镜腿自动收合结构及智能眼镜的制作方法

1.本实用新型大致涉及眼镜零配件制造技术领域，尤其是一种镜腿自动收合结构及智能眼镜。


背景技术：

2.随着可穿戴设备的不断发展进步，增强现实(augmented reality，ar)眼镜、虚拟现实(virtual reality，vr)眼镜、混合现实(mixed reality，mr)眼镜等智能眼镜的种类、功能均朝向多样化方向发展，普及程度也越来越高。为方便携带以及减少眼镜收纳时占用的体积，部分智能眼镜将镜腿设计为可以展开以及可以收合的形式，佩戴之前，用户需要手动将左右镜腿分别从收合位置向外侧拨动90度至展开位置，佩戴时，两个镜腿分别夹持在头部的左侧和右侧，并分别搭接在左耳和右耳上，以通过夹持力以及耳部的支撑力将智能眼镜固定在相对头部的确定位置。用户摘取下智能眼镜后，需要手动将两侧的镜腿从展开位置分别向内侧折叠90度至收合位置，以缩小收纳时所占的空间。以上可折叠式的镜腿应用在智能眼镜中，用户需要在每次使用前和使用后均进行手动折叠，并且必须将镜腿的方向拨动90度到位才行，这对于智能眼镜这种智能设备来说，显然便利性不足，并且常规眼镜也存在这一问题。
3.另外，以上这种可折叠式的镜腿张开后的宽度是固定的，因此只能供头部宽度与镜腿张开后宽度相近的用户使用，有可能出现镜腿夹持力度过大，导致用户不舒适的情况，也有可能出现镜腿夹持力度不足而完全脱离头部两侧，导致眼镜容易脱落的情况。由此可见，用户头部宽度相较于镜腿张开的宽度过大或过小，均会降低佩戴舒适性和用户的使用意愿。常规眼镜还能够通过眼镜框架本身材料的弹性在一定程度上获得镜腿继续向外张开的活动余量，但智能眼镜由于安装有多个精密元器件，主体结构相对固定，可提供的活动余量较小，无法适用于头部尺寸不同的用户。
4.因此，如何提高镜腿折叠便利性并且能够适配各种头型大小的用户，是智能眼镜当前需要解决的一大问题。
5.背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的一个或多个缺陷，本实用新型提供一种镜腿自动收合结构，使得镜腿具有自动展开和自动闭合功能，简化用户操作的同时，还能够使镜腿保持在完全闭合或完全展开的稳定位置，最大化避免镜腿以及镜腿与前面壳的连接位置损坏，并为镜腿相对于前面壳的继续转动提供活动余量，以适用于不同头型大小的用户。本实用新型还提供一种应用前述镜腿自动收合结构的智能眼镜。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
8.一种镜腿自动收合结构，包括：
9.前面壳，所述前面壳末端的内侧设有一固定端；以及
10.收合装置，所述收合装置包括：
11.活动端，所述活动端配置成能够相对于所述固定端转动，活动端内还具有一容置空间；
12.弹簧轴，所述弹簧轴位于所述容置空间内，弹簧轴具有一第一端以及与所述第一端相对的一第二端，所述弹簧轴的第一端成型有第一限位块，所述弹簧轴的第二端与所述固定端铰接；和
13.弹簧，所述弹簧具有一第一端以及与所述第一端相对的一第二端，所述弹簧套设于所述弹簧轴上，且所述弹簧的第一端被所述第一限位块限位，所述弹簧随所述活动端相对于所述固定端转动而获得或释放弹性势能。
14.根据本实用新型的一个方面，其中所述固定端贴近所述活动端一侧成型为一第一l型曲面，所述活动端贴近所述固定端一侧成型为一斜平面，当所述活动端绕所述弹簧轴与所述固定端的铰接位置旋转时，所述斜平面与所述第一l型曲面相切于一相切线，当相切线朝向第一l型曲面的转折处移动时，所述弹簧的弹性势能增加；当相切线由第一l型曲面的转折处向两侧移动时，所述弹簧的弹性势能减少。
15.根据本实用新型的一个方面，其中所述弹簧轴的第二端成型有一限位槽以及所述第一l型曲面的外侧末端成型有第二l型曲面，所述第二l型曲面提供所述活动端向外侧转动时的空间，所述固定端具有与所述限位槽相配合的第二限位块，所述限位槽与所述第二限位块相配合，所述活动端相较于所述固定端在第二l型曲面范围内向外侧转动时，所述弹簧的弹性势能增加以及转动范围由所述限位槽和所述第二限位块限定。
16.根据本实用新型的一个方面，其中所述收合装置还包括限位套，所述限位套套设于所述弹簧轴上，限位套具有一第一端以及与所述第一端相对的第二端，所述限位套的第一端与所述弹簧的第二端抵接；所述容置空间内设有第三限位块，所述第三限位块与所述限位套的第二端抵接。
