一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法
一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示器技术领域，具体涉及一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法。
【背景技术】
[0002]目前市面上的头戴式显示器设计不够精细，机构复杂，体积庞大。并且头戴式显示器通常没有考虑眼睛近视用户的使用需求，即使某些头戴式显示器能够实现屈光调节，屈光调节机构也特别复杂，成本很高，此外，现有的头戴式显示器在实现屈光调节时往往不具有自锁功能，或者需要额外设施辅助实现自锁，这也会增加屈光调节方案的成本，严重限制头戴式显示器的发展。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法，以解决现有的头戴式显示器屈光调节结构复杂、成本高的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种传动机构，用于控制第一框架相对于第二框架运动，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，传动机构包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮；
[0006]带锥齿轮的拨轮和传动轴安装在第二框架的一水平框上；
[0007]锥齿轮安装在传动轴上，锥齿轮上的锥齿与带锥齿轮的拨轮上的锥齿相啮合；
[0008]传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；凸轮安装在第二框架的垂直框上，且与传动齿轮相嗤合；
[0009]连接件上设有滚子，凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。
[0010]可选地，滑动槽为渐开线式滑动槽。
[0011]可选地，滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。
[0012]可选地，锥齿轮和传动轴的数量均为两个；
[0013]该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上，且分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0014]可选地，传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮，
[0015]第一传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0016]第二传动齿轮通过固定在第二框架垂直框上的转轴对称安装到第二框架上，且分别与第一传动齿轮和凸轮相嗤合。
[0017]可选地，第一传动齿轮的模数等于第二传动齿轮的模数，且第一传动齿轮的齿数小于第二传动齿轮的齿轮；
[0018]可选地，连接件上开有凹槽，凹槽内设置有与第二框架固定连接的转轴，凸轮通过转轴与第二框架的垂直框固定连接，在滚子沿滑动槽往复运动时，凹槽相对该转轴做直线往复运动。
[0019]可选地，第二框架的一水平框上开有容纳槽，带锥齿轮的拨轮部分容纳在容纳槽内，且通过金属轴固定安装在第二框架的一水平框上。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括如本发明一个方面的传动机构；
[0021]其中，第一框架是用于支撑头戴式显示器显示屏的框架，第二框架是用于支撑头戴式显示器镜片组的框架，由传动机构的拨轮的旋转运动变为第一框架的直线运动，实现头戴式显示器的屈光调节。
[0022]根据本发明的又一方面，还提供了一种头戴式显示器的屈光调节方法，头戴式显示器包括用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，该方法包括:
[0023]在第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴；
[0024]在传动轴上安装锥齿轮，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；
[0025]将传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0026]在第二框架的垂直框上安装凸轮，且凸轮与传动齿轮相啮合；
[0027]在连接件上设有滚子，在凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动第一框架相对于第二框架做直线往复运动，实现头戴式显示器的屈光调
-K-T。
[0028]本发明的有益效果是:传动机构采用齿轮配合传动，凸轮配合实现自锁，达到了传动平稳可靠，自锁简单有效的效果，保证了第一框架相对于第二框架的往复直线运动，实现了变向转动及旋转变直线的运动，并具有自锁功能。另外，将这种传动机构设置在头戴式显示器中能够实现头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户使用，提高了用户使用体验，也节省了产品的成本。
