一种头带调节装置及头戴设备的制作方法

1.本发明属于头戴设备技术领域，尤其涉及一种轻量的头带调节装置及头戴设备。


背景技术：

2.近年来，随着科技的进步，虚拟现实(vr，virtual reality)和增强现实(ar，augmented reality)技术逐渐被用户和市场接受，成为了驱动科技创新和显示技术革新的又一引擎。
3.在现有的技术中，vr和ar技术一般依托于头戴设备来实现。而现有头戴设备作为集成度非常高的高新技术产品，在设计时除了要关注佩戴的舒适性之外，还要关注整个产品的重量以及体积。目前产品都在向小型化、轻量化方向发展，这给产品的设计带来新的挑战。
4.目前的ar/vr头带调节机构体积过大，阻碍了头戴产品向小型化、轻量化方向的发展。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种头带调节装置及头戴显示设备，其体积小，便于头戴产品向小型化、轻量化方向的发展。
6.为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种头带调节装置，包括壳体、转动安装在所述壳体内的同步齿轮以及两个调节齿条；至少部分所述调节齿条伸入所述壳体内并与所述同步齿轮啮合传动；其特征在于，至少一个所述调节齿条上设置有棘齿条结构，所述壳体上滑动安装有单向锁止结构，其中，所述头带调节装置至少包括锁止状态和解锁状态，
7.滑动至锁止位进入所述锁止状态时，所述单向锁止结构与所述棘齿条结构啮合实现单向锁止；
8.滑离所述锁止位进入所述解锁状态时，所述单向锁止结构与所述棘齿条结构脱离；
9.所述壳体上还设有弹性复位结构，所述弹性复位结构用于提供至少使所述单向锁止结构具有朝向所述锁止位运动趋势的弹性复位力。
10.进一步，所述单向锁止结构包括导向杆和与所述导向杆固定连接的操作钮；所述导向杆上安装有固定块，所述固定块上设有至少一个用于所述棘齿条结构中的棘齿槽相配合以进行单向限位的挡块。
11.进一步，所述壳体内安装有安装座；所述导向杆滑动安装在所述安装座上，所述弹性复位结构设置在所述安装座上，一端与所述固定块抵接。
12.进一步，所述安装座或/和所述固定块上设有与所述弹性复位结构相适配的安装槽。
13.进一步，位于所述同步齿轮下方的所述调节齿条的下端设有所述棘齿条结构；或
者，位于所述同步齿轮上方的所述调节齿条的上端设有所述棘齿条结构。
14.进一步，所述棘齿条结构中的棘齿槽包括平面槽底、与所述平面槽底垂直的平面槽侧壁以及斜面槽侧壁；所述斜面槽侧壁与所述平面槽底之间的夹角为钝角。
15.进一步，所述头带调节装置还包括头带，所述调节齿条与所述头带的端部连接；所述壳体内设有用于对所述头带的运动进行导向限位的头带导向件。
16.进一步，所述壳体内设有齿条导向件；所述齿条导向件具有供所述调节齿条穿过且对其运动进行避让的凹槽，且所述齿条导向件与所述调节齿条之间设置有导向结构。
17.进一步，所述导向结构包括导向滑槽和与所述导向滑槽相适配的凸起；
18.所述导向滑槽设置于所述调节齿条的侧部，所述凸起设置于所述齿条导向件上；或者，所述导向滑槽设置于所述齿条导向件上，所述凸起设置于所述调节齿条的侧部。
19.本发明实施例还提供了一种头戴设备，包括上述的头带调节装置。
20.由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
21.本发明中的头带调节装置，包括壳体、转动安装在壳体内的同步齿轮以及两个调节齿条；至少部分调节齿条伸入壳体内并与同步齿轮啮合传动；至少一个调节齿条上设置有棘齿条结构，其中，头带调节装置至少包括锁止状态和解锁状态，滑动至锁止位进入锁止状态时，单向锁止结构与棘齿条结构啮合实现单向锁止；滑离锁止位进入解锁状态时，单向锁止结构与棘齿条结构脱离；壳体上还设有弹性复位结构，弹性复位结构用于提供恒使单向锁止结构具有朝向锁止位运动趋势的弹性复位力。头戴设备包括上述的头带调节装置。
22.佩戴后，滑动至锁止位进入锁止状态时的单向锁止结构与棘齿条结构相配合、调节齿条仅单向移动方向，反向锁紧，此时只能进行头带收紧调节；摘下时，沿滑动方向操纵单向锁止结构滑离锁止位进入解锁状态时，单向锁止结构与棘齿条结构解除配合、调节齿条移动方向不受限，此时可进行头带收紧和松开调节。
