CN110703446B - 一种vr、ar或mr眼镜用转轴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VR、AR或MR眼镜用转轴，涉及头戴式智能交互设备技术领域，包括有上支架和下支架，上支架和下支架铰接有转轴本体，转轴本体与上支架转动配合，且转轴本体与下支架连接有卷包件；卷包件抱设于转轴本体上，且卷包件与转轴本体过盈转动配合；转轴本体的外壁沿其圆周方向开设形成有凹槽，卷包件包覆转轴本体的内壁上延伸形成有弧形包覆部，且弧形包覆部与凹槽过盈包覆并转动配合。在高转动扭转力矩条件下，有利于保持眼镜转轴的前后手感力值的稳定性，进而达到保持使用、佩戴以及交互体验的目的。
Description
技术领域
本发明涉及头戴式智能交互设备技术领域，尤其是涉及一种VR、AR或MR眼镜用转轴。
背景技术
虚拟现实（Virtual Reality），英文简称为VR，是利用电脑设备模拟虚拟三维空间，再运用沉浸式头戴设备，为使用者提供视觉、听觉以及程度上的触觉反馈。
增强现实（Augmented Reality），英文简称为AR，直接通过电脑将画面投射或叠加至现实环境，不再需要沉浸式的虚拟体验，而是直接投射至现实生活场景下，且不需要借助其它互动设备就能与投射的画面进行有效的交互。
混合现实（Mix Reality），英文简称为MR，既包括有增强现实，也包括有增强虚拟，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境，在该可视化环境中，物理和数字对象共存，并实时互动。
现有申请公布号为CN108152964A的中国专利，其公开了一种用于AR、AR或MR的眼镜，包括有两个连接在一起的镜片以及分别设置在两个镜片侧面的支架，每个支架下方设置有与该支架连接的安装盒，且安装盒沿该支架的长度方向延伸设置，且安装盒内设置有显示装置。安装盒内在靠近镜片的一侧设置有第一反射镜，并在安装盒内靠近镜片的一侧对应开设有投射孔，则显示装置发出的光经第一反射镜反射后，从投射孔投射至镜片上。
眼镜的支架与用于安装镜片的框架之间采用转轴连接，使用者在使用或者存储眼镜的过程中需要频繁转动转轴，而现有的VR、AR或者MR眼镜的转轴经过寿命测试后，其转轴力值衰减严重，眼镜转动的手感力值前后偏差较大，影响使用者佩戴或者使用交互眼镜，甚至影响交互使用体验。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种VR、AR或MR眼镜用转轴，卷包件与转轴本体之间的包紧摩擦力作为上支架与下支架的扭转力矩使用，以解决VR/AR/MR眼镜转轴经过长时间转动使用后，手感力值前后偏差的问题，进而达到提高使用者佩戴、使用以及交互体验的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种VR、AR或MR眼镜用转轴，包括有上支架和下支架，所述上支架和下支架铰接有转轴本体，所述转轴本体与上支架转动配合，且所述转轴本体与下支架连接有卷包件；所述卷包件抱设于转轴本体上，且所述卷包件与转轴本体过盈转动配合；所述转轴本体的外壁沿其圆周方向开设形成有凹槽，所述卷包件包覆转轴本体的内壁上形成有弧形包覆部，且所述弧形包覆部与凹槽过盈包覆并转动配合。
通过采用上述技术方案，转轴本体与卷包件相配合实现上支架与下支架的转动配合，即卷包件与转轴本体的包紧摩擦力作为上支架与下支架的转动扭转力矩使用，卷包件包紧于转轴本体外，且卷包件的弧形包覆部与转轴本体的凹槽过盈包覆并转动配合，进一步提高了卷包件与转轴本体的转动扭转力矩。在高转动扭转力矩条件下，有利于保持眼镜转轴的前后手感力值的稳定性，进而达到保持使用、佩戴以及交互体验的目的。
本发明进一步设置为：所述下支架上开设形成有安装槽，所述卷包件延伸形成有安装部，且所述安装部弹性卡接固定于安装槽内。
