电池收纳装置及头戴显示设备

技术领域

本发明涉及光学显示技术领域，特别涉及一种电池收纳装置及头戴显示设备。

背景技术

目前的虚拟现实(VR)等头戴显示设备中，一般将光学显示模组设计在头戴显示设备的前部，即对应人体眼睛的位置，而将电池部分设计在头戴显示设备的后部，即对应人体后脑的位置。

当用户佩戴头戴显示设备进行使用时，由于电池工作会发热，产生大量热量并传递到用户的皮肤，容易造成用户头部的不适，长时间使用还会导致用户出汗，影响用户的使用体验。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池收纳装置及头戴显示设备，旨在将电池产生的热量引导并发散到外界，能够快速散热，克服因电池产生的热量聚集而传递到用户的后脑导致用户不适的问题，提升用户的使用体验。

为实现上述目的，本发明提出一种电池收纳装置，包括：

电池支架，所述电池支架内设有容置腔，所述容置腔用于收容电池；

弹性层，所述弹性层的一侧表面设有多个间隔分布的弹性立柱，所述弹性层设有所述弹性立柱的一侧表面与所述电池支架贴合，且多个所述弹性立柱之间的间隙形成散热空间；

其中，所述容置腔与所述散热空间连通，且所述电池支架的表面开设有连通所述散热空间的散热孔。

可选地，所述弹性层朝所述弹性立柱的一侧凸出弯曲设置，所述电池支架对应所述弹性层弯曲设置。

可选地，所述弹性层与所述电池支架可拆卸连接。

可选地，所述电池收纳装置还包括：

连接架，所述连接架设于所述弹性层的所述弹性立柱所在的一侧，且所述连接架环绕所述弹性层的边沿设置，所述连接架上设有卡扣；

其中，所述电池支架上设有与所述卡扣对应的卡槽，所述卡扣卡接于对应的所述卡槽内。

可选地，所述连接架包括：

第一连接板，所述第一连接板环绕所述弹性层的边沿设置，且所述第一连接板与所述弹性层贴合；

第二连接板，所述第二连接板环绕所述弹性层的边沿设置，且所述第二连接板与所述电池支架贴合，所述第一连接板和所述第二连接板间隔设置；

支撑板，所述支撑板连接于所述第一连接板和所述第二连接板之间；

其中，所述弹性层的边沿朝所述第二连接板弯折延伸并与所述第二连接板连接，所述第一连接板、所述第二连接板、所述支撑板以及所述弹性层围合形成散热通道，且所述散热通道连通所述散热空间和所述散热孔。

