CN107223067A - 智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法 - Google Patents

Abstract

一种智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法，所述智能口罩包括：罩体、用于呼出气体的呼气单元、吸气单元和控制单元；所述吸气单元通过空气管道与罩体相连，所述吸气单元用于将空气过滤后通过空气管道传输至所述罩体；所述控制单元分别与所述呼气单元和吸气单元电性相连，所述控制单元用于通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，并根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量。

Description

智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法

技术领域

本申请涉及口罩领域，具体涉及一种智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法。

背景技术

在雾霾或粉尘多的环境中，口罩得到了广泛应用。现在用于防雾霾的口罩多是将呼气通道和吸气通道分开，吸气通道经过过滤空气的环节，而呼气时则不需处理直接将空气排出。

在实现本申请过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：呼出气体时，阻力很小，但是吸气时由于经过过滤，阻力很大，容易让佩戴者感觉吸气困难，佩戴舒适度低。

发明内容

本申请提供一种智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法，主要用以解决佩戴者吸气困难的问题，提高佩戴舒适度。

第一方面，本申请实施例提供了一种智能口罩，包括：

罩体、用于呼出气体的呼气单元、吸气单元和控制单元；

所述吸气单元通过空气管道与罩体相连，所述吸气单元用于将空气过滤后通过空气管道传输至所述罩体；

所述控制单元分别与所述呼气单元和吸气单元电性相连，所述控制单元用于通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，并根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量。

可选的，所述智能口罩还包括功率输入调节单元，所述功率输入调节单元与所述控制单元电性连接，所述功率输入调节单元用于接收功率调节指令并将该指令输入到控制单元，所述控制单元还根据所述功率调节指令调节吸气单元的吸入空气量。

可选的，所述生理参数包括呼吸频率参数和呼吸强度参数。

可选的，所述吸气单元包括：

腔体，用于过滤空气的过滤子单元，与所述过滤子单元相邻放置的抽气子单元，所述过滤子单元和抽气子单元设置于腔体内，所述抽气子单元用于吸入通过过滤子单元的空气并释放到腔体内，所述腔体与所述空气管道连通，所述控制单元与所述抽气单元电性连接，所述调节吸气单元的吸入空气量，包括：调节抽气子单元的功率以调节腔体内的空气量。

可选的，所述呼气单元包括：

呼吸阀和传感单元，所述呼吸阀和传感单元接触连接，所述传感单元与控制单元电性相连，所述通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数。

可选的，所述呼吸阀包括阀体和阀盖，所述传感单元包括设置于阀体上的第一触点和设置于阀盖上的第二触点，

所述第一触点和第二触点分别与控制单元电性连接，

所述第一触点和第二触点相对设置，以使所述阀盖受到排气正压力时，所述第一触点和第二触点分开，所述阀盖受到吸气负压力时，所述第一触点和第二触点接触，使第一触点、第二触点和控制单元位于的电路处于通路状态，所述通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过测量第一触点、第二触点和控制单元位于的电路的接通或者断路的次数来获得佩戴对象的呼吸频率参数。

可选的，所述呼吸阀包括阀体和阀盖，所述传感单元为气压传感器，所述气压传感器设置于所述阀盖上，所述传感器与控制单元电性连接，所述通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过气压传感器获取口罩佩戴对象的呼吸强度参数。

可选的，所述抽气子单元包括吸气气泵。

可选的，所述根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量，包括：

当佩戴对象的呼吸频率参数变大时，增大吸气单元的吸入空气量；

当佩戴对象的呼吸频率参数变小时，减小吸气单元的吸入空气量。

可选的，所述呼气单元集成于罩体上，所述控制单元集成设置于所述吸气单元内，连接所述控制单元与呼气单元的导线与所述空气管道设置于一软管内，所述软管连接罩体与所述吸气单元。

可选的，所述罩体上设置有连接所述软管的插孔，所述软管的一端设置有用于连接所述罩体的插头，所述插孔和插头为可插拔结构。

第二方面，本申请实施例还提供了一种智能口罩的吸气供应量调节方法，所述方法包括：

获取佩戴对象的生理参数；

根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的空气量。

可选的，所述佩戴对象的生理参数，包括：

佩戴对象的呼吸频率。

可选的，所述根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的空气量，包括：

当佩戴对象的呼吸频率变大时，增大供佩戴对象吸入的空气量；

当佩戴对象的呼吸频率变小时，减小供佩戴对象吸入的空气量。

本申请实施例提供的智能口罩和智能口罩的吸气供应量调节方法，能根据佩戴对象的生理参数调节供吸入的空气量，解决了佩戴者吸气困难的问题，提高了佩戴舒适度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图4是本申请智能口罩的一个实施例中呼气单元的结构示意图；