通过采用上述技术方案，卷包件的安装部弹性卡接安装于下支架的安装槽内，实现了卷包件与下支架的可拆卸安装，既便于前期组装，同时也便于后期的检修维护。
本发明进一步设置为：所述卷包件包括有两抱臂，两所述抱臂一体成型并呈扁平弧型包覆转轴本体，且两所述抱臂构成的开口小于转轴本体的直径。
通过采用上述技术方案，将卷包件设计为两扁平弧型抱臂呈小口抱紧转轴本体的结构，既有利于进一步提高上支架与下支架转动配合的扭转力矩值，同时也有利于提高卷包件与转轴本体转动配合的稳定性。
本发明进一步设置为：所述卷包件采用铁基类材质或不锈钢材质制成，表面硬度HV700~800,表面化学镀镍4~15um,并做封孔处理，且镀镍后300℃去氢处理。
通过采用上述技术方案，镀镍后，卷包件外表面抛光效果好，同时具有较高的硬度，并能在金属表面形成钝化保护膜；封孔处理的目的是为了进一步降低卷包件腐蚀的风险；且镀镍后的去氢处理，是为了去除卷包件内的原子态氢，预防氢脆现象的发生。
本发明进一步设置为：包覆于转轴本体上的所述卷包件的内壁与转轴本体的外壁之间形成有转动间隙。
通过采用上述技术方案，转动间隙的设置是为了平衡由抱紧摩擦力形成的扭转力矩值，即在保持转动手感力值与保持转动顺畅性之间取得平衡，综合提高转轴使用时的体验感受。
本发明进一步设置为：所述转轴本体与上支架插接定位配合，且所述转轴本体靠近上支架的一端形成有限位件，所述限位件抵接于上支架上；所述转轴本体远离上支架的一端与下支架插接转动配合，且所述转轴本体靠近下支架的一端同轴开设形成有卡槽，所述卡槽内弹性卡接安装有限位片，所述限位件与限位片配合连接上支架和转轴本体。
通过采用上述技术方案，限位片与转轴本体的卡槽可拆卸连接固定，且限位片与限位件相配合实现转轴本体与上支架的卡拆卸安装，安装结构简单，便于组装和维修，但具有较好的结构稳定性和结构强度。
本发明进一步设置为：所述下支架上延伸形成有挡板，所述挡板与转轴本体垂直设置，且所述挡板与转轴本体远离下支架的一端转动配合，所述挡板阻挡限位片和卷包件向外脱出。
通过采用上述技术方案，限位片起到限制转轴本体向内脱出的作用，而挡板起到限制卷包件向外脱出的作用，两者相配合提高了转轴结构使用的稳定性。
本发明进一步设置为：所述限位片设置为E型弧片，所述E型弧片包括有三个卡爪，且所述卡爪过盈嵌设于卡槽内。
通过采用上述技术方案，将限位片设置为具有三个卡爪的E型弧片结构，并过盈嵌设于卡槽内，三个卡爪在实现三点稳定夹持的同时，便于使用者安装或者拆卸限位件，具有较好的实用性和使用便利性。
本发明进一步设置为：所述下支架上延伸形成有用于限制转动角度的配合板件，所述配合板件上延伸形成有第一限位块，所述上支架上开设形成有第一限位槽，且所述第一限位块转动嵌设于第一限位槽内。
通过采用上述技术方案，第一限位块与第二限位块相配合起到限制上支架与下支架相对转动角度的作用。
本发明进一步设置为：所述上支架上延伸形成有第二限位块，所述配合板上开设形成有第二限位槽，且所述第二限位块转动嵌设于第二限位槽内。
通过采用上述技术方案，第二限位块与第二限位槽相配合起到进一步限制上支架和下支架相对转动角度的作用，且第一限位块与第二限位块分别位于上支架和转轴本体上，当上支架和下支架相对转动至极限位置时，上述限位结构有利于实现力量的均匀传导和对称式分布。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一：转轴本体与卷包件相配合，在高转动扭转力矩条件下，有利于保持眼镜转轴的前后手感力值的稳定性，进而达到保持使用、佩戴以及交互体验的目的；
其二：第一限位块、第一限位槽相配合以及第二限位块、第二限位槽相配合起到限制上支架和下支架相对转动角度的目的。
附图说明
图1是VR、AR或者MR眼镜用转轴的总体结构示意图；
图2是上支架的结构示意图；
图3是下支架的结构示意图；
图4是转轴本体与卷包件的连接结构示意图；
图5是转轴本体与卷包件转动配合示意图；
图6是转轴本体的结构示意图；
