CN103933681B - 一种通过人体驱动的呼吸过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，属于呼吸过滤器技术领域。本发明包括面罩、背包、气缸过滤部分及摆臂驱动部分，气缸过滤部分和摆臂驱动部分均安装在背包内，面罩上设置有吸气孔和呼气孔，面罩吸气孔与气缸过滤部分排气端相连通，气缸过滤部分驱动端与摆臂驱动部分相连接。本发明能够通过摆臂提供驱动力，经过摆臂驱动部分将驱动力传递给气缸过滤部分的活塞杆，活塞杆上下往复运动带动单向活塞上下往复运动，进而将外部污浊空气过滤后源源不断地输送到面罩内，提供呼吸使用，而吸入动作不再参与空气过滤做功，使呼吸不畅的问题迎刃而解，本发明结构简单、造价低廉且携带方便，是传统口罩和防尘面罩的理想替代品。

Description

一种通过人体驱动的呼吸过滤装置

技术领域

本发明属于呼吸过滤器技术领域，特别是涉及一种通过人体驱动的呼吸过滤装置。

背景技术

面对越来越严重的空气污染问题，民众应对雾霾天多数只能选择呆在家里，为了能够尽可能的减小空气污染对身体的伤害，人们出行时只能选择佩戴普通口罩或者专业一些的防尘面罩，但是使用者都会面对佩戴时呼吸不畅的问题，尤其是在深度运动中，例如快走和跑步时，由于呼吸频率加快，呼吸不畅问题更加严重。

这种呼吸不畅的主要原因为：外部污染空气需要经过过滤后才能被吸进肺部，而空气过滤过程中的做功也全部由肺部提供，这就导致肺部的一次吸气动作将大部分能量都消耗在空气过滤做功上，且过滤性能越好的口罩或防尘面罩，空气流通性越差，而被吸入的空气量就会明显不足，进而导致呼吸不畅加剧。

现阶段，将空气过滤做功所需的能量转为全部由外部提供，已成为解决呼吸不畅问题的首选发展方向，但是能够解决呼吸不畅问题的该类装置暂时效果都不是很理想，不但造价昂贵，且携带不便，而且空气过滤量有限。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、造价低廉、携带方便且空气过滤量充足的通过人体驱动的呼吸过滤装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，包括面罩、背包、气缸过滤部分及摆臂驱动部分，所述气缸过滤部分和摆臂驱动部分均安装在背包内，所述面罩上设置有吸气孔和呼气孔，面罩的吸气孔与气缸过滤部分的排气端相连通，气缸过滤部分的驱动端与摆臂驱动部分相连接。

所述气缸过滤部分包括缸体、缸盖、活塞杆、单向活塞、过滤网及单向阀，所述单向活塞位于缸体内，单向活塞下端面与活塞杆一端相固连，所述缸盖安装在缸体顶端，过滤网位于缸盖与缸体管口之间，所述单向阀安装在缸盖上，单向阀的进气端与缸体内腔相连通，单向阀的出气端通过导气管与面罩吸气孔相连通；所述气缸过滤部分通过缸体安装在背包内。

所述摆臂驱动部分包括第一导向杆、竖直导轨、水平导轨、第二导向杆、第一驱动杆、第二驱动杆及手臂固定单元，所述第一导向杆中部设置有第一滑块，第一滑块铰接在背包上，第一滑块与第一导向杆滑动配合；第一导向杆一端安装有第二滑块，所述活塞杆与第二滑块相铰接，第二滑块与第一导向杆滑动配合；第一导向杆另一端铰接有第三滑块，第三滑块设置在竖直导轨上，竖直导轨固装在背包上，第三滑块与竖直导轨滑动配合；所述水平导轨安装在竖直导轨上方，在水平导轨上设置有第四滑块，所述第二导向杆一端铰接在第三滑块上，第二导向杆另一端铰接在第四滑块上；所述第一驱动杆一端铰接在第三滑块上，第一驱动杆另一端通过球铰链与第二驱动杆一端相连接，第二驱动杆另一端通过球铰链与手臂固定单元相连接。

