一种调节机构及头戴显示设备的制作方法

1.本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，特别涉及一种调节机构。本实用新型还涉及一种头戴显示设备。


背景技术：

2.随着虚拟现实、增强现实技术的发展，越来越多的头戴显示设备已得到广泛使用。
3.ar(augmented reality，增强现实)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
4.vr(virtual reality，虚拟现实)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象。
5.为便于佩戴，头戴显示设备通常在设备主体上配置有泡棉支架，而设备主体的中壳内设置有镜片模组。泡棉支架大体呈具有一个柄部的环状结构，利用环状结构箍紧用户的前额、耳侧与后脑勺部位，保证用户佩戴稳固，同时利用柄部结构与中壳连接成一体。
6.然而，由于泡棉支架与中壳固定为一个整体结构，导致泡棉支架在出厂时的参数尺寸与设计角度等参数是固定的，一方面导致泡棉支架与镜片模组的水平距离是固定的，也就是出瞳距离(eye relief，er)固定，对于不同用户而言，其最佳出瞳距离必然是各不相同的，现有技术中的头戴显示设备显然无法满足用户对出瞳距离的个性化调节需求；另一方面导致用户无法调节将头部套入泡棉支架内时的佩戴角度，无法满足不同用户的实际佩戴需求，在佩戴时难以恰当地稳固在用户头部，用户体验不佳。
7.因此，如何实现头戴显示设备的出瞳距离及佩戴角度调节，满足用户对于出瞳距离与佩戴角度的个性化调节需求，提高用户体验，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种调节机构，能够实现头戴显示设备的出瞳距离及佩戴角度调节，满足用户对于出瞳距离与佩戴角度的个性化调节需求，提高用户体验。本实用新型的另一目的是提供一种头戴显示设备。
9.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种调节机构，包括中壳、泡棉支架，还包括可移动地设置于所述中壳内并与所述泡棉支架相连、用于调节所述中壳与所述泡棉支架的水平间距的滑动模组，以及与所述滑动模组相连的连接轴、可旋转地套设于所述连接轴上的旋臂，所述旋臂的末端与所述泡棉支架相连，以带动所述泡棉支架相对所述中壳翻转。
10.优选地，所述连接轴的两端均开设有环槽，所述旋臂分别套设于所述环槽内，且所述环槽的侧壁与所述旋臂的表面紧贴以形成阻尼摩擦。
11.优选地，所述环槽的外侧壁为插设于所述连接轴的端面内的压紧杆的头端，且所述压紧杆的头端端面上设置有用于调节其预紧力的旋钮。
12.优选地，所述环槽的内侧壁面上开设有沿周向延伸的限位槽，且所述旋臂的内侧表面上设置有用于与所述限位槽的两端槽壁抵接以限制其旋转角度范围的抵接块。
13.优选地，所述滑动模组包括与所述中壳的内壁相连的安装支架、设置于所述安装支架表面的导向支架、可滑动地设置于所述导向支架上的滑板，所述滑板与所述连接轴相连，且所述滑板的滑动方向为所述中壳与所述泡棉支架的水平间距方向。
14.优选地，所述导向支架的表面两侧均设置有沿其长度方向延伸、用于与所述滑板的两侧边配合滑动的导向滑轨。
15.优选地，所述导向支架的表面设置有用于与所述滑板的内侧端壁抵接以限制其向内滑动的最大距离的内止挡块、以及与所述滑板的外侧端壁抵接以限制其向外滑动的最大距离的外止挡块。
16.优选地，所述导向支架的表面还设置有向上凸起的弹性片，所述滑板的底面设置有向下凸起、用于与所述弹性片的顶端卡接的若干级停驻槽，且各级所述停驻槽的排列方向平行于所述滑板的滑动方向。
17.优选地，所述弹性片的两端分别连接在所述导向支架的表面，且所述弹性片的中部拱曲成弧形。
18.本实用新型还提供一种头戴显示设备，包括如上述任一项所述的调节机构。
19.本实用新型所提供的调节机构，主要包括中壳、泡棉支架、滑动模组、连接轴和旋臂。其中，中壳为设备主体的主要结构，主要用于安装和容纳其余零部件，泡棉支架与中壳相连，主要用于供用户进行佩戴，环绕固定在头部上。滑动模组设置在中壳内，并连接在中壳与泡棉支架之间，且可在中壳内进行定向移动，主要用于在其移动过程中改变中壳(及其内安装的镜片模组)与泡棉支架之间的水平距离，从而实现出瞳距离的调节。连接轴与滑动模组相连，在滑动模组进行定向移动时，连接轴与其进行同步定向移动。旋臂的首端套设在连接轴上，并且可围绕连接轴进行旋转，同时，旋臂的末端与泡棉支架相连，从而带动泡棉支架一同围绕连接轴进行旋转。当泡棉支架进行旋转运动时，相当于相对中壳进行翻转运动，从而实现泡棉支架在中壳上的翻转角度调节，进而实现额头带环的佩戴角度调节。