【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及虚拟现实，尤其涉及一种肩托式ar头显设备。
技术介绍
1、ar(augmented reality)即增强现实，指的是实时计算摄影机位置及角度，并在摄影机影像之上叠加图像、视频、3d模型等虚拟信息的技术，实现对现实增强的效果。
2、ar头显是实现ar技术的一类设备，是虚拟信息叠加在现实信息上的载体，一般以眼镜或头盔的形式展现，主要由摄像头、cpu处理中心、光学模组、架托四部分组成。其中架托的表现形式有挂耳式和头戴式(头盔)。挂耳式利用耳朵和鼻梁来支撑ar眼镜的重量，头戴式利用头顶和颈椎来支撑ar眼镜的重量。分体式则将处理中心与眼镜分离，中间用线连接，但是眼镜本身还是属于挂耳式或者轻型头盔结构。
3、ar眼镜可叠加娱乐、专业维护等民用信息，也可叠加枪瞄、微光/红外视频、无人机通讯等军用信息，为维修、物流、医疗等领域提供便携式服务。
4、现有ar眼镜的结构设计形式一般分为三种：挂耳式、头戴式和分体式。
5、(1)挂耳式(以申请号202121946757.1的专利为例)：
6、如图6所示，所述ar眼镜包括镜架和镜片，镜架包括：
7、镜框，所述镜框设有安装孔，所述镜片安装于所述安装孔内，定义所述ar眼镜具有平视方向，在垂直于平视方向的平面上，所述镜框具有长度方向和垂直于长度方向的宽度方向；
8、镜腿，所述镜腿设有两个，两所述镜腿活动连接于所述镜框于长度方向上相对的两侧，所述ar眼镜具有使用状态和收折状态，所述ar眼镜处于使用状态时，两所述镜
9、(2)头戴式(以申请号201821969693.5的专利为例)：
10、如图7所示，头戴式ar眼镜通常表现为头盔形式，包括盔体、ar眼镜装置、连接装置、减振衬垫；所述减振衬垫固定在盔体内部前端，以对连接装置和ar眼镜装置进行减振，同时将盔体内部空腔分隔为第一容置空腔、第二容置空腔，所述第一容置空腔用以容纳ar眼镜装置和连接装置；所述第二容置空腔用以容纳人体头部；所述连接装置包括牵引杆座和牵引杆；所述牵引杆座上端固定在盔体内部前端；所述牵引杆上端与牵引杆座相连；所述牵引杆下端与ar眼镜装置相连；所述牵引杆可在第一容置空腔上下滑动，带动ar眼镜装置滑入或滑出第一容置空腔。
11、(3)分体式ar眼镜(以申请号201720513518.4的专利为例)：
12、如图8所示，分体式ar眼镜一般包括：镜框、插接口和处理器。其中，所述镜框包括用于进行夹持固定的镜腿；所述至少一个镜腿的悬空端端部设有插接口；所述处理器与所述镜框分体设置，所述处理器与所述镜框之间通过第一双向数据线连接，所述第一双向数据线一端连接在所述处理器上，所述第一双向数据线另一端连接在设置于所述镜框中的插接口上。处理器与镜框分体设置，即处理器与镜框是相互分离的。
13、挂耳式ar眼镜的缺点在于眼镜部分与主机部分同体设置均设置在眼镜镜框上，由于ar眼镜为可穿戴设备，设计时需要考虑佩戴的舒适度，ar眼镜的体积与重量被严格限定。而体积的限制导致了电池的容纳力受到限制，而现有技术中处理器的运算能力在一定范围内与其体积成正比，ar眼镜重量与体积的限定同时限定了眼镜的电能储存能力和处理能力。此外，由于镜框与空气的接触面积也比较小，散热能力也受到制约。
14、头盔式ar眼镜会覆盖头顶甚至脑袋上半部，体积比较大，重量也比较重，而整个装置重量最后全都由颈部承担。同时也面临为了减轻重量，限制了所用电池的容量，不利于ar眼镜续航和高性能的问题。一般都为捆绑式设计，使用者佩戴起来也不舒服，不能长时间佩戴。
15、分体式的ar眼镜虽然通过将处理中心与眼镜分离，以保证处理中心的数据处理能力、续航能力和散热能力，这样做的比较好的一点就是减轻头部的重量；但是缺点就是通过数据线连接，在工人作业过程中避免不了数据线被挂住，接头接触不良和电磁干扰等情况发生。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种肩托式ar头显设备，能够解决现有技术中ar眼镜的稳定性差、承重性差、续航能力低及产品性能不足的技术问题。
