便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，包括：口鼻罩的外側(cè)設(shè)置有用于過濾輸入氧氣的濾芯，內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧氣濃度傳感器；導(dǎo)管的一端開口與口鼻罩的濾芯連通，導(dǎo)管的另一端開口與氣泵裝置的泵出口連通，氣泵裝置包括：濾網(wǎng)、控制器和真空泵，控制器用于對(duì)來自氧氣濃度傳感器的氧氣濃度進(jìn)行分析，根據(jù)氧氣濃度向真空泵內(nèi)的電機(jī)輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，真空泵抽取經(jīng)過濾網(wǎng)過濾的空氣，并利用真空泵內(nèi)的電機(jī)根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)體調(diào)整輸氣量，提供正壓氧氣給人體呼吸；電源模塊與氣泵裝置的電源接口相連以向氣泵裝置供電。本發(fā)明采用電機(jī)主動(dòng)供氧技術(shù)，使得用戶在耗氧量增加時(shí)可以自行調(diào)節(jié)供氧，不至于因缺氧而導(dǎo)致器官損害。
【專利說明】
便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及呼吸器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，由細(xì)顆粒物造成的灰霾天氣對(duì)人體健康的危害甚至要比沙塵暴更大。當(dāng)霧霾天氣已經(jīng)深深困擾出行的人們時(shí)，室外防霾口罩就成了出門的首選。實(shí)驗(yàn)表明，由于普通PM2.5口罩的測(cè)漏一般比較嚴(yán)重，口罩能夠過濾的空氣一般占人體總呼吸量的50%左右，所以即使帶上了口罩，一般也只能達(dá)到一半的效果，另一半的PM2.5還是吸入了自己的肺中。
[0003]現(xiàn)在，人們普遍米用以下三種方式防霧霾:防毒面具型PM2.5防霾罩、氧氣瓶主動(dòng)供氧面罩類設(shè)備和被動(dòng)呼吸類口罩面罩。
[0004]但是，上述三類方式均存在不同程度的問題:
[0005](I)防毒面具型PM2.5防霾罩的過濾效果雖好，但是用戶佩戴極不方便，并且用戶視野受限。
[0006](2)氧氣瓶主動(dòng)供氧面罩類設(shè)備攜帶極為不變，并且高純度氧氣供應(yīng)對(duì)人體危害也不容忽視。
[0007](3)被動(dòng)呼吸類口罩面罩過濾層的空氣阻礙作用，造成用戶在比較大量需要呼吸時(shí)明顯會(huì)感覺缺氧，呼吸困難，造成組織缺氧。
[0008]專利(申請(qǐng)?zhí)?201410293140.2;名稱:一種智能型過濾鼻罩)公開了一種過濾效果好、使用更舒適且能進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的智能型鼻罩。該過濾鼻罩雖然在鼻罩內(nèi)設(shè)置檢測(cè)呼吸動(dòng)作的傳感器，但卻無法實(shí)現(xiàn)對(duì)鼻罩內(nèi)氧氣濃度的檢測(cè)，從而無法根據(jù)氧氣濃度主動(dòng)調(diào)整對(duì)氣栗的輸氣量，無法根據(jù)用戶的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的需氧量實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0010]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，采用電機(jī)主動(dòng)供氧技術(shù)，使得用戶在耗氧量增加時(shí)可以自行調(diào)節(jié)供氧，不至于因缺氧而導(dǎo)致器官損害。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，包括:口鼻罩、導(dǎo)管、氣栗裝置和電源模塊，其中，
[0012]所述口鼻罩的外側(cè)設(shè)置有用于過濾輸入氧氣的濾芯，內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧氣濃度傳感器，所述氧氣濃度傳感器用于檢測(cè)所述口鼻罩與人體面部形成的封閉空間內(nèi)的氧氣濃度；所述導(dǎo)管的一端開口與所述口鼻罩的濾芯連通，所述導(dǎo)管的另一端開口與所述氣栗裝置的栗出口連通，所述氣栗裝置包括:濾網(wǎng)、控制器和真空栗，所述控制器用于對(duì)來自所述氧氣濃度傳感器的氧氣濃度進(jìn)行分析，根據(jù)所述氧氣濃度向所述真空栗內(nèi)的電機(jī)輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，所述真空栗抽取經(jīng)過所述濾網(wǎng)過濾的空氣，并利用真空栗內(nèi)的電機(jī)根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)體調(diào)整輸氣量，通過所述導(dǎo)管輸送氧氣，氧氣經(jīng)過所述導(dǎo)管進(jìn)入所述口鼻罩，經(jīng)由所述濾芯過濾后，輸送到所述口鼻罩與人體面部形成的封閉空間內(nèi)，提供正壓氧氣給人體呼吸;所述電源模塊與所述氣栗裝置的電源接口相連以向所述氣栗裝置供電。
