CN106823178A

CN106823178A - 一种智能穿戴净化设备

Info

Publication number: CN106823178A
Application number: CN201710107009.6A
Authority: CN
Inventors: 李波; 谷辉; 尹龙; 陈春拱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2017-06-13

Abstract

本发明公开了一种智能穿戴净化设备，包括智能送风空气过滤组件、智能耳机、气路连接组件、口罩或鼻罩及控制应用软件；本发明通过电动送风系统平衡口罩中的气流压力，解决长时间使用口罩呼吸不顺和闷热的问题；引入了智能硬件，方便采集和控制气体流速、实时测量过滤前后空气污染指数，用户呼吸指标等各种数据信息，并且同步在手机app上，方便使用者获取；口罩或者鼻罩采用可拆卸的连接方式，可伸缩式导气管可方便的更换与定制，满足了佩戴舒适度及时尚美观需求；空气净化模块与智能耳机模块相互独立可拆式设计，两大模块可同时或者单独使用，各自功能不受影响，结合使用不仅仅是功能上的叠加，更会带来口罩智能化、耳机内容私人定制的体验。

Description

一种智能穿戴净化设备

技术领域

本发明涉及一种空气净化设备，尤其涉及一种智能穿戴净化设备。

背景技术

随着我国经济社会的发展，雾霾污染问题变得更加严重，不仅雾霾天气出现的频率越来越高，而且严重程度越来越大。可以预见，在中国以煤炭为主的能源结构得不到改变之前、私家车拥有量与日俱增的情况下，雾霾问题会在很长时间内得不到解决。近几年，雾霾问题爆炸式的发酵，引起了群众对自身健康问题的恐慌，各大医院的呼吸科就医人数上升，同时也刺激了空气净化器与防雾霾口罩市场的极速增加。目前，市面上的防雾霾口罩被3M、霍尼韦尔等厂商垄断，但它们的产品在设计和美观上有许多不足，比如式样丑陋、有巨大的空气阀、长时间呼吸不顺畅、使用寿命短、净化效果随使用时间增加下降明显和不符合智能化、移动化的趋势。过滤式口罩的技术缺点有：使用的过滤材料良莠不齐，不能有效过滤所有粉尘颗粒尺寸；口罩与面部结合不良导致污染空气从口罩与脸部的缝隙处进入呼吸系统；口罩的过滤作用随着使用时间逐渐降低，更换时间难以判断，使用者要么没有及时更换而吸入污染空气，要么过早更换而增加了不必要的费用；目前的空气污染除了颗粒污染PM2.5以外，由于汽车尾气和工业排放还会生成的其他危害气体如臭氧，氮氧化物气体，硫氧化物气体，一氧化碳，有机挥发物等等。长期吸入这些气体都会对人体产生各种危害，而过滤口罩基本上对这些气体没有过滤作用。以一氧化碳和氮氧化物气体为例，研究显示呼入这些气体会显著提高哮喘的发病率；一般的过滤式口罩，由于不能及时排除人体呼出的气体，二氧化碳会在口罩内存积，长期吸入过高于1000ppm二氧化碳气体已证实对人体健康有害，尤其是正在发育中的儿童。

同时，越来越多的人加入了室外运动的大家庭，跑步，健走已成为城市新时尚，这非常符合健康生活的理念，但是糟糕的户外环境容易打击大家的运动热情，不得不在污染严重的时候放弃室外活动，即使选择佩戴口罩，由于口罩过滤时的供气阻力，无法为大运动量的活动提供正常的呼吸流量，而影响人体的体育运动效果。

发明内容

本发明的目的：提供一种智能穿戴净化设备，将可穿戴电动送风系统、防雾霾口罩或者鼻罩，和智能耳机或者防护耳罩中的一种系统或者几个系统结合在一起，可以同时满足一种或者多种用户需求，提供过滤的清洁空气，保护用户呼吸健康，亦可让用户享受智能硬件的听觉体验，也可以通过无线连接方式播放媒体内容；应用性更强、使用场景更多元，并且适用于各个用户群体的需求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种智能穿戴净化设备，包括智能送风空气过滤组件、智能耳机、气路连接组件、口罩或鼻罩及控制应用软件；所述的智能送风空气过滤组件设置在所述的智能耳机上，包括风机装置、过滤器及智能控制电路装置；所述的过滤器内置过滤材料，所述的智能控制电路装置与所述的风机装置设置连接，所述的智能控制电路装置包括PCBA电路板及连接在所述的PCBA电路板上的微型电池、微型空气质量传感器、流量或压力传感器、温湿度传感器、加速度和陀螺仪传感器、无线连接装置、按键及显示屏幕；所述的气路连接组件包括第一气路导管及第二气路导管，所述的第一气路导管嵌装在所述的智能耳机内并与所述的智能送风空气过滤组件连接；所述的第二气路导管的一端与所述的第一气路导管连接，所述的口罩或鼻罩上预留一个进气口，所述的第二气路导管的另一端通过所述的进气口与口罩或鼻罩连接；所述的控制应用软件安装在智能终端上，并与所述的智能耳机无线连接。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的风机装置为微型风机，所述的风机装置上连接有过热保护装置。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的过滤材料由HEPA过滤材料或初效过滤网或活性炭材料或纳米金过滤材料制成中的一种或多种制成，所述的过滤材料为单层或多层结构。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的智能耳机为头戴式或入耳式或肩带式耳机。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的智能送风空气过滤组件嵌装在头戴式的所述的智能耳机的头梁上并与所述的智能耳机的头梁活动连接。