【附图说明】
[0029]图1是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的主视图；
[0030]图2是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的俯视图；
[0031]图3是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的侧视图；
[0032]图4是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架静止状态示意图；
[0033]图5a_5c是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架运动状态示意图；
[0034]图6是本发明一个实施例的与图5a_5c所对应的凸轮工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0035]本发明的核心思想是:针对现有技术中头戴式显示器屈光调节结构复杂成本高的问题，本发明的传动机构能够实现变向传动和旋转变直线运动，通过齿轮传动保证了传动平稳可靠，采用结构简单，容易实现较复杂的运动规律的凸轮机构实现自锁，保证了自锁的简单、高效。并且本发明方案的成本低。
[0036]图1是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的主视图，图2是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的俯视图，图3是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的侧视图；
[0037]参见图1-至图3，采用了本发明提供的传动机构的该头戴式显示器包括:
[0038]用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架11，用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架12。本实施例中，传动机构包括:带锥齿轮的拨轮15、锥齿轮14、传动轴13、传动齿轮16和凸轮17 ；
[0039]带锥齿轮的拨轮15和传动轴13安装在第二框架12的水平框上；
[0040]锥齿轮14安装在传动轴13上，其上的锥齿与带锥齿轮的拨轮15上的锥齿相啮合，实现90°转向传动；
[0041]传动齿轮16通过传动轴13安装到第二框架12的垂直框上；凸轮17安装在第二框架12的垂直框上，且与传动齿轮16相啮合；
[0042]连接件上设有滚子，凸轮17上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。
[0043]在本发明的一个实施例中，在凸轮17上设有滑动槽包括:将滑动槽设置为渐开线式滑动槽。
[0044]本实施例中，滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮17与滚子之间发生自锁。
[0045]凸轮机构是具有曲线轮廓或凹槽，通过高副接触带动从动件(即第一框架上的连接件)沿着设计好的曲线轮廓或凹槽实现预期运动规律的一种高副机构。在本发明的一个实施例中，凸轮上的曲线轮廓为渐开线式滑动槽，通过将凸轮上的凹槽设计成渐开线式滑动槽可以实现第一框架相对于第二框架匀速运动以及实现自锁。具体的自锁条件是滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。即压力角增大到设定值。凸轮机构的压力角是指从动件运动方向与其受力方向所夹的锐角，压力角越大，从动件上方受到的有害分力(阻止从动件运动的力)越大，当压力角增大到一定程度时，有害分力所引起的摩擦力大于有效分力(推动从动件运动的力)，则凸轮与滚子之间将发生自锁。即发生无论加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动的现象。设计时要考虑凸轮机构的压力角和滚子的作用力，进行具体设计。
[0046]在头戴式显示器中使用本发明的传动机构，通过锥齿轮与带锥齿轮的拨轮的配合，实现了 90°转向传动，即由水平方向传动转为垂直方向传动；通过凸轮机构实现了由旋转运动变直线运动以及自锁功能，即由凸轮的旋转转变为第一框架相对于第二框架直线运动。进一步的，第一框架可以是用于支撑显示屏的框架，第二框架是支撑镜片组的框架，通过控制显示屏所在的框架相对于镜片组所在的框架运动，实现了头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户进行调节使用，提升了用户体验。