图5是本申请智能口罩的一个实施例中呼气单元的结构示意图；

图6是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图7是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图8是本申请智能口罩的一个实施例的结构示意图；

图9是本申请智能口罩的吸气供应量调节方法的一个实施例的流程图；

图10是本申请智能口罩的吸气供应量调节方法的一个实施例的流程图；

图11是本申请智能口罩的吸气供应量调节装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种智能口罩，包括：

罩体、用于呼出气体的呼气单元、吸气单元和控制单元；

所述吸气单元通过空气管道与罩体相连，所述吸气单元用于将空气过滤后通过空气管道传输至所述罩体；

所述控制单元分别与所述呼气单元和吸气单元电性相连，所述控制单元用于通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，并根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量。

其中，可选的，所述呼气单元可以通过空气管道与罩体相连，这样佩戴对象通过管道和呼气单元呼出气体。所述呼气单元也可以直接设置于罩体上，具体的，可以设置于罩体的中间靠上的位置，即与佩戴对象的鼻腔所处的位置相对应，这样佩戴对象可以直接通过该呼气单元呼出气体，呼气的效率更高。

所述吸气单元和控制单元可以分开设置，也可以集成在一起设置，集成在一起更方便携带。例如可以装到上衣口袋中，运动时，也可以固定在胳膊上臂上不影响跑步运动。

所述吸气单元将空气过滤后通过空气管道为佩戴者提供过滤后的空气，可选的，可以在罩体中埋设软管用于将空气管道传送来的气体直接输送到鼻腔位置。也可以在罩体中设置一与鼻腔位置相通的腔体，用于存放从空气管道传送过来的空气。

所述生理参数可以为例如呼吸频率参数，呼吸强度参数等。

如图1所示，为呼气单元设置于罩体上、控制单元和吸气单元集成设置的场合所述智能口罩的结构示意图，在该实施例中，所述智能口罩10包括：罩体100、呼气单元200、吸气单元400和控制单元300，所述吸气单元400通过空气管道与罩体100相连，所述控制单元300分别与所述呼气单元200和吸气单元400电性相连。

本申请实施例提供的智能口罩，控制单元通过呼气单元获取佩戴者的生理参数，然后根据佩戴对象的生理参数调节供吸入的空气量，即根据佩戴对象的生理需求调节供吸入的空气量，解决了佩戴者吸气困难的问题，提高了佩戴舒适度。

可选的，如图2所示，在所述智能口罩的某些实施例中，所述吸气单元400包括：

腔体401，用于过滤空气的过滤子单元403，与所述过滤子单元相邻放置的抽气子单元402，所述过滤子单元403和抽气子单元402设置于腔体401内，所述抽气子单元402用于吸入通过过滤子单元403的空气并释放到腔体401内，所述腔体401与所述空气管道连通，所述控制单元300通过调节抽气子单元402的功率来调节腔体401内的空气量。

其中，所述过滤子单元用于过滤空气中的有害物质，可以采用过滤棉、活性炭过滤棉、HEPA过滤网等，或者采用以上几种的结合。

所述抽气子单元可以采用小型抽气机或者小型的吸气气泵等用于将空气通过过滤子单元抽入并释放到腔体中。

通过调节抽气子单元的功率来调节腔体内的空气量，比如加大功率，腔体内的空气就会增多，减小功率，腔体内的空气就会减少，根据佩戴者的生理参数来调整腔体内的空气量，因为当佩戴者正在剧烈运动或者正在静止不动时，其生理参数必然是不一样的，例如开始剧烈运动时呼吸频率和呼吸强度等参数会变大，由剧烈运动慢慢安静下来时呼吸频率和呼吸强度会变小，在呼吸频率或者呼吸强度变大时，加大吸气单元的吸入空气量即加大空气供应量，在呼吸频率或者呼吸强度变小时，减小吸气单元的吸入空气量即减小空气供应量，不仅能满足佩戴者的氧气吸入需求，不会产生吸气困难感，还能起到节能省电的效果。