上述的智能穿戴净化设备，其中，一组或两组所述的智能送风空气过滤组件安装在头戴式的所述的智能耳机的耳壳上。

上述的智能穿戴净化设备，其中，与所述的入耳式的智能耳机连接的所述的气路连接组件围绕颈部穿戴，并置于肩膀上。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的无线连接装置包括蓝牙、wifi、NFC。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的气路连接组件为硅胶或PVC或聚乙烯材料制成，所述的第二气路管道为伸缩管状结构。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的口罩或鼻罩为全硅胶口罩或鼻罩，或熔喷无纺布、或掺入活性炭材料的复合式过滤材料制成的口罩或鼻罩。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的微型空气质量传感器为PM2.5或PM10或气体传感器。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的流量或压力传感器测量所述的智能穿戴净化设备内空气的流量。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的智能穿戴净化设备根据用户所需的空气自动或手动调节所述的风机装置的风力。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的智能穿戴净化设备根据空气流量信息和空气污染传感器信息自动提醒用户更换所述的过滤器的滤芯。

上述的智能穿戴净化设备，其中，所述的控制应用软件给用户显示空气过滤效果、设备使用时间、自动提醒更换滤芯、自动提醒充电、用户运动轨迹、呼吸流量及累计呼吸流量、室内外空气质量的信息。

本发明通过电动送风系统平衡口罩中的气流压力，解决了长时间使用口罩呼吸不顺和闷热的问题；引入了智能硬件，方便采集和控制气体流速、实时测量过滤前后空气污染指数，用户呼吸指标等各种数据信息，并且同步在手机app上，方便使用者获取；口罩或者鼻罩采用可拆卸的连接方式，可伸缩式导气管设计，可方便的更换与定制，满足了绝大多数群体的佩戴舒适度及时尚美观需求；空气净化模块与智能耳机模块相互独立可拆式设计，两大模块可同时或者单独使用，各自功能不受影响，两大模块结合使用，就不仅仅是功能上的叠加，更会带来口罩智能化、耳机内容私人定制的体验。

附图说明

图1是本发明一种智能穿戴净化设备的实施例1的剖视图。

图2是本发明一种智能穿戴净化设备的实施例2的主视图。

图3是本发明一种智能穿戴净化设备的实施例3的主视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

请参见附图1所示，一种智能穿戴净化设备，包括智能送风空气过滤组件1、智能耳机2、气路连接组件、口罩或鼻罩4及控制应用软件；所述的智能送风空气过滤组件1设置在所述的智能耳机2上，包括风机装置11、过滤器12及智能控制电路装置13；所述的过滤器12内置过滤材料，所述的智能控制电路装置13与所述的风机装置11设置连接，所述的智能控制电路装置13包括PCBA电路板及连接在所述的PCBA电路板上的微型电池、微型空气质量传感器、流量或压力传感器、温湿度传感器、加速度和陀螺仪传感器、无线连接装置、按键及显示屏幕；所述的气路连接组件包括第一气路导管31及第二气路导管32，所述的第一气路导管31嵌装在所述的智能耳机2内并与所述的智能送风空气过滤组件1连接；所述的第二气路导管32的一端与所述的第一气路导管31连接，所述的口罩或鼻罩4上预留一个进气口，所述的第二气路导管32的另一端通过所述的进气口与口罩或鼻罩4连接；所述的控制应用软件安装在智能终端上，并与所述的智能耳机2无线连接。