23.综上所述，本发明相比现有技术中而言，结构简单，占用空间小，便于头戴产品向小型化、轻量化方向的发展。
附图说明
24.图1是本发明头戴设备的结构分解图；
25.图2是图1中第一种头带调节装置的结构示意图(隐藏壳体)；
26.图3是图2中单向锁止结构的结构示意图；
27.图4是图2中齿条导向件和调节齿条的结构示意图；
28.图5是图2中单向锁止结构处于单向锁止时的状态参考图；
29.图6是图5的后视图；
30.图7是图2中单向锁止结构处于解锁时的状态参考图；
31.图8是图7的后视图；
32.图9是第二种头带调节装置在单向锁止时的状态参考图；
33.图10是第二种头带调节装置在解锁时的状态参考图；
34.图中：1
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壳体，11
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第一壳体，12
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第二壳体，13
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安装座，14
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转轴，15
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同步齿轮，16
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头带导向件，17
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齿条导向件，2
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左头带，3
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右头带，4
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左调节齿条，41
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棘齿条结构，42
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棘齿槽，5
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右调节齿条，6
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单向锁止结构，61
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操作钮，62
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导向杆，63
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固定块，631
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安装槽，64
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挡
块，7
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自复位弹簧，8
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导向结构，81
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导向滑槽，82
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凸起，9
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主机。
具体实施方式
