一種可旋轉自鎖鉸鏈及頭戴設備的製作方法

2023-07-06 00:47:41

本實用新型涉及一種連接鉸鏈，具體涉及一種可旋轉自鎖鉸鏈。本實用新型還涉及一種頭戴設備。

背景技術：

傳統的頭戴式3D眼鏡類產品，前額頭顯部分通常不可旋轉，該類型產品使用過程中存在如下不足之處：

(1)無法調節頭顯部分與眼睛的角度；

(2)需要臨時查看周邊環境時，只能摘下3D眼鏡，操作不方便。

為此，現有技術中出現了前額頭顯部分可旋轉調節的設計，例如中國實用新型專利「一種可調式頭戴顯示器」(CN204302571U)中公開了一種顯示器旋轉調節結構。在顯示器3兩邊連接有兩根支腿2，兩根支腿2的一端與耳機的耳殼支架可轉動連接，具體地，兩根支腿2與耳殼支架連接的端部各設置一環形軸套，頭戴部4與耳殼支架連接的端部設置橫向短軸，環形軸套活套在橫向短軸上，環形軸套位於耳殼支架與頭戴部4端部中間，並可以轉動。為使顯示部的結構簡單，加工方便，支腿2的主體與其一端的環形軸套為一體結構。

該顯示器旋轉調節結構實現了在不摘下3D眼鏡的情況下查看周邊環境，但是對軸套與軸的旋轉結構是沒有任何限制的，顯示器可以任意角度旋轉，旋轉過程中必須用手扶著顯示器，否則可能出現突然下落砸到鼻梁的危險，使用仍然不太方便。

如果軸套與軸採用過盈配合，提高旋轉阻尼防止顯示器自由下落，則不利於旋轉調節，使用較長時間之後旋轉阻尼也會逐漸變小，又趨於旋轉無限制狀態。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本實用新型提供了一種可旋轉自鎖鉸鏈，在旋轉結構中設置了兩個調節齒軸，兩個調節齒軸端部設置有棘齒，棘齒相對安裝，棘齒嚙合時僅允許旋轉結構單方向旋轉調節，從而對旋轉結構實現了可靠限制。

本實用新型同時提供了一種頭戴設備，在綁帶裝置與頭顯裝置連接處設置有可旋轉自鎖鉸鏈，在旋轉調節頭顯裝置的過程中，具備了單方向旋轉調節，反方向旋轉自鎖功能。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種可旋轉自鎖鉸鏈，包括上連接座和下連接座，所述上連接座伸出兩個平行的連接鈕，所述下連接座安裝到兩個連接鈕之間並且間隙配合，所述下連接座和兩個連接鈕上均設置有同軸線的軸孔，所述軸孔中設置有中軸，所述下連接座可圍繞所述中軸旋轉；任意一個所述連接鈕的軸孔中固定有第一調節齒軸，所述下連接座的軸孔中配合固定有第二調節齒軸，所述調節齒軸端部設置有棘齒，兩個調節齒軸通過棘齒嚙合時僅允許所述下連接座單方向旋轉調節；所述下連接座中沿著所述軸孔的軸線方向設置有彈簧，在所述彈簧的彈力作用下兩個調節齒軸嚙合，朝著壓縮所述彈簧的方向推動所述下連接座，使兩個調節齒軸脫離嚙合，所述下連接座可自由旋轉調節。

進一步，所述調節齒軸設置有一段空心軸，所述空心軸前端帶有一圈單向排列的棘齒，後端帶有凸緣，所述凸緣上設置有若干連接孔，採用螺釘分別固定在所述連接鈕和下連接座的軸孔中，所述軸孔中設置有階梯安裝所述調節齒軸。

進一步，所述中軸穿過所述調節齒軸的空心軸，所述彈簧穿套在所述中軸上，所述彈簧兩端分別頂靠所述下連接座和一側的所述連接鈕，對所述下連接座和一側的所述連接鈕形成預緊。

