种调节方式，其中常用的一种方式是通过齿轮和齿条的传动来调节头带的长度，这种传动结构需要通过控制齿轮的转动来调整齿轮与齿条的相对位置，当用户将头带调整过紧时，用户头部会向头带施加从内而外的压力，使得头带被撑开导致过于松弛。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种异形棘轮、长度调节装置以及头戴式设备，以解决现有长度调节装置难以被双向锁定的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种异形棘轮，所述异形棘轮包括内轮以及外轮。所述内轮为环状件；所述外轮套设于所述内轮外部；所述外轮包括弧形主体、两个延长臂、两个弯折臂以及两个棘轮齿。所述弧形主体连接至所述内轮；每一延长臂连接至所述弧形主体的一端；两个延长臂及所述弧形主体共同组成一个扇环形件，两个延长臂之间形成一个缺口；每一弯折臂的两端分别对应连接至一延长臂的两端，每一弯折臂的中部向所述内轮方向弯折；所述弯折臂与所述延长臂围成一限位槽；每一棘轮齿突出于所述延长臂远离所述内轮一侧的表面，且靠近所述延长臂远离所述弧形主体的一端。

进一步地，在所述异形棘轮纵向剖面上，所述内轮的纵向剖面的中心线形成第一圆形；所述扇环形件的纵向剖面的中心线所处圆形为第二圆形；所述第二圆形与所述第一圆形为同心圆。

进一步地，所述异形棘轮还包括等间距设置的三个以上连接板，每一连接板一端连接至所述内轮的外侧壁，其另一端连接至所述弧形主体的内侧壁。

进一步地，所述扇环形件的纵向剖面为轴对称图形，其对称轴与一连接板的纵向剖面的中心线位于同一直线上。

进一步地，所述弧形主体对应的圆心角为120~180度；每一延长臂对应的圆心角为45~75度；每一弯折臂的弯折部对应的圆心角为30~60度。

进一步地，每一弯折臂包括依次连接的弧面部、平板部及斜面部；所述弧面部连接至所述弧形主体；所述斜面部连接至一延长臂设有棘轮齿的一端。

进一步地，所述异形棘轮还包括连接部，所述连接部连接至所述内轮；所述连接部与所述内轮及所述外轮为一体成型结构。

本实用新型还包括一种长度调节装置，所述长度调节装置包括所述异形棘轮、第一头带、第二头带、齿轮、齿套以及旋转盖体。所述第一头带的顶部设有第一齿条，第二头带的底部设有第二齿条；所述第一齿条向所述第二头带延伸，所述第二齿条向所述第一头带延伸；所述齿轮直接或间接与所述第一齿条和第二齿条啮合；当所述齿轮被转动时，所述第一头带与第二头带的间距发生变化；所述齿轮同轴连接至所述异形棘轮的内轮；所述异形棘轮的棘轮齿能够卡合至所述齿套；所述旋转盖体套设于所述齿套的外部，所述旋转盖体朝向齿套的一侧设有两个限位柱，每一限位柱卡入至所述异形棘轮的一限位槽内。

进一步地，所述的长度调节装置还包括第一从动轮以及第二从动轮。所述第一从动轮设于所述齿轮上方，同时啮合至所述齿轮及所述第一齿条；所述第二从动轮，设于所述齿轮下方，同时啮合至所述齿轮及所述第二齿条。

本实用新型还包括一种头戴式设备，所述头戴式设备包括所述长度调节装置以及盒体。所述头带的两端设于所述盒体内，所述盒体一侧壁的中部设有通孔；所述齿套固定至所述盒体，所述齿套包括一套管，穿过所述通孔，延伸至所述第一齿条与所述第二齿条之间；所述齿轮可转动式安装至所述套管；所述异形棘轮的连接部穿过所述套管，同轴连接至所述齿轮。

本实用新型的优点在于，在头戴式设备的头带内设置长度调节装置，在长度调节装置包括旋转盖体、异形棘轮、齿轮及齿条。当用户用手转动旋转盖体时，齿轮与齿条的相对位置被调整，头带的长度变大或变小；当旋转盖体不被外力转动时，异形棘轮将齿轮锁住，使得头带的长度维持不变。在无外力影响的情况下，本实用新型可以有效防止齿轮被顺时针或逆时针转动，从而确保头带的松紧度适宜。