可选地，所述第二连接板与所述弹性层连接的边沿开设有多个散热凹槽。

可选地，所述卡扣包括：

基座，所述基座设于所述连接架上，且所述基座内设有空腔；

卡块，所述卡块贯穿所述基座的侧壁设置；

弹性件，所述弹性件设于所述基座内，且所述弹性件与所述卡块连接，使所述卡块凸出于所述基座的侧壁外；

其中，所述基座插入所述卡槽内，并通过所述卡块卡持于所述卡槽的边沿。

可选地，所述电池支架上对应所述卡槽的边沿设有支撑座，且所述支撑座上开设有与所述卡块对应的穿孔；

其中，所述基座插入所述卡槽内时，所述基座的侧壁与所述支撑座贴合，且所述卡块卡入所述穿孔内。

可选地，所述电池支架包括：

中间固定架，所述中间固定架上开设有连通所述散热空间的安装口；

电池安装壳，所述电池安装壳设于所述安装口处，所述容置腔形成于所述电池安装壳内，所述电池安装壳上开设有通孔，且所述通孔连通所述容置腔和所述散热空间。

可选地，所述电池安装壳包括：

电池固定架，所述电池固定架设于所述安装口处，且所述电池固定架背离所述弹性层的一侧表面开设有容置槽；

盖体，所述盖体盖合于所述容置槽的槽口，以将所述容置槽围合形成所述容置腔。

可选地，所述电池固定架沿所述容置槽的边沿设有卡件，所述盖体上设有与所述卡件对应的卡孔，且所述卡件卡接于对应的所述卡孔内；

或者，所述电池固定架沿所述容置槽的边沿设有卡孔，所述盖体上设有与所述卡孔对应的卡件，且所述卡件卡接于对应的所述卡孔内。

为实现上述目的，本发明还提出一种头戴显示设备，包括：

主体支架，所述主体支架的两端分别设有第一连接带和第二连接带；

光学显示模组，所述光学显示模组设于所述主体支架上；

电池收纳装置，为上述实施例中任一项所述的电池收纳装置，所述第一连接带和所述第二连接带通过所述电池支架连接，且所述光学显示模组与收容于所述容置腔内的电池电性连接。

本发明的技术方案中，通过在弹性层的一侧表面设有多个间隔分布的弹性立柱，并将弹性层设有弹性立柱的一侧表面与电池支架贴合，佩戴时，弹性层和弹性立柱会根据所佩戴用户的后脑形状产生适应性的形变，从而使弹性层能够紧密地贴合于不同用户的后脑上，能够提升佩戴的稳定性和舒适性；而且，弹性层的多个弹性在弹性层和电池支架的贴合处之间撑开一定间距，且多个弹性立柱之间的间隙相互连通并形成散热空间，电池支架的用于收容电池的容置腔与散热空间连通，且电池支架的表面开设有连通散热空间的散热孔，可将电池产生的热量引导至散热空间并经散热孔发散到外界，从而克服因电池产生的热量聚集而传递到用户的后脑导致用户不适的问题，并避免用户因受热而出汗，能够提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电池收纳装置一实施例的结构示意图；

图2为图1电池收纳装置沿中线的剖视结构示意图；

图3为图1电池收纳装置的分解结构示意图；

图4为图1电池收纳装置的连接架的卡扣与电池支架的卡槽的放大结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电池收纳装置100。

在本发明实施例中，如图1至2所示，该电池收纳装置100，包括：电池支架10和弹性层20，电池支架10内设有容置腔101，容置腔101用于收容电池40；弹性层20的一侧表面设有多个间隔分布的弹性立柱21，弹性层20设有弹性立柱21的一侧表面与电池支架10贴合，且多个弹性立柱21之间的间隙形成散热空间212；其中，容置腔101与散热空间212连通，且电池支架10的表面开设有连通散热空间212的散热孔111。

具体地，本发明的电池收纳装置100可应用于头戴显示设备，该电池收纳装置100设置于头戴显示设备的后部，即对应人体后脑的位置，当用户佩戴头戴显示设备时，电池收纳装置100贴合于用户的后脑。

其中，弹性层20和弹性立柱21均可采用海绵材料，海绵可由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成，是一种多孔弹性材料。在用户佩戴头戴显示设备时，弹性层20位于内侧并贴合于人体的后脑上，而电池支架10朝向外侧，即电池支架10位于弹性层20背离人体的一侧。由于弹性层20和弹性立柱21均具有弹性，佩戴时，弹性层20和弹性立柱21会根据所佩戴用户的后脑形状产生适应性的形变，具体地，当用户的头型较大时，弹性层20和弹性立柱21的变形量增大，相反，当用户的头型较小时，弹性层20和弹性立柱21的变形量减小，从而使弹性层20能够紧密地贴合于不同用户的后脑上，能够提升佩戴的稳定性和舒适性。

其中，电池支架10内的容置腔101可设置与头戴显示设备的光学显示模组连接的导电件(如导电片或导线等)，当将电池40装入容置腔101时，电池40通过导电件与光学显示模组电性连接，从而对光学显示模组进行供电，可保证光学显示模组的正常使用。

本实施例中，多个弹性立柱21凸出于弹性层20的贴合面，多个弹性立柱21可按阵列形式均匀间隔排布。在弹性层20与电池支架10贴合时，弹性层20的边沿与电池支架10的边沿贴合，位于弹性层20边沿之内的多个弹性立柱21则抵接于电池支架10的贴合面，从而在弹性层20和电池支架10之间撑开一定间距，且多个弹性立柱21之间的间隙相互连通并形成散热空间212。散热空间212与电池支架10的容置腔101连通，且散热空间212通过散热孔111与外界连通，从而形成一个连通外界的立体开式空间，电池40工作时产生的热量会从容置腔101扩散到散热空间212内，再从散热空间212扩散到外部环境中，最终将电池40的热量有效引导并发散到外界，可使热量快速消减，进而克服因电池40热量聚集而传递到用户的后脑导致用户不适的问题，并避免用户因受热而出汗，能够提升用户的使用体验。