可选的，在所述智能口罩的某些实施例中，所述呼气单元包括：呼吸阀和传感单元，所述呼吸阀和传感单元接触连接，所述传感单元与控制单元电性相连，所述通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数。

如图3所示，为所述智能口罩的一个实施例的结构示意图，其中所述呼气单元包括呼吸阀201和传感单元202，所述呼吸阀201和传感单元202接触连接，所述传感单元202和控制单元300电性连接。

具体的，如图4所示，在所述智能口罩的某些实施例中，所述呼吸阀201包括阀体2011和阀盖2012，所述传感单元包括设置于阀体2011上的第一触点2021和设置于阀盖2012上的第二触点2022，所述第一触点2021和第二触点2022分别用于与控制单元电性连接。

其中，所述第一触点2021和第二触点2022相对设置，以使所述阀盖受到排气正压力时，所述第一触点和第二触点分开，所述阀盖受到吸气负压力时，所述第一触点和第二触点接触，使第一触点、第二触点和控制单元位于的电路处于通路状态。

呼吸阀的作用原理是呼气时排出气体的正压将阀盖吹开，以迅速将体内废气排除，而吸气时的负压会自动将阀盖关闭，以避免吸进外界环境的污染物。

因此，当吸气时，阀盖处于关闭状态，第一触点和第二触点接触，第一触点第二触点和控制单元位于的电路处于通路，当呼气时阀盖和阀体分开，即第一触点和第二触点分开，上述电路处于断路，因此可以通过测量第一触点、第二触点和控制单元位于的电路的接通或者断路的次数来获得佩戴对象的呼吸频率参数，例如由控制单元记录每分钟或者更短时间内上述电路的接通或者断路的次数就能计算出佩戴对象的呼吸频率。具体的，可以通过接入控制单元的引脚电压来判断该电路是否被接通。

可选的，在所述智能口罩的其他实施例中，所述传感单元为气压传感器，如图5所示，所述呼吸阀201包括阀体2011和阀盖2012，所述气压传感器2023设置于所述阀盖2012上。

所述气压传感器可以用于测量佩戴对象的呼吸强度参数，例如，在实际应用中，可以测量佩戴对象30秒内每一次呼出气体的强度，然后对所有的强度再取一个平均值作为呼吸强度参数。

可选的，在所述智能口罩的其他实施例中，所述智能口罩还包括功率输入调节单元，所述功率输入调节单元与所述控制单元电性连接，所述功率输入调节单元用于接收功率调节指令并将该指令输入到控制单元，所述控制单元还根据所述功率调节指令调节吸气单元的吸入空气量。在实际应用中，所述功率调节单元可以采用旋钮的形式，即功率调节旋钮，所述功率调节旋钮的每个档位接入不同的电阻，然后接入控制单元的一个引脚，控制单元通过判断引脚的电压来判断功率旋钮的档位。控制单元在控制吸入单元的吸入空气量时，可以同时考虑佩戴者的生理参数和功率调节旋钮选择的功率，例如可以通过佩戴者的生理参数和功率调节旋钮选择的功率的乘积来调节空气量。调节吸入单元的吸入空气量的方法例如可以采取图2所示的方法，即通过调节抽气子单元的功率大小来调节吸入单元的吸入空气量。这样，口罩佩戴者可以根据自己身体的实际情况来调节供自己吸入的空气量，能调节到使自己感觉舒适的状态，进一步提高口罩的佩戴舒适度。

可选的，在所述智能口罩的其他实施例中，所述智能口罩还包括：

用于供电的供电单元和用于充电的充电单元。所述供电电源可以与吸气单元集成放置，例如可以放置在吸气单元的腔体内。

如图6所示，为所述智能口罩的一个实施例的结构示意图，其中，智能口罩10还包括功率输入单元600、供电单元500和充电单元700，所述供电单元可以采用电池，所述充电单元可以采用USB接口。

所述智能口罩还可以包括用于显示信息的显示单元，可以用于显示一些参数值，例如生理参数信息以及吸气单元当前的工作功率等。

可选的，在所述智能口罩的其他实施例中，如图7所示，所述呼气单元200集成设置于罩体100上，所述控制单元300集成设置于所述吸气单元400内，连接所述控制单元300与呼气单元200的导线501和所述空气管道502设置与一软管500内，所述软管500连接罩体100和吸气单元400。

