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VR头戴设备面部贴合密封衬圈结构

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-27 ID:422655
  • VR头戴设备面部贴合密封衬圈结构
  • VR头戴设备面部贴合密封衬圈结构

  该结构为VR头戴显示设备的核心面部贴合密封部件,在实际产品应用中,承担着设备与用户面部之间的软接触缓冲、环境光线阻隔、佩戴受力分散三重核心作用,是直接影响用户长时间佩戴舒适度与沉浸体验的关键结构件。从实际使用场景来看,该部件需要适配不同用户的面部轮廓差异,覆盖从颧骨到鼻梁区域的完整贴合边界,既要保证佩戴时不会对面部骨骼突出位置造成过度压迫,又要避免边缘出现缝隙导致外界光线进入显示区域破坏沉浸感,同时还要在用户快速转头、小幅度移动的过程中保持贴合位置稳定,不会出现移位漏光的问题。

  设计过程中首先围绕人体面部轮廓的三维数据做适配,整体轮廓采用非对称的波浪形闭环结构,上沿贴合眉骨下方的自然弧度,下沿适配颧骨与鼻梁两侧的曲面过渡,中间预留的镂空区域完全匹配VR设备的光学镜头可视范围,不会对用户的视线范围造成遮挡。结构截面采用渐变厚度设计,与设备壳体连接的根部厚度更大,保证安装后的连接强度,避免长期拉扯出现撕裂,接触面部的边缘位置做薄边处理,降低边缘的硬触感,让软胶材料可以更好地贴合面部皮肤的细微起伏,提升密封效果。

  从安装边界来看,该部件的背部设置有与VR设备前壳匹配的嵌入式安装卡槽,安装时可以直接卡入壳体对应的定位筋位,不需要额外的粘接剂或者紧固件,装配效率高,同时也方便后期拆卸更换清洁部件。整体安装后突出壳体的高度经过反复调校,既保证足够的压缩量来适配不同脸型的贴合需求,又不会因为突出过多导致设备佩戴时重心过度前移,增加用户颈部的承重负担。

  材料选型上适配软质弹性体材料,邵氏硬度控制在适合面部接触的区间,既具备足够的支撑性维持结构形状,又有良好的形变能力适配面部压力分布,接触皮肤的表面做细腻的哑光处理,避免长时间接触皮肤造成闷汗黏连的问题。结构的边角位置全部做圆弧过渡处理,不存在任何尖锐棱角,防止佩戴过程中刮蹭皮肤。在受力分布设计上,对应面部颧骨、眉骨这些承压较大的位置,结构内部做了局部的薄壁镂空缓冲设计,佩戴受压时可以产生更大的形变量来分散压力,减少长时间佩戴留下的压痕,而对应鼻梁、脸部侧面这些容易漏光的位置,结构边缘做了微延伸设计,贴合时可以更好地填充面部曲面的凹陷区域,实现全周的光线密封。

  该结构的建模过程中,所有曲面都做了G2连续处理,保证软胶部件成型后表面顺滑无褶皱,不会因为曲面突变造成应力集中,提升部件的抗疲劳使用寿命,长期反复弯折拉扯也不会出现开裂问题。同时结构的壁厚设计充分考虑了软胶材料的成型工艺特性,整体壁厚差控制在合理区间,避免成型过程中出现缩痕、气泡等缺陷,保证量产时的成品率。在实际装配验证中,该结构可以适配主流的VR头戴设备壳体安装尺寸,不需要对原有设备的壳体结构做大幅修改即可直接适配,能够有效提升设备的佩戴舒适度,降低用户长时间使用的面部疲劳感。

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