一种可旋转自锁铰链及头戴设备的制作方法

本实用新型涉及一种连接铰链，具体涉及一种可旋转自锁铰链。本实用新型还涉及一种头戴设备。

背景技术：

传统的头戴式3D眼镜类产品，前额头显部分通常不可旋转，该类型产品使用过程中存在如下不足之处：

(1)无法调节头显部分与眼睛的角度；

(2)需要临时查看周边环境时，只能摘下3D眼镜，操作不方便。

为此，现有技术中出现了前额头显部分可旋转调节的设计，例如中国实用新型专利“一种可调式头戴显示器”(CN204302571U)中公开了一种显示器旋转调节结构。在显示器3两边连接有两根支腿2，两根支腿2的一端与耳机的耳壳支架可转动连接，具体地，两根支腿2与耳壳支架连接的端部各设置一环形轴套，头戴部4与耳壳支架连接的端部设置横向短轴，环形轴套活套在横向短轴上，环形轴套位于耳壳支架与头戴部4端部中间，并可以转动。为使显示部的结构简单，加工方便，支腿2的主体与其一端的环形轴套为一体结构。

该显示器旋转调节结构实现了在不摘下3D眼镜的情况下查看周边环境，但是对轴套与轴的旋转结构是没有任何限制的，显示器可以任意角度旋转，旋转过程中必须用手扶着显示器，否则可能出现突然下落砸到鼻梁的危险，使用仍然不太方便。

如果轴套与轴采用过盈配合，提高旋转阻尼防止显示器自由下落，则不利于旋转调节，使用较长时间之后旋转阻尼也会逐渐变小，又趋于旋转无限制状态。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型提供了一种可旋转自锁铰链，在旋转结构中设置了两个调节齿轴，两个调节齿轴端部设置有棘齿，棘齿相对安装，棘齿啮合时仅允许旋转结构单方向旋转调节，从而对旋转结构实现了可靠限制。

本实用新型同时提供了一种头戴设备，在绑带装置与头显装置连接处设置有可旋转自锁铰链，在旋转调节头显装置的过程中，具备了单方向旋转调节，反方向旋转自锁功能。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种可旋转自锁铰链，包括上连接座和下连接座，所述上连接座伸出两个平行的连接钮，所述下连接座安装到两个连接钮之间并且间隙配合，所述下连接座和两个连接钮上均设置有同轴线的轴孔，所述轴孔中设置有中轴，所述下连接座可围绕所述中轴旋转；任意一个所述连接钮的轴孔中固定有第一调节齿轴，所述下连接座的轴孔中配合固定有第二调节齿轴，所述调节齿轴端部设置有棘齿，两个调节齿轴通过棘齿啮合时仅允许所述下连接座单方向旋转调节；所述下连接座中沿着所述轴孔的轴线方向设置有弹簧，在所述弹簧的弹力作用下两个调节齿轴啮合，朝着压缩所述弹簧的方向推动所述下连接座，使两个调节齿轴脱离啮合，所述下连接座可自由旋转调节。

进一步，所述调节齿轴设置有一段空心轴，所述空心轴前端带有一圈单向排列的棘齿，后端带有凸缘，所述凸缘上设置有若干连接孔，采用螺钉分别固定在所述连接钮和下连接座的轴孔中，所述轴孔中设置有阶梯安装所述调节齿轴。

进一步，所述中轴穿过所述调节齿轴的空心轴，所述弹簧穿套在所述中轴上，所述弹簧两端分别顶靠所述下连接座和一侧的所述连接钮，对所述下连接座和一侧的所述连接钮形成预紧。

进一步，所述第一调节齿轴的后端设置有L型限位槽，所述中轴端部配合设置有径向凸柱，所述径向凸柱卡入所述第一调节齿轴的限位槽中，阻止所述中轴轴向移动，在所述连接钮的轴孔中，于所述第一调节齿轴外侧插入橡胶帽，保持所述中轴与所述第一调节齿轴的连接关系。

进一步，所述橡胶帽上设置有轴向凸柱，所述轴向凸柱插入所述限位槽中阻止所述中轴脱离所述限位槽；所述橡胶帽外圆周面上设置有若干环状凸缘，与所述轴孔形成过盈配合。

进一步，设置有所述第一调节齿轴的连接钮，在内侧面上设置有若干凹坑，所述下连接座对应设置有若干个凸点，所述凸点和凹坑卡接阻止所述下连接座受重力向下自由旋转。

进一步，所述上连接座与第一功能部件连接固定，所述下连接座与第二功能部件连接固定，所述第一功能部件位置固定，所述第二功能部件相对第一功能部件上下翻转调节，所述调节齿轴啮合时仅允许所述下连接座向下方单方向旋转调节。