附图说明

图1为本实用新型中的头戴式设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型中的头戴式设备内部的结构示意图；

图3为本实用新型中的长度调节装置的爆炸图；

图4为本实用新型中的长度调节装置的局部结构示意图；

图5为本实用新型中的长度调节装置的横向剖面图；

图6为本实用新型中的异形棘轮的结构示意图；

图7为本实用新型中的异形棘轮的纵向截面图；

图8为本实用新型中的齿套的结构示意图；

图9为本实用新型中的齿套与异形棘轮啮合的结构示意图；

图10为本实用新型中的旋转盖的结构示意图。

图中标号如下：

1盒体，2长度调节装置，3第一头带，4第二头带，

21异形棘轮，22齿套，23旋转盖体，24齿轮，

25第一从动轮，26第二从动轮，27第一齿条，28第二齿条，

211内轮，212外轮，213连接板，214扇环形件,215缺口,

221套管，231第一限位柱，232第二限位柱，

2121弧形主体，2122第一延长臂，2123第二延长臂，

2124第一弯折臂，2125第二弯折臂，2126第一棘轮齿，

2127第二棘轮齿，2128第一限位槽，2129第二限位槽。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的优选实施例，用以举例证明本实用新型可以实施，这些实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本实用新型的技术内容，使得本实用新型的技术内容更加清楚和便于理解。然而本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的部件以相似数字标号表示。本实用新型所提到的方向用语，例如，上、下、前、后、左、右、内、外、上表面、下表面、侧面、顶面、底部、前端、后端、末端等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本实用新型，而不是用来限定本实用新型的保护范围。

如图1或图2所示，本实施例提供一种头戴式设备，具体为一种VR眼镜或AR眼镜或MR眼镜，当用户将该头戴式设备戴在头上时，以人脸朝向为前方。

头戴式设备包括盒体1、长度调节装置2、第一头带3以及第二头带4。第一头带3、第二头带4的一端通过盒体1内的长度调节装置2彼此连接，第一头带3以及第二头带4远离于盒体1的另一端可以用来安装XR眼镜（VR或AR或MR）的显示设备以及XR主机。

当所述头戴式设备被用户戴在头上时，用户脸部朝向前方。以盒体1朝向用户后方的一面为盒体正面，盒体1左右两个侧壁各设有一个缺口，第一头带3以及第二头带4分别贯穿这两个缺口连接至长度调节装置2，长度调节装置2能够调节第一头带3以及第二头带4之间的距离，实现头戴式设备的长度调节功能。

盒体1内部包括一个空腔，长度调节装置2固定安装至盒体1内部，盒体1朝向用户后方的侧壁的中部设有一个圆形通孔，旋转盖体23设于盒体1的圆形通孔处。用户能够通过转动旋转盖体23来驱动长度调节装置2，长度调节装置2分别连接第一头带3及第二头带4，长度调节装置2能够通过调节第一头带3与第二头带4之间的距离来调节头戴式设备的尺寸。所以，用户能够通过转动旋转盖体23来控制头戴式设备的尺寸变化。

如图1~图3所示，长度调节装置2包括齿轮24、异形棘轮21、齿套22以及旋转盖体23。

如图1或图2或图4所示，长度调节装置2还包括设于齿轮24上方的第一从动轮25以及设于齿轮24下方的第二从动轮26，第一从动轮25以及第二从动轮26安装至盒体1朝向用户后方的侧壁内侧。第一头带3的顶部设有第一齿条27，向第二头带4延伸，第二头带4的底部设有第二齿条28；向第一头带3延伸；第一从动轮25设于齿轮24上方，同时啮合至齿轮24及第一齿条27；第二从动轮26设于齿轮24下方，同时啮合至齿轮24及第二齿条28。当齿轮24被转动时，第一头带3与第二头带4的间距发生变化。

如图5所示，齿轮24同轴连接至异形棘轮21的内轮，使得异形棘轮21转动时能够驱动齿轮24转动。当异形棘轮21停止转动时，异形棘轮21上的齿卡合至齿套22，异形棘轮21被齿套22锁定，实现防止齿轮逆转的效果。旋转盖体23套设于齿套22的外部，旋转盖体23能够驱动异形棘轮21旋转。