[0013]進(jìn)一步，所述口鼻罩與人體面部結(jié)合區(qū)域采用乳膠墊制成。
[0014]進(jìn)一步，所述氣栗裝置的電源接口為USB接口。
[0015]進(jìn)一步，所述控制器對(duì)所述氧氣濃度進(jìn)行分析，如果所述氧氣濃度低于第一閾值，則控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣，如果所述氧氣濃度高于第二閾值，則控制所述真空栗的電機(jī)與預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣。
[0016]進(jìn)一步，所述控制器為單片機(jī)。
[0017]進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，還包括:調(diào)速開關(guān)，所述調(diào)速開關(guān)與所述電源接口和所述真空栗相連，用于在檢測(cè)到被用戶第一次按下時(shí)，啟動(dòng)所述控制器，所述控制器控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣，
[0018]所述調(diào)速開關(guān)在檢測(cè)到被所述用戶再次按下時(shí)，所述控制器控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)尚位輸氣量輸出氧氣。
[0019]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，在口鼻罩內(nèi)設(shè)置氧氣濃度傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)口鼻罩內(nèi)的氧氣濃度，然后返回給氣栗裝置內(nèi)的控制器，由控制器根據(jù)當(dāng)前氧氣濃度實(shí)時(shí)調(diào)整真空栗的輸氣量，使得經(jīng)過過濾的空氣通過導(dǎo)管進(jìn)入口鼻罩內(nèi)，形成面罩內(nèi)正壓充氣狀態(tài)，達(dá)到戶外活動(dòng)的人們對(duì)氧氣量的不同需求。本發(fā)明是根據(jù)當(dāng)前環(huán)境需要而開發(fā)的主動(dòng)呼吸型防霾產(chǎn)品，可以根據(jù)用戶活動(dòng)量提供適當(dāng)?shù)恼龎貉鯕?，使得不同用戶在戶外必須佩戴防霾裝置的時(shí)候能夠呼吸順暢，尤其是可以運(yùn)動(dòng)量較大時(shí)，防止機(jī)體缺氧造成身體機(jī)能的損害。本發(fā)明采用電機(jī)主動(dòng)供氧技術(shù)，使得用戶在耗氧量增加時(shí)可以自行調(diào)節(jié)供氧，不至于因缺氧而導(dǎo)致器官損害。
[0020]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的口鼻罩的示意圖；
[0024]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣栗裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣栗裝置的部分電路圖；
[0026]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣栗裝置的調(diào)速開關(guān)的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028]本發(fā)明提出一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，對(duì)用戶提供主動(dòng)呼吸，可以讓用戶的呼吸更加順暢。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，包括:口鼻罩1、導(dǎo)管2、氣栗裝置3和電源模塊4。
[0030]具體地，口鼻罩I的外側(cè)設(shè)置有濾芯11，該濾芯可以過濾輸入的氧氣。其中，該濾芯11 采用HEPA(High efficiency particulate air Fi Iter，高效空氣過濾器)濾芯，可以過濾掉霧霾中的污染顆粒物。
[0031]口鼻罩I的內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧氣濃度傳感器，該氧氣濃度傳感器可以檢測(cè)由口鼻罩I和人體面部形成的封閉空間內(nèi)的氧氣濃度。
[0032]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，口鼻罩I與人體面部結(jié)合區(qū)域采用乳膠墊制成。參考圖2，口鼻罩I采用食品級(jí)PLA材質(zhì)作為骨架13，使得口鼻罩佩扣于口鼻部位，與臉部結(jié)合面12采用食品級(jí)乳膠墊，保證口鼻罩四周密閉性能?？诒钦诌吘壟c面部通過軟硅膠結(jié)合防止漏氣。由于口鼻采用乳膠墊和面部緊密結(jié)合，過濾0.3微米以上顆粒的效果可以達(dá)到99.5 %以上。
[0033]導(dǎo)管2的一端開口與口鼻罩I的濾芯11連通，導(dǎo)管2的另一端開口與氣栗裝置3的栗出口連通。其中，導(dǎo)管2采用醫(yī)用PE材料。
