CN106963001A - 一种多功能口罩 - Google Patents

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王新文
吴利民
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Abstract

本发明公开了一种多功能口罩，包括带弹性带的罩体，所述罩体包括塑胶支架，和分别设置在塑胶支架两腮部的塑胶壳体；所述塑胶壳体端部的内侧面设有与控制芯片连接的全骨传导组件，包括骨传导振子和骨传导麦克风；任一侧的塑胶壳体内设有分别与控制芯片连接的进气模块、呼气模块、气体压力传感器和无线模块，电源模块设置在另一侧的塑胶壳体内，通过控制芯片供电。集蓝牙、全骨传导、防雾霾等功能于一体，实时检测口罩内压力、温度、湿度，智能调节风机送风量，加强了口罩佩戴的舒适性；通过全骨传导组件，接打电话，通过PM2.5光检测器实时检测口罩内外的PM2.5值，保证了PM2.5的净化效率，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种多功能口罩
技术领域
本发明涉及一种口罩，具体涉及一种多功能口罩。
背景技术
由于大气环境恶化，城市中的雾霾等日趋严重，给人们出行或其他户外活动，特别是在PM2.5指数偏高的环境下活动的人们带来了极大的困难，并且极大地危害着人们的身体健康。
目前各种防护装置也很多，但真正能够解决呼吸与过滤这一对矛盾的口罩并不多见；其防护使用效果不尽人意，另一方面佩带时间较长会使人感到不适，甚至于憋闷。
目前市面上自动送风口罩的风机送风量与人的呼吸压力不协调，需要人繁琐操作，如风速一档，风速二档，关机。尚未发现有同时含蓝牙、骨传导、防雾霾、自动风量调整的多功能口罩。
专利号 201620279408公开的一种带微型风扇的防雾霾口罩。该发明公开了一种带微型风扇的防雾霾口罩，包括呈杯状的口罩本体，口罩本体包括内盖和扣合在内盖上的外盖，内盖和外盖之间设置过滤片，内盖外边缘设置密封圈，内盖上设置单向呼吸阀和风扇组件，单向呼吸阀对应于人体鼻腔部位，风扇组件对应于人体嘴部，风扇组件包括支架以及设置在支架上的微型风扇，外盖上设置与单向呼吸阀相匹配的呼吸阀外盖，外盖上还设置有与微型风扇相匹配的风扇外盖。该口罩对PM2.5的净化效率达到90%以上，在嘴巴呼气部位安装带有锂电池的小型电风扇，使口罩的呼气压大大减小，适合长时间的佩戴，大大地提高了净化效率。
其不足之处为口罩硬胶置于嘴巴前端，当配戴者不小心跌跤的话，存在口罩伤嘴巴、鼻子的风险。
目前市场上主动送风防雾霾电子口罩风机送风量不能与人的呼吸压力智能协调，普遍都是机械调解，如风速一档，风速二档，关机功能操作繁琐。对于佩戴者来说，呼吸的舒适性、使用的便捷性都不能得到很好的解决；另外，在接听电话时，需要将口罩摘除才能进行通话，尤其在骑车的时候，给使用者带来很大不便，使用时具有安全隐患。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能口罩。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种多功能口罩，包括带弹性带的罩体，所述罩体包括塑胶支架，和分别设置在塑胶支架两腮部的塑胶壳体；所述塑胶壳体端部的内侧面分别设有与控制芯片连接的骨传导振子，其中一侧还设有骨传导麦克风；
塑胶支架的材质优选为硅胶。
任一侧的塑胶壳体内设有分别与控制芯片连接的进气模块、呼气模块、气体压力传感器和无线模块，无线模块优选为蓝牙。
电源模块设置在另一侧的塑胶壳体内，通过控制芯片供电。
上述进气模块包括外侧面带盖板的风机，盖板和风机之间设有固定过滤层的支架，所述风机由控制芯片驱动。
上述呼气模块为呼气阀。
上述任一侧的塑胶壳体内设有与控制芯片连接的温度传感器、湿度传感器。