17.根据本实用新型的一个方面，其中所述收合装置还包括弹簧压块，所述弹簧压块与所述活动端固定连接，并压设于所述限位套上。
18.根据本实用新型的一个方面，其中所述限位套上设有与所述弹簧压块相匹配的凹槽。
19.根据本实用新型的一个方面，还包括镜腿，所述镜腿与所述活动端固定连接。
20.根据本实用新型的一个方面，其中所述活动端与所述镜腿一体成型。
21.根据本实用新型的一个方面，其中所述弹簧轴具有平行布置的多个，且每个所述弹簧轴上均套设有所述弹簧和所述限位套。
22.根据本实用新型的一个方面，一种智能眼镜，包括：
23.如前所述的镜腿自动收合结构。
24.与现有技术相比，本实用新型提供了一种镜腿自动收合结构，利用弹簧的弹性形变带动活动端运动，进而带动镜腿使其在无外力干扰的情况下始终处于完全展开或完全闭合的稳定位置，便于用户使用和收纳，最大化避免外力导致结构损坏。同时，本实用新型中的镜腿具有相对于前面壳继续向外侧展开的活动余量，能够根据用户的头型大小自适应调节镜腿的张开角度，扩大适用人群范围，提高用户体验。本实用新型还提供了一种智能眼
镜，应用前述的镜腿自动收合结构。
附图说明
25.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
26.图1是本实用新型中一个实施例的爆炸示意图；
27.图2是本实用新型的一个实施例中收合装置的爆炸示意图；
28.图3是本实用新型的一个实施例中固定端在一个视角下的结构示意图；
29.图4a是本实用新型的一个实施例中活动端在一个视角下的结构示意图；
30.图4b是本实用新型的一个实施例中活动端在另一视角下的结构示意图；
31.图5是本实用新型的一个实施例中限位套与弹簧压块的配合示意图；
32.图6是本实用新型的一个实施例中镜腿处于不同位置的示意图。
33.附图标记说明：1-镜腿自动收合结构；10-前面壳；11-固定端；111-第一l型曲面；112-第二l型曲面；113-第二限位块；114-转折处；20-收合装置；21-活动端；211-容置空间；212-第一斜平面；213-第三限位块；22-弹簧轴；221-第一限位块；222-限位槽；23-弹簧；24-限位套；25-弹簧压块；30-镜腿；31-饰面板；1110-外侧区；1111-内侧区；1112-完全展开的稳定位置；1113-完全闭合的稳定位置。
具体实施方式
34.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第
一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
39.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
40.图1示出了根据本实用新型的一个实施例中镜腿自动收合结构1的结构，图2示出了根据本实用新型的一个实施例中收合装置20的详细结构，下面结合图1和图2详细描述。
41.如图1和图2所示，镜腿自动收合结构1包括前面壳10和收合装置20，其中前面壳10末端的内侧设有一个固定端11，前面壳10是用户在佩戴智能眼镜时位于人眼正前方的结构，在本案的智能眼镜中，前面壳10是智能眼镜中安装有近眼显示屏及核心处理元件等的外壳。前面壳10的末端是指前面壳10与镜腿30的连接位置，现有的普通眼镜以及智能眼镜中，前面壳10的末端与镜腿30通常采用铰接的方式连接，镜腿30相对于前面壳10张开90
°
后架设在左右侧耳朵上，以便于用户佩戴。根据本实用新型的实施例，固定端11可以通过螺栓或卡扣等方式与前面壳10固定设置，也可以采用胶粘固定或一体成型的方式固定。
42.如图2所示，收合装置20包括活动端21、弹簧轴22和弹簧23，其中活动端21能够相对于固定端11转动，活动端21的内部具有一个容置空间211，用于容纳弹簧轴22，并将弹簧轴22限制在容置空间211内部，防止弹簧轴22与活动端21脱离。容置空间211可以设置成如图4a所示的两端开放的条状凹槽形式，凹槽的宽度略大于弹簧23的直径。弹簧轴22具有第一端以及与第一端相对的第二端，弹簧轴22的第二端与固定端11铰接，当活动端21相对于固定端11转动时，随之带动弹簧轴22相对于固定端11转动。弹簧轴22的第一端成型有第一限位块221，弹簧23套设在弹簧轴22上，第一限位块221用于限制弹簧23的第一端的位置极限，防止弹簧23从第一端滑落而脱离弹簧轴22，如图2所示，第一限位块221可以构造为宽度大于弹簧23直径的形态，第一限位块221例如可以是焊接固定在弹簧轴22的第一端或与弹簧轴22一体成型，实际实施时，优选方案为通过压轧工艺在弹簧轴22的第一端压造出第一限位块221。