2、本专利技术提供了一种肩托式ar头显设备，肩托式ar头显设备包括：ar眼镜；枕骨托部，ar眼镜与枕骨托部连接；颈托部，枕骨托部与颈托部活动连接，枕骨托部可绕第一方向和第二方向相对于颈托部转动，第一方向与第二方向相垂直；肩托单元，肩托单元与颈托部连接；处理器和电池单元，处理器设置在肩托单元和颈托部，或处理器设置在肩托单元；电池单元设置在肩托单元；第一图像采集单元，第一图像采集单元设置在ar眼镜上；第二图像采集单元，第二图像采集单元设置在肩托单元；其中，当肩托式ar头显设备处于佩戴状态时，枕骨托部用于对用户枕骨进行支撑，颈托部用于对用户颈部进行支撑，肩托单元与用户肩部相贴合。
3、进一步地，ar眼镜包括ar眼镜镜片、眼镜腿和第一眼镜旋转轴，ar眼镜镜片与眼镜腿的一端连接，眼镜腿的另一端通过第一眼镜旋转轴与枕骨托部连接，眼镜腿可绕第一方向相对于枕骨托部转动。
4、进一步地，眼镜腿包括第一眼镜腿、第二眼镜腿和第二眼镜旋转轴，第一眼镜腿和第二眼镜腿通过第二眼镜旋转轴连接，第一眼镜腿可绕第一方向相对于第二眼镜腿转动。
5、进一步地，肩托式ar头显设备还包括旋转器件，旋转器件设置在枕骨托部和颈托部之间，枕骨托部通过旋转器件与颈托部活动连接。
6、进一步地，肩托式ar头显设备还包括角度传感器、位移传感器和惯性传感器，角度传感器和位移传感器设置在旋转器件内，惯性传感器设置在ar眼镜上，角度传感器用于测量用户头部旋转的角度，位移传感器用于测量用户头部俯仰运动时的形变位移量，惯性传感器用于测量用户行动产生的角速度和加速度。
7、进一步地，肩托式ar头显设备还包括眼镜存储部，眼镜存储部与肩托单元连接，眼镜存储部具有眼镜存储槽，ar眼镜镜片可绕第一眼镜旋转轴转动并存储至眼镜存储槽内。
8、进一步地，肩托式ar头显设备还包括柔性颈托单元，肩托单元具有颈部容纳腔，颈部容纳腔用于容纳用户颈部，柔性颈托单元设置在颈部容纳腔内以对用户颈部进行保护。
9、进一步地，肩托式ar头显设备还包括显示器，显示器设置在枕骨托部内，显示器通过光纤分别与ar镜片和处理器连接。
10、进一步地，肩托式ar头显设备还包括语音输入设备和声音输出设备，语音输入设备和声音输出设备与处理器连接，语音输入设备设置在肩托单元上，声音输出设备设置在枕骨托部或眼镜腿上。
11、进一步地，肩托单元包括肩托本体、第一肩托带、第二肩托带、第三肩托带、第一连接带和第二连接带，肩托本体与用户肩部相贴合，第一肩托带和第二肩托带设置在肩托本体的一侧，第三肩托带设置在肩托本体的另一侧，第一肩托带具有第一肩托卡槽，第二肩托带具有第二肩托卡槽，第三肩托带本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备包括：
2.根据权利要求1所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述AR眼镜(10)包括AR眼镜镜片(11)、眼镜腿(12)和第一眼镜旋转轴(13)，所述AR眼镜镜片(11)与所述眼镜腿(12)的一端连接，所述眼镜腿(12)的另一端通过所述第一眼镜旋转轴(13)与所述枕骨托部(20)连接，所述眼镜腿(12)可绕第一方向相对于所述枕骨托部(20)转动。
3.根据权利要求2所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述眼镜腿(12)包括第一眼镜腿(121)、第二眼镜腿(122)和第二眼镜旋转轴(123)，所述第一眼镜腿(121)和所述第二眼镜腿(122)通过所述第二眼镜旋转轴(123)连接，所述第一眼镜腿(121)可绕第一方向相对于所述第二眼镜腿(122)转动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述所述肩托式AR头显设备还包括旋转器件(70)，所述旋转器件(70)设置在所述枕骨托部(20)和所述颈托部(30)之间，所述枕骨托部(20)通过所述旋转器件(70
5.根据权利要求4所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备还包括角度传感器、位移传感器和惯性传感器，所述角度传感器和所述位移传感器设置在所述旋转器件(70)内，所述惯性传感器设置在所述AR眼镜(10)上，所述角度传感器用于测量用户头部旋转的角度，所述位移传感器用于测量用户头部俯仰运动时的形变位移量，所述惯性传感器用于测量用户行动产生的角速度和加速度。
6.根据权利要求5所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备还包括眼镜存储部(80)，所述眼镜存储部(80)与所述肩托单元(40)连接，所述眼镜存储部(80)具有眼镜存储槽(80a)，所述AR眼镜镜片(11)可绕所述第一眼镜旋转轴(13)转动并存储至所述眼镜存储槽(80a)内。