[0047]参见图1-3，在本发明的一个实施例中，锥齿轮14和传动轴13的数量均为两个；将该两个锥齿轮14分别对称安装在两个传动轴13上且该两个锥齿轮分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。在本发明的其他实施例中，传动机构可以仅包括:一个锥齿轮和一个传动轴，即一个锥齿轮安装到一个传动轴上且锥齿轮与拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0048]在本发明的一个实施例中，传动齿轮包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一传动齿轮的模数等于第二齿轮的模数，且第一传动齿轮的齿数小于第二传动齿轮的齿轮；参见图1-图3，经传动轴13与第二框架12连接的传动齿轮为第一传动齿轮，经转轴与第二框架连接且与凸轮17相啮合的传动齿轮为第二传动齿轮。[0049]需要说明的是，传动齿轮的数量可以根据具体的使用需要进行增减。在本实施例中，第二框架的左右两侧各有两个传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮的模数相等且第一传动齿轮的齿数比第二齿轮的齿数少，采用这样的传动齿轮结构能够实现:通过拨动两圈拨轮，第一框架相对于第二框架运动预定距离例如(6毫米)的效果。在实际应用时应考虑传动比，传动轴到凸轮转轴中心的距离以及欲实现的第一框架的直线运动距离等因素具体选择传动齿轮的数量，对此不做限制。
[0050]参见图2，在本发明的一个实施例中，第二框架的一水平框上(具体是第二框架上面的那个水平框)开有容纳槽1201，带锥齿轮的拨轮15部分容纳在容纳槽1201内，且通过金属轴18固定安装在第二框架12的一水平框上。
[0051]图5a_5c是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架运动状态示意图，图6是本发明一个实施例的与图5a_5c所对应的凸轮工作状态示意图；参见图5a_5c以及图6，其中，图5a是第一框架运动前的状态示意图，参见图5a，第一框架11上的连接件110上的滚子1101距离凸轮17的中心轴距离最近，此时，向左拨动带锥齿轮的拨轮，则滚子1101沿着凸轮17上的渐开线式滑动槽171滑动，并带动连接件110，进而带动第一框架远离第二框架。滚子1101从渐开线式滑动槽171的最右端运动到最左端的过程，也是第一框架逐渐远离第二框架的过程。由于滚子1101和渐开线式滑动槽(凸轮轮廓)171之间为滚动摩擦，可承受较大的载荷。图5b是第一框架运动中的状态示意图；参见图5b，第一框架与第二框架的距离适中。图5c是第一框架运动后的状态示意图，参见图5c第一框架距离第二框架最远。
[0052]在本发明的一个实施例中，参见图5a至图5c，连接件110上开有凹槽1102，凹槽1102内设置有与第二框架12固定连接的转轴，凸轮17通过转轴与第二框架12的垂直框固定连接，在滚子1101沿滑动槽171往复运动时，凹槽1102相对该转轴做直线往复运动。
[0053]与上述采用本发明的传动机构的头戴式显示器相对应的，本发明还提供了一种头戴式显示器屈光调节方法，头戴式显示器包括用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，该方法包括:
[0054]在第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴；
[0055]在传动轴上安装锥齿轮，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；
[0056]将传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0057]在第二框架的垂直框上安装凸轮，且凸轮与传动齿轮相啮合；
[0058]在连接件上设有滚子，在凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动第一框架做直线往复运动，实现头戴式显示器的屈光调节。
[0059]在本发明的一个实施例中，在凸轮上设有滑动槽包括:将滑动槽设置为渐开线式滑动槽，并且滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。
[0060]在本发明的一个实施例中，锥齿轮和传动轴的数量均为两个；
[0061]将该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上且分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0062]在本发明的一个实施例中，传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮；
[0063]第一传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的两个垂直框上；
[0064]第二传动齿轮通过固定在第二框架上的转轴对称安装到第二框架的两个垂直框上，且分别与第一传动齿轮和所述凸轮相嗤合。
[0065]需要说明的是，本发明的这种头戴式显示器的屈光调节方法是和前述的头戴式显示器相对应的，因而该头戴式显示屈光调节方法的实现过程可以参见前述头戴式显示器部分的具体说明，在此不再赘述。
[0066]综上所述，本发明的传动机构采用齿轮配合传动，凸轮配合实现自锁，达到了传动平稳可靠，自锁简单有效的效果，保证了第一框架相对于第二框架的往复直线运动，实现了变向转动及旋转变直线的运动，并具有自锁功能。另外，将这种传动机构设置在头戴式显示器中能够实现头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户使用，提高了用户使用体验，也节省了产品的成本。此外，本发明提供了一种利用上述传动机构实现头戴式显示器屈光调节的方法，实现简单，成本低。
