XR 眼镜夹持力仿真的可行性研究和因素分析
Veröffentlicht in 2026
随着扩展现实(XR)技术的快速发展,XR 眼镜作为可穿戴设备的重要形态,其佩戴舒适性日益成为影响用户体验和产品竞争力的关键因素。夹持力作为镜腿与头部相互挤压产生的作用力,直接关系到佩戴的稳定性与舒适性;通常来说,数值过大易引起头部压迫感和长时间佩戴疲劳,过小则可能引起眼镜滑落和定位问题。本文针对XR眼镜的夹持力问题,采用 COMSOL Multiphysics 结构力学模块建立简化的人头眼镜耦合模型:将人头简化提取为鼻梁处支撑、耳朵侧面支撑和耳朵平面支撑,镜腿、镜框和镜片简化为可变形结构,通过接触对定义镜腿与头部的边界,参考案例ID31001和ID78101,并尝试了两种方式进行建模研究。在此基础上,系统分析了镜腿材料弹性模量、整机重心位置以及镜腿倾角三个关键因素对夹持力分布与大小的影响规律。结果表明:材料弹性模量的增大将显著提高夹持力峰值,且使应力分布更集中于镜腿拐角区域;重心前移会增大前框对鼻梁的压力,同时改变镜腿夹持力的力矩平衡;镜腿倾角的调整可有效改变夹持力的分布区域,同时可能增加镜腿尾部的拽力。本文研究结果为 XR 眼镜的结构优化设计和用户佩戴舒适性提供了定性参考,后续工作将引入包含耳朵特征的人头模型和完整眼镜结构开展定量研究。
