CN110975181A - 一种高原单兵抗高反装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高原单兵抗高反装置，设置太阳能电池板发电，电能用于驱动加压气泵，加压气泵将空气加压成标准大气压的空气，通过通气管件输送至鼻罩为人体进行呼吸，使得人体在高原环境下也能呼吸到标准气压下的空气，避免高原反应的产生，同时太阳能电池板可缝制在衣服表面，发出的电能可在储能电池中储存，使得装置更加便于携带，使用时间更长，不会影响到活动，特别适用于在高原地区执行任务的战士使用。

Description

一种高原单兵抗高反装置

技术领域

本发明涉及抗高反装置领域，特别是涉及一种高原单兵抗高反装置。

背景技术

高原反应，亦称高原病、高山病，严格说是高原病的一种分型，是人体急速进入海拔3000米以上高原暴露于低压低氧环境后产生的各种不适，是高原地区独有的常见病，因为在高原空气压力变小，相应的空气里面的氧分压变小。比如在海拔高度4500米的高原，空气压力只有57.3kPa，相对于平原标准大气压101.3kPa，这时占空气中21％的氧气，氧分压只有12kPa。我们知道，当吸入空气的氧分压低于16kPa时，就会出现缺氧症状，产生高原反应。

对于应对高原反应，目前最行之有效的方法就是补充氧气，但传统的供氧设备一般都是将氧气提前储存，储存设备往往不便于携带，且氧气需要在特定地点灌装，尤其是对于在高原执行任务的战士来说，使用十分不便。在高原如果可以提供标准大气压的空气，那么，人体就可以呼吸到与平原一样的氧气，自然也就不会产生高原反应。

因此，亟需一种高原单兵抗高反装置，能够解决现有抗高反设备使用不便的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高原单兵抗高反装置，以解决上述现有抗高反设备使用不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种高原单兵抗高反装置，包括：

用于发电的太阳能电池板，多块所述太阳能发电板相互串并联连接；

与所述太阳能电池板相连接的控制器，用于控制电能的流向；

储能电池，所述储能电池与所述控制器连接，用于存储电能；

加压气泵，所述加压气泵与所述控制器连接，通过消耗电能输出加压空气；

鼻罩，所述鼻罩覆于人体鼻部，并与所述加压气泵的出气端通过通气管件连通。

优选地，所述太阳能电池板采用铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池板，分别缝制于上衣和裤子表面并相互串并联连接，最终与所述控制器连接。

优选地，所述储能电池采用锂电池，所述锂电池设有外部充电接头。

优选地，所述加压气泵采用微型气泵，输出气压压力设置为0.1MPa，且其设有用于调节通气量的自动调节开关和压力传感器。

优选地，所述鼻罩为耐低温柔性记忆塑胶材质的三角凹壳结构，其边缘轮廓与人体鼻部轮廓相吻合，所述通气管件与所述鼻罩两侧连通。

优选地，所述通气管件包括左管、中管及右管，所述左管一端固定并连通于所述鼻罩的左侧，所述右管一端固定并连通于所述鼻罩的右侧，所述左管另一端和所述右管另一端绕设于人体头部并于人体头部后方通过三通连通，所述中管的一端与所述三通的剩余接口连接，其另一端与所述加压气泵的出气口连接。

优选地，所述左管和所述右管之间连接有皮筋，用于将所述鼻罩固定于人体头部。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的一种高原单兵抗高反装置，设置太阳能电池板发电，电能用于驱动加压气泵，加压气泵将空气加压成标准大气压的空气，通过通气管件输送至鼻罩为人体进行呼吸，使得人体在高原环境下也能呼吸到标准气压下的空气，避免高原反应的产生，同时太阳能电池板可缝制在衣服表面，发出的电能可在储能电池中储存，使得装置更加便于携带，使用时间更长，不会影响到活动，特别适用于在高原地区执行任务的战士使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种高原单兵抗高反装置各部分连接关系示意图；

