头戴显示器的制作方法

本实用新型属于视觉显示设备技术领域，尤其涉及一种头戴显示器。

背景技术：

头戴显示器是用于显示图像及色彩的设备，通常是以眼罩或头盔的形式，将显示屏贴近用户的眼睛，通过光路调整焦距以在近距离中对眼睛投射画面。但是，现有的头戴显示器体积非常笨重，长时间佩戴会让用户颈椎很难承受，大大降低了用户体验。

为了减轻重量，目前有各种各样的设计，主要有以下方式：一是减轻绝对重量，但是会影响电池容量和续航时间；二是重量均衡，使电池与机体分离，将电池移到脑袋后部，虽然前后受力均衡，但是整理重量没有减轻；三是重量分担，将电池设计在腰部，但是需要在电池和机体之间连接线，非常不便捷。

因此，如何在不减少续航时间，不影响使用便捷，也不增加成本的前提下，减轻头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善用户体验，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种头戴显示器，可以减轻头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善用户体验，且保证续航时间和使用便捷性，不增加成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：头戴显示器，包括主机壳体，所述主机壳体内设有容纳腔，所述主机壳体的上部和下部分别设置有与所述容纳腔相连通的进风单元和出风单元，所述容纳腔中设有散热风扇，所述散热风扇位于所述进风单元和所述出风单元之间，且所述散热风扇的吸风方向为从上到下。

作为一种改进，所述散热风扇包括扇框和枢接于所述扇框内的至少一个扇轮，所述扇轮包括轮毂和多个叶片，所述叶片绕所述轮毂的中心旋转，所述轮毂上设置有安装孔；

每个所述叶片均包括靠近所述进风单元的进风边缘、靠近所述出风单元的出风边缘、紧邻所述轮毂的叶根及与所述叶根相对的叶尖；沿出风方向，所述叶根由所述进风边缘逐步下降至所述出风边缘，所述叶尖由所述进风边缘逐步下降至所述出风边缘。

作为进一步的改进，所述扇框与所述主机壳体的内壁之间设置有减震垫。

作为进一步的改进，所述减震垫为橡胶垫。

作为一种改进，所述进风单元包括多个间隔布置的进风孔，所述进风孔开设于所述主机壳体。

作为进一步的改进，所述进风单元还包括设于所述进风孔处的第一过滤件。

作为一种改进，所述出风单元包括多个间隔布置的出风孔，所述出风孔开设于所述主机壳体。

作为进一步的改进，所述出风单元还包括设于所述出风孔处的第二过滤件。

作为一种改进，所述容纳腔内设置有发热元件，所述散热风扇位于所述发热元件的下方。

作为进一步的改进，所述扇轮有三个，所述进风单元和所述出风单元分别有三个，每个所述扇轮均对应一个所述进风单元和一个所述出风单元设置。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的头戴显示器，由于在主机壳体的上部和下部分别设置有进风单元和出风单元，并且将散热风扇的吸风方向由传统的沿侧面吸风改进为由上到下，因而散热风扇在高速运转时，产生的反作用力可以抵消部分重力，从而减轻头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善用户体验；同时没有改变头戴显示器的绝对重量，保证了头戴显示器的电池容量和续航时间；也不必使电池与主机分离，保证了使用的便捷性；同时不增加成本。

由于扇框与所述主机壳体的内壁之间设置有减震垫，这样可以减轻散热风扇在工作时的噪音和震动，进一步改善用户体验。

由于进风单元包括多个间隔布置的进风孔，出风单元包括多个间隔布置的出风孔，因而充分保证了空气的流动。

由于所述进风单元还包括设于所述进风孔处的第一过滤件，所述出风单元还包括设于所述出风孔处的第二过滤件，可以有效避免外部空间内的灰尘等杂质进入主机壳体内，有效保护了主机壳体内的零部件。

由于散热风扇位于发热元件的下方，因而可以充分保证发热元件的散热。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的爆炸图(图中省略头戴显示器的头带)；

图3a是图2中进风单元的放大图；

图3b是图1中排风单元的放大图；

图4是散热风扇的扇轮的结构示意图；

图5是散热风扇的扇轮另一视角的结构示意图；

图6是散热风扇的扇轮的立体图；

图中：1-主机壳体，101-前壳，102-中壳，103-后壳，11-容纳腔，12-进风单元，121-进风孔，13-出风单元，131-出风孔，2-散热风扇，21-扇框，22-扇轮，221-轮毂，222-叶片，2221-进风边缘，2222-出风边缘，2223-叶根，2224-叶尖，2225-压力面，3-电路板，4-头带。

图1中的虚线箭头代表风的流向。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下所述的“上”、“下”、“前”和“后”是根据头戴显示器在使用状态时的方位定义。定义头戴显示器靠近人脸的一侧的为后侧，远离人脸的一侧为前侧。

如图1、图2、图3a、图3b、图4、图5和图6共同所示，一种头戴显示器，包括主机壳体1和头带4。主机壳体1内设有容纳腔11，主机壳体1的上部和下部分别设置有与容纳腔11相连通的进风单元12和出风单元13，容纳腔11中设有散热风扇2，散热风扇2位于进风单元12和出风单元13之间，且散热风扇2的吸风方向为从上到下。

在本实施例中，为了方便装配，主机壳体1包括前壳101、中壳102和后壳103，前壳101、中壳102和后壳103共同包围形成容纳空间11。当然，主机壳体1的中壳102和后壳103也设置为一体，或者主机壳体1设计成其它方式，在此不再赘述。