如此，通过滑动模组在中壳内的定向移动改变中壳与泡棉支架水平间距的方式，可实现头戴显示设备的出瞳距离调节；通过旋臂带动泡棉支架围绕连接轴旋转的方式，可实现头戴显示设备的佩戴角度调节。在需要调节出瞳距离时，用户只需拉动泡棉支架相对中壳进行内外定向移动即可，而在需要调节佩戴角度时，用户只需扳动泡棉支架相对中壳进行顺逆时针翻转即可。综上所述，本实用新型所提供的调节机构，能够实现头戴显示设备的出瞳距离及佩戴角度调节，满足用户对于出瞳距离与佩戴角度的个性化调节需求，提高用户体验。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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。
21.图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
22.图2为图1的结构爆炸图。
23.图3为连接轴与旋臂的装配结构示意图。
24.图4为滑动模组的分解结构示意图。
25.图5为导向支架的具体结构示意图。
26.图6为滑板的具体结构示意图。
27.图7为弹性片与停驻槽的配合结构示意图。
28.其中，图1—图7中：
29.中壳—1，泡棉支架—2，滑动模组—3，连接轴—4，旋臂—5，压紧杆—6，旋钮—7；
30.安装支架—31，导向支架—32，滑板—33，导向滑轨—34，内止挡块—35，外止挡块—36，弹性片—37，停驻槽—38，止推块—39，环槽—41，限位槽—42，抵接块—51，连接板—52。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
32.请参考图1、图2，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的结构爆炸图。
33.在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，调节机构主要包括中壳1、泡棉支架2、滑动模组3、连接轴4和旋臂5。
34.其中，中壳1为设备主体的主要结构，主要用于安装和容纳其余零部件，泡棉支架2与中壳1相连，主要用于供用户进行佩戴，环绕固定在头部上。
35.滑动模组3设置在中壳1内，并连接在中壳1与泡棉支架2之间，且可在中壳1内进行定向往复移动，主要用于在其移动过程中改变中壳1(及其内安装的镜片模组)与泡棉支架2之间的水平距离，即用户在佩戴泡棉支架2后的眼睛与中壳1内的镜片模组的水平距离，从而实现出瞳距离的调节。
36.连接轴4与滑动模组3相连，在滑动模组3进行定向移动时，连接轴4与其进行同步定向移动。旋臂5的首端套设在连接轴4上，并且可围绕连接轴4进行旋转，同时，旋臂5的末端与泡棉支架2相连，从而带动泡棉支架2一同围绕连接轴4进行旋转。当泡棉支架2进行旋转运动时，相当于相对中壳1进行翻转运动，从而实现泡棉支架2在中壳1上的翻转角度调节，进而实现额头带环的佩戴角度调节。
37.如此，通过滑动模组3在中壳1内的定向移动改变中壳1与泡棉支架2水平间距的方式，可实现头戴显示设备的出瞳距离调节；通过旋臂5带动泡棉支架2围绕连接轴4旋转的方式，可实现头戴显示设备的佩戴角度调节。在需要调节出瞳距离时，用户只需拉动泡棉支架2相对中壳1进行内外定向移动即可，而在需要调节佩戴角度时，用户只需扳动泡棉支架2相对中壳1进行顺逆时针翻转即可。
38.综上所述，本实施例所提供的调节机构，能够实现头戴显示设备的出瞳距离及佩
戴角度调节，满足用户对于出瞳距离与佩戴角度的个性化调节需求，提高用户体验。
39.如图3所示，图3为连接轴4与旋臂5的装配结构示意图。
40.为便于旋臂5与连接轴4的旋转连接，本实施例在连接轴4上开设有环槽41，以将旋臂5的首端套设在环槽41内，从而使得旋臂5的首端围绕环槽41进行旋转。同时，旋臂5的末端设置有连接板52，以通过该连接板52与泡棉支架2相连，比如通过螺栓等紧固件等。一般的，考虑到泡棉支架2具有一定宽度，为保证连接稳定以及旋转稳定，旋臂5同时设置有两个，且环槽41同时开设在连接轴4的轴向两端位置，各个旋臂5分别套设在对应的环槽41内。
41.进一步的，为保证用户扳动泡棉支架2进行佩戴角度调节时，泡棉支架2能够停留在任意目标翻转位置处，本实施例中，各个环槽41的侧壁与对应的旋臂5的表面互相紧贴，并经过表面处理形成阻尼摩擦效果。如此设置，旋臂5与环槽41之间相当于存在一定程度的过盈效果，用户需要施加合适的力矩在泡棉支架2上，而旋臂5在环槽41内旋转时受到阻尼效果，可随时悬停在任意旋转位置，从而将泡棉支架2任意停止在目标角度位置。