[0067]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种传动机构，用于控制第一框架相对于第二框架运动，其特征在于，所述第一框架通过设置在第一框架上的连接件与所述第二框架连接，所述传动机构包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮； 所述带锥齿轮的拨轮和所述传动轴安装在所述第二框架的一水平框上； 所述锥齿轮安装在所述传动轴上，锥齿轮上的锥齿与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿相啮合； 所述传动齿轮以所述传动轴为轴对称安装到所述第二框架的垂直框上；所述凸轮安装在所述第二框架的垂直框上，且与所述传动齿轮相啮合； 所述连接件上设有滚子，所述凸轮上设有滑动槽，所述滚子卡入所述滑动槽内，并可沿所述滑动槽往复运动，同时带动所述连接件做直线往复运动。2.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述滑动槽为渐开线式滑动槽。3.如权利要求2所述的传动机构，其特征在于，所述滚子沿所述渐开线式滑动槽往复运动过程中当所述滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，所述凸轮与滚子之间发生自锁。4.如权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，所述锥齿轮和所述传动轴的数量均为两个； 该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上且分别与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。5.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮； 所述第一传动齿轮通过传动轴为轴对称安装到所述第二框架的两个垂直框上； 所述第二传动齿轮通过固定在所述第二框架上的转轴对称安装到所述第二框架的两个垂直框上，且分别与所述第一传动齿轮和所述凸轮相啮合。6.如权利要求5所述的传动机构，其特征在于，所述第一传动齿轮的模数等于所述第二传动齿轮的模数，且所述第一传动齿轮的齿数小于所述第二传动齿轮的齿轮。7.如权利要求书I所述的传动机构，其特征在于，所述连接件上开有凹槽，所述凹槽内设置有与所述第二框架固定连接的转轴，所述凸轮通过所述转轴与所述第二框架的垂直框固定连接，在滚子沿所述滑动槽往复运动时，所述凹槽相对该转轴做直线往复运动。8.如权利要求书I所述的传动机构，其特征在于，所述第二框架的一水平框上开有容纳槽，所述带锥齿轮的拨轮部分容纳在容纳槽内，且通过金属轴固定安装在所述第二框架的一水平框上。9.一种头戴式显示器，其特征在于，所述头戴式显示器包括:如权利要求1-8中任一项所述的传动机构； 其中，所述第一框架是用于支撑所述头戴式显示器显示屏的框架，所述第二框架是用于支撑所述头戴式显示器镜片组的框架，由所述传动机构的拨轮的旋转运动变为所述第一框架的直线运动，实现所述头戴式显示器的屈光调节。10.—种头戴式显示器的屈光调节方法，所述头戴式显示器包括用于支撑所述头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑所述头戴式显示器镜片组的第二框架，所述第一框架通过设置在第一框架上的连接件与所述第二框架连接，其特征在于，该方法包括: 在所述第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴； 在所述传动轴上安装锥齿轮，所述锥齿轮与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合； 将所述传动齿轮以所述传动轴为轴对称安装到所述第二框架的垂直框上； 在所述第二框架的垂直框上安装凸轮，且所述凸轮与所述传动齿轮相啮合； 在所述连接件上设有滚子，在所述凸轮上设有滑动槽，所述滚子卡入所述滑动槽内，并可沿所述滑动槽往复运动，同时带动所述第一框架相对于所述第二框架做直线往复运动，实现所述头戴式显示器的屈光调节。
【专利摘要】本发明公开了一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法，该传动机构用于控制第一框架相对于第二框架运动，第一框架通过其上的连接件与第二框架连接，包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮；带锥齿轮的拨轮和传动轴安装在第二框架的一水平框上；锥齿轮安装在传动轴上，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；传动齿轮以传动轴轴对称安装到第二框架的垂直框上；凸轮安装在第二框架垂直框上且与传动齿轮相啮合；连接件上设有滚子，凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。本发明这种技术方案实现了变向传动及旋转变直线运动，传动平稳可靠，结构简单成本低。