[0034]具體地，如圖3所示，氣栗裝置3包括:濾網(wǎng)31、控制器32和真空栗33。其中，濾網(wǎng)31可以采用高性能HEPA無紡布過濾材料。
[0035]控制器32用于對(duì)來自氧氣濃度傳感器12的氧氣濃度進(jìn)行分析，根據(jù)氧氣濃度向真空栗33內(nèi)的電機(jī)輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。
[0036]真空栗33抽取經(jīng)過濾網(wǎng)31過濾的空氣，并利用真空栗內(nèi)的電機(jī)根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)體調(diào)整輸氣量。通過導(dǎo)管輸送氧氣，氧氣經(jīng)過導(dǎo)管2進(jìn)入口鼻罩I，經(jīng)由濾芯11過濾后，輸送到口鼻罩與人體面部形成的封閉空間內(nèi)，提供正壓氧氣給人體呼吸。即，由真空栗33通過導(dǎo)管給口鼻罩I提供正壓潔凈空氣。
[0037]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，真空栗33采用6L/min的電動(dòng)氣栗。
[0038]具體地，控制器32對(duì)氧氣濃度進(jìn)行分析，如果氧氣濃度低于第一閾值，則控制真空栗33的電機(jī)以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣，如果氧氣濃度高于第二閾值，則控制真空栗33的電機(jī)與預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣。
[0039]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制器32可以為單片機(jī)。
[0040]電源模塊4與氣栗裝置3的電源接口35相連，從而向氣栗裝置3供電。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，氣栗裝置3的電源接口 35為USB接口。電源模塊4通過電源接口 35向氣栗裝置3提供電能，氣栗裝置3向口鼻罩I內(nèi)輸送過濾后的氣體，以彌補(bǔ)口鼻罩過濾網(wǎng)氧氣的不足。[0041 ] 進(jìn)一步，如圖3所示，氣栗裝置3還包括:調(diào)速開關(guān)34，該調(diào)速開關(guān)34與電源接口和真空栗33相連，用于在檢測(cè)到被用戶第一次按下時(shí)，啟動(dòng)控制器32。控制器32控制真空栗33的電機(jī)以預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣。
[0042]調(diào)速開關(guān)34在檢測(cè)到被用戶再次按下時(shí)，控制器控制真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣。
[0043]如圖4所示，控制器32采用型號(hào)為STC12C5410的單片機(jī)，作為核心電路。調(diào)速開關(guān)34(S1)在第一次被按下時(shí)，喚醒單片機(jī)及實(shí)現(xiàn)調(diào)速。穩(wěn)壓芯片U3用于對(duì)通過電源接口 35接入的來自電源模塊4的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓處理，電調(diào)諧電阻U4用于控制穩(wěn)壓芯片U3的電壓輸出。其中，穩(wěn)壓芯片U3采用型號(hào)為L(zhǎng)M2577-ADJ穩(wěn)壓芯片，電調(diào)諧電阻U4采用型號(hào)為MCP41010的電調(diào)諧電阻。
[0044]具體地，電源模塊4輸出的5V電壓通過Dl輸入，經(jīng)過穩(wěn)壓芯片U3穩(wěn)壓處理后輸出，輸出端與電機(jī)供電端相連。電調(diào)諧電阻U4在控制器32的控制下而改變電阻，從而控制穩(wěn)壓芯片U3的電壓輸出，進(jìn)而控制真空栗氣量輸出。
[0045]步驟S501，設(shè)備上電自檢。步驟S502，監(jiān)測(cè)調(diào)速開關(guān)。
[0046]步驟S503，當(dāng)監(jiān)測(cè)到調(diào)速開關(guān)被第一次按下時(shí)，控制器32從休眠中喚醒，控制電調(diào)諧電阻U4PW0端輸出低電阻，進(jìn)而控制真空栗33的電機(jī)低速旋轉(zhuǎn)，真空栗33以預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣。
[0047]步驟S504，繼續(xù)監(jiān)測(cè)調(diào)速開關(guān)。
[0048]步驟S505，當(dāng)監(jiān)測(cè)到調(diào)速開關(guān)被第二次按下時(shí)，控制器32控制電調(diào)諧電阻U4PW0端輸出高電阻，進(jìn)而控制真空栗33的電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，真空栗33以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣。
[0049]由上可知，本發(fā)明采用單片機(jī)控制真空栗的電機(jī)旋轉(zhuǎn)和停止。其中，單片機(jī)在程序設(shè)計(jì)上采用KEIL公司的MDK進(jìn)行編程。