43.如图1和图2所示，本实施例中的弹簧23为螺旋弹簧，具有第一端和与第一端相对的第二端，弹簧23套设在弹簧轴22上，弹簧23的第一端被第一限位块221限位，弹簧23的第二端可以沿弹簧轴22的轴向移动，对应弹簧23发生弹性形变而获得或释放弹性势能，例如图4a所示，活动端21的容置空间211内设置有第三限位块213，弹簧23的第二端与第三限位块213抵接。当活动端21相对于固定端11转动时，随之带动弹簧轴22相对于固定端11转动，第三限位块213限制弹簧23第二端的极限位置而压缩弹簧23，弹簧23的形变量随转动位置而变化，弹簧23随之获得或释放弹性势能。
44.根据本实用新型的一个优选实施例，收合装置20还包括限位套24，限位套24套设
在弹簧轴22上，限位套24能够沿弹簧轴22轴向移动，限位套24具有第一端和与第一端相对的第二端，限位套24的第一端与弹簧23的第二端抵接，与上一实施例相比，本实施例增加了没有弹性的限位套24，故第三限位块213通过限制限位套24的位置而间接限制弹簧23的第二端的极限位置，一方面，限位套24受到来自第三限位块213的压力后会向弹簧23所在的方向移动而压缩弹簧23，另一方面，弹簧23受压缩后会产生与受压缩方向相反的弹力，该弹力会使得限位套24的第二端与第三限位块213相抵接。
45.根据本实用新型的一个优选实施例，收合装置20还包括弹簧压块25，弹簧压块25与活动端21固定连接，例如通过螺栓固定。如图5所示，弹簧压块25压设于限位套24上，其作用为从侧向提供压覆限位套24的压力，从而间接提供侧向压力至弹簧轴22，防止弹簧轴22在转动过程中产生的侧向压力全部集中在弹簧轴22的第一端与活动端21的接触位置，避免弹簧轴22从侧向脱离容置空间211，提高结构可靠性。如图5所示，弹簧压块25可以通过螺栓与活动端21固定，当活动端21转动时，弹簧压块25也会随之转动。进一步的，根据本实用新型的一个优选实施例，如图5所示，限位套24上设有与弹簧压块25相匹配的凹槽，例如是环形凹槽，弹簧压块25可以卡接在凹槽内，防止弹簧压块25与限位套24脱离，确保两者之间的相对位置始终保持固定。
46.如图1所示，根据本实用新型的优选实施例，镜腿自动收合结构1还包括镜腿30，镜腿30与活动端21固定连接，可以是如图1所示，通过螺栓固定连接，也可以一体成型，例如注塑成型。还可以设置饰面板31，对收合装置20进行保护和遮盖，饰面板31与镜腿30可以采用卡扣固定或胶粘固定的方式连接，以保持眼镜的外部形状美观统一。
47.如图3所示，根据本实用新型的一个优选实施例，固定端11贴近活动端21的一侧成型为第一l型曲面111，其中第一l型曲面111的转折处114呈现为弧形面，并平滑过渡到第一l型曲面111两侧的平面上。如图4a和图4b所示，活动端21贴近固定端11一侧成型为第一斜平面212，当活动端21围绕弹簧轴22与固定端11的铰接位置旋转时，第一斜平面212也会随活动端21绕固定端11旋转，第一斜平面212和第一l型曲面111相切于一相切线，相切线的位置随活动端21转动发生变化，当相切线位于第一l型曲面111的转折处114(严格来说应为转折处114弧形面的中间部位)时，第三限位块213与铰接位置之间的距离最长，相应的，第三限位块213与弹簧轴22的第一端之间的距离最短，此时弹簧23的压缩量最大，弹簧23的弹性势能最大。当第一斜平面212和第一l型曲面111的相切线由转折处114向两侧移动时，第三限位块213与铰接位置之间的距离减小，弹簧23的压缩量逐渐减小，释放弹性势能。