35.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，本发明描述的实施例仅仅是为了便于简化描述，不能理解为对本发明的限制。
36.正常佩戴头戴设备时，头带调节装置位于人体头部后方；为了便于对方案的理解，定义头带调节装置远离人体头部的一侧为后侧，临近人体头部的一侧为前侧；按照正常佩戴时的方位定义上、下、左、右。
37.实施例一：
38.由图1至图4共同所示，本实施例公开了一种头带调节装置；包括壳体1、左头带2和右头带3；壳体1上转动安装有同步齿轮15，左头带2和右头带3的端部分别连接有调节齿条，两个调节齿条从左右两侧分别伸入壳体1内且与同步齿轮15啮合传动；两个调节齿条位于同步齿轮15的上下两侧。其中，同步齿轮15的作用是同步两调节齿条的运动，使左头带2和右头带3等间距运动。其中一个调节齿条上设置有棘齿条结构41，壳体1上滑动安装有单向锁止结构6，头带调节装置至少包括锁止状态和解锁状态，滑动至锁止位进入锁止状态时，单向锁止结构6与棘齿条结构41啮合实现单向锁止，即调节齿条仅可进行单向移动；滑离锁止位进入解锁状态时，单向锁止结构6与棘齿条结构41脱离，即单向锁止结构6与棘齿条结构41解除配合、调节齿条可进行双向移动；壳体1上还设有弹性复位结构；弹性复位结构用于提供至少使单向锁止结构6具有朝向锁止位运动趋势的弹性复位力。弹性复位结构提供的弹性复位力可以有多个方向，但是其中至少一个方向的力使单向锁止结构具有朝向锁止位运动的趋势。
39.还有一些实施例中，左头带2和右头带3为一体结构。
40.本实施例中，壳体1由第一壳体11和第二壳体12构成，第一壳体11和第二壳体12形成容纳腔。第一壳体11上设有转轴14，同步齿轮15转动安装在转轴14上；或者，转轴14转动安装在第一壳体11上，同步齿轮15固定在转轴14上。
41.本实施例中，位于同步齿轮15下方的调节齿条与左头带2通过螺钉固定连接，定义该调节齿条为左调节齿条4；位于同步齿轮15上方的调节齿条与右头带3通过螺钉固定连接，定义该调节齿条为右调节齿条5。左调节齿条4的下端(底部)设有棘齿条结构41(顶部设有与同步齿轮15啮合的齿条结构)，棘齿条结构41包括多个等间距设置的棘齿，相邻两个棘齿之间形成棘齿槽42。棘齿槽42包括平面槽底、与平面槽底垂直的平面槽侧壁以及斜面槽侧壁；斜面槽侧壁与平面槽底之间的夹角为钝角。同一棘齿槽42的斜面槽侧壁到左调节齿条4的左侧固定端(与左头带2的连接端)的距离小于平面槽侧壁到左调节齿条4的左侧固定端的距离，即斜面槽侧壁位于平面槽侧壁的左侧，确保单向锁止时，左调节齿条4可向右运动，实现头带的收紧调节。
42.本实施例中，单向锁止结构6竖向滑动安装在第一壳体11上，包括操作钮61(第一壳体11的顶部设有与操作钮61相适配的安装口)、与操作钮61固定连接的导向杆62，导向杆62上安装有固定块63，固定块63上设有至少一个用于棘齿条结构41中的棘齿槽42相配合以进行单向限位的挡块64(为了确保单向锁止的力度，本实施例挡块64设置为4个)。挡块64包
括与斜面槽侧壁相适配的斜面部和与平面槽侧壁相适配的平面部；当左调节齿条4向右单向移动时，因斜面部和斜面槽侧壁配合(斜面配合原理)可迫使挡块64向下运动，脱离当前棘齿槽42，避让左调节齿条4的向右移动；向左移动时，平面部和平面槽侧壁抵接无法迫使挡块64向下运动，无法避让左调节齿条4的向左移动，进而实现了左调节齿条4向左运动的锁定。
43.本实施例中，壳体1内还安装有呈l型的安装座13，安装座13位于左调节齿条4的下方；导向杆62穿出固定块63的一端滑动安装在安装座13上，自复位弹簧7设置在安装座13上，且一端与固定块63抵接。其中，弹性复位结构优选自复位弹簧7。
44.按压操作钮61前，单向锁止结构6位于锁止位处于锁止状态、挡块64卡入相应的棘齿槽42中，自复位弹簧7处于自由状态；此时仅能进行头带单向收紧调节。向下按压操作钮61使单向锁止结构6滑离锁止位进入解锁状态、挡块64从相应的棘齿槽42中脱出，自复位弹簧7处于压缩状态，此时可进行头带的收紧和松开双向调节。
45.为了防止自复位弹簧7在压缩或拉伸的过程发生扭曲变形，本实施例在安装座13或/和固定块63上设有与自复位弹簧7相适配的安装槽631。
46.为了防止头带在调节过程中发生偏离，影响调节的稳定性；本实施例在第一壳体11上设置两个呈“几”字型的头带导向件16，头带导向件16用于对左头带2或右头带3的运动进行导向限位。