上述任一侧的塑胶壳体设有与控制芯片连接的PM2.5光检测模块，包括设置在气道内的发射管、受光管、凸透镜；所述控制芯片控制发射管发射红外光，照射气道内检测区域的PM2.5粉尘颗粒后发生散射，散射光经过凸透镜到达受光管，受光管将散射光强度转化成相应的电压信号，控制芯片采集到电压信号后，计算相应的PM2.5浓度值。
进一步的，上述气道包括进气口、出气口。
上述PM2.5光检测模块对称的设置在PCB板的两侧面，分别检测罩体内外的PM2.5浓度值。
上述塑胶壳体、过滤层为可拆卸结构。
上述电源模块为可充电电池，充电方式优选为USB充电。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种多功能口罩，通过压力传感器实时佩戴者的呼吸压力变化进而智能调节风机送风量，无需手动调节；通过温度传感器、湿度传感器进一步调节风机的进风速率；通过PM2.5光检测器实时检测口罩内外的PM2.5值；通过全骨传导组件，接打蓝牙连接的手机等通讯电话；实现了口罩的多功能应用，加强了口罩佩戴的舒适性，尤其是长时间佩戴的舒适性，扩宽了口罩的应用场所和使用安全性，实时保证了PM2.5的净化效率。集蓝牙、全骨传导、防雾霾等功能于一体，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种多功能口罩的结构示意图的正视图。
图2为本发明的一种多功能口罩的结构示意图的反视图。
图3为本发明的一种多功能口罩的结构示意图的爆炸图。
图4为本发明的一种多功能口罩的PCB板的结构示意图。
图5为本发明的一种多功能口罩的PM2.5光检测的结构示意图。
图6为本发明的一种多功能口罩的模块结构示意图。
附图中标记的含义如下：1、弹性带，2、全骨传导组件，3、骨传导振子，4、USB封盖，5、操控按键，6、后盖，7、气体压力传感器，8、温度传感器，9、湿度传感器，10、密封圈，11、电池，12、控制芯片，13、主壳体，14、呼气阀，15、塑胶支架，16、内支撑架，17、转接PCB板，18、风机，19、支架，20、PM2.5过滤层，21、受光管，22、发射管，23、右侧主PCB板，24、凸透镜。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种多功能口罩，罩体包括接固定弹性带1的塑胶支架1915，塑胶支架1915的两腮部分别设有一对可拆卸的塑胶壳体，塑胶壳体端部的内侧面，一侧设有全骨传导组件2，包括骨传导振子3和骨传导麦克风；另一侧设有骨传导振子3。
一侧的塑胶壳体内设置与控制芯片12连接的进气模块、呼气阀14、气体压力传感器7、温度传感器8、湿度传感器9、PM2.5光检测模块和蓝牙模块。
进气模块包括进气模块包括带盖板的风机18，盖板和风机18之间设有PM2.5过滤层20，通过支架19固定。
PM2.5光检测模块对称的设置在右侧主PCB板23的两侧面，分别用于检测口罩内侧和外侧PM2.5浓度值，包括设置在气道内的发射管22、受光管21、凸透镜24；控制芯片12控制发射管22发射红外光，照射气道内检测区域的PM2.5粉尘颗粒后发生散射，散射光经过凸透镜24到达受光管21，受光管21将散射光强度转化成相应的电压信号，控制芯片12采集到电压信号后，计算相应的PM2.5浓度值。
另一侧的塑胶壳体内设置可充电电池11，经转接PCB板17上的FPC线连接控制芯片12供电。
具体使用时，通过弹性带1将口罩佩戴在面部，控制芯片12通过蓝牙模块连接APP（手机、pad等外设）。
通过压力传感器实时监测使用者的呼吸引起的口罩内的气体压力变化，控制芯片12实时进行数据处理，输出相应占空比的PWM信号给风机18，自动控制口罩风机18转速，从而达到调节进风风量的功能，无需人再机械调解风量快慢，有效解决了持续送风带来的不适感，长时间连续佩戴也可保证有很好的舒适性；同时满足人在慢走，快走，满跑，快跑等不同运动状态下舒畅的呼吸。
控制芯片12根据气体压力传感器7、温度传感器8、湿度传感器9反馈的口罩内的气压、温度、湿度测量值，控制风机18的进风速率；速率控制以气压值为主，温度、湿度设置相对较大的范围，若超过设置上限，则在气压值的速率基础上增加进风速率，将温度和湿度降低到设置范围内，则停止加速，仍由气压值控制进风速率，从而增加佩戴口罩的舒适度和呼吸的舒畅度。