现有技术中散热风扇的吸风方式为侧面吸风，即散热风扇2的轴向沿水平方向。本实用新型将散热风扇2的吸风方向由传统的沿侧面吸风改进为由上到下，因而散热风扇2在高速运转时，产生的反作用力可以抵消部分重力，从而减轻头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善了用户体验。

为了保证空气流动的均匀性，进风单元12包括多个间隔布置的进风孔121，进风孔121开设于主机壳体1。出风单元13包括多个间隔布置的出风孔131，出风孔131开设于主机壳体1。在本实施例中，进风孔121和出风孔131均为圆孔，多个进风孔121呈长条形分布，多个出风孔131呈圆形分布。需要说明的是，进风孔121、出风孔131的形状、数量和分布的形式本领域技术人员可根据实际需要进行选择，在此不再赘述。

为了避免外部空间内的灰尘等杂质进入主机壳体1内，有效保护主机壳体1内的零部件，进风单元12还包括设于进风孔121处的第一过滤件(图中未示出)。出风单元13还包括设于出风孔131处的第二过滤件(图中未示出)。第一过滤件和第二过滤件可以设置于主机壳体1的内部，保持主机壳体1的美观；也可以设置于主机壳体1的外部，方便拆卸。第一过滤件和第二过滤件优选为多层过滤网。当然，第一过滤件和第二过滤件也可以选用过滤棉等等，为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

优选的，容纳腔11内设置有发热元件，发热元件包括电路板3和电池等，散热风扇2位于发热元件的下方。由于头戴显示器需要场景渲染和重构，涉及大量的数据计算，发热元件散发大量热量，将散热风扇2设置在发热元件下方，可充分保证发热元件的散热。当然，作为一种替代方式，散热风扇2也可以根据需要布置在发热元件的上方或其它位置等等。

为了保证良好的散热效果并减轻用于佩戴时颈椎所承受的压力，在本实施例中，散热风扇2包括扇框21和枢接于扇框21内的三个扇轮22。相应的，上述进风单元12和出风单元13分别有三个，每个扇轮22均对应一个进风单元12和一个出风单元13设置。当然，扇轮22的数量不限于三个，本领域技术人员可根据实际情况自行选择。

结合图4至图6所示，扇轮22包括轮毂221和三个叶片222，当然，叶片222的数量不限于三个，本领域技术人员可根据实际情况自行选择，叶片222绕轮毂221的中心旋转，轮毂221上设置有安装孔(图中未示出)；每个叶片222均包括靠近进风单元12的进风边缘2221、靠近出风单元13的的出风边缘2222、紧邻轮毂221的叶根2223及与叶根2223相对的叶尖2224；沿出风方向，叶根2223由进风边缘2221逐步下降至出风边缘2222，叶尖2224由进风边缘2221逐步下降至所述出风边缘2222。

需要说明的是，在流体被散热风扇吸入前的位置即上流位置观察散热风扇时能看到的叶片面定义为压力背面，其反面看不见的叶片面定义为压力面2225。这样散热风扇在旋转时，在叶片222的压力背面与压力面2225导致的压力差的作用下，上流侧的流体向下流侧流动。扇轮22在转动时，空气从进风边缘2221经过叶片222的压力面2225从出风边缘2222脱离叶片222，即随着散热风扇的旋转，散热风扇上侧的空气向下侧流动。散热风扇2在高速运转时，产生的反作用力可以抵消部分重力，从而减轻头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善用户体验。其中，散热风扇抵消部分重力的理论计算可参考螺旋桨的拉力计算公式：

直径(米)×螺距(米)×浆宽度(米)×转速平方(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.25)＝拉力(公斤)；

或者直径(厘米)×螺距(厘米)×浆宽度(厘米)×转速平方(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.00025)＝拉力(克)。

前提是通用比例的浆，精度较好，大气压为1标准大气压，如果高原地区，要考虑大气压力的降低，如西藏，压力在0.6-0.7标准大气压。1000米以下基本可以取1标准大气压。

例如：大气压为1标准大气压。如图4至图6所示的扇轮22，其叶片222的直径D为4厘米，螺距P为0.6厘米，叶片222的最大宽度W为2厘米,一般散热扇工作转速3000-6000转/分，即50-100转/秒，计算可得：

4(厘米)×0.6(厘米)×2(厘米)×50²(转/秒)×1(1标准大气压)×0.00025＝3克；

4(厘米)×0.6(厘米)×2(厘米)×100²(转/秒)×1(1标准大气压)×0.00025＝12克。

1个叶片的升力在3克-12克。该散热风扇的一个扇轮22有3个叶片，大约9克-36克的升力，本实施例中，三个扇轮大约可以减轻27克-108克重量，相对300-600克整机总量，大大减轻了压力。

需要说明的是，扇轮的结构不限于上述结构，也可以采用其它结构，在此不再赘述。

为了减轻散热风扇2在工作时的噪音和震动，进一步改善用户体验，扇框21与主机壳体1的内壁之间设置有减震垫(图中未示出)。优选的，减震垫为橡胶垫。当然，减震垫也可以选用海绵垫等其它方式，在此不再赘述。

本实用新型提供的头戴显示器，可以是VR(VirtualReality，虚拟现实技术)眼镜或AR(AugmentedReality，增强现实技术)眼镜等。

综上，本实用新型提供的头戴显示器，利用头戴显示器自带的散热风扇，将散热风扇的吸风方向改为从上到下吸风，散热风扇产生的垂直向上的升力可以抵消部分重力，从而减轻了头戴显示器对用户颈椎的压迫，改善用户体验；且保证了续航时间和使用便捷性，不增加成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。