因此，本发明的技术方案中，通过在弹性层20的一侧表面设有多个间隔分布的弹性立柱21，并将弹性层20设有弹性立柱21的一侧表面与电池支架10贴合，佩戴时，弹性层20和弹性立柱21会根据所佩戴用户的后脑形状产生适应性的形变，从而使弹性层20能够紧密地贴合于不同用户的后脑上，能够提升佩戴的稳定性和舒适性；而且，弹性层20的多个弹性立柱21在弹性层20和电池支架10的贴合处之间撑开一定间距，且多个弹性立柱21之间的间隙相互连通并形成散热空间212，电池支架10的用于收容电池40的容置腔101与散热空间212连通，且电池支架10的表面开设有连通散热空间212的散热孔111，可将电池40产生的热量引导至散热空间212并经散热孔111发散到外界，从而克服因电池40产生的热量聚集而传递到用户的后脑导致用户不适的问题，并避免用户因受热而出汗，能够提升用户的使用体验。

在本发明一实施例中，请参阅图1至2，弹性层20朝弹性立柱21的一侧凸出弯曲设置，电池支架10对应弹性层20弯曲设置。

由于在佩戴头戴显示设备时，电池收纳装置100需要与人体的后脑贴合，而人体的后脑大致为曲面，只是不同用户后脑的弯曲程度有所差异。因此，本实施例优选将弹性层20在内、电池支架10在外的电池收纳装置100整体设置成向外凸出的弧形结构，使得电池收纳装置100能够大体符合人体的后脑形状，然后，再通过弹性层20和弹性立柱21的形变，针对不同用户的后脑形状进行适应性调整，使得弹性层20能够完全贴合人体的后脑。

在本发明一实施例中，弹性层20与电池支架10可拆卸连接。

当海绵材料的弹性层20在长时间使用后，会出现压溃的情况，导致弹性层20的弹性减弱，从而造成用户佩戴头戴显示设备时出现佩戴松垮的现象，影响用户的使用体验。本实施例中，将弹性层20与电池支架10之间的连接方式设置为可拆卸连接，比如，弹性层20可通过粘接的方式与电池支架10固定，当弹性层20及弹性立柱21的弹力减弱或失效时，可将弹性层20从电池支架10上取下，并重新替换上新的弹性层20，从而能够保持弹性层20的弹力，提升用户的使用体验，并延长电池收纳装置100的使用寿命。

在本发明一实施例中，请参阅图3，电池收纳装置100还包括：连接架30，连接架30设于弹性层20的弹性立柱21所在的一侧，且连接架30环绕弹性层20的边沿设置，连接架30上设有卡扣34；其中，电池支架10上设有与卡扣34对应的卡槽113，卡扣34卡接于对应的卡槽113内。

本实施例中，弹性层20通过连接架30实现与电池支架10的可拆卸连接。具体地，连接架30呈环状结构，且连接架30的尺寸与弹性层20的外形尺寸适配，连接架30可通过粘接方式固定在弹性层20的边沿上，在电池收纳装置100整体朝外侧弯曲时，连接架30对应弹性层20朝电池支架10一侧弯曲。其中，连接架30上均匀间隔布设有若干卡扣34，比如可在连接架30上设置对称分布的两个卡扣34，电池支架10上设置有与卡扣34数量和尺寸对应的卡槽113，通过卡扣34卡入对应的卡槽113内，可将弹性层20及连接架30安装到电池支架10上，此时，弹性层20、连接架30以及电池支架10围合形成散热空间212。当弹性层20因长时间使用出现压溃时，可通过拆分卡扣34和卡槽113，将弹性层20和连接架30从电池支架10上拆卸下来，并重新替换新的弹性层20。通过将弹性层20和连接件作为一个通用件进行使用，可提高弹性层20安装的灵活性，实现快速替换弹性层20的效果，能够提升用户的使用体验，减少开发成本。

