CN105901819A - 一种动力呼吸头盔 - Google Patents

Abstract

本发明属于头盔技术领域，具体涉及一种动力呼吸头盔，包括头盔体，头盔体设有套脖口，套脖口上设有松紧带，松紧带能与佩戴者的脖子无缝贴合，在松紧带与佩戴者的脖子无缝贴合后头盔体的内部形成密封的空腔，头盔体的前面嵌设有透明镜片，头盔体上在透明镜片的下方设有进气阀和出气阀，进气阀设有风机，头盔体上还设有第一传感器、控制器、麦克和听筒，所述风机、第一传感器、麦克和听筒分别与控制器连接，头盔体上还设有电源，控制器和出气阀分别与电源相连，控制器和一个无线接收器无线连接，无线接收器为独立于头盔体之外的移动式无线接收器。本发明所述头盔能保证佩戴者随时自如吸入清洁新鲜空气，显著提高了安全性及舒适性。

Description

一种动力呼吸头盔

技术领域

本发明属于头盔技术领域，具体涉及一种动力呼吸头盔。

背景技术

在摩托车或电动自行车等的行驶过程中，为保证行车安全，驾驶人员需佩戴头盔；人们做户外极限运动时，为了保证人员的安全也需要佩戴安全头盔，在建筑施工现场，现场作业人员也需要佩戴安全头盔。头盔在保护人员安全的同时也带来了人员呼吸困难的问题，传统头盔为了解决这一问题，在头盔呼吸位置增加了呼吸孔，但是当周围环境空气污染严重时，被污染的空气直接影响到人员健康；当增加了自吸过滤装置后，解决了污染空气对人员健康的危害，但是存在安全性、粉尘过滤效率与舒适性的矛盾，也就是过滤效率较高、防尘性能好的过滤装置，其气阻一般都较大，人员呼吸时的舒适性较差；而过滤效率较低、防尘性能较差的过滤装置，其气阻一般都较小，人员呼吸时的舒适性相对较好。即使是过滤性能相同的过滤装置，其舒适性还与使用者的生理代谢水平相关。如使用者处于低劳动强度或体力强度时，头盔的舒适性还容易保证。一旦使用者处于高劳动强度或体力强度时，由于生理代谢水平较高，呼吸量迅速增大，此时头盔的舒适性就难以保证。尤其户外极限运动人员在高强度的运动条件下，其生理代谢水平就会迅速升高，需要呼吸大量新鲜空气才能满足其身体的代谢需要，头盔的舒适性也会迅速恶化。此时，佩带头盔对使用者来说呼吸是非常困难，这时不少使用者就不会选择佩戴带有过滤装置的头盔，人体呼吸系统直接暴露在被污染的空气环境中，这就给喜爱户外运动人员增加了很大的健康隐患。因此研发能够同时满足人体安全性和舒适性的新型头盔，对于保护户外运动爱好人员或建筑施工作业人员的身体健康，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能保证佩戴者随时自如吸入清洁新鲜空气，且能够同时兼顾安全性、舒适性的动力呼吸头盔。

本发明解决问题的技术方案是：一种动力呼吸头盔，包括头盔体，所述头盔体设有套脖口，所述套脖口上设有松紧带，所述松紧带能与佩戴者的脖子无缝贴合，在所述松紧带与佩戴者的脖子无缝贴合后所述头盔体的内部形成密封的空腔，所述头盔体的前面嵌设有透明镜片，所述头盔体上在透明镜片的下方设有进气阀和出气阀，所述进气阀设有风机，所述头盔体上还设有第一传感器、控制器、麦克和听筒，所述风机、第一传感器、麦克和听筒分别与控制器连接，所述头盔体上还设有电源，所述控制器和出气阀分别与电源相连，所述控制器和一个无线接收器无线连接，所述无线接收器为独立于头盔体之外的移动式便携无线接收器。