進一步，所述第一調節齒軸的後端設置有L型限位槽，所述中軸端部配合設置有徑向凸柱，所述徑向凸柱卡入所述第一調節齒軸的限位槽中，阻止所述中軸軸向移動，在所述連接鈕的軸孔中，於所述第一調節齒軸外側插入橡膠帽，保持所述中軸與所述第一調節齒軸的連接關係。

進一步，所述橡膠帽上設置有軸向凸柱，所述軸向凸柱插入所述限位槽中阻止所述中軸脫離所述限位槽；所述橡膠帽外圓周面上設置有若干環狀凸緣，與所述軸孔形成過盈配合。

進一步，設置有所述第一調節齒軸的連接鈕，在內側面上設置有若干凹坑，所述下連接座對應設置有若干個凸點，所述凸點和凹坑卡接阻止所述下連接座受重力向下自由旋轉。

進一步，所述上連接座與第一功能部件連接固定，所述下連接座與第二功能部件連接固定，所述第一功能部件位置固定，所述第二功能部件相對第一功能部件上下翻轉調節，所述調節齒軸嚙合時僅允許所述下連接座向下方單方向旋轉調節。

進一步，所述中軸靠近第一調節齒軸的端部設置有凸緣，所述凸緣外徑大於所述第一調節齒軸的空心軸內徑，阻止所述中軸朝向所述彈簧一側軸向移動，在所述連接鈕的軸孔中，於所述第一調節齒軸外側插入橡膠帽，所述橡膠帽與所述軸孔過盈配合，所述橡膠帽內端頂住所述中軸端部，保持所述中軸與所述第一調節齒軸的連接關係。

採用上述結構設置的可旋轉自鎖鉸鏈具有以下優點：

本實用新型中採用了齒狀調節自鎖結構，穩定可靠。

本實用新型中採用了凸點凹孔配合定位固定，觀察外面環境時頭顯裝置可以免除手扶。

本實用新型整體採用合頁鉸鏈結構，結構比較簡單，方便組裝，製造成本較低。

根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種頭戴設備，包括頭顯裝置，頭顯裝置上連接有綁帶裝置，所述綁帶裝置與頭顯裝置連接處設置有以上所述的可旋轉自鎖鉸鏈，所述上連接座與所述綁帶裝置連接固定，所述下連接座與所述頭顯裝置連接固定。

進一步，所述上連接座與所述綁帶裝置、所述下連接座與所述頭顯裝置的連接方式為：通過螺栓組合固定，或者通過膠粘組合固定，或者熱熔組合固定，或者一體注塑製成。

採用上述結構設置的頭戴設備具有以下優點：

與傳統的3D虛擬眼鏡相比，本實用新型具有可翻轉調節、翻轉自鎖性的特點。在用戶想觀察周圍環境時可免除摘眼鏡的動作，方便快捷，也省去了手扶眼鏡的必要，沒有突然下落的危險。