所述的风机装置11可采用微型风机，所述的风机装置11上连接有过热保护装置。

所述的过滤材料由HEPA过滤材料或初效过滤网或活性炭材料或纳米金过滤材料制成中的一种或多种制成，所述的过滤材料为单层或多层结构。

所述的智能耳机2为头戴式或入耳式或肩带式耳机，也可采用其他形式的耳机。

实施例1：所述的智能送风空气过滤组件1嵌装在头戴式的所述的智能耳机2的头梁上并与所述的智能耳机2的头梁活动连接，可拆卸。

请参见附图2所示，实施例2：一组或两组所述的智能送风空气过滤组件1安装在头戴式的所述的智能耳机2的耳壳上，安装两组智能送风空气过滤组件1可以达到更大的风量。

请参见附图3所示，实施例3：与所述的入耳式的智能耳机2连接的所述的气路连接组件围绕颈部穿戴，并置于肩膀上。

所述的无线连接装置包括蓝牙、wifi、NFC等等。

所述的气路连接组件可以采用类似硅胶或PVC或聚乙烯等材料制成，所述的第二气路管道32为伸缩管状结构，可以伸缩，以适应不同尺寸大小的口罩或鼻罩4，同时方便用户调整口罩或鼻罩4至舒适的位置。

所述的口罩或鼻罩4可采用专业级的全硅胶口罩或鼻罩，以提供良好的密封效果，也可采用日常使用的普通的口罩或鼻罩，如可以是起一定颗粒过滤作用的熔喷无纺布，或者掺入活性炭等材料的复合式过滤材料制成的口罩或鼻罩，其本身材质防静电而且透气。口罩或鼻罩4可以根据不同人群定制不同颜色和款式。

所述的微型空气质量传感器可采用PM2.5或PM10或气体传感器。

所述的流量或压力传感器用于测量所述的智能穿戴净化设备内空气的流量。

所述的智能穿戴净化设备可以根据用户所需的空气自动或手动调节所述的风机装置11的风力。

所述的智能穿戴净化设备可以根据空气流量信息和空气污染传感器信息自动提醒用户更换所述的过滤器12的滤芯。

所述的控制应用软件可以给用户显示空气过滤效果、设备使用时间、自动提醒更换滤芯、自动提醒充电、用户运动轨迹、呼吸流量及累计呼吸流量、室内外空气质量等信息。

风机装置11的主要功能是提供空气动力以吸入外界空气，并将吸入空气推送通过过滤器12，并最终通过气路连接组件输送到口鼻罩内，供用户呼吸。风机装置11的风速可以根据用户的需求动态调整，从0-300升/分钟，来满足不同人群（儿童到成人）和人在不同状态下的呼吸需求（静止到运动）。

过滤器12的主要功能是过滤由风机装置11吸入的外界空气，去除外界空气中的微颗粒污染物，有机挥发物（例如甲醛，苯等），以及其它对人体有危害的气体，如汽车尾气和各种工业排放气体，常见的如臭氧，氮氧化物气体（NO，NO₂等)，硫氧化物气体（SO₂），一氧化碳，氨气等等。整个过滤器12可以方便的由用户自行定期或者根据系统的提示进行更换。

智能控制电路装置13的主要功能是为系统提供电池电源，控制风机装置11的工作状态，采集空气质量指标，测量用户呼吸量，无限数据传输，和其他智能设备的互联，设备状态指示例如电量，正常工作，故障，过滤材料的更换，设备连接状态，用户界面管理例如按键响应和屏幕显示等。微型电池给PCBA电路板供电，而PCBA电路板上集成电源转换、蓝牙，wifi，NFC等无线芯片、各种传感器，AD采样和微控制器等芯片。PCBA电路板上输出合适电压电流给风机装置11、传感器和芯片，而经过微控制器收集并处理的数据可以显示给用户，或者通过无线连接装置发送到接收端。

智能耳机2具有通过有线和无线方式播放音频媒体的功能。智能耳机2本身带有数据存储单元，可以是独立工作的媒体播放器，也可以通过蓝牙等形式播放实时传输的媒体。智能耳机2以头戴式为例，智能耳机2的头梁采用伸缩设计，经过特殊机械设计，可以嵌入智能送风空气过滤组件1，而且沿着向上方向收缩头梁，可方便取出智能送风空气过滤组件1。同时智能耳机2的内部留足空间给气路连接组件，气路连接组件的功能是将过滤好的清洁空气输送到口罩或鼻罩4。

口罩或鼻罩4的功能主要是最终将清洁空气导入用户的呼吸系统，防止清洁空气在进入使用者呼吸系统之前受到二次污染，同时也起到保护使用者不吸入外界污染空气。

控制应用软件作为人机交互信息的一部分，可以包含以下功能，向直接或者间接使用者报告智能终端设备的使用数据，如使用时间，流量，过滤效果，更换滤芯提示等，向具有智能播放耳机的设备传输或者同步媒体内容，设定设备使用参数。控制应用软件可以安装在个人或者商业终端如智能手机，平板，笔记本，台式机或者服务器上。