进一步地，所述头盔体在进气阀的外侧设有过滤层。

进一步地，所述过滤层为拆卸式滤材层。

进一步地，所述过滤层设有第二传感器，所述第二传感器包括PM2.5(大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物)颗粒浓度检测模块，所述第二传感器连接有滤材更换提示灯，所述滤材更换提示灯设置在头盔体的表面，当所述第二传感器检测的PM2.5颗粒浓度超过设定值时，滤材更换提示灯变亮，用于提示佩戴者更换拆卸式滤材层。

进一步地，所述电源为光伏电源，实现了节能高效的目的。

进一步地，所述控制器包括参数比较模块和无线发射模块；所述参数比较模块用于比较第一传感器的检测值与控制器的设定值；所述控制器能根据参数比较模块的比较结果控制风机的停止和启动；所述无线发射模块用于将控制器的数据发送至无线接收器。

优选地，所述控制器的设定值能够调节。

进一步地，所述控制器中还设有音量调节模块，所述音量调节模块分别与麦克和听筒连接，麦克和听筒用于实现两个头盔的无线对讲。

进一步地，所述第一传感器包括：

用于检测空腔内的压力或检测空腔内的气体与头盔体外的空气的压差的压力检测模块；

用于检测空腔内的湿度和头盔体外的湿度的湿度检测模块；

用于检测进入空腔内的空气流量的空气流量检测模块；

用于检测佩戴者的呼吸频率的呼吸频率检测模块；

所述压力检测模块、湿度检测模块、空气流量检测模块、呼吸频率检测模块分别与控制器相连。

优选地，所述第一传感器能够直接测量被测参数，也能够间接测量被测参数，比如，能够直接测空气的流量，也能够通过测量进气阀的开度大小，来间接反映进气量的多少；能够直接测量空腔与外界的压力差，也能够通过测量出气阀的开度来间接反映内外的压力差。

进一步地，所述头盔体的顶部设有探照灯，所述探照灯与电源相连。

优选地，当所述压力检测模块为用于检测空腔内的压力时，所述控制器通过参数比较模块将空腔内的压力值和压力设定值相比较，所述压力设定值等于标准大气压值，即101.325kPa；当所述空腔内的压力值小于压力设定值时，所述控制器控制风机启动，所述空腔内的压力值越低，所述风机的转速越快；当所述空腔内的压力值大于压力设定值时，所述控制器控制风机停止。

优选地，当所述压力检测模块为用于检测空腔内的气体与头盔体外的空气的压差时，所述控制器通过参数比较模块将第一传感器检测的压差值和压差设定值相比较，所述压差设定值为零，当第一传感器检测的压差值小于压差设定值时，所述控制器控制风机停止；当第一传感器检测的压差值大于压差设定值时，所述控制器控制风机启动。

优选地，所述控制器通过参数比较模块将第一传感器检测到的空腔内的湿度、头盔体外的湿度、湿度设定值分别相互进行比较，所述湿度设定值为相对湿度50％，当第一传感器检测到的空腔内的湿度与头盔体外的湿度相同时，所述控制器控制风机停止；当第一传感器检测到的空腔内的湿度与头盔体外的湿度不同，且头盔体外的湿度大于湿度设定值，空腔内的湿度小于湿度设定值时，所述控制器控制风机启动；当第一传感器检测到的空腔内的湿度与头盔体外的湿度不同，且头盔体外的湿度小于湿度设定值，空腔内的湿度大于湿度设定值时，所述控制器也控制风机启动；所述空腔内的湿度与头盔体外的湿度的差值越大，所述风机转的越快，同时出气阀控制空腔内的压力值不升高。

进一步地，所述无线接收器设有相互连接的图像显示模块和有声报告模块，通过图像显示模块和有声报告模块将第一传感器测得的结果呈现或播报给佩戴者。

优选地，所述控制器控制头盔体内保持为微正压状态，即使有微小密封不严处，外界空气也不会通过这些密封不严处进入空腔内。

优选地，所述控制器还设有基于第一传感器的数据来记录头盔佩戴时间的计时模块。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过控制器、第一传感器、第二传感器、风机的设置，在保证高效精确的过滤效果的同时，显著提高了头盔的佩戴舒适性；

