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苹果新专利介绍Vision Pro的可拆卸头带设计

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XR导航网 2024年01月30日)苹果Vision Pro采用了可拆卸的头带设计,并透过单一机制固定,容易更换尺寸及造型。在名为“Devices with detachable headbands”的专利申请中,这家公司就介绍了相关的发明技术细节。

苹果新专利介绍Vision Pro的可拆卸头带设计

苹果指出,为了方便更换,以及允许不同用户使用,头戴式设备的头带可拆卸,从而通过不同的头显来适应不同的头部大小或更新正在使用的头带造型。

苹果新专利介绍Vision Pro的可拆卸头带设计

如图1所示,头带26的末端可以具有耦合机制,诸如配置为接收构件24或其他壳体结构的销钉30或其他突起的开口。

可释放插销机制可用于帮助将头带26的末端固定到构件24。例如,第一可拆卸插销可用于将头带26的左端可拆卸耦合到壳体12左侧的左构件24中的左销钉,第二可拆卸插销可用于将头带26的右端可拆卸耦合到壳体12右侧的右构件24中的右销钉。

如果需要,用户可以翻转头带,使得第一可拆卸插销可将先前耦合到左销钉的头带26的末端耦合到右销钉,并且使得第二可拆卸插销可将先前耦合到右销钉的头带26的末端耦合到左销钉。

基于插销的耦合机制可以帮助允许用户将头带26可移除地连接到部件24,从而将头带26可移除地连接到壳体12。

头带26可具有柔软的柔性部分和刚性部分。作为示例,头带26的中心部分可由可拉伸织物形成。头带26的左端和右端部分可以耦合到中心部分的相对端。作为一个例子,所述左端和右端部分可以具有加强结构。

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图2是说明性头带26的端部和说明性构件24的相应端部。构件24可以具有诸如销钉30的突出销钉。头带26可具有相应的开口32。

开口32可以是具有与销钉30的轮廓相匹配形状的通孔开口。在本例中,销钉30和开口32在端对观看时具有拉长的形状。细长的形状可以帮助抵抗头带26的纵轴34和构件24的纵轴36之间的旋转运动。这有助于防止头带26在使用过程中沿着用户头部后表面向上或向下滑动。

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如图3所示,构件24可具有主体部分24M。主部件24M可以作为销钉30的支撑,并且可以由刚性聚合物、金属、织物、碳纤维复合材料和/或其他材料形成。销钉30可以连接到主部分24M,并且可以从部分24M向内突出。

销钉30可以由金属、刚性聚合物、其他材料或组合形成。销钉30可具有突出于部分24M的表面的主部分30C。销钉30同时可以具有诸如外围突出部分30P的外围突出部分。作为示例,部分30P可以沿着销钉30的外围运行,并且可以从主部分30C径向向外突出。

在图3的实施例中,突出部分30P具有斜角,以便于将销钉30沿方向54进入头带26的开口32中,并且当将头带26从构件24分离时,便于将销钉30沿相反方向从开口32中取出。

通孔开口32可以通过切割或以其他方式形成部分44中的开口来形成。开口32的外围可以使用一对配合的环件40来加强。构件40可以使用激光焊接和/或其他连接机制相互连接。粘合剂可以任选地用于帮助将构件固定到带44。

当构件50彼此连接时,形成环形凹槽,如凹槽52。弹簧42可以在开口32周围具有环形。可在环42的一侧形成间隙48。如图4弹簧42的俯视图所示,当在开口32内插入销钉30,并且突出部分30P的斜面向外径向压紧弹簧42时,间隙48的存在使得弹簧42向56方向向外扩展。

一旦销钉30插入到开口32内足以使部分30P凸出并通过弹簧42,弹簧42可以向内收缩到主部分30C,从而将销钉30固定在开口32内并将头带26固定到构件24。当需要移除头带26时,可以将头带26从构件24拉开。在移除头带时,部件30P上的斜角压紧弹簧42并径向扩展弹簧42,从而允许将销钉30从开口32中移除。

基于弹簧的头带固定装置允许头带26连接并从构件24分离。如果需要,可以使用基于插销的机制来固定和释放头带26。这种排列如图5所示。

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如图5的示例所示,系统22可以包括诸如插销62的插销机制。插销62可以使用磁铁、弹簧、滑动部件、切换部件、旋转部件或由用户操纵的其他插销结构来打开和关闭。在图5的实施例中,头带26的插销器具有可移动的插销器部件,当插销器30位于开口32内时,插销器与插销器30啮合,并且具有相关联的释放机制。