将呼气单元与罩体集成设置，控制单元和吸气单元集成设置，然后通过软管连接，非常方便携带，在实际应用时，罩体佩戴于人脸，控制单元、电池，吸气气泵、过滤单元等集成设置在一起，控制各部分的体积可以形成一个名片式大小的物体，可以装到上衣口袋中，运动时，也可以固定在胳膊上臂上不影响跑步运动。

可选的，在所述智能口罩的其他实施例中，如图8所示，所述罩体100上设置有连接所述软管500的插孔101，所述软管500的一端设置有用于连接所述罩体100的插头503，所述插孔101和插头503为可插拔结构。使用时，将插头503插入插孔101内进行供气，不使用时，可以将插头503从插孔101拔下，更易于放置，而且能避免磨损插头503和插孔101，以防止漏气。

在具体实施时，控制单元可以有处理器，与处理器相适配的处理，以及相应的配套电路(比如数模转换模块等)构成。或者也可以通过FPGA编程实现，根据本申请的描述，本领域技术人员能够通过多种方式实现上述的控制单元，本申请中不再赘述。

如图9所示，本申请实施例还提供了一种智能口罩的吸气供应量调节方法，所述方法包括：

步骤11：获取佩戴对象的生理参数；

所述佩戴对象的生理参数包括佩戴对象的呼吸频率、佩戴对象的呼吸强度等。所述呼吸频率可以通过例如图4所示的方法获得。即利用呼吸阀和设置于呼吸阀阀体上的第一触点和设置于阀盖上的第二触点。所述第一触点和第二触点分别与控制单元电性连接。当吸气时，阀盖处于关闭状态，第一触点和第二触点接触，第一触点第二触点和控制单元位于的电路处于通路，当呼气时阀盖和阀体分开，即第一触点和第二触点分开，上述电路处于断路，由控制单元记录每分钟或者更短时间内上述电路的接通或者断路的次数就能计算出佩戴对象的呼吸频率。所述呼吸强度可以通过例如图5所示的方法获得，即将传感器设置于呼吸阀的阀盖上，通过所述传感器测量佩戴对象呼出的气体的强度，例如，在实际应用中，可以测量佩戴对象30秒内每一次呼出气体的强度，然后对所有的强度再取一个平均值作为呼吸强度。

步骤12：根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的空气量。

可选的，所述佩戴对象的生理参数包括佩戴对象的呼吸频率、佩戴对象的呼吸强度等，可以根据上述参数中的某一个参数调节供佩戴对象吸入的空气量，也可以根据多个参数共同调节供佩戴对象吸入的空气量。所述调节供佩戴对象吸入的空气量可以通过例如图2所示的方法进行，即设置用于向佩戴对象提供吸入空气的腔体、用于过滤空气的过滤子单元、与所述过滤子单元相邻放置的抽气子单元，所述抽气子单元用于吸入通过过滤子单元的空气并释放到腔体内，这样通过调节抽气子单元的功率大小就可以来调节腔体内的空气量，也即调节供佩戴对象吸入的空气量。

本申请实施例提供的智能口罩的吸气供应量调节方法，通过获取佩戴对象的生理参数，然后根据佩戴对象的生理参数调节供吸入的空气量，即根据佩戴对象的生理需求调节供吸入的空气量，解决了佩戴者吸气困难的问题，提高了佩戴舒适度。

如图10所示，为所述方法的一个实施例的流程图，在该实施例中，所述方法包括：

步骤21：获取佩戴对象的呼吸频率；

步骤22：当佩戴对象的呼吸频率变大时，增大供佩戴对象吸入的空气量；当佩戴对象的呼吸频率变小时，减小供佩戴对象吸入的空气量。

根据佩戴对象的呼吸频率来调整供佩戴对象吸入的空气量，例如当佩戴者正在剧烈运动或者正在静止不动时，其呼吸频率必然是不一样的，在剧烈运动时加大空气供应量，在静止不动时减小空气供应量，不仅能满足佩戴者的氧气吸入需求，不会产生吸气困难感，还能起到节能省电的效果。

如图11所示，本申请实施例还提供了一种智能口罩的吸气供应量调节装置，所述装置包括：

生理参数获取模块31，用于获取佩戴对象的生理参数；

所述佩戴对象的生理参数包括佩戴对象的呼吸频率、佩戴对象的呼吸强度等。

空气量调节模块32，用于根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的

空气量。

当获取了佩戴对象的呼吸频率时，所述空气量调节模块还用于：

当佩戴对象的呼吸频率变大时，增大供佩戴对象吸入的空气量；

当佩戴对象的呼吸频率变小时，减小供佩戴对象吸入的空气量。

需要说明的是，由于本发明实施例的装置实施例与方法实施例基于相同的发明构思，方法实施例中的技术内容同样适用于装置实施例，因此，装置实施例中与方法实施例相同的技术内容在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种智能口罩，其特征在于，包括：