图7是卷包件的结构示意图。
附图标记：1、上支架；11、穿设孔；12、第一限位槽；13、第二限位块；2、下支架；21、配合板件；211、第一限位块；212、第二限位槽；22、挡板；23、安装槽；3、转轴本体；31、限位件；32、卡槽；33、凹槽；4、卷包件；41、安装部；42、抱臂；43、开口；44、弧形包覆部；5、限位片；6、E型弧片；61、卡爪；7、转动间隙。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种VR、AR或MR眼镜用转轴，包括有上支架1和下支架2，上支架1与下支架2铰接有转轴本体3，且转轴本体3与上支架1转动配合，而下支架2连接有卷包件4，并通过卷包件4实现与转轴本体3的转动配合，进而实现上支架1与下支架2的转动配合。
结合图2和图4所示，上支架1上开设形成有供转轴本体3穿设的穿设孔11，穿设孔11为腰型孔，且转轴本体3的形状与穿设孔11的形状相适配。转轴本体3靠近穿设孔11的一端一体形成有限位件31，限位件31为圆型块状结构；当转轴本体3穿设上支架1时，限位件31抵接于上支架1的外侧壁。转轴本体3穿设上支架1后，其远离上支架1的远端同轴开设形成有卡槽32，卡槽32处弹性卡接有限位片5。结合图1和图3所示，下支架2靠近上支架1的一侧形成有与上支架1配合使用的配合板件21，而下支架2远离上支架1的一侧形成有挡板22，配合板件21和挡板22均垂直于转轴本体3，且配合板件21和挡板22均与转轴本体3转动配合，即下支架2形成有与转轴本体3配合使用的近似匚型结构。限位件31、限位片5以及挡板22三者相配合起到连接上支架1、下支架2以及转轴本体3的作用，同时挡板22可限制限位片5和卷包件4向外脱出，提高转轴的使用稳定性。
如图4所示，限位片31设置为具有弹性形变能力的E型弧片6，且E型弧片6包括有三个卡爪61，则向外掰开E型弧片6，其三个卡爪61均可嵌设于卡槽32内，并与卡槽32卡接固定，从而达到限制卷包件4向外脱出以及下支架2与转轴本体3相分离的目的。
结合图2和图3所示，配合板件21上延伸形成有第一限位块211，上支架1上相对应于第一限位块211形成有第一限位槽12，第一限位块211和第一限位槽12均为圆弧状结构，且第一限位块211转动嵌设于相对应的第一限位槽12内，即通过第一限位槽12的开设角度限制第一限位块211的转动角度，从而达到限制上支架1和下支架2相对转动角度的目的。为了达到进一步限制上支架1和下支架2相对转动角度的目的，上支架1上延伸形成有第二限位块13，配合板件21上开设形成有第二限位槽212，第二限位块13和第二限位槽212均为圆弧状结构，且第二限位块13转动嵌设于第二限位槽12内。
结合图3和图4所示，卷包件4抱设于转轴本体3上并与转轴本体3过盈转动配合；下支架2上开设形成有安装槽23，且卷包件4延伸形成有安装部41，则卷包件4可通过安装部41弹性卡接固定于安装槽23内。卷包件4包括有两抱臂42，两抱臂42一体成型并呈扁平弧型结构，且两抱臂42相对设置并构成直径小于转轴本体3直径的开口43，即向外分开卷包件4，并使得卷包件4的两抱臂42包裹转轴本体3的外侧壁，从而实现卷包件4与转轴本体3的转动配合。结合图6和图7所示，转轴本体3的外壁沿其圆周方向开设形成有凹槽33，且卷包件4的两抱臂42包覆转轴本体3的内壁上延伸形成有弧形包覆部44，弧形包覆部44与相对应的凹槽33过盈包覆并转动配合，同时，参照图5所示，包覆于转轴本体3上的卷包件4的内壁与转轴本体3的外壁之间形成有转动间隙7。
卷包件4采用铁基类材质或不锈钢材质制成，表面硬度HV700~800,表面化学镀镍4~15um,并做封孔处理，且镀镍后300℃去氢处理，以提高卷包件4ss的结构强度。
下面结合具体原理对本发明作进一步阐述：