47.同理，为了确保调节齿条在调节过程中运动的稳定性，本实施例在第一壳体11上设置两个呈“几”字型的齿条导向件17；齿条导向件17所具有供两个调节齿条穿过且对其运动进行避让的凹槽，且齿条导向件17与两个调节齿条之间均设置有导向结构8。其中，导向结构8包括导向滑槽81和与导向滑槽81相适配的凸起82。
48.本实施例中，导向滑槽81设置于调节齿条的侧部，凸起82设置于齿条导向件17上；还有一些实施例中，导向滑槽81设置于齿条导向件17上，凸起82设置于调节齿条的侧部。
49.本实施例还公开了一种头戴设备；包括主机9和上述头带调节装置；左头带2和右头带3远离壳体1的一端分别与主机9的对应侧固定连接。左头带2和右头带3为一体结构时，主机9固定在一体结构的安装部上。
50.下面基于头带调节装置在头戴设备上的具体应用，对头带调节装置的调节过程进行简要阐述：
51.由图5至图8共同所示，佩戴头戴设备前，先沿滑动方向向下按压操作钮61，使单向锁止结构6滑离锁止位进入解锁状态，此时单向锁止结构6中的挡块64与棘齿条结构41中相应的棘齿槽42解除配合、自复位弹簧7被压缩，左调节齿条4可进行双向移动，同时同步齿轮15可双向转动、右调节齿条5也可进行双向移动，此时通过抽拉头带将其调节至合适长度后预佩戴到头部；预佩戴后松开单向锁止结构6，在自复位弹簧7的弹性复位力作用下，单向锁止结构6向上运动复位至锁止位进入锁止状态，此时单向锁止结构6中的挡块64与棘齿条结构41中相应的棘齿槽42相配合、左调节齿条4仅可进行向右的单向移动，同时同步齿轮15仅能单向转动、右调节齿条5仅可进行向左的单向移动；推动头带进行头戴的收紧调节，左调节齿条4向右单向移动时，因斜面部和斜面槽侧壁配合可迫使挡块64向下运动，脱离当前棘齿槽42，避让左调节齿条4的向右移动，左调节齿条4的向左移动被锁定；此时无法拉动头带进行头带的松开调节，因此可确保调节后头戴设备的佩戴稳定性。
52.使用完毕需要摘下头戴设备时，沿滑动方向向下按压操作钮61，使单向锁止结构6滑离锁止位进入解锁状态，然后抽拉头带将其调节至合适长度后摘下。
53.实施例二：
54.本实施例二与实施例一的结构和原理基本相同，不同之处在于，实施例一中单向锁止结构6用于直接对左调节齿条4进行单向锁止，本实施例中单向锁止结构6用于直接对右调节齿条5进行单向锁止；下面仅针对不同之处进行详细阐述。
55.如图9和图10共同所示，本实施例中，在右调节齿条5的上端(顶部)设置棘齿条结构41(底部设有与同步齿轮15啮合的齿条结构)，并保证同一棘齿槽42的斜面槽侧壁到右调节齿条5的右侧固定端(与右头带3的固定)的距离小于平面槽侧壁到右调节齿条5的右侧固定端的距离，即斜面槽侧壁位于平面槽侧壁的右侧。确保单向锁止时，右调节齿条5可向左运动，实现头带的收紧调节。
56.其中，单向锁止结构6中的操作钮61由第二壳体12的后侧部(第二壳体12的后侧部设有与操作钮61适配且竖向延伸的避让口)伸出。安装座13设置在右调节齿条5的上方，固定块63上方的导向杆62滑动安装在安装座13上，自复位弹簧7设置于固定块63和安装座13之间。
57.当单向锁止结构6位于锁止位处于锁止状态时，单向锁止结构6与棘齿条结构41相配合、右调节齿条5可进行向左的单向移动；沿滑动方向向上拨动操作钮61，使单向锁止结构6滑离锁止位进入解锁状态时(自复位弹簧7处于压缩状态)，单向锁止结构6与棘齿条结构41解除配合、右调节齿条5可进行双向移动；复位时，自复位弹簧7为处于解锁状态的单向锁止结构6提供朝向锁止位移动的复位力(向下)。具体工作原理参见实施例一，在此不做赘述。
58.除此之外，也可将棘齿条结构41设置在任意一个调节齿条的侧部，基于上述原理，合理布置单向锁止结构6、安装座13和自复位弹簧7；只要能实现“处于锁止位时，单向锁止结构6与棘齿条结构41相配合、调节齿条仅可进行单向移动；沿滑动方向操纵单向锁止结构6滑离锁止位时，单向锁止结构6与棘齿条结构41解除配合、调节齿条可进行双向移动”的任何方案均可。
59.综上所述，本发明的头带调节装置相比现有技术中而言，结构简单，占用空间小，便于头戴产品向小型化、轻量化方向的发展。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。