【IPC分类】G02B7/00, G02B27/01
【公开号】CN104898279
【申请号】CN201510204169
【发明人】邵保健, 邵光智, 张忠立, 朱松, 杨洋
【申请人】北京小鸟看看科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月23日
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示器技术领域，具体涉及一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法。
【背景技术】
[0002]目前市面上的头戴式显示器设计不够精细，机构复杂，体积庞大。并且头戴式显示器通常没有考虑眼睛近视用户的使用需求，即使某些头戴式显示器能够实现屈光调节，屈光调节机构也特别复杂，成本很高，此外，现有的头戴式显示器在实现屈光调节时往往不具有自锁功能，或者需要额外设施辅助实现自锁，这也会增加屈光调节方案的成本，严重限制头戴式显示器的发展。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法，以解决现有的头戴式显示器屈光调节结构复杂、成本高的问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种传动机构，用于控制第一框架相对于第二框架运动，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，传动机构包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮；
[0006]带锥齿轮的拨轮和传动轴安装在第二框架的一水平框上；
[0007]锥齿轮安装在传动轴上，锥齿轮上的锥齿与带锥齿轮的拨轮上的锥齿相啮合；
[0008]传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；凸轮安装在第二框架的垂直框上，且与传动齿轮相嗤合；
[0009]连接件上设有滚子，凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。
[0010]可选地，滑动槽为渐开线式滑动槽。
[0011]可选地，滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。
[0012]可选地，锥齿轮和传动轴的数量均为两个；
[0013]该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上，且分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0014]可选地，传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮，
[0015]第一传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0016]第二传动齿轮通过固定在第二框架垂直框上的转轴对称安装到第二框架上，且分别与第一传动齿轮和凸轮相嗤合。
[0017]可选地，第一传动齿轮的模数等于第二传动齿轮的模数，且第一传动齿轮的齿数小于第二传动齿轮的齿轮；
[0018]可选地，连接件上开有凹槽，凹槽内设置有与第二框架固定连接的转轴，凸轮通过转轴与第二框架的垂直框固定连接，在滚子沿滑动槽往复运动时，凹槽相对该转轴做直线往复运动。
[0019]可选地，第二框架的一水平框上开有容纳槽，带锥齿轮的拨轮部分容纳在容纳槽内，且通过金属轴固定安装在第二框架的一水平框上。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括如本发明一个方面的传动机构；
[0021]其中，第一框架是用于支撑头戴式显示器显示屏的框架，第二框架是用于支撑头戴式显示器镜片组的框架，由传动机构的拨轮的旋转运动变为第一框架的直线运动，实现头戴式显示器的屈光调节。
[0022]根据本发明的又一方面，还提供了一种头戴式显示器的屈光调节方法，头戴式显示器包括用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，该方法包括:
[0023]在第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴；
[0024]在传动轴上安装锥齿轮，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；
[0025]将传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0026]在第二框架的垂直框上安装凸轮，且凸轮与传动齿轮相啮合；
[0027]在连接件上设有滚子，在凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动第一框架相对于第二框架做直线往复运动，实现头戴式显示器的屈光调
-K-T。
[0028]本发明的有益效果是:传动机构采用齿轮配合传动，凸轮配合实现自锁，达到了传动平稳可靠，自锁简单有效的效果，保证了第一框架相对于第二框架的往复直线运动，实现了变向转动及旋转变直线的运动，并具有自锁功能。另外，将这种传动机构设置在头戴式显示器中能够实现头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户使用，提高了用户使用体验，也节省了产品的成本。