2.通过设置无线接收器，使头盔佩戴者能够及时掌握头盔的使用状态，尤其是第一传感器、第二传感器的设置，使得佩戴者能够及时了解过滤效果及周围环境的空气质量状况，并自行掌握滤材的更换频率；

3.本发明设置精准，结构紧凑，通过光伏电源等的设置，显著降低了使用成本。

附图说明

图1是本发明所述动力呼吸头盔的结构示意图。

图中：1-头盔体，2-套脖口，3-透明镜片，4-进气阀，5-出气阀，6-风机，7-第一传感器，8-控制器，9-麦克，10-听筒，11-电源，12-无线接收器，13-过滤层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种动力呼吸头盔，包括头盔体1，所述头盔体1设有套脖口2，所述套脖口2上设有松紧带(图中未示)，所述松紧带能与佩戴者的脖子无缝贴合，在所述松紧带与佩戴者的脖子无缝贴合后所述头盔体1的内部形成密封的空腔，所述头盔体1的前面嵌设有透明镜片3，所述头盔体1上在透明镜片3的下方设有进气阀4和出气阀5，所述进气阀4设有风机6，所述头盔体1上还设有第一传感器7、控制器8、麦克9和听筒10，所述风机6、第一传感器7、麦克9和听筒10分别与控制器8连接，所述头盔体1上还设有电源11，所述控制器8和出气阀5分别与电源11相连，所述控制器8和一个无线接收器12无线连接，所述无线接收器12为独立于头盔体1之外的移动式便携无线接收器。

所述头盔体1在进气阀4的外侧设有过滤层13。

所述过滤层13为拆卸式滤材层。

所述过滤层13设有第二传感器(图中未示)，所述第二传感器包括PM2.5颗粒浓度检测模块，所述第二传感器连接有滤材更换提示灯(图中未示)，所述滤材更换提示灯设置在头盔体1的表面，当所述第二传感器检测的PM2.5颗粒浓度超过设定值时，滤材更换提示灯变亮，用于提示佩戴者更换拆卸式滤材层。

所述电源11为光伏电源，实现了节能高效的目的。

所述控制器8包括参数比较模块和无线发射模块；所述参数比较模块用于比较第一传感器7的检测值与控制器8的设定值；所述控制器8能根据参数比较模块的比较结果控制风机6的停止和启动；所述无线发射模块用于将控制器8的数据发送至无线接收器12。

所述控制器8的设定值能够调节。

所述控制器8中还设有音量调节模块，所述音量调节模块分别与麦克9和听筒10连接，麦克9和听筒10用于实现两个头盔的无线对讲。

所述第一传感器7包括：

用于检测空腔内的压力或检测空腔内的气体与头盔体1外的空气的压差的压力检测模块；

用于检测空腔内的湿度和头盔体1外的湿度的湿度检测模块；

用于检测进入空腔内的空气流量的空气流量检测模块；

用于检测佩戴者的呼吸频率的呼吸频率检测模块；

所述压力检测模块、湿度检测模块、空气流量检测模块、呼吸频率检测模块分别与控制器8相连。

所述第一传感器7能够直接测量被测参数，也能够间接测量被测参数，比如，能够直接测空气的流量，也能够通过测量进气阀4的开度大小，来间接反映进气量的多少；能够直接测量空腔与外界的压力差，也能够通过测量出气阀5的开度来间接反映内外的压力差。

所述头盔体1的顶部设有探照灯(图中未示)，所述探照灯与电源11相连。

当所述压力检测模块为用于检测空腔内的压力时，所述控制器8通过参数比较模块将空腔内的压力值和压力设定值相比较，所述压力设定值等于标准大气压值，即101.325kPa；当所述空腔内的压力值小于压力设定值时，所述控制器8控制风机6启动，所述空腔内的压力值越低，所述风机6的转速越快；当所述空腔内的压力值大于压力设定值时，所述控制器8控制风机6停止。