图2为本发明提供的一种高原单兵抗高反装置鼻罩部分结构示意图；

图3为本发明提供的一种高原单兵抗高反装置通气管件部分结构示意图；

图中：1：太阳能电池板、2：控制器、3：储能电池、4：加压气泵、5：鼻罩、6：通气管件、61：左管、62：中管、63：右管、64：三通、65：皮筋。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的目的是提供一种一种高原单兵抗高反装置，通过设置太阳能电池板发电驱动加压气泵，加压气泵输出标准气压的空气为人体进行呼吸，以解决现有抗高反设备使用不便的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本实施例提供一种高原单兵抗高反装置，如图1所示，包括用于发电的太阳能电池板1，15块太阳能发电板1相互串并联连接；太阳能电池板1相互串并联之后最终与控制器2连接，控制器2能够控制太阳能电池板1产生的电能的流向；储能电池3和控制器2连接，储存电能；加压气泵4与控制器2连接，通过消耗电能输出加压空气；输出的加压空气通过通气管件6输送到鼻罩5处，鼻罩5扣于人体鼻部，为人体提供加压空气。

具体地，太阳能电池板1采用铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池板，优先选用汉能SP-12发电板，每块发电板的规格为198mm*118mm*5mm，质量轻且薄厚适宜，能够缝制在衣服上，每块发电板能够产生2.4W的电功率，将15块这样的发电板缝制在上衣和裤子的表面，再串并联连接就能提供不少于36W的功率，最终再与控制器2连接，就能将太阳能发出的电能供给给装置。

进一步地，储能电池3采用锂电池，有限选用钜大电子的03EQ052-03系列12V、7800mAh锂电池，其具有短路保护、过充保护、过放保护、过流保护、温度保护等保护功能，电池的标称电压为11.1V，因此其标称功率为87W，该锂电池单个重量为450g，质量较轻，在本实施例中配备两块锂电池串联储存电能，为了避免阳光不足导致的不能发电的问题，在锂电池上设置外部充电接头，使得储能电池3既能通过太阳能发电储能也能通过交流电充电储能。

进一步地，加压气泵4采用微型气泵，优先选用金寿科技的MPF-25系列微型气泵，其工作电压为12V，电流为0.4A，重量254g，体积96mm*45mm*64mm，体积小质量轻，便于随身携带，MPF-25系列微型气泵不具备自动调节气压的功能，所以，需要在气泵的前端，增加一个美国进口All Sensors医用压力传感器，型号：2D-Prime-MV，传感器连接到可变贴片电阻，再接到气泵的电压输出端，通过这样控制气泵的工作电压，达到调整气体输出量的目的.假设气体输出量过大，用户不能充分吸气，气泵前端的压力就超过0.1MPa，传感器把信号传递到可变贴片电阻，阻尼增大，工作电压下降，气体输出量下降.反之，气泵压力不到0.1MPa，压力传感器减少可变贴片电阻的阻尼，工作电压上升，气体输出量增加，将气泵的输出气压设定为0.1MPa，与标准大气压相匹配，使得使用者在高原环境中也能够呼吸道平原气压的空气；对于输出量的确定，每分通气量是指每分钟进或出肺的气体总量，等于呼吸频率乘潮气量，人体平静呼吸时，正常成年人呼吸频率每分钟12-18次，潮气量500ml，则每分通气量6-9L。每分钟通气量随性别、年龄、身材和活动量不同而有差异。在高原，每分钟通气量增大。所以，我们选择气体输出量为每分钟11升，保留足够的余量。

一块锂电池容量87W/气泵功率4.8W＝18小时，也就是一块锂电池可以工作18小时，考虑到电源效率以及高原作用，按照60％效率计算，还是可以工作10小时，两块电池串联则可以工作20小时，完全能够满足一次任务的需要。