进一步，所述中轴靠近第一调节齿轴的端部设置有凸缘，所述凸缘外径大于所述第一调节齿轴的空心轴内径，阻止所述中轴朝向所述弹簧一侧轴向移动，在所述连接钮的轴孔中，于所述第一调节齿轴外侧插入橡胶帽，所述橡胶帽与所述轴孔过盈配合，所述橡胶帽内端顶住所述中轴端部，保持所述中轴与所述第一调节齿轴的连接关系。

采用上述结构设置的可旋转自锁铰链具有以下优点：

本实用新型中采用了齿状调节自锁结构，稳定可靠。

本实用新型中采用了凸点凹孔配合定位固定，观察外面环境时头显装置可以免除手扶。

本实用新型整体采用合页铰链结构，结构比较简单，方便组装，制造成本较低。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种头戴设备，包括头显装置，头显装置上连接有绑带装置，所述绑带装置与头显装置连接处设置有以上所述的可旋转自锁铰链，所述上连接座与所述绑带装置连接固定，所述下连接座与所述头显装置连接固定。

进一步，所述上连接座与所述绑带装置、所述下连接座与所述头显装置的连接方式为：通过螺栓组合固定，或者通过胶粘组合固定，或者热熔组合固定，或者一体注塑制成。

采用上述结构设置的头戴设备具有以下优点：

与传统的3D虚拟眼镜相比，本实用新型具有可翻转调节、翻转自锁性的特点。在用户想观察周围环境时可免除摘眼镜的动作，方便快捷，也省去了手扶眼镜的必要，没有突然下落的危险。

附图说明

图1是本实用新型头戴设备的立体图，图中所示为观看头显装置状态；

图2是本实用新型头戴设备的立体图，图中所示为头显装置翻转状态；

图3是本实用新型可旋转自锁铰链的分解图；

图4是头戴设备所采用绑带装置的立体图；

图5是图4的局部放大视图；

图6是头戴设备所采用头显装置的立体图；

图7是图6的局部放大视图；

图8是可旋转自锁铰链所采用胶帽的立体图；

图9是可旋转自锁铰链所采用调节齿轴的立体图；

图10是可旋转自锁铰链所采用中轴的立体图；

图11是可旋转自锁铰链所采用中轴、调节齿轴和胶帽的组装图；

图12是可旋转自锁铰链所采用下连接座的剖视图；

图13是可旋转自锁铰链所采用上连接座的剖视图；

图14是上连接座和下连接座的组装图，图中还没有安装中轴、调节齿轴和胶帽等部件；

图15是上连接座和下连接座的组装图，图中已经安装中轴、调节齿轴、弹簧等部件。

图中：1.绑带装置；2.上连接座；2-1.连接板；2-2.连接钮；2-3.轴孔；2-4.连接钮；2-5.轴孔；2-6.凹坑；2-7.螺纹孔；3.头显装置；4.下连接座；4-1.轴孔；4-2.凸点；4-3.螺纹孔；5.胶帽；5-1.凸缘；5-2.凸柱；6.第二调节齿轴；7.中轴；7-1.凸柱；8.第一调节齿轴；8-1.空心轴；8-2.棘齿；8-3.凸缘；8-4.连接孔；8-5.限位槽；9.螺钉；10.弹簧。

具体实施方式

本实用新型的设计构思是：

针对现有技术中铰链旋转结构无限制的技术问题，本实用新型提供了一种可旋转自锁铰链，在旋转结构中设置了两个调节齿轴，两个调节齿轴端部设置有棘齿，棘齿相对安装，棘齿啮合时仅允许旋转结构单方向旋转调节，从而对旋转结构实现了可靠限制。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图3、图4、图6、图11所示为本实用新型的实施例之一，在该实施例中，一种可旋转自锁铰链，包括上连接座2和下连接座4，上连接座2与第一功能部件(图1中的绑带装置1)连接固定，下连接座4与第二功能部件(图1中的头显装置3)连接固定，上连接座2伸出两个平行的连接钮2-2，分别为连接钮2-2和连接钮2-4，下连接座4安装到两个连接钮之间并且间隙配合，下连接座4和两个连接钮上均设置有同轴线的轴孔，分别为轴孔4-1、轴孔2-3、轴孔2-5。三个轴孔中穿设了一根中轴7，下连接座4可围绕中轴7旋转。

如图3、图5、图13所示，连接钮2-2的轴孔2-3中固定有第一调节齿轴8，下连接座4的轴孔4-1中配合固定有第二调节齿轴6，这两个调节齿轴端部设置有棘齿，两个调节齿轴通过棘齿啮合时仅允许下连接座4单方向旋转调节；下连接座4中沿着轴孔4-1的轴线方向设置有弹簧10，在弹簧10的弹力作用下两个调节齿轴啮合，朝着压缩弹簧10的方向推动下连接座4，使两个调节齿轴脱离啮合，下连接座4可自由旋转调节。