42.更进一步的，为便于调节环槽41与旋臂5之间的阻尼摩擦效果，以兼顾顺滑旋转和任意停留的目的，本实施例中的环槽41的外侧壁通过压紧杆6的头端进行取代。具体的，压紧杆6沿轴向插设在连接轴4的端面内，且压紧杆6的头端内端面压紧环槽41内的旋臂5的外表面。同时，在压紧杆6的头端端面上还设置有旋钮7，以通过该旋钮7旋紧或旋松压紧杆6与连接轴4的连接程度，进而调节压紧杆6对旋臂5外表面的预紧力和压紧程度，即调节环槽41与旋臂5之间的阻尼摩擦效果。
43.此外，为将泡棉支架2的翻转角度调节范围限制在一个合理范围内，本实施例在环槽41的内侧壁面上还开设有限位槽42，同时在旋臂5的内侧表面上设置有抵接块51。具体的，当旋臂5的首端套设在环套内时，抵接块51也同时置入限位槽42内，并且随着旋臂5的旋转而在限位槽42内同步旋转。同时，该限位槽42在连接轴4上的分布方向为周向，并且具有预设的圆心角范围，从而在抵接块51与限位槽42的两侧槽壁抵接时，限制旋臂5在环槽41内的双向旋转角度范围，进而限制泡棉支架2的翻转角度范围。
44.如图4所示，图4为滑动模组3的分解结构示意图。
45.在关于滑动模组3的一种优选实施例中，该滑动模组3主要包括安装支架31、导向支架32和滑板33。其中，安装支架31设置在中壳1内，并与中壳1的内壁相连，具有沿水平方向分布的板体部分。导向支架32设置在安装支架31的表面上，而滑板33设置在导向支架32的表面上，并且可在导向支架32的表面进行往复滑动运动。同时，滑板33的末端与连接轴4相连，并且滑板33的滑动方向为中壳1与泡棉支架2的水平间距方向。如此设置，当滑板33在导向支架32上进行滑动运动时，即可通过连接轴4带动旋臂5与泡棉支架2进行同步运动，进而实时改变中壳1与泡棉支架2之间的距离，实现出瞳距离调节。
46.一般的，为便于滑板33与连接轴4的连接，本实施例在滑板33的末端设置有螺栓等紧固件，以与连接轴4上开设的平槽部分相连，并且连接轴4的轴向一般垂直于滑板33的滑动方向，同时保持水平状态。
47.如图5所示，图5为导向支架32的具体结构示意图。
48.具体的，本实施例在导向支架32的表面两侧位置均设置有导向滑轨34，以将滑板33的两侧侧边分别安装进导向滑轨34内，使得滑板33可沿着导向滑轨34的长度方向进行往复滑动，以通过导向滑轨34对滑板33的直线运动形成导向作用。一般的，导向滑板33的长度
方向可沿着导向支架32的长度方向或宽度方向延伸，并且平行于出瞳距离的所在直线方向。
49.考虑到出瞳距离的调节范围一般处于较短的距离范围内，本实施例还在导向支架32的表面上设置有内止挡块35和外止挡块36。其中，内止挡块35主要用于与滑板33的内侧端壁形成抵接，以限制滑板33在导向滑轨34上向内(朝中壳1方向)滑动的最大距离，从而限制将出瞳距离调小的最小值。外止挡块36主要用于与滑板33的外侧端壁形成抵接，以限制滑板33在导向滑轨34上向外(朝泡棉支架2方向)滑动的最大距离，从而限制将出瞳距离调大的最大值。考虑到滑板33较宽，内止挡块35和外止挡块36可均设置2个，并且两个内止挡块35分别分布在导向支架32的表面内侧两端，而两个外止挡块36分别分布在导向支架328的表面外侧两端。
50.当然，还可以通过在滑板33的表面设置止推块39的方式，使得止推块39替代其端壁与内止挡块35或外止挡块36进行抵接，同样达到限制滑板33的滑动行程以及出瞳距离的调节范围的目的。
51.如图6所示，图6为滑板33的具体结构示意图。
52.另外，为在调节出瞳距离的过程中给予用户调节距离值的手感反馈，同时便于用户根据估算的调节距离值将出瞳距离固定在目标值，本实施例中通过出瞳距离的有级式调节方式实现上述效果。具体的，本实施例在导向支架32的表面上还设置有弹性片37，同时在滑板33的底面上设置有若干个停驻槽38。
53.如图7所示，图7为弹性片37与停驻槽38的配合结构示意图。
54.其中，弹性片37在导向支架32的表面向上凸起一定高度，而各个停驻槽38在滑板33的底面向下凸起一定距离，使得弹性片37的顶端能够卡接进各个停驻槽38中。同时，各个停驻槽38在滑板33上的排列方向平行于滑板33的滑动方向。如此设置，当滑板33在导向支架32的表面上进行定向滑动时，弹性片37的顶端将卡入某个停驻槽38中，将滑板33暂停在当前滑动位置；而当用户用力拉动泡棉支架2时，拉力传递到滑板33上，使得弹性片37的顶端受到当前停驻槽38的抵接作用力而产生弹性形变，进而脱离当前停驻槽38，将滑板33解锁，待滑板33继续运动一定距离后，弹性片37重新卡入新的停驻槽38内。
55.进一步的，为便于弹性片37卡入停驻槽38以及脱离停驻槽38，在本实施例中，弹性片37的两端分别连接在导向支架32的表面上，同时，弹性片37的中间部位拱弯成弧形，以便在弧形结构的过渡作用下，使弹性片37顺利产生弹性形变。
56.本实施例还提供一种头戴显示设备，主要包括调节机构，其中，该调节机构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。