若初始的体压力传感器、温度传感器8、湿度传感器9的设定值不符合个人的呼吸节奏，可通过APP修改相关设定值，达到个性化匹配。
PM2.5光检测模块检测的数值，经控制芯片12反馈至APP，可实时查看口罩外和口罩内的PM2.5值，既可检测当前空气质量，也可通过PM2.5差值，检测口罩的过滤效果；若过滤效果不达标，可更换PM2.5过滤层20，强化过滤。
手机经蓝牙模块连接控制芯片12，语音通信功能转接至全骨传导组件2，接入声音由骨传导振子3，通过人的皮肤、皮下组织及头骨、颌骨等骨骼传递到人的听觉神经，从而引起听觉；输出声音，打电话时，骨传导麦克风为拾音装置，检测使用者说话时颅骨所产生的轻微震动，将震动转换为音频信号输出，麦克风输出的信号，经与控制芯片12连接的蓝牙发射到手机上，实现通话。
使用者在喧嚣的环境中戴上口罩后可以舒畅的呼吸，还可以通过蓝牙功能与手机实现无线连接听音乐，通过全骨传导功能清晰的接听到声音，不会对使用者的耳膜造成伤害；且无需摘除口罩即可接打电话，骨导麦克风可以有效避免风机18转动噪声与风噪对通话的影响。
实际生产时，为便于组装及规模化生产，塑胶壳体分为左侧塑胶壳体和右侧塑胶壳体，分别由主壳体13和匹配后盖6组成，通过内支撑架16固定在塑胶支架1915的腮部，为增加密封性，在主壳体13内增设密封圈10。
为便于操控，控制芯片12外接操控按键5，包括开关机、声音加键、声音减键、和模式键。
为防水防尘，USB充电接口处增设USB封盖4。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能口罩，其特征在于，包括带弹性带的罩体，所述罩体包括塑胶支架，和分别设置在塑胶支架两腮部的塑胶壳体；所述塑胶壳体端部的内侧面分别设有与控制芯片连接的骨传导振子，其中一侧还设有骨传导麦克风；
任一侧的塑胶壳体内设有分别与控制芯片连接的进气模块、呼气模块、气体压力传感器和无线模块，
电源模块设置在另一侧的塑胶壳体内，通过控制芯片供电。
2.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述进气模块包括外侧面带盖板的风机，盖板和风机之间设有固定过滤层的支架，所述风机由控制芯片驱动。
3.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述呼气模块为呼气阀。
4.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述任一侧的塑胶壳体内设有与控制芯片连接的温度传感器、湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述任一侧的塑胶壳体设有与控制芯片连接的PM2.5光检测模块，包括设置在气道内的发射管、受光管、凸透镜；所述控制芯片控制发射管发射红外光，照射气道内检测区域的PM2.5粉尘颗粒后发生散射，散射光经过凸透镜到达受光管，受光管将散射光强度转化成相应的电压信号，控制芯片采集到电压信号后，计算相应的PM2.5浓度值。
6.根据权利要求5所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述气道包括进气口、出气口。
7.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述PM2.5光检测模块对称的设置在PCB板的两侧面，分别检测罩体两侧的PM2.5浓度值。
8.根据权利要求2所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述塑胶壳体、过滤层为可拆卸结构。
9.根据权利要求1所述的一种多功能口罩，其特征在于，所述电源模块为可充电电池。
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