在本实施例中，两个调节齿轴通过棘齿啮合时仅允许下连接座4单方向向下旋转调节，根据实际产品需要也可以仅允许下连接座4单方向向上旋转调节。

下连接座4与两个连接钮之间间隙配合，才可以为下连接座4的旋转提供一个活动空间，也为推动下连接座4提供一个活动距离。

如图13中所示，两个连接钮的轴孔形状是不同的，即轴孔2-3的形状和轴孔2-5的形状是不同的，因为只需要在连接钮2-2中固定第一调节齿轴8，当然调节齿轴也可以设置在连接钮2-4中，此时需要对轴孔2-5的形状做适应性设计，具体形状如下描述。

如图12、图13、图14所示，连接钮2-2中的轴孔2-3呈阶梯状，带有一个阶梯，第一调节齿轴8固定在该阶梯处；下连接座4中的轴孔4-1呈阶梯状，带有两个阶梯，轴孔4-1中部直径小于两端，第二调节齿轴6固定在一端阶梯处，弹簧10顶靠在另一端阶梯处。弹簧10两端分别顶靠下连接座4和连接钮2-4，对下连接座4和连接钮2-4形成预紧。

调节齿轴的具体结构以第一调节齿轴8为例说明，第二调节齿轴6的结构可以与第一调节齿轴8的结构完全相同。如图9、图10、图11所示，第一调节齿轴8设置有一段空心轴8-1，空心轴8-1前端带有一圈单向排列的棘齿8-2，后端带有凸缘8-3，凸缘8-3上设置有若干连接孔8-4，采用螺钉9固定在连接钮2-2的轴孔2-3中。第二调节齿轴6也采用螺钉9固定在下连接座4的轴孔4-1中。

由于棘齿的相互咬合作用，以及弹簧10的顶推作用，下连接座4向下旋转调节时也会受到阻尼，但是对下连接座4施加适当的下压力即可进行旋转。

如图9、图11所示，第一调节齿轴8的后端设置有L型限位槽8-5，中轴7端部配合设置有径向凸柱7-1，径向凸柱7-1卡入第一调节齿轴8的限位槽8-5中，阻止中轴7轴向移动，在连接钮2-2的轴孔中，于第一调节齿轴8外侧插入橡胶帽5，保持中轴7与第一调节齿轴8的连接关系。

由于第二调节齿轴6不需要与中轴7的凸柱7-1连接，所以第二调节齿轴6上可以不设置限位槽，出于制造方便考虑，也为了不增加额外的选择工作，可以安装两个第一调节齿轴8。

如图8、图11所示，橡胶帽5上设置有轴向凸柱5-2，轴向凸柱5-2插入限位槽8-5中阻止中轴7脱离限位槽8-5；橡胶帽5外圆周面上设置有若干环状凸缘5-1，与轴孔2-3形成过盈配合。

可旋转自锁铰链的安装过程如下：

首先将第二调节齿轴6安装进轴孔4-1中，同时在轴孔4-1中安装弹簧10。

其次将下连接座4安装到两个连接钮之间，第一调节齿轴8安装进轴孔2-3中，对齐轴孔4-1、轴孔2-3和轴孔2-5，从轴孔2-3一端穿入中轴7，并且将径向凸柱7-1与第一调节齿轴8的限位槽8-5卡接。

最后在轴孔2-3中安装橡胶帽5。

第一功能部件(图1中的绑带装置1)位置固定，第二功能部件(图1中的头显装置3)相对第一功能部件上下翻转调节，调节齿轴啮合时仅允许下连接座4向下方单方向旋转调节。

当向上方旋转了第二功能部件之后，为了保持第二功能部件的位置，并且免除手扶动作，连接钮2-2在内侧面上设置有若干凹坑2-6，下连接座4对应设置有若干个凸点4-2，凸点4-2和凹坑2-6卡接阻止下连接座4受重力向下自由旋转。如果需要第二功能部件向下方旋转调节，此时手动施加适当的下压力即可。

实施例2

在本实施例中，与实施例1所不同的是，中轴7靠近第一调节齿轴8的端部设置有凸缘，该凸缘外径大于第一调节齿轴8的空心轴8-1内径，阻止中轴7朝向弹簧10一侧轴向移动，在连接钮2-2的轴孔2-3中，于第一调节齿轴8外侧插入橡胶帽5，橡胶帽5与轴孔2-3过盈配合，橡胶帽5内端顶住中轴7端部，保持中轴7与第一调节齿轴8的连接关系。

其他结构与实施例1中相同，在此不再重复描述。

实施例3

如图1、图2、图4、图6所示为本实用新型的实施例之三，在该实施例中，一种头戴设备，包括头显装置3，头显装置3上连接有绑带装置1，绑带装置1与头显装置3连接处设置有实施例1或实施例2中所述的可旋转自锁铰链，上连接座2与绑带装置1连接固定，下连接座4与头显装置1连接固定。

上连接座2与绑带装置1、下连接座4与头显装置3的连接方式为：通过螺栓组合固定，或者通过胶粘组合固定，或者热熔组合固定，或者一体注塑制成。

可旋转自锁铰链的其他结构与实施例1或实施例2中相同，在此不再重复描述。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。