在本发明一实施例中，请参阅图2至3，连接架30包括：第一连接板31、第二连接板32以及支撑板33，第一连接板31环绕弹性层20的边沿设置，且第一连接板31与弹性层20贴合；第二连接板32环绕弹性层20的边沿设置，且第二连接板32与电池支架10贴合，第一连接板31和第二连接板32间隔设置；支撑板33连接于第一连接板31和第二连接板32之间；其中，弹性层20的边沿朝第二连接板32弯折延伸并与第二连接板32连接，第一连接板31、第二连接板32、支撑板33以及弹性层20围合形成散热通道301，且散热通道301连通散热空间212和散热孔111。

本实施例中，连接架30的第一连接板31粘接固定在弹性层20的边沿上，同时，弹性层20的边沿弯折延伸并与第二连接板32连接，当将连接架30安装到电池支架10上时，连接架30的第二连接板32贴合在电池支架10的边沿上。此时，弹性层20、支撑板33以及电池支架10围合形成散热空间212，第一连接板31、第二连接板32、支撑板33以及弹性层20围合形成环形的散热通道301。其中，支撑板33上开设有多个气孔331，气孔331连通散热空间212和散热通道301，电池支架10对应散热通道301的部位开设散热孔111，散热孔111连通散热通道301和外界环境。如此，电池40产生的热量先经通孔123扩散至散热空间212，再经气孔331扩散至散热通道301，最后从散热孔111扩散至外界环境，使热量快速消减，从而克服因电池40产生的热量聚集而传递到用户后脑导致用户不适的问题，并避免用户因受热而出汗，能够提升用户的使用体验。

在本发明一实施例中，请参阅图3，第二连接板32与弹性层20连接的边沿开设有多个散热凹槽321。

本实施例中，散热凹槽321呈半圆形，多个散热凹槽321均匀间隔分布，并沿第二连接板32依次设置，使第二连接板32的边沿形成一圈齿轮形状，且散热凹槽321对准电池支架10上的散热孔111。其中，多个散热凹槽321能够加快散热通道301内的空气流动，从而使电池40产生的热量先经通孔123扩散至散热空间212，再经气孔331扩散至散热通道301，最后经散热凹槽321从散热孔111扩散至外界环境，使热量快速消减。

在本发明一实施例中，请参阅图3至4，卡扣34包括：基座341、卡块342以及弹性件，基座341设于连接架30上，且基座341内设有空腔；卡块342贯穿基座341的侧壁设置；弹性件设于基座341内，且弹性件与卡块342连接，使卡块342凸出于基座341的侧壁外；其中，基座341插入卡槽113内，并通过卡块342卡持于卡槽113的边沿。

本实施例中，弹性件可为螺旋弹簧，卡块342位于基座341空腔内的部分设有凸缘，螺旋弹簧套于卡块342上，且螺旋弹簧的两端分别与凸缘和空腔底壁抵接，如此，螺旋弹簧将卡块342顶出基座341，直至凸缘与空腔顶壁抵接，并且，可通过按压卡块342使卡块342收缩于基座341的侧面内。或者，弹性件也可为弹片，弹片的一端与基座341空腔的内壁连接，弹片的另一端与卡块342连接，如此，弹性将卡块342顶出基座341，直至弹片与空腔内壁贴合，并且，可通过按压卡块342使卡块342收缩于基座341的侧面内。通过卡块342沿基座341侧壁伸缩，可使基座341插入卡槽113内，并使卡块342卡持于卡槽113的边沿，从而可实现连接架30与电池支架10之间的可拆卸连接。

在本发明一实施例中，请参阅图4，电池支架10上对应卡槽113的边沿设有支撑座114，且支撑座114上开设有与卡块342对应的穿孔115；其中，基座341插入卡槽113内时，基座341的侧壁与支撑座114贴合，且卡块342卡入穿孔115内。