如图3或图6所示，异形棘轮21包括内轮211及外轮212。异形棘轮21还包括等间距设置的三个连接板213，每一连接板213一端连接至内轮211的外侧壁，其另一端连接至外轮212的内侧壁。

内轮具体为一个旋转轴，使得异形棘轮21与齿轮24同轴连接。异形棘轮21还包括连接部214，连接部214连接至内轮211；连接部214与内轮211及外轮212为一体成型结构。

如图7所示，外轮212还包括弧形主体2121、第一延长臂2122、第二延长臂2123、第一弯折臂2124、第二弯折臂2125、第一棘轮齿2126、第二棘轮齿2127。

如图3或图7所示，弧形主体2121连接至内轮211，弧形主体2121对应的圆心角为120~180度；第一延长臂2122连接至弧形主2121体的一端，第二延长臂2123连接至弧形主体2121的另一端，每一延长臂对应的圆心角为45~75度；第一延长臂2122、第二延长臂2123以及弧形主体2121共同组成一个扇环形件214，第一延长臂2122与第二延长臂2123之间形成一个缺口215；第一弯折臂2124的两端分别对应连接至第一延长臂2122的两端，第二弯折臂2125的两端分别对应连接至第二延长臂2123的两端，每一弯折臂的弯折部对应的圆心角为30~60度，第一弯折臂2124与第二弯折臂2125的中部向内轮211方向弯折，每一弯折臂包括依次连接的弧面部、平板部及斜面部，弧面部连接至弧形主体2121，斜面部连接至一延长臂2122或2123 设有棘轮齿的一端。第一弯折臂2124与第一延长臂2122围成第一限位槽2128，第二弯折臂2125与第二延长臂2123围成第二限位槽2129；第一棘轮齿2126突出于第一延长臂2122远离内轮211一侧的表面，且靠近第一延长臂2122远离弧形主体2121的一端，第二棘轮齿2127突出于第二延长臂2123远离内轮211一侧的表面，且靠近第二延长臂2123远离弧形主体2121的一端。

当第一延长臂2122与第二延长臂2123朝向内轮211弯折时，第一棘轮齿2126与第二棘轮齿2127脱离齿套22，所以第一棘轮齿2126与第二棘轮齿2127设于第一延长臂2122与第二延长臂2123远离于弧形主体2121的一端。

在异形棘轮21的纵向剖面上，内轮211的纵向剖面的中心线形成第一圆形；扇环形件214的纵向剖面的中心线所处圆形为第二圆形；第二圆形与第一圆形为同心圆。扇环形件214的纵向剖面为轴对称图形，其对称轴与位于中间的一个连接板的纵向剖面的中心线位于同一直线上。

如图4或图8所示，齿套22包括一套管221，套管221延伸至第一齿条27与第二齿条28之间；齿轮24可转动式安装至套管221。

如图3或图7或图9所示，异形棘轮21的第一棘轮齿2126与第二棘轮齿2127能够卡合至齿套22中，连接部214穿过套管221，同轴连接至齿轮24。

如图3或图7或图10所示，旋转盖体23上设有第一限位柱231以及第二限位柱232，第一限位柱231插入至第一限位槽2128靠近第一棘轮齿2126的一端，第二限位柱232插入至第二限位槽2129靠近第二棘轮齿2127的一端。旋转盖体23的中部还设有一个固定装置，用于将旋转盖体23可转动式固定连接至异形棘轮21。

若顺时针转动旋转盖体23，此时第一限位柱231与第二限位柱232也以旋转盖体23的圆心做顺时针转动。第一限位柱231向第一弯折臂2124施加朝向内轮211的压力，由于第一弯折臂2124与第一延长臂2122皆具有弹性，它们接下来将发生形变并朝向内轮211发生弯曲，第二限位柱232将由第二限位槽2129的上端向下端移动。由于第一弯折臂2124与第一延长臂2122形变弯曲，第一棘轮齿2126从齿套22上脱落，第一棘轮齿2126与齿套22不再啮合，第二限位柱232此时位于第二限位槽2129的下端，由于转动还在继续，第二限位柱232向弧形主体2121施加向顺时针方向转动的力，此时第二棘轮齿2127与齿套22仍为啮合状态，所以齿套22向第二棘轮齿2127施加反作用力。接着转动力超过了齿套22与第二棘轮齿2127相互啮合的力，使得第二棘轮齿2127滑动至齿套22顺时针方向的下一个齿槽中，并发出清脆的响声。