可由柔性材料条形成的释放机制可由用户向64方向拉动,从而移动可动插销部件,使其脱离与销钉30的啮合。这将释放销钉30,并允许销钉30从开口32中移除。

磁铁、弹簧结构和/或其他偏置结构可用于关闭插销器。在一个实施例中,构件24和头带26可具有便于头带26和构件24的附着的磁铁。如图5所示,销钉30可以具有一个或多个磁体,如磁体60。磁铁60可用于吸引和/或排斥带44中相应的磁铁,从而协助将头带26连接到部件24和/或协助关闭插销62。

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图6是插销器62具有释放卡片的结构。62T可以连接到可滑动插销构件62M。插销构件62M可以响应来自插销构件偏置机制的磁力、弹簧力或其他偏置力而向销钉30横向移动,使得构件62M的尖端突出于销钉30之下。这样,销钉30保留在开口32内,直到插销62被释放。

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如图7所示,销钉30有磁铁60。头带26的带44有磁铁66、68和70。当销钉30插入头带26的开口32内时,磁铁位于磁铁66和磁铁68之间。在这种结构中,磁体60的阴极吸引磁体68的阳极。磁铁68连接到可滑动插销构件62M。

磁铁60和磁铁68之间的磁力吸引将插销构件62M拉向销钉30,直到插销构件62M的尖端接收到销钉30的突出部分30P。在这个位置,插销62关闭,插销30保留在开口32内,即头带62附着在构件24上。

当销钉30未插入开口32时,磁铁70的阴极吸引磁铁68的阳极,反之亦然,当销钉30不存在时,磁铁68与磁铁70对齐。磁铁70附着在带44上,而磁铁68附着在可滑动插销部件62M上。由于磁铁70和磁铁68、70之间的磁力吸引,构件62M移动到打开插销位置62M ‘。这确保了在没有销钉30的情况下,面向开口32的构件62M的尖端不会突出到开口32,因此在开口32内不可见。

当用户希望将头带26连接到构件24时,用户将头带26的开口32放置在靠近销钉30的位置。当开口32向销钉30移动时,磁体66的阴极吸引磁体60的阳极,磁体68的阳极吸引磁体60的阴极,因此在销钉30所表现的力感觉是平衡的。这倾向于将销钉30与开口32对齐并将销钉30拉入开口32,从而减少了用户将销钉30与开口32精确对齐的需要。

图7说明了将磁力用于三种不同的功能。首先,在分离头带26和构件24的同时,利用磁力自动将插销构件62M收回至62M ‘位置。这种自动磁插销打开机制有助于保持插销构件62M在开口32时不使用。

其次,当用户首先将头带26连接到构件24时,利用磁性吸引将销钉30引导到开口32中,而不会引起用户过多的注意。

第三,在开口32内接收到销钉30后,利用磁力吸引将插销构件62M拉向突出部30P下,从而磁性关闭插销62。

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如图8所示,插销元件26M可以使用偏置元件80进行偏置。偏压构件8,可以是由弹性体材料形成的弹簧,和/或可以由表现出弹簧力的其他弹簧结构形成。例如,可以使用图8的部件80从带44推离,从而当在开口32内接收到销钉30时,将插销部件62M推入与销钉30啮合。可使用压缩弹簧或其他扩展偏置构件来移动与插销62相关的任何合适的可移动结构。

如图9所示,偏置构件80可用于拉力。在图9的说明性配置中,构件80正将构件62M拉向开口32。一般来说,张力弹簧或其他张力偏置构件可拉上插销62中的任何合适的插销结构。

图10和11举例说明了由弹性体带形成的弹簧的使用。如图10的顶视图所示,例如,弹簧部件80可以延伸到头带26的一部分和锁紧部件62M之间。当构件62M移离开口32时,构件80拉伸。这产生了一个相反的恢复弹簧力,可将构件62M拉向开口32,允许构件62M在开口32中与销钉30接合。

图11系统22的横截面侧面图进一步说明了这种类型的弹性体带状弹簧偏置机制。如图11所示,偏置构件80可以具有环形形状,其延伸通过带44的一部分,并通过插销构件62M的沟槽部分。