进一步地，如图2所示，鼻罩5为耐低温柔性塑胶材质的三角凹壳结构，其边缘轮廓与人体鼻部轮廓相吻合，使得鼻罩能够舒适地贴覆在鼻部，目前现有的氧气面罩一般是把嘴巴和眼睛都密封在里面，这样就造成了对于戴眼镜的人容易在眼镜上产生雾气，而把嘴巴密封在里面也不利于军事通话，通气管件6位于鼻罩5的两侧，能够将加压气泵4输出的加压空气输送给鼻罩5为人体使用。

进一步地，如图3所示，通气管件6包括左管61、中管62及右管63，左管61一端固定并连通于鼻罩5的左侧，右管63一端固定并连通于鼻罩5的右侧，避免了管路对嘴部的影响，左管61另一端和右管63另一端绕设于人体头部并于人体头部后方通过三通64连通，中管62的一端与三通64的剩余接口连接，其另一端与加压气泵4的出气口连接，这样加压气泵4输出的标准气压的空气通过中管62分流到左管61和右管63内，并通过左管61和右管63输送到鼻罩5处为人体呼吸。

进一步地，为了使鼻罩佩戴更加稳定，在左管61和右管63之间连接一根较短的皮筋65，通过皮筋65的弹性作用将鼻罩5固定于人体头部。

需要说明的是，本实施例提供的高原单兵抗高反装置，其控制器2、储能电池3和加压气泵4可以做成腰包，挂于使用者腰部的皮带上，或设置于使用者衣服其他位置。

本发明提供的一种高原单兵抗高反装置，在使用时，首先将整套装置的各部分按上述连接关系连接好，使用者将鼻罩5佩戴至鼻部位置，启动控制器2，太阳能电池板1就能持续发电，产生的电能经过控制器2储存至储能电池3内，控制器2同时控制储能电池3内的电能用于加压气泵4工作，加压气泵4将高原低压空气加压转化成标准气压的空气，通过通气管件6输送到鼻罩5处，供人体呼吸；还可以通过对储能电池3直接交流电充电，以应对无阳光无法发电的情况。

需要说明的是，本发明提供的一种高原单兵抗高反装置，使用者需要学会鼻子吸气，嘴巴呼气，避免鼻子吸气呼气在鼻罩里面引起气流的干扰。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：包括：

用于发电的太阳能电池板，多块所述太阳能发电板相互串并联连接；

与所述太阳能电池板相连接的控制器，用于控制电能的流向；

储能电池，所述储能电池与所述控制器连接，用于存储电能；

加压气泵，所述加压气泵与所述控制器连接，通过消耗电能输出加压空气；

鼻罩，所述鼻罩覆于人体鼻部，并与所述加压气泵的出气端通过通气管件连通。

2.根据权利要求1所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述太阳能电池板采用铜铟镓硒柔性薄膜太阳能电池板，分别缝制于上衣和裤子表面并相互串并联连接，最终与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述储能电池采用锂电池，所述锂电池设有外部充电接头。

4.根据权利要求1所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述加压气泵采用微型气泵，输出气压压力设置为0.1MPa，且其设有用于调节通气量的自动调节开关和压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述鼻罩为耐低温柔性记忆塑胶材质的三角凹壳结构，其边缘轮廓与人体鼻部轮廓相吻合，所述通气管件与所述鼻罩两侧连通。

6.根据权利要求5所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述通气管件包括左管、中管及右管，所述左管一端固定并连通于所述鼻罩的左侧，所述右管一端固定并连通于所述鼻罩的右侧，所述左管另一端和所述右管另一端绕设于人体头部并于人体头部后方通过三通连通，所述中管的一端与所述三通的剩余接口连接，其另一端与所述加压气泵的出气口连接。

7.根据权利要求6所述的一种高原单兵抗高反装置，其特征在于：所述左管和所述右管之间连接有皮筋，用于将所述鼻罩固定于人体头部。

Images