【附图说明】
[0029]图1是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的主视图；
[0030]图2是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的俯视图；
[0031]图3是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的侧视图；
[0032]图4是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架静止状态示意图；
[0033]图5a_5c是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架运动状态示意图；
[0034]图6是本发明一个实施例的与图5a_5c所对应的凸轮工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0035]本发明的核心思想是:针对现有技术中头戴式显示器屈光调节结构复杂成本高的问题，本发明的传动机构能够实现变向传动和旋转变直线运动，通过齿轮传动保证了传动平稳可靠，采用结构简单，容易实现较复杂的运动规律的凸轮机构实现自锁，保证了自锁的简单、高效。并且本发明方案的成本低。
[0036]图1是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的主视图，图2是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的俯视图，图3是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的侧视图；
[0037]参见图1-至图3，采用了本发明提供的传动机构的该头戴式显示器包括:
[0038]用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架11，用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架12。本实施例中，传动机构包括:带锥齿轮的拨轮15、锥齿轮14、传动轴13、传动齿轮16和凸轮17 ；
[0039]带锥齿轮的拨轮15和传动轴13安装在第二框架12的水平框上；
[0040]锥齿轮14安装在传动轴13上，其上的锥齿与带锥齿轮的拨轮15上的锥齿相啮合，实现90°转向传动；
[0041]传动齿轮16通过传动轴13安装到第二框架12的垂直框上；凸轮17安装在第二框架12的垂直框上，且与传动齿轮16相啮合；
[0042]连接件上设有滚子，凸轮17上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。
[0043]在本发明的一个实施例中，在凸轮17上设有滑动槽包括:将滑动槽设置为渐开线式滑动槽。
[0044]本实施例中，滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮17与滚子之间发生自锁。
[0045]凸轮机构是具有曲线轮廓或凹槽，通过高副接触带动从动件(即第一框架上的连接件)沿着设计好的曲线轮廓或凹槽实现预期运动规律的一种高副机构。在本发明的一个实施例中，凸轮上的曲线轮廓为渐开线式滑动槽，通过将凸轮上的凹槽设计成渐开线式滑动槽可以实现第一框架相对于第二框架匀速运动以及实现自锁。具体的自锁条件是滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。即压力角增大到设定值。凸轮机构的压力角是指从动件运动方向与其受力方向所夹的锐角，压力角越大，从动件上方受到的有害分力(阻止从动件运动的力)越大，当压力角增大到一定程度时，有害分力所引起的摩擦力大于有效分力(推动从动件运动的力)，则凸轮与滚子之间将发生自锁。即发生无论加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动的现象。设计时要考虑凸轮机构的压力角和滚子的作用力，进行具体设计。
[0046]在头戴式显示器中使用本发明的传动机构，通过锥齿轮与带锥齿轮的拨轮的配合，实现了 90°转向传动，即由水平方向传动转为垂直方向传动；通过凸轮机构实现了由旋转运动变直线运动以及自锁功能，即由凸轮的旋转转变为第一框架相对于第二框架直线运动。进一步的，第一框架可以是用于支撑显示屏的框架，第二框架是支撑镜片组的框架，通过控制显示屏所在的框架相对于镜片组所在的框架运动，实现了头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户进行调节使用，提升了用户体验。