本发明使用电动的风机装置11主动将通过高效空气过滤介质的洁净空气提供给呼吸人体。过滤材料可以使用一种或者几种媒介的组合，例如已经普遍在室内空气净化系统使用的高效空气过滤器（HEPA：High efficiency particulate air filter），它对直径为0.3微米以下的微粒去除效率可达到99.7%以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。活性炭过滤网，采用比表面积高的高效催化活性炭，可以吸附有害气体（TVOC）和肉眼看不到的颗粒物。除臭氧过滤网可以利用催化原理把臭氧氧化成氧气。纳米金过滤网可以利用催化原理将一氧化碳氧化为二氧化碳使其失去毒性。风机装置11选用高效低噪音风机，可实现从0-300升每分钟的供气流量。风速由微控制器通过软件控制，自动根据用户呼吸空气需要调节。还包括一个可以实时监测空气质量的传感器，传感器可用于监控过滤前和过滤后空气的质量。它可以起到根据实际的空气过滤质量提醒用户更换滤芯，以及根据检测到的室外空气质量建议用户打开或关闭送风系统。为了增加系统的功能性和美观性，本发明的一种设计融合了头戴式耳机的造型和功能，系统内的耳机可以为室内外的用户播放媒体内容。系统可以具有蓝牙，wifi等无线连接功能以提供无线数据下载，和移动设备软件连接，以及无线播放功能等。

综上所述，本发明通过电动送风系统平衡口罩中的气流压力，解决了长时间使用口罩呼吸不顺和闷热的问题；引入了智能硬件，方便采集和控制气体流速、实时测量过滤前后空气污染指数，用户呼吸指标等各种数据信息，并且同步在手机app上，方便使用者获取；口罩或者鼻罩采用可拆卸的连接方式，可伸缩式导气管设计，可方便的更换与定制，满足了绝大多数群体的佩戴舒适度及时尚美观需求；空气净化模块与智能耳机模块相互独立可拆式设计，两大模块可同时或者单独使用，各自功能不受影响，两大模块结合使用，就不仅仅是功能上的叠加，更会带来口罩智能化、耳机内容私人定制的体验。

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，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种智能穿戴净化设备，其特征在于：包括智能送风空气过滤组件、智能耳机、气路连接组件、口罩或鼻罩及控制应用软件；所述的智能送风空气过滤组件设置在所述的智能耳机上，包括风机装置、过滤器及智能控制电路装置；所述的过滤器内置过滤材料，所述的智能控制电路装置与所述的风机装置设置连接，所述的智能控制电路装置包括PCBA电路板及连接在所述的PCBA电路板上的微型电池、微型空气质量传感器、流量或压力传感器、温湿度传感器、加速度和陀螺仪传感器、无线连接装置、按键及显示屏幕；所述的气路连接组件包括第一气路导管及第二气路导管，所述的第一气路导管嵌装在所述的智能耳机内并与所述的智能送风空气过滤组件连接；所述的第二气路导管的一端与所述的第一气路导管连接，所述的口罩或鼻罩上预留一个进气口，所述的第二气路导管的另一端通过所述的进气口与口罩或鼻罩连接；所述的控制应用软件安装在智能终端上，并与所述的智能耳机无线连接。

2.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的风机装置为微型风机，所述的风机装置上连接有过热保护装置。

3.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的过滤材料由HEPA过滤材料或初效过滤网或活性炭材料或纳米金过滤材料制成中的一种或多种制成，所述的过滤材料为单层或多层结构。

4.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的智能耳机为头戴式或入耳式或肩带式耳机。

5.根据权利要求4所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的智能送风空气过滤组件嵌装在头戴式的所述的智能耳机的头梁上并与所述的智能耳机的头梁活动连接。

6.根据权利要求4所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：一组或两组所述的智能送风空气过滤组件安装在头戴式的所述的智能耳机的耳壳上。

7.根据权利要求4所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：与所述的入耳式的智能耳机连接的所述的气路连接组件围绕颈部穿戴，并置于肩膀上。

8.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的无线连接装置包括蓝牙、wifi、NFC。

9.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的气路连接组件为硅胶或PVC或聚乙烯材料制成，所述的第二气路管道为伸缩管状结构。

10.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的口罩或鼻罩为全硅胶口罩或鼻罩，或熔喷无纺布、或掺入活性炭材料的复合式过滤材料制成的口罩或鼻罩。

11.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的微型空气质量传感器为PM2.5或PM10或气体传感器。

12.根据权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的流量或压力传感器测量所述的智能穿戴净化设备内空气的流量。

13.权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的智能穿戴净化设备根据用户所需的空气自动或手动调节所述的风机装置的风力。

14.权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的智能穿戴净化设备根据空气流量信息和空气污染传感器信息自动提醒用户更换所述的过滤器的滤芯。

15.权利要求1所述的智能穿戴净化设备，其特征在于：所述的控制应用软件给用户显示空气过滤效果、设备使用时间、自动提醒更换滤芯、自动提醒充电、用户运动轨迹、呼吸流量及累计呼吸流量、室内外空气质量的信息。