罩体、用于呼出气体的呼气单元、吸气单元和控制单元；

所述吸气单元通过空气管道与罩体相连，所述吸气单元用于将空气过滤后通过空气管道传输至所述罩体；

所述控制单元分别与所述呼气单元和吸气单元电性相连，所述控制单元用于通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，并根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量。

2.根据权利要求1所述的智能口罩，其特征在于，所述智能口罩还包括功率输入调节单元，所述功率输入调节单元与所述控制单元电性连接，所述功率输入调节单元用于接收功率调节指令并将该指令输入到控制单元，所述控制单元还根据所述功率调节指令调节吸气单元的吸入空气量。

3.根据权利要求1所述的智能口罩，其特征在于，所述生理参数包括呼吸频率参数和呼吸强度参数。

4.根据权利要求1-3的任意一项所述的智能口罩，其特征在于，所述吸气单元包括：

腔体，用于过滤空气的过滤子单元，与所述过滤子单元相邻放置的抽气子单元，所述过滤子单元和抽气子单元设置于腔体内，所述抽气子单元用于吸入通过过滤子单元的空气并释放到腔体内，所述腔体与所述空气管道连通，所述控制单元与所述抽气单元电性连接，所述调节吸气单元的吸入空气量，包括：调节抽气子单元的功率以调节腔体内的空气量。

5.根据权利要求1-4的任意一项所述的智能口罩，其特征在于，所述呼气单元包括：

呼吸阀和传感单元，所述呼吸阀和传感单元接触连接，所述传感单元与控制单元电性相连，所述通过呼气单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数。

6.根据权利要求5所述的智能口罩，其特征在于，所述呼吸阀包括阀体和阀盖，所述传感单元包括设置于阀体上的第一触点和设置于阀盖上的第二触点，

所述第一触点和第二触点分别与控制单元电性连接，

所述第一触点和第二触点相对设置，以使所述阀盖受到排气正压力时，所述第一触点和第二触点分开，所述阀盖受到吸气负压力时，所述第一触点和第二触点接触，使第一触点、第二触点和控制单元位于的电路处于通路状态，所述通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过测量第一触点、第二触点和控制单元位于的电路的接通或者断路的次数来获得佩戴对象的呼吸频率参数。

7.根据权利要求5所述的智能口罩，其特征在于，所述呼吸阀包括阀体和阀盖，所述传感单元为气压传感器，所述气压传感器设置于所述阀盖上，所述传感器与控制单元电性连接，所述通过传感单元获取口罩佩戴对象的生理参数，包括：通过气压传感器获取口罩佩戴对象的呼吸强度参数。

8.根据权利要求4所述的智能口罩，其特征在于，所述抽气子单元包括吸气气泵。

9.根据权利要求3所述的智能口罩，其特征在于，所述根据所述生理参数调节吸气单元的吸入空气量，包括：

当佩戴对象的呼吸频率参数变大时，增大吸气单元的吸入空气量；

当佩戴对象的呼吸频率参数变小时，减小吸气单元的吸入空气量。

10.根据权利要求1所述的智能口罩，其特征在于，所述呼气单元集成设置于罩体上，所述控制单元集成设置于所述吸气单元内，连接所述控制单元与呼气单元的导线和所述空气管道设置于一软管内，所述软管连接罩体与所述吸气单元。

11.根据权利要求10所述的智能口罩，其特征在于，所述罩体上设置有连接所述软管的插孔，所述软管的一端设置有用于连接所述罩体的插头，所述插孔和插头为可插拔结构。

12.一种智能口罩的吸气供应量调节方法，其特征在于，包括：

获取佩戴对象的生理参数；

根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的空气量。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述佩戴对象的生理参数，包括：

佩戴对象的呼吸频率。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述生理参数调节供佩戴对象吸入的空气量，包括：

当佩戴对象的呼吸频率变大时，增大供佩戴对象吸入的空气量；

当佩戴对象的呼吸频率变小时，减小供佩戴对象吸入的空气量。