[0047]参见图1-3，在本发明的一个实施例中，锥齿轮14和传动轴13的数量均为两个；将该两个锥齿轮14分别对称安装在两个传动轴13上且该两个锥齿轮分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。在本发明的其他实施例中，传动机构可以仅包括:一个锥齿轮和一个传动轴，即一个锥齿轮安装到一个传动轴上且锥齿轮与拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0048]在本发明的一个实施例中，传动齿轮包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一传动齿轮的模数等于第二齿轮的模数，且第一传动齿轮的齿数小于第二传动齿轮的齿轮；参见图1-图3，经传动轴13与第二框架12连接的传动齿轮为第一传动齿轮，经转轴与第二框架连接且与凸轮17相啮合的传动齿轮为第二传动齿轮。[0049]需要说明的是，传动齿轮的数量可以根据具体的使用需要进行增减。在本实施例中，第二框架的左右两侧各有两个传动齿轮，第一传动齿轮与第二传动齿轮的模数相等且第一传动齿轮的齿数比第二齿轮的齿数少，采用这样的传动齿轮结构能够实现:通过拨动两圈拨轮，第一框架相对于第二框架运动预定距离例如(6毫米)的效果。在实际应用时应考虑传动比，传动轴到凸轮转轴中心的距离以及欲实现的第一框架的直线运动距离等因素具体选择传动齿轮的数量，对此不做限制。
[0050]参见图2，在本发明的一个实施例中，第二框架的一水平框上(具体是第二框架上面的那个水平框)开有容纳槽1201，带锥齿轮的拨轮15部分容纳在容纳槽1201内，且通过金属轴18固定安装在第二框架12的一水平框上。
[0051]图5a_5c是本发明一个实施例的一种头戴式显示器的第一框架运动状态示意图，图6是本发明一个实施例的与图5a_5c所对应的凸轮工作状态示意图；参见图5a_5c以及图6，其中，图5a是第一框架运动前的状态示意图，参见图5a，第一框架11上的连接件110上的滚子1101距离凸轮17的中心轴距离最近，此时，向左拨动带锥齿轮的拨轮，则滚子1101沿着凸轮17上的渐开线式滑动槽171滑动，并带动连接件110，进而带动第一框架远离第二框架。滚子1101从渐开线式滑动槽171的最右端运动到最左端的过程，也是第一框架逐渐远离第二框架的过程。由于滚子1101和渐开线式滑动槽(凸轮轮廓)171之间为滚动摩擦，可承受较大的载荷。图5b是第一框架运动中的状态示意图；参见图5b，第一框架与第二框架的距离适中。图5c是第一框架运动后的状态示意图，参见图5c第一框架距离第二框架最远。
[0052]在本发明的一个实施例中，参见图5a至图5c，连接件110上开有凹槽1102，凹槽1102内设置有与第二框架12固定连接的转轴，凸轮17通过转轴与第二框架12的垂直框固定连接，在滚子1101沿滑动槽171往复运动时，凹槽1102相对该转轴做直线往复运动。
[0053]与上述采用本发明的传动机构的头戴式显示器相对应的，本发明还提供了一种头戴式显示器屈光调节方法，头戴式显示器包括用于支撑头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑头戴式显示器镜片组的第二框架，第一框架通过设置在第一框架上的连接件与第二框架连接，该方法包括:
[0054]在第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴；
[0055]在传动轴上安装锥齿轮，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；
[0056]将传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的垂直框上；
[0057]在第二框架的垂直框上安装凸轮，且凸轮与传动齿轮相啮合；
[0058]在连接件上设有滚子，在凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动第一框架做直线往复运动，实现头戴式显示器的屈光调节。
[0059]在本发明的一个实施例中，在凸轮上设有滑动槽包括:将滑动槽设置为渐开线式滑动槽，并且滚子沿渐开线式滑动槽往复运动过程中当滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，凸轮与滚子之间发生自锁。
[0060]在本发明的一个实施例中，锥齿轮和传动轴的数量均为两个；
[0061]将该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上且分别与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。
[0062]在本发明的一个实施例中，传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮；
[0063]第一传动齿轮以传动轴为轴对称安装到第二框架的两个垂直框上；
[0064]第二传动齿轮通过固定在第二框架上的转轴对称安装到第二框架的两个垂直框上，且分别与第一传动齿轮和所述凸轮相嗤合。
[0065]需要说明的是，本发明的这种头戴式显示器的屈光调节方法是和前述的头戴式显示器相对应的，因而该头戴式显示屈光调节方法的实现过程可以参见前述头戴式显示器部分的具体说明，在此不再赘述。
[0066]综上所述，本发明的传动机构采用齿轮配合传动，凸轮配合实现自锁，达到了传动平稳可靠，自锁简单有效的效果，保证了第一框架相对于第二框架的往复直线运动，实现了变向转动及旋转变直线的运动，并具有自锁功能。另外，将这种传动机构设置在头戴式显示器中能够实现头戴式显示器的屈光调节，方便视力不同的用户使用，提高了用户使用体验，也节省了产品的成本。此外，本发明提供了一种利用上述传动机构实现头戴式显示器屈光调节的方法，实现简单，成本低。