附圖說明

圖1是本實用新型頭戴設備的立體圖，圖中所示為觀看頭顯裝置狀態；

圖2是本實用新型頭戴設備的立體圖，圖中所示為頭顯裝置翻轉狀態；

圖3是本實用新型可旋轉自鎖鉸鏈的分解圖；

圖4是頭戴設備所採用綁帶裝置的立體圖；

圖5是圖4的局部放大視圖；

圖6是頭戴設備所採用頭顯裝置的立體圖；

圖7是圖6的局部放大視圖；

圖8是可旋轉自鎖鉸鏈所採用膠帽的立體圖；

圖9是可旋轉自鎖鉸鏈所採用調節齒軸的立體圖；

圖10是可旋轉自鎖鉸鏈所採用中軸的立體圖；

圖11是可旋轉自鎖鉸鏈所採用中軸、調節齒軸和膠帽的組裝圖；

圖12是可旋轉自鎖鉸鏈所採用下連接座的剖視圖；

圖13是可旋轉自鎖鉸鏈所採用上連接座的剖視圖；

圖14是上連接座和下連接座的組裝圖，圖中還沒有安裝中軸、調節齒軸和膠帽等部件；

圖15是上連接座和下連接座的組裝圖，圖中已經安裝中軸、調節齒軸、彈簧等部件。

圖中：1.綁帶裝置；2.上連接座；2-1.連接板；2-2.連接鈕；2-3.軸孔；2-4.連接鈕；2-5.軸孔；2-6.凹坑；2-7.螺紋孔；3.頭顯裝置；4.下連接座；4-1.軸孔；4-2.凸點；4-3.螺紋孔；5.膠帽；5-1.凸緣；5-2.凸柱；6.第二調節齒軸；7.中軸；7-1.凸柱；8.第一調節齒軸；8-1.空心軸；8-2.棘齒；8-3.凸緣；8-4.連接孔；8-5.限位槽；9.螺釘；10.彈簧。

具體實施方式

本實用新型的設計構思是：

針對現有技術中鉸鏈旋轉結構無限制的技術問題，本實用新型提供了一種可旋轉自鎖鉸鏈，在旋轉結構中設置了兩個調節齒軸，兩個調節齒軸端部設置有棘齒，棘齒相對安裝，棘齒嚙合時僅允許旋轉結構單方向旋轉調節，從而對旋轉結構實現了可靠限制。

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖3、圖4、圖6、圖11所示為本實用新型的實施例之一，在該實施例中，一種可旋轉自鎖鉸鏈，包括上連接座2和下連接座4，上連接座2與第一功能部件(圖1中的綁帶裝置1)連接固定，下連接座4與第二功能部件(圖1中的頭顯裝置3)連接固定，上連接座2伸出兩個平行的連接鈕2-2，分別為連接鈕2-2和連接鈕2-4，下連接座4安裝到兩個連接鈕之間並且間隙配合，下連接座4和兩個連接鈕上均設置有同軸線的軸孔，分別為軸孔4-1、軸孔2-3、軸孔2-5。三個軸孔中穿設了一根中軸7，下連接座4可圍繞中軸7旋轉。

如圖3、圖5、圖13所示，連接鈕2-2的軸孔2-3中固定有第一調節齒軸8，下連接座4的軸孔4-1中配合固定有第二調節齒軸6，這兩個調節齒軸端部設置有棘齒，兩個調節齒軸通過棘齒嚙合時僅允許下連接座4單方向旋轉調節；下連接座4中沿著軸孔4-1的軸線方向設置有彈簧10，在彈簧10的彈力作用下兩個調節齒軸嚙合，朝著壓縮彈簧10的方向推動下連接座4，使兩個調節齒軸脫離嚙合，下連接座4可自由旋轉調節。

在本實施例中，兩個調節齒軸通過棘齒嚙合時僅允許下連接座4單方向向下旋轉調節，根據實際產品需要也可以僅允許下連接座4單方向向上旋轉調節。

下連接座4與兩個連接鈕之間間隙配合，才可以為下連接座4的旋轉提供一個活動空間，也為推動下連接座4提供一個活動距離。

如圖13中所示，兩個連接鈕的軸孔形狀是不同的，即軸孔2-3的形狀和軸孔2-5的形狀是不同的，因為只需要在連接鈕2-2中固定第一調節齒軸8，當然調節齒軸也可以設置在連接鈕2-4中，此時需要對軸孔2-5的形狀做適應性設計，具體形狀如下描述。

如圖12、圖13、圖14所示，連接鈕2-2中的軸孔2-3呈階梯狀，帶有一個階梯，第一調節齒軸8固定在該階梯處；下連接座4中的軸孔4-1呈階梯狀，帶有兩個階梯，軸孔4-1中部直徑小於兩端，第二調節齒軸6固定在一端階梯處，彈簧10頂靠在另一端階梯處。彈簧10兩端分別頂靠下連接座4和連接鈕2-4，對下連接座4和連接鈕2-4形成預緊。