所述第一导向杆与竖直导轨所在平面垂直于竖直导轨与水平导轨所在平面。

所述第一驱动杆采用伸缩式固定杆。

所述气缸过滤部分及摆臂驱动部分设置为两套且左、右对称设置，一套气缸过滤部分及摆臂驱动部分与左臂相配合，另一套气缸过滤部分及摆臂驱动部分与右臂相配合。

本发明的有益效果：

本发明能够通过摆臂提供驱动力，经过摆臂驱动部分将驱动力传递给气缸过滤部分的活塞杆，活塞杆上下往复运动带动单向活塞上下往复运动，进而将外部污浊空气过滤后源源不断地输送到面罩内，提供呼吸使用，而吸入动作不再参与空气过滤做功，使呼吸不畅的问题迎刃而解，本发明结构简单、造价低廉且携带方便，是传统口罩和防尘面罩的理想替代品。

附图说明

图1为本发明的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置结构示意图；

图2为本发明的气缸过滤部分与摆臂驱动部分连接关系结构示意图；

图3为本发明的气缸过滤部分结构示意图；

图中，1—面罩，2—背包，3—气缸过滤部分，4—导气管，5—活塞杆，6—第一导向杆，7—竖直导轨，8—水平导轨，9—第二导向杆，10—第一驱动杆，11—第二驱动杆，12—手臂固定单元，13—单向阀，14—缸体，15—缸盖，16—单向活塞，17—过滤网。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，包括面罩1、背包2、气缸过滤部分3及摆臂驱动部分，所述气缸过滤部分3和摆臂驱动部分均安装在背包2内，所述面罩1上设置有吸气孔和呼气孔，面罩1的吸气孔与气缸过滤部分3的排气端相连通，气缸过滤部分3的驱动端与摆臂驱动部分相连接。

所述气缸过滤部分3包括缸体14、缸盖15、活塞杆5、单向活塞16、过滤网17及单向阀13，所述单向活塞16位于缸体14内，单向活塞16下端面与活塞杆5一端相固连，所述缸盖15安装在缸体14顶端，过滤网17位于缸盖15与缸体14管口之间，所述单向阀13安装在缸盖15上，单向阀13的进气端与缸体14内腔相连通，单向阀13的出气端通过导气管4与面罩1吸气孔相连通；所述气缸过滤部分3通过缸体14安装在背包2内。

所述摆臂驱动部分包括第一导向杆6、竖直导轨7、水平导轨8、第二导向杆9、第一驱动杆10、第二驱动杆11及手臂固定单元12，所述第一导向杆6中部设置有第一滑块，第一滑块铰接在背包2上，第一滑块与第一导向杆6滑动配合；第一导向杆6一端安装有第二滑块，所述活塞杆5与第二滑块相铰接，第二滑块与第一导向杆6滑动配合；第一导向杆6另一端铰接有第三滑块，第三滑块设置在竖直导轨7上，竖直导轨7固装在背包2上，第三滑块与竖直导轨7滑动配合；所述水平导轨8安装在竖直导轨7上方，在水平导轨8上设置有第四滑块，所述第二导向杆9一端铰接在第三滑块上，第二导向杆9另一端铰接在第四滑块上；所述第一驱动杆10一端铰接在第三滑块上，第一驱动杆10另一端通过球铰链与第二驱动杆11一端相连接，第二驱动杆11另一端通过球铰链与手臂固定单元12相连接。

所述第一导向杆6与竖直导轨7所在平面垂直于竖直导轨7与水平导轨8所在平面。

所述第一驱动杆10采用伸缩式固定杆，通过调节杆体长度适应不同体宽的人群使用。

所述气缸过滤部分3及摆臂驱动部分设置为两套且左、右对称设置，一套气缸过滤部分3及摆臂驱动部分与左臂相配合，另一套气缸过滤部分3及摆臂驱动部分与右臂相配合。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

本实施例中，背包2采用双肩背带式结构，首先穿戴上背包2，通过锁紧背带将背包2紧固在背部，然后带上面罩1，再分别将左、右侧摆臂驱动部分的手臂固定单元12通过尼龙粘带固定到左、右大臂上。