[0067]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种传动机构，用于控制第一框架相对于第二框架运动，其特征在于，所述第一框架通过设置在第一框架上的连接件与所述第二框架连接，所述传动机构包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮； 所述带锥齿轮的拨轮和所述传动轴安装在所述第二框架的一水平框上； 所述锥齿轮安装在所述传动轴上，锥齿轮上的锥齿与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿相啮合； 所述传动齿轮以所述传动轴为轴对称安装到所述第二框架的垂直框上；所述凸轮安装在所述第二框架的垂直框上，且与所述传动齿轮相啮合； 所述连接件上设有滚子，所述凸轮上设有滑动槽，所述滚子卡入所述滑动槽内，并可沿所述滑动槽往复运动，同时带动所述连接件做直线往复运动。2.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述滑动槽为渐开线式滑动槽。3.如权利要求2所述的传动机构，其特征在于，所述滚子沿所述渐开线式滑动槽往复运动过程中当所述滚子在运动方向上受到的有效分力小于滚子所受的摩擦力时，所述凸轮与滚子之间发生自锁。4.如权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，所述锥齿轮和所述传动轴的数量均为两个； 该两个锥齿轮分别对称安装在两个传动轴上且分别与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合。5.如权利要求1所述的传动机构，其特征在于，所述传动齿轮包括:第一传动齿轮和第二传动齿轮； 所述第一传动齿轮通过传动轴为轴对称安装到所述第二框架的两个垂直框上； 所述第二传动齿轮通过固定在所述第二框架上的转轴对称安装到所述第二框架的两个垂直框上，且分别与所述第一传动齿轮和所述凸轮相啮合。6.如权利要求5所述的传动机构，其特征在于，所述第一传动齿轮的模数等于所述第二传动齿轮的模数，且所述第一传动齿轮的齿数小于所述第二传动齿轮的齿轮。7.如权利要求书I所述的传动机构，其特征在于，所述连接件上开有凹槽，所述凹槽内设置有与所述第二框架固定连接的转轴，所述凸轮通过所述转轴与所述第二框架的垂直框固定连接，在滚子沿所述滑动槽往复运动时，所述凹槽相对该转轴做直线往复运动。8.如权利要求书I所述的传动机构，其特征在于，所述第二框架的一水平框上开有容纳槽，所述带锥齿轮的拨轮部分容纳在容纳槽内，且通过金属轴固定安装在所述第二框架的一水平框上。9.一种头戴式显示器，其特征在于，所述头戴式显示器包括:如权利要求1-8中任一项所述的传动机构； 其中，所述第一框架是用于支撑所述头戴式显示器显示屏的框架，所述第二框架是用于支撑所述头戴式显示器镜片组的框架，由所述传动机构的拨轮的旋转运动变为所述第一框架的直线运动，实现所述头戴式显示器的屈光调节。10.—种头戴式显示器的屈光调节方法，所述头戴式显示器包括用于支撑所述头戴式显示器显示屏的第一框架，以及用于支撑所述头戴式显示器镜片组的第二框架，所述第一框架通过设置在第一框架上的连接件与所述第二框架连接，其特征在于，该方法包括: 在所述第二框架的一水平框上安装带锥齿轮的拨轮以及传动轴； 在所述传动轴上安装锥齿轮，所述锥齿轮与所述带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合； 将所述传动齿轮以所述传动轴为轴对称安装到所述第二框架的垂直框上； 在所述第二框架的垂直框上安装凸轮，且所述凸轮与所述传动齿轮相啮合； 在所述连接件上设有滚子，在所述凸轮上设有滑动槽，所述滚子卡入所述滑动槽内，并可沿所述滑动槽往复运动，同时带动所述第一框架相对于所述第二框架做直线往复运动，实现所述头戴式显示器的屈光调节。
【专利摘要】本发明公开了一种传动机构、头戴式显示器及其屈光调节方法，该传动机构用于控制第一框架相对于第二框架运动，第一框架通过其上的连接件与第二框架连接，包括:带锥齿轮的拨轮、锥齿轮、传动轴、传动齿轮和凸轮；带锥齿轮的拨轮和传动轴安装在第二框架的一水平框上；锥齿轮安装在传动轴上，锥齿轮与带锥齿轮的拨轮上的锥齿轮相啮合；传动齿轮以传动轴轴对称安装到第二框架的垂直框上；凸轮安装在第二框架垂直框上且与传动齿轮相啮合；连接件上设有滚子，凸轮上设有滑动槽，滚子卡入滑动槽内，并可沿滑动槽往复运动，同时带动连接件做直线往复运动。本发明这种技术方案实现了变向传动及旋转变直线运动，传动平稳可靠，结构简单成本低。
【IPC分类】G02B7/00, G02B27/01
【公开号】CN104898279
【申请号】CN201510204169
【发明人】邵保健, 邵光智, 张忠立, 朱松, 杨洋
【申请人】北京小鸟看看科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月23日
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