7.根据权利要求1所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备还包括柔性颈托单元(90)，所述肩托单元(40)具有颈部容纳腔(40a)，所述颈部容纳腔(40a)用于容纳用户颈部，所述柔性颈托单元(90)设置在所述颈部容纳腔(40a)内以对用户颈部进行保护。
8.根据权利要求7所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备还包括显示器，所述显示器设置在所述枕骨托部(20)内，所述显示器通过光纤分别与所述AR镜片和所述处理器连接。
9.根据权利要求8所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托式AR头显设备还包括语音输入设备和声音输出设备，所述语音输入设备和所述声音输出设备与所述处理器连接，所述语音输入设备设置在所述肩托单元(40)上，所述声音输出设备设置在所述枕骨托部(20)或眼镜腿(12)上。
10.根据权利要求9所述的肩托式AR头显设备，其特征在于，所述肩托单元(40)包括肩托本体(41)、第一肩托带(42)、第二肩托带(43)、第三肩托带(44)、第一连接带和第二连接带，所述肩托本体(41)与用户肩部相贴合，所述第一肩托带(42)和所述第二肩托带(43)设置在所述肩托本体(41)的一侧，所述第三肩托带(44)设置在所述肩托本体(41)的另一侧，所述第一肩托带(42)具有第一肩托卡槽(42a)，所述第二肩托带(43)具有第二肩托卡槽(43a)，所述第三肩托带(44)具有第三肩托卡槽(44a)，所述第一连接带依次穿过所述第一肩托卡槽(42a)和所述第三肩托卡槽(44a)实现所述肩托本体(41)一端与用户之间的固定连接，所述第二连接带依次穿过所述第二肩托卡槽(43a)和所述第三肩托卡槽(44a)以实现所述肩托本体(41)另一端与用户之间的固定连接。
...【技术特征摘要】
1.一种肩托式ar头显设备，其特征在于，所述肩托式ar头显设备包括：
2.根据权利要求1所述的肩托式ar头显设备，其特征在于，所述ar眼镜(10)包括ar眼镜镜片(11)、眼镜腿(12)和第一眼镜旋转轴(13)，所述ar眼镜镜片(11)与所述眼镜腿(12)的一端连接，所述眼镜腿(12)的另一端通过所述第一眼镜旋转轴(13)与所述枕骨托部(20)连接，所述眼镜腿(12)可绕第一方向相对于所述枕骨托部(20)转动。
3.根据权利要求2所述的肩托式ar头显设备，其特征在于，所述眼镜腿(12)包括第一眼镜腿(121)、第二眼镜腿(122)和第二眼镜旋转轴(123)，所述第一眼镜腿(121)和所述第二眼镜腿(122)通过所述第二眼镜旋转轴(123)连接，所述第一眼镜腿(121)可绕第一方向相对于所述第二眼镜腿(122)转动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的肩托式ar头显设备，其特征在于，所述所述肩托式ar头显设备还包括旋转器件(70)，所述旋转器件(70)设置在所述枕骨托部(20)和所述颈托部(30)之间，所述枕骨托部(20)通过所述旋转器件(70)与所述颈托部(30)活动连接。
5.根据权利要求4所述的肩托式ar头显设备，其特征在于，所述肩托式ar头显设备还包括角度传感器、位移传感器和惯性传感器，所述角度传感器和所述位移传感器设置在所述旋转器件(70)内，所述惯性传感器设置在所述ar眼镜(10)上，所述角度传感器用于测量用户头部旋转的角度，所述位移传感器用于测量用户头部俯仰运动时的形变位移量，所述惯性传感器用于测量用户行动产生的角速度和加速度。
6.根据权利要求5所述的肩托式ar头显设备，其特征在于，所述肩托式ar头显设备还包括眼镜存储部(80)，所述眼镜存储部(80)与所述肩托单元(40)连接，所述眼镜存储部(80)具有眼镜存储槽(80a)，所述ar眼...
【专利技术属性】
技术研发人员：于寒松，邰红勤，
申请(专利权)人：北京海鹰科技情报研究所，
类型：发明
国别省市：
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