当所述压力检测模块为用于检测空腔内的气体与头盔体1外的空气的压差时，所述控制器8通过参数比较模块将第一传感器7检测的压差值和压差设定值相比较，所述压差设定值为零，当第一传感器7检测的压差值小于压差设定值时，所述控制器8控制风机6停止；当第一传感器7检测的压差值大于压差设定值时，所述控制器8控制风机6启动。

所述控制器8通过参数比较模块将第一传感器7检测到的空腔内的湿度、头盔体1外的湿度、湿度设定值分别相互进行比较，所述湿度设定值为相对湿度50％，当第一传感器7检测到的空腔内的湿度与头盔体1外的湿度相同时，所述控制器8控制风机6停止；当第一传感器7检测到的空腔内的湿度与头盔体1外的湿度不同，且头盔体1外的湿度大于湿度设定值，空腔内的湿度小于湿度设定值时，所述控制器8控制风机6启动；当第一传感器7检测到的空腔内的湿度与头盔体1外的湿度不同，且头盔体1外的湿度小于湿度设定值，空腔内的湿度大于湿度设定值时，所述控制器8也控制风机6启动；所述空腔内的湿度与头盔体1外的湿度的差值越大，所述风机6转的越快，同时出气阀5控制空腔内的压力值不升高。

所述无线接收器12设有相互连接的图像显示模块和有声报告模块。

所述控制器8控制头盔体1内保持为微正压状态，即使有微小密封不严处，外界空气也不会通过这些密封不严处进入空腔内。

所述控制器8还设有基于第一传感器7的数据来记录头盔佩戴时间的计时模块。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力呼吸头盔，包括头盔体，其特征在于，所述头盔体设有套脖口，所述套脖口上设有松紧带，所述松紧带能与佩戴者的脖子无缝贴合，在所述松紧带与佩戴者的脖子无缝贴合后所述头盔体的内部形成密封的空腔，所述头盔体的前面嵌设有透明镜片，所述头盔体上在透明镜片的下方设有进气阀和出气阀，所述进气阀设有风机，所述头盔体上还设有第一传感器、控制器、麦克和听筒，所述风机、第一传感器、麦克和听筒分别与控制器连接，所述头盔体上还设有电源，所述控制器和出气阀分别与电源相连，所述控制器和一个无线接收器无线连接，所述无线接收器为独立于头盔体之外的移动式无线接收器。

2.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述头盔体在进气阀的外侧设有过滤层。

3.根据权利要求2所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述过滤层为拆卸式滤材层。

4.根据权利要求3所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述过滤层设有第二传感器，所述第二传感器包括PM2.5颗粒浓度检测模块，所述第二传感器连接有滤材更换提示灯，所述滤材更换提示灯设置在头盔体的表面。

5.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述电源为光伏电源。

6.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述控制器包括参数比较模块和无线发射模块；所述参数比较模块用于比较第一传感器的检测值与控制器的设定值；所述控制器能根据参数比较模块的比较结果控制风机的停止和启动；所述无线发射模块用于将控制器的数据发送至无线接收器。

7.根据权利要求6所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述控制器中还设有音量调节模块，所述音量调节模块分别与麦克和听筒连接。

8.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述第一传感器包括：

用于检测空腔内的压力或检测空腔内的气体与头盔体外的空气的压差的压力检测模块；

用于检测空腔内的湿度和头盔体外的湿度的湿度检测模块；

用于检测进入空腔内的空气流量的空气流量检测模块；

用于检测佩戴者的呼吸频率的呼吸频率检测模块；

所述压力检测模块、湿度检测模块、空气流量检测模块、呼吸频率检测模块分别与控制器相连。

9.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述头盔体的顶部设有探照灯，所述探照灯与电源相连。

10.根据权利要求1所述的动力呼吸头盔，其特征在于，所述无线接收器设有相互连接的图像显示模块和有声报告模块。