[0050]步驟S506，繼續(xù)監(jiān)測(cè)調(diào)速開關(guān)。
[0051 ] 步驟S507，當(dāng)監(jiān)測(cè)到調(diào)速開關(guān)被第三次按下時(shí)，控制器32休眠，返回步驟S502，如此循環(huán)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，在口鼻罩內(nèi)設(shè)置氧氣濃度傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)口鼻罩內(nèi)的氧氣濃度，然后返回給氣栗裝置內(nèi)的控制器，由控制器根據(jù)當(dāng)前氧氣濃度實(shí)時(shí)調(diào)整真空栗的輸氣量，使得經(jīng)過過濾的空氣通過導(dǎo)管進(jìn)入口鼻罩內(nèi)，形成面罩內(nèi)正壓充氣狀態(tài)，達(dá)到戶外活動(dòng)的人們對(duì)氧氣量的不同需求。本發(fā)明是根據(jù)當(dāng)前環(huán)境需要而開發(fā)的主動(dòng)呼吸型防霾產(chǎn)品，可以根據(jù)用戶活動(dòng)量提供適當(dāng)?shù)恼龎貉鯕?，使得不同用戶在戶外必須佩戴防霾裝置的時(shí)候能夠呼吸順暢，尤其是可以運(yùn)動(dòng)量較大時(shí)，防止機(jī)體缺氧造成身體機(jī)能的損害。本發(fā)明采用電機(jī)主動(dòng)供氧技術(shù)，使得用戶在耗氧量增加時(shí)可以自行調(diào)節(jié)供氧，不至于因缺氧而導(dǎo)致器官損害，適合所有敏感及非敏感人群的戶外使用。
[0053]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0054]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，包括:口鼻罩、導(dǎo)管、氣栗裝置和電源模塊，其中， 所述口鼻罩的外側(cè)設(shè)置有用于過濾輸入氧氣的濾芯，內(nèi)側(cè)設(shè)置有氧氣濃度傳感器，所述氧氣濃度傳感器用于檢測(cè)所述口鼻罩與人體面部形成的封閉空間內(nèi)的氧氣濃度； 所述導(dǎo)管的一端開口與所述口鼻罩的濾芯連通，所述導(dǎo)管的另一端開口與所述氣栗裝置的栗出口連通， 所述氣栗裝置包括:濾網(wǎng)、控制器和真空栗，所述控制器用于對(duì)來自所述氧氣濃度傳感器的氧氣濃度進(jìn)行分析，根據(jù)所述氧氣濃度向所述真空栗內(nèi)的電機(jī)輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，所述真空栗抽取經(jīng)過所述濾網(wǎng)過濾的空氣，并利用真空栗內(nèi)的電機(jī)根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)體調(diào)整輸氣量，通過所述導(dǎo)管輸送氧氣，氧氣經(jīng)過所述導(dǎo)管進(jìn)入所述口鼻罩，經(jīng)由所述濾芯過濾后，輸送到所述口鼻罩與人體面部形成的封閉空間內(nèi)，提供正壓氧氣給人體呼吸； 所述電源模塊與所述氣栗裝置的電源接口相連以向所述氣栗裝置供電。2.如權(quán)利要求1所述的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，所述口鼻罩與人體面部結(jié)合區(qū)域采用乳膠墊制成。3.如權(quán)利要求1所述的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，所述氣栗裝置的電源接口為USB接口。4.如權(quán)利要求1所述的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，所述控制器對(duì)所述氧氣濃度進(jìn)行分析，如果所述氧氣濃度低于第一閾值，則控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣，如果所述氧氣濃度高于第二閾值，則控制所述真空栗的電機(jī)與預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣。5.如權(quán)利要求1或4所述的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，所述控制器為單片機(jī)。6.如權(quán)利要求1所述的便攜式空氣過濾正壓輔助呼吸裝置，其特征在于，所述氣栗裝置還包括:調(diào)速開關(guān)，所述調(diào)速開關(guān)與所述電源接口和所述真空栗相連，用于在檢測(cè)到被用戶第一次按下時(shí)，啟動(dòng)所述控制器，所述控制器控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)低位輸氣量輸出氧氣， 所述調(diào)速開關(guān)在檢測(cè)到被所述用戶再次按下時(shí)，所述控制器控制所述真空栗的電機(jī)以預(yù)設(shè)高位輸氣量輸出氧氣。
【文檔編號(hào)】A61M16/00GK105920712SQ201610478356
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】段程天
【申請(qǐng)人】段程天