本实施例中，卡扣34的基座341的两个相对的侧壁均设置有卡块342，电池支架10在卡槽113的两侧相对的边沿对应基座341的两个卡块342分别设置有支撑座114，支撑座114呈板状结构，支撑座114垂直于电池支架10设置。当连接架30与电池支架10安装时，基座341的侧壁与支撑座114贴合，且卡块342卡入支撑座114的穿孔115内，并沿穿孔115从支撑座114的外侧穿出。如此可提高连接架30与电池支架10之间的连接稳定性和可靠性。当需要将连接架30从电池支架10上拆卸下来时，通过按压卡块342使卡块342收缩于基座341内，使基座341从卡槽113内脱出即可。

在本发明一实施例中，请参阅图2至3，电池支架10包括：中间固定架11和电池40安装壳，中间固定架11上开设有连通散热空间212的安装口112；电池40安装壳设于安装口112处，容置腔101形成于电池40安装壳内，电池40安装壳上开设有通孔123，且通孔123连通容置腔101和散热空间212。

本实施例中，中间固定架11和电池40安装壳对应弹性层20弯曲设置。安装口112开设在中间固定架11的中心区域，卡槽113开设在中间固定架11上并位于安装口112的周侧。电池40安装壳固定于安装口112处并沿背离弹性层20的方向凸出，考虑到电池40安装壳用来放置电池40，电池40重量较重，电池40安装壳可通过紧固件如螺栓或螺钉与中间固定架11固定连接，以保证连接的稳固性。

在本发明一实施例中，请参阅图3，电池40安装壳包括：电池固定架12和盖体13，所述电池固定架12设于所述安装口112处，且电池固定架12背离弹性层20的一侧表面开设有容置槽121；盖体13盖合于容置槽121的槽口，以将容置槽121围合形成容置腔101。

电池固定架12的容置槽121内设置有用于固定电池40的安装位，电池固定架12的底面通过中间固定架11的安装口112直接与散热空间212接触，通孔123开设在电池固定架12的底面上，将容置腔101和散热空间212连通。同时，电池固定架12上可开设散热口124，散热口124连通容置腔101，能够进一步加快容置腔101内的空气流动，从而提高散热效率，使热量快速消减。另外，通过分体式的电池固定架12和盖体13，可方便将电池40安装于容置腔101内。

在本发明一实施例中，请参阅图3，电池固定架12沿容置槽121的边沿设有卡件122，盖体13上设有与卡件122对应的卡孔132，且卡件122卡接于对应的卡孔132内；或者，电池固定架12沿容置槽121的边沿设有卡孔132，盖体13上设有与卡孔132对应的卡件122，且卡件122卡接于对应的卡孔132内。

本实施例中，多个卡件122沿电池固定架12的容置槽121的槽口均匀间隔分布，对应地，盖体13的边沿设有多个间隔分布的卡座131，卡座131上开设有卡孔132。盖体13与电池固定架12盖合时，卡件122通过变形卡入卡座131的卡孔132内，从而使盖体13与电池固定架12固定。在需要更换电池40时，通过卡件122从卡孔132中脱出，即可将盖体13从电池固定架12上拆卸下来，便可进行电池40的安装。当然，相互配合的卡件122和卡孔132也换位设置，即将卡件122设置于盖体13上，将卡孔132设置于电池固定架12上。

本发明还提出一种头戴显示设备，该头戴显示设备包括主体支架、光学显示模组和电池收纳装置100，该电池收纳装置100的具体结构参照上述实施例，由于本头戴显示设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，主体支架的两端分别设有第一连接带和第二连接带；光学显示模组设于主体支架上；第一连接带和第二连接带通过电池支架10连接，且光学显示模组与收容于容置腔101内的电池40电性连接。

本实施例中，请参阅图1和3，电池固定架12的两侧开设有连接口125，且容置腔101内设有齿轮，齿轮由驱动件驱动，主体支架的两端分别设置有第一连接带和第二连接带，第一连接带和第二连接带上均设置有与齿轮适配的轮齿。在将电池收纳装置100与头戴显示设备的主体支架连接时，主体支架的第一连接带和第二连接带分别从电池固定架12上的两侧连接口125分别伸入容置腔101内，第一连接带和第二连接带相对设置并分别与齿轮的两侧啮合。通过驱动件驱动齿轮转动，可带动第一连接带和第二连接带相向运动或相背运动，从而可调整头戴显示设备的口径大小，以适应不同的头围大小。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。