48.根据本实用新型的一个实施例，如图3和图6所示，第一l型曲面111以转折处114弧形面的中间部位为区分界限，可以分为外侧区1110和内侧区1111，外侧区1110和内侧区1111均包括一长度较短的弧面(即第一l型曲面111的转折处114的弧面的一部分)和一长度较大的平面。当镜腿位于完全展开的稳定位置1112时，第一斜平面212与外侧区1110的平面贴合，当镜腿位于完全闭合的稳定位置1113时，第一斜平面212与内侧区1111的平面贴合，当镜腿位于完全闭合1113的稳定位置与完全展开1112的稳定位置之间的其他位置时，第一斜平面212与第一l型曲面111相切并且相切线位于第一l型曲面111的转折处114，由于转折处114为弧形面并且相切线位于此处时活动端21受到来自弹簧23的压缩弹力，因此活动端21与固定端11的相切状态不是稳定状态，此时弹簧23的弹力会带动活动端21移动至稳定位置。具体的，活动端21转动过程中，当相切线由转折处114弧形面的中间部位向外侧区1110
移动时，弹簧23的压缩量逐渐减小，弹簧23的压缩弹力推动第三限位块213(当无限位套24时，弹簧23的弹力直接推动第三限位块213，当有限位套24时，弹簧23的弹力通过限位套24间接推动第三限位块213)，继而带动活动端21向外侧移动，也即镜腿被活动端21带动向外侧移动。因此，实际使用时，当使用者将镜腿由完全闭合的稳定位置1113拨动至相切线位于外侧区1110时，则无需继续拨动镜腿，弹簧23的弹力会直接带动镜腿自动张开至完全展开的稳定位置1112。同样的，当相切线由转折处114弧形面的中间部位向内侧区1111移动时，弹簧23的压缩量逐渐减小，弹簧23的压缩弹力推动第三限位块213，继而带动活动端21向内侧移动，也即镜腿被活动端21带动向内侧移动。因此，实际使用时，当使用者将镜腿由完全展开的稳定位置1112拨动至相切线位于内侧区1111时，则无需继续拨动镜腿，弹簧23的弹力会直接带动镜腿自动闭合至完全闭合的稳定位置1113。由此可见，本实用新型通过以上结构特征，在使用和收纳前无需将镜腿完全拨动到位，提高了使用便利性，另外，镜腿在无外力干扰的情况下始终处于完全展开的稳定位置1112或完全闭合的稳定位置1113，便于用户使用和收纳，能够最大化避免外力导致结构损坏。
49.根据本实用新型的一个优选实施例，弹簧轴22的第二端成型有限位槽222，第一l型曲面111的外侧末端成型有第二l型曲面112，第二l型曲面112提供活动端21在镜腿完全展开1112位置的基础上继续向外侧转动所需的空间，从而增加左右镜腿之间的张开角度，以适应不同头型大小的用户，固定端11具有与限位槽222相配合的第二限位块113，限位槽222与第二限位块113相配合，当活动端21相对于固定端11在第二l型曲面112范围内向外侧转动时，弹簧23受压缩而获得弹性势能，同时弹簧23的压缩弹力推动第三限位块213，第三限位块213提供对弹簧23的反作用力而带动活动端21向内侧转动，当镜腿30佩戴在使用者头部时，呈现为镜腿具有向内侧的夹持力，且该夹持力大小适中，不会因夹持力过小而夹持效果不明显，也不会因夹持力度过大而导致使用者不舒适。为防止活动端21转动幅度过大导致结构损坏，本实施例中活动端21的转动范围由限位槽222和第二限位块113限定，当活动端21向外侧转动的幅度达到最大限度时，弹簧轴22上的限位槽222被固定端11上的第二限位块113阻挡而无法继续向外转动，，以防止活动端21向外侧转动幅度过大而损坏与其相连接或接触的部件。
50.根据本实用新型的一个优选实施例，可以通过调整限位套24和弹簧轴22第一端之间的距离，以及弹簧23的长度，使弹簧23带有一定的预压缩量，即无论活动端21相对于固定端11处于何种位置，弹簧23始终具有一定的压缩量，当活动端21处于稳定位置时，根据胡克定律，需要使用者提供更大的外力来克服弹簧23的弹力，才能使活动端21转动，从而避免日常使用时轻微触碰镜腿的误操作使活动端21以及镜腿30发生转动。并且为弹簧23增加一定的预压缩量还能够在一定程度上避免弹簧23因疲劳导致收合装置20失效。
51.根据本实用新型的一个优选实施例，弹簧轴22具有平行布置的多个，例如图1和图2中所示的两个，并且每个弹簧轴22上均套设有弹簧23和限位套24，以提高结构稳定性，实际实施时，优先选择弹性系数相同的弹簧23，以使多个弹簧23提供相同的弹力，避免受力不均匀。
52.本实用新型的实施例还提供了一种智能眼镜，其中包括左右分布的两个镜腿30，智能眼镜的两侧均安装有如前所述的镜腿自动收合结构1，使镜腿30具有能够自动完全展开和自动完全闭合等上文提及的优点和技术效果。
53.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。