使用者相对转动上支架1和下支架2，并通过卷包件4与转轴本体3的配合实现阻尼式的转动配合，同时卷包件4两抱臂42上的弧形包覆部44与转轴本体3上的凹槽33相配合进一步提高上支架1与下支架2转动配合的阻尼性和耐久性，且第一限位块211与第一限位槽12的配合结构、第二限位块13与第二限位槽212的配合结构两者相结合限制上支架1和下支架2的相对转动角度。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本发明做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：包括有上支架（1）和下支架（2），所述上支架（1）和下支架（2）铰接有转轴本体（3），所述转轴本体（3）与上支架（1）转动配合，且所述转轴本体（3）与下支架（2）连接有卷包件（4）；所述卷包件（4）抱设于转轴本体（3）上，且所述卷包件（4）与转轴本体（3）过盈转动配合；所述下支架（2）上开设形成有安装槽（23），所述卷包件（4）延伸形成有安装部（41），且所述安装部（41）弹性卡接固定于安装槽（23）内；
所述转轴本体（3）的外壁沿其圆周方向开设形成有凹槽（33），所述卷包件（4）包覆转轴本体（3）的内壁上形成有弧形包覆部（44），且所述弧形包覆部（44）与凹槽（33）过盈包覆并转动配合；所述卷包件（4）包括有两抱臂（42），两所述抱臂（42）一体成型并呈扁平弧型包覆转轴本体（3），且两所述抱臂（42）构成的开口（43）小于转轴本体（3）的直径；包覆于转轴本体（3）上的所述卷包件（4）的内壁与转轴本体（3）的外壁之间形成有转动间隙（7）。
2.根据权利要求1所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述卷包件（4）采用铁基类材质或不锈钢材质制成，表面硬度HV700~800,表面化学镀镍4~15um,并做封孔处理，且镀镍后300℃去氢处理。
3.根据权利要求1所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述转轴本体（3）与上支架（1）插接定位配合，且所述转轴本体（3）靠近上支架（1）的一端形成有限位件（31），所述限位件（31）抵接于上支架（1）上；所述转轴本体（3）远离上支架（1）的一端与下支架（2）插接转动配合，且所述转轴本体（3）靠近下支架（2）的一端同轴开设形成有卡槽（32），所述卡槽（32）内弹性卡接安装有限位片（5），所述限位件（31）与限位片（5）配合连接上支架（1）和转轴本体（3）。
4.根据权利要求3所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述下支架（2）上延伸形成有挡板（22），所述挡板（22）与转轴本体（3）垂直设置，且所述挡板（22）与转轴本体（3）远离下支架（2）的一端转动配合，所述挡板（22）阻挡限位片（5）和卷包件（4）向外脱出。
5.根据权利要求4所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述限位片（5）设置为E型弧片（6），所述E型弧片（6）包括有三个卡爪（61），且所述卡爪（61）过盈嵌设于卡槽（32）内。
6.根据权利要求1所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述下支架（2）上延伸形成有用于限制转动角度的配合板件（21），所述配合板件（21）上延伸形成有第一限位块（211），所述上支架（1）上开设形成有第一限位槽（12），且所述第一限位块（211）转动嵌设于第一限位槽（12）内。
7.根据权利要求6所述的一种VR、AR或MR眼镜用转轴，其特征在于：所述上支架（1）上延伸形成有第二限位块（13），所述配合板件（21）上开设形成有第二限位槽（212），且所述第二限位块（13）转动嵌设于第二限位槽（212）内。
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