销钉30可以具有诸如部分30P的突出部分,当插销62关闭时,可以将插销部件62M接收到其中。当需要打开插销62时,连接到构件62M的释放卡片或其它释放机制可将插销构件62M的尖端从凹槽82中拉出。这将从插销构件62M的尖端释放出突出部分30P,从而解锁插销62,使得销钉30可以从开口32中移除。

与此同时,移动插销构件62M远离开口32张构件80。当需要将头带26连接到构件24时,该张力可用于将构件62M移动到凹槽82中,从而使构件62M啮合销钉30。

在图11的说明性插销布置中,插销构件62M具有凸轮表面,如角度面84。例如,当销钉30插入到开口32中时,部分30P可以承受表面84,从而迫使插销构件62M远离销钉30以打开插销62。一旦部分30P移动过所有表面84,插销部件62M就可以在插销部件80的闭锁偏置力下移动到凹槽82中。

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图12显示了插销构件62M可以同时具有向外和向内凸轮面88的情况。突出部分30P可具有相应的向外和向内凸轮面86。通过这种布置,当立销钉30插入开口32时,凸出物30P的向外凸轮面可与插销件62M的向内凸轮面相啮合,从而使插销件62M远离立销钉30,令插销62处于打开状态。

在开口32中插入立销钉30后,用于关闭插销62的偏置机制将插销构件62M推向立销钉30,并与凸点30P啮合,使立销钉30固定在开口32中。当用户希望将头带26从部件24上取下时,用户可将头带26与部件24拉开,使突出部分30P的内向凸轮面86与插销部件62M的外向凸轮面88相互承受,从而将插销部件62M推至打开位置。

除了或代替使用拉至释放机制来释放插销62之外,插销62可以具有图13所示的说明性插销释放机制中的一个或多个。

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如图13所示,插销62可以具有活动插销构件,如具有凸轮表面的插销构件62M。可使用偏置机制将插销构件62M推入其闭合位置,其中插销构件62M与销钉30的突出部分30P啮合,并将构件24和头带26固定在一起。

通过这种布置,插销62设有按钮。所述按钮可以具有可移动的按钮构件,例如耦合到销钉30的按钮构件90。当用户希望释放插销62时,用户可以向内按下按钮部件90,使按钮部件90向内移动,并使按钮部件凸轮表面92与插销部件62M的凸轮表面94相啮合。这将插销构件62M推离销钉30,从而打开插销,使得销钉30可以从开口32中移除。

在另一说明性插销释放装置中,插销62具有拨动释放机制。如图13所示,例如,拨动杆96可以通过旋转连接100耦合到插销部件62M,并且可以通过旋转连接98耦合到头带26的带44中的结构。这允许用户通过翻转杠杆96将插销构件62M移动到其打开位置(。

在又一说明性插销释放装置中,滑块机制可用于插销释放操作。如图13所示,滑块部件102可以连接到插销部件62M上。通过这种布置,用户可以通过远离销钉30的滑动构件102打开插销62。

如果需要,可以使用额外的插销释放装置。插销释放装置可以与任何合适的插销偏置方案一起使用。在插销62中可以有单个插销构件62M,或者在插销62中可以使用多个插销构件62M。

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图14是在说明性配置中的头带26的透视图,其中头带44具有插销部件凹槽104。凹槽104可以在开口32的相对侧形成,并且可以配置为接收位于销钉30相对侧的各自插销部件。通过这种类型的布置,插销部件缩回到销钉30中以打开插销62,并且从销钉30中伸出到头带带44的开口104中以关闭插销62。

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图15是用于构件24的说明性销钉的顶视图,所述构件24具有用于形成插销62的活动插销构件62M。在本例中,销钉30具有一个主部分30MP,插销构件26M与之滑动耦合。当需要将头带26从部件24中释放出来时,将活动销钉插销件26M置于如图所示的缩回位置。

将销钉30插入头带26的带44的开口32后,插销件26M可沿方向106向外移动。这使得插销构件62M移动到图14的带44的开口104中,从而关闭插销并将头带26固定到构件24。

名为“Devices with detachable headbands”的苹果专利申请最初在2022年7月提交,并在日前由美国专利商标局公布。

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