然后，若用户仍继续转动旋转盖体23，则异形棘轮21继续转动，若用户停止转动旋转盖体23，则第一限位柱231与第二限位柱232复位，重新移动至第一限位槽2128与第二限位槽2129的上端，第一棘轮齿2126也重新卡合至齿套22的齿槽中。

若要逆时针转动旋转盖体23，此时第一限位柱231与第二限位柱232也以旋转盖体23的圆心做逆时针转动。第二限位柱232向第二弯折臂2125施加朝向内轮211的压力，由于第二弯折臂2125与第二延长臂2123皆具有弹性，它们接下来将发生形变并朝向内轮211发生弯曲，第一限位柱231将由第一限位槽2128的上端向下端移动。由于第二弯折臂2125与第二延长臂2123形变弯曲，第二棘轮齿2127从齿套22上脱落，第二棘轮齿2127与齿套22不再啮合，第一限位柱231此时位于第一限位槽2128的下端，由于转动还在继续，第一限位柱231向弧形主体2121施加向顺时针方向转动的力，此时第一棘轮齿2126与齿套22仍为啮合状态，所以齿套22向第一棘轮齿2126施加反作用力。接着转动力超过了齿套22与第一棘轮齿2126相互啮合的力，使得第一棘轮齿2126滑动至齿套22顺时针方向的下一个齿槽中，并发出清脆的响声。

然后，若用户仍继续转动旋转盖体23，则异形棘轮21继续转动，若用户停止转动旋转盖体23，则第一限位柱231与第二限位柱232复位，重新移动至第一限位槽2128与第二限位槽2129的上端，第一棘轮齿2126也重新卡合至齿套22的齿槽中。

上述运动实现了通过控制转动旋转盖体23，从而控制异形棘轮21转动的过程。用户在转动旋转盖体23的过程中，每调整一个齿位，就会听到一声清脆的响声，因此，用户可以根据声音判断头戴式设备的尺寸调整量。

如图1或图3或图7或图10所示，本产品的防止齿轮逆转的特点体现如下。若将头戴式设备戴在头上，头部会对头带施加压力，压力的方向是由头带内侧朝向头带外侧，头带的张力使得第一头带3与第二头带4相互远离，但是第一头带3以及第二头带4固定连接至长度调节装置2，第一头带3与第二头带4无论是聚合还是远离的必要条件是异形棘轮21发生转动，但是常态下第一棘轮齿2126以及第二棘轮齿2127与齿套22啮合，头部施加的张力所转化的异形棘轮21的转动力小于两齿的啮合作用力，从而使得本产品具有防止齿轮逆转的特点，同时常态下异形棘轮21的第一棘轮齿2126与第二棘轮齿2127均与齿套22啮合，在不转动旋转盖体23使第一棘轮齿2126或第二棘轮齿2127脱离的情况下，异形棘轮21顺时针和逆时针方向上的转动都是被禁止的。使得本产品的长度调节装置2具有双向防止齿轮逆转的特点。

在实际运用情景中，用户若想调节头戴式设备的大小，需要转动旋转盖体23，若顺时针转动旋转盖体23，此时第一限位柱231与第二限位柱232也以旋转盖体23的圆心做顺时针转动。第一限位柱231向第一弯折臂2124施加朝向内轮211反向的压力，由于第一弯折臂2124与第一延长臂2122皆具有弹性，它们接下来将发生形变并朝向内轮211发生弯曲，第二限位柱232将由第二限位槽2129的上端向下端移动。接着第一弯折臂2124与第一延长臂2122形变弯曲，第一棘轮齿2126从齿套22上脱落，第一棘轮齿2126与齿套22不再啮合，第二限位柱232此时位于第二限位槽2129的下端。接着转动力超过了齿套22与第二棘轮齿2127相互啮合的力，使得第二棘轮齿2127滑动至齿套22顺时针方向的下一个齿槽中，并发出清脆的响声。若用户停止转动旋转盖体23，则第一限位柱231与第二限位柱232复位，重新移动至第一限位槽2128与第二限位槽2129的上端，第一棘轮齿2126也重新卡和至齿套22的齿槽中。当第一棘轮齿2126与第二棘轮齿2127卡和至齿套22的齿槽中时，需要使得第一棘轮齿2126以及第二棘轮齿2127同时脱离齿槽的力就会变大，使得常态下长度调节装置2具有自动锁紧的效果。