調節齒軸的具體結構以第一調節齒軸8為例說明，第二調節齒軸6的結構可以與第一調節齒軸8的結構完全相同。如圖9、圖10、圖11所示，第一調節齒軸8設置有一段空心軸8-1，空心軸8-1前端帶有一圈單向排列的棘齒8-2，後端帶有凸緣8-3，凸緣8-3上設置有若干連接孔8-4，採用螺釘9固定在連接鈕2-2的軸孔2-3中。第二調節齒軸6也採用螺釘9固定在下連接座4的軸孔4-1中。

由於棘齒的相互咬合作用，以及彈簧10的頂推作用，下連接座4向下旋轉調節時也會受到阻尼，但是對下連接座4施加適當的下壓力即可進行旋轉。

如圖9、圖11所示，第一調節齒軸8的後端設置有L型限位槽8-5，中軸7端部配合設置有徑向凸柱7-1，徑向凸柱7-1卡入第一調節齒軸8的限位槽8-5中，阻止中軸7軸向移動，在連接鈕2-2的軸孔中，於第一調節齒軸8外側插入橡膠帽5，保持中軸7與第一調節齒軸8的連接關係。

由於第二調節齒軸6不需要與中軸7的凸柱7-1連接，所以第二調節齒軸6上可以不設置限位槽，出於製造方便考慮，也為了不增加額外的選擇工作，可以安裝兩個第一調節齒軸8。

如圖8、圖11所示，橡膠帽5上設置有軸向凸柱5-2，軸向凸柱5-2插入限位槽8-5中阻止中軸7脫離限位槽8-5；橡膠帽5外圓周面上設置有若干環狀凸緣5-1，與軸孔2-3形成過盈配合。

可旋轉自鎖鉸鏈的安裝過程如下：

首先將第二調節齒軸6安裝進軸孔4-1中，同時在軸孔4-1中安裝彈簧10。

其次將下連接座4安裝到兩個連接鈕之間，第一調節齒軸8安裝進軸孔2-3中，對齊軸孔4-1、軸孔2-3和軸孔2-5，從軸孔2-3一端穿入中軸7，並且將徑向凸柱7-1與第一調節齒軸8的限位槽8-5卡接。

最後在軸孔2-3中安裝橡膠帽5。

第一功能部件(圖1中的綁帶裝置1)位置固定，第二功能部件(圖1中的頭顯裝置3)相對第一功能部件上下翻轉調節，調節齒軸嚙合時僅允許下連接座4向下方單方向旋轉調節。

當向上方旋轉了第二功能部件之後，為了保持第二功能部件的位置，並且免除手扶動作，連接鈕2-2在內側面上設置有若干凹坑2-6，下連接座4對應設置有若干個凸點4-2，凸點4-2和凹坑2-6卡接阻止下連接座4受重力向下自由旋轉。如果需要第二功能部件向下方旋轉調節，此時手動施加適當的下壓力即可。

實施例2

在本實施例中，與實施例1所不同的是，中軸7靠近第一調節齒軸8的端部設置有凸緣，該凸緣外徑大於第一調節齒軸8的空心軸8-1內徑，阻止中軸7朝向彈簧10一側軸向移動，在連接鈕2-2的軸孔2-3中，於第一調節齒軸8外側插入橡膠帽5，橡膠帽5與軸孔2-3過盈配合，橡膠帽5內端頂住中軸7端部，保持中軸7與第一調節齒軸8的連接關係。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重複描述。

實施例3

如圖1、圖2、圖4、圖6所示為本實用新型的實施例之三，在該實施例中，一種頭戴設備，包括頭顯裝置3，頭顯裝置3上連接有綁帶裝置1，綁帶裝置1與頭顯裝置3連接處設置有實施例1或實施例2中所述的可旋轉自鎖鉸鏈，上連接座2與綁帶裝置1連接固定，下連接座4與頭顯裝置1連接固定。

上連接座2與綁帶裝置1、下連接座4與頭顯裝置3的連接方式為：通過螺栓組合固定，或者通過膠粘組合固定，或者熱熔組合固定，或者一體注塑製成。

可旋轉自鎖鉸鏈的其他結構與實施例1或實施例2中相同，在此不再重複描述。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護範圍內。