行走过程中，左、右手臂交替前后摆动，在手臂摆动过程中，通过第二驱动杆11带动第一驱动杆10前后移动，进而带动第四滑块沿水平导轨8前后滑动，同时第二导向杆9一端随着第四滑块滑动，第二导向杆9另一端随着第三滑块沿竖直导轨7上下移动，在第三滑块沿竖直导轨7上下移动的同时，第三滑块会带动第一导向杆6一端沿竖直导轨7上下移动，由于受到第一滑块的限制，第一导向杆6在绕第一滑块铰接点摆动的同时，会顺着第一滑块相对滑动，第一导向杆6另一端与第二滑块滑动配合的同时，带动第二滑块上下往复运动，进而带动活塞杆5上下往复运动。

当活塞杆5向下运动时，会带动单向活塞16向下运动，此时空气通过单向活塞16进入缸体14内，当活塞杆5向上运动时，带动单向活塞16向上运动，此时缸体14内空气无法通过单向活塞16反向排出，而只能在缸体14内被压缩，被压缩的空气会依次经过过滤网17、缸盖15、单向阀13及导气管4进入面罩1内，此时的空气已经是被过滤后干净的空气，可直接被吸入肺部，而人体的吸入动作不再参与空气过滤做功，使呼吸不畅的问题迎刃而解，呼气时呼出的气体由面罩1的呼气孔直接排出，此时完成一次呼吸动作。

通过行走过程中的连续摆臂，会有源源不断的干净空气进入面罩1内，以供呼吸使用，由于空气的供应量与摆臂频率呈正比，即使是跑步也不会导致呼吸不畅，是传统口罩和防尘面罩的理想替代品。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：包括面罩、背包、气缸过滤部分及摆臂驱动部分，所述气缸过滤部分和摆臂驱动部分均安装在背包内，所述面罩上设置有吸气孔和呼气孔，面罩的吸气孔与气缸过滤部分的排气端相连通，气缸过滤部分的驱动端与摆臂驱动部分相连接。

2.根据权利要求1所述的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：所述气缸过滤部分包括缸体、缸盖、活塞杆、单向活塞、过滤网及单向阀，所述单向活塞位于缸体内，单向活塞下端面与活塞杆一端相固连，所述缸盖安装在缸体顶端，过滤网位于缸盖与缸体管口之间，所述单向阀安装在缸盖上，单向阀的进气端与缸体内腔相连通，单向阀的出气端通过导气管与面罩吸气孔相连通；所述气缸过滤部分通过缸体安装在背包内。

3.根据权利要求2所述的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：所述摆臂驱动部分包括第一导向杆、竖直导轨、水平导轨、第二导向杆、第一驱动杆、第二驱动杆及手臂固定单元，所述第一导向杆中部设置有第一滑块，第一滑块铰接在背包上，第一滑块与第一导向杆滑动配合；第一导向杆一端安装有第二滑块，所述活塞杆与第二滑块相铰接，第二滑块与第一导向杆滑动配合；第一导向杆另一端铰接有第三滑块，第三滑块设置在竖直导轨上，竖直导轨固装在背包上，第三滑块与竖直导轨滑动配合；所述水平导轨安装在竖直导轨上方，在水平导轨上设置有第四滑块，所述第二导向杆一端铰接在第三滑块上，第二导向杆另一端铰接在第四滑块上；所述第一驱动杆一端铰接在第三滑块上，第一驱动杆另一端通过球铰链与第二驱动杆一端相连接，第二驱动杆另一端通过球铰链与手臂固定单元相连接。

4.根据权利要求3所述的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：所述第一导向杆与竖直导轨所在平面垂直于竖直导轨与水平导轨所在平面。

5.根据权利要求3所述的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：所述第一驱动杆采用伸缩式固定杆。

6.根据权利要求1所述的一种通过人体驱动的呼吸过滤装置，其特征在于：所述气缸过滤部分及摆臂驱动部分设置为两套且左、右对称设置，一套气缸过滤部分及摆臂驱动部分与左臂相配合，另一套气缸过滤部分及摆臂驱动部分与右臂相配合。