本实用新型的优点在于，在头戴式设备的头带内设置长度调节装置，在长度调节装置包括旋转盖体、异形棘轮、齿轮及齿条。当用户用手转动旋转盖体时，齿轮与齿条的相对位置被调整，头带的长度变大或变小；当旋转盖体不被外力转动时，异形棘轮将齿轮锁住，使得头带的长度维持不变。在无外力影响的情况下，本实用新型可以有效防止齿轮被顺时针或逆时针转动，从而确保头带的松紧度适宜。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种异形棘轮，其特征在于，包括：

内轮，其为环状件；

外轮，套设于所述内轮外部；所述外轮包括：

弧形主体，连接至所述内轮；

两个延长臂，每一延长臂连接至所述弧形主体的一端；两个延长臂及所述弧形主体共同组成一个扇环形件，两个延长臂之间形成一个缺口；

两个弯折臂，每一弯折臂的两端分别对应连接至一延长臂的两端，每一弯折臂的中部向所述内轮方向弯折；每一弯折臂与其对应的延长臂围成一限位槽；以及

两个棘轮齿，每一棘轮齿突出于所述延长臂远离所述内轮一侧的表面，且靠近所述延长臂远离所述弧形主体的一端。

2.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，

在所述异形棘轮纵向剖面上，

所述内轮的纵向剖面的中心线形成第一圆形；

所述扇环形件的纵向剖面的中心线所处圆形为第二圆形；

所述第二圆形与所述第一圆形为同心圆。

3.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，还包括

等间距设置的三个以上连接板，每一连接板一端连接至所述内轮的外侧壁，其另一端连接至所述弧形主体的内侧壁。

4.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，

所述扇环形件的纵向剖面为轴对称图形，其对称轴与一连接板的纵向剖面的中心线位于同一直线上。

5.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，

所述弧形主体对应的圆心角为120~180度；

每一延长臂对应的圆心角为45~75度；

每一弯折臂的弯折部对应的圆心角为30~60度。

6.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，

每一弯折臂包括依次连接的弧面部、平板部及斜面部；

所述弧面部连接至所述弧形主体；

所述斜面部连接至一延长臂设有棘轮齿的一端。

7.如权利要求1所述的异形棘轮，其特征在于，还包括

连接部，连接至所述内轮；所述连接部与所述内轮及所述外轮为一体成型结构。

8.一种长度调节装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-7中任一项所述的异形棘轮；

第一头带，其顶部设有第一齿条；

第二头带，其底部设有第二齿条，向所述第一头带延伸；所述第一齿条向所述第二头带延伸；

齿轮，直接或间接与所述第一齿条和第二齿条啮合；当所述齿轮被转动时，所述第一头带与第二头带的间距发生变化；所述齿轮同轴连接至所述异形棘轮的内轮；

齿套，所述异形棘轮的棘轮齿能够卡合至所述齿套；以及

旋转盖体，套设于所述齿套的外部，所述旋转盖体朝向齿套的一侧设有两个限位柱，每一限位柱卡入至所述异形棘轮的一限位槽内。

9.如权利要求8所述的长度调节装置，其特征在于，还包括

第一从动轮，设于所述齿轮上方，同时啮合至所述齿轮及所述第一齿条；以及

第二从动轮，设于所述齿轮下方，同时啮合至所述齿轮及所述第二齿条。

10.一种头戴式设备，其特征在于，包括

如权利要求8或9所述的长度调节装置；以及

盒体，所述头带的两端设于所述盒体内，所述盒体一侧壁的中部设有通孔；

所述齿套固定至所述盒体，所述齿套包括一套管，穿过所述通孔，延伸至所述第一齿条与所述第二齿条之间；

所述齿轮可转动式安装至所述套管；

所述异形棘轮的连接部穿过所述套管，同轴连接至所述齿轮。