CN111578554A - 一种头戴式温度调节装置 - Google Patents

Abstract

一种头戴式温度调节装置，涉及医疗器械领域，其包括：半导体制冷片，一工作端用于与人体额头接触；电源，用于对半导体制冷片供电；以及控制器，用于控制电源传输给半导体制冷片的电流的方向，当控制电流的方向为第一方向时，工作端以第一工作状态工作，当控制电流的方向为第二方向时，工作端以第二工作状态工作；其中，第一工作状态为制冷状态而第二工作状态为制热状态，或者第一工作状态为制热状态而第二工作状态为制冷状态。该头戴式温度调节装置可满足使用者的对额头温度调节的多样化需求。

Description

一种头戴式温度调节装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种头戴式温度调节装置。

背景技术

针对人体发烧的问题，传统方式一般会采用冰敷额头等降温手段，此外，市面上还出现了一种头戴式电子降温仪，然而现有的头戴式电子降温仪只能进行单调制冷，而当人体发冷需要给身体升温时，一般会采用泡热水澡，包裹厚衣物等措施，而当面对人体发冷情况需要对人体进行升温时，目前市面上提供的头戴式电子降温仪便束手无策。

发明内容

本发明的目的在于提供一种头戴式温度调节装置，以解决以上问题。

本发明的实施例是这样实现的，本发明实施例的一方面，提供一种头戴式温度调节装置，包括：半导体制冷片，一工作端用于与人体额头接触；电源，用于对所述半导体制冷片供电；以及控制器，用于控制所述电源传输给所述半导体制冷片的电流的方向，当控制所述电流的方向为第一方向时，所述工作端以第一工作状态工作，当控制所述电流的方向为第二方向时，所述工作端以第二工作状态工作；其中，所述第一工作状态为制冷状态而所述第二工作状态为制热状态，或者所述第一工作状态为制热状态而所述第二工作状态为制冷状态。

可选地，所述控制器还用于控制所述电源传输给所述半导体制冷片的电流的大小。

可选地，还包括温度监测模块，电联接所述控制器，用于实时监测所述半导体制冷片的温度值，当所述温度监测模块监测到所述半导体制冷片的温度值超出安全温度阈值区间时，所述控制器控制所述头戴式温度调节装置进行相应的应急操作。

可选地，所述应急操作包括切断所述电源与所述半导体制冷片之间的电流通路或者减小电源输送给半导体制冷片的电流值。

可选地，还包括显示模块，电联接所述控制器，用于显示所述头戴式温度调节装置的工作状态信息。

可选地，所述显示模块包含显示屏。

可选地，所述接触包括间接接触。

可选地，还包括导热层，所述工作端通过所述导热层与所述人体额头间接接触。

可选地，所述电源包括蓄电池。

可选地，所述控制器包括具有mos管h桥电路的芯片。

本发明的实施例提供的这种头戴式温度调节装置可将制冷功能和制热功能集为一体，通过控制传输给半导体制冷片的电流方向可选择性的使得该半导体制冷片跟额头直接接触或间接接触的那一端(即工作端)制冷或制热，以实现对额头的降温操作或升温操作，相比于目前现有的头戴式电子降温仪只能进行单调制冷而言，本实施例提供的这种头戴式温度调节装置不仅可以制冷，还可以进行制热，而且制冷和制热之间的切换较为方便，该头戴式温度调节装置可满足使用者的对额头温度调节的多样化需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例头戴式温度调节装置制冷状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例头戴式温度调节装置制热状态下的结构示意图；

图3为本发明一实施例采用显示屏来显示该头戴式温度调节装置一工作状态信息的示意图。

图标：100-头戴式温度调节装置；1-半导体制冷片；10-额头；11-制冷端；12-制热端；2-电源；3-控制器；4-温度监测模块；5-显示模块。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参照图1和图2，本实施例提供一种头戴式温度调节装置100，其包括半导体制冷片1，电源2和控制器3。

半导体制冷片1也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的珀耳帖效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的制冷端11和制热端12可分别吸收热量和放出热量，半导体制冷片1是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。

半导体制冷片1有两个工作端，这两个工作端呈相对排布，如果其中一个工作端制冷则对应的另一个工作端就制热，反之，如果其中一个工作端制热则对应的另一个工作端就制冷，当该工作端制冷时称之为半导体制冷片1的“制冷端11”或“冷端”，当工作端制热时称之为半导体制冷片1的“制热端12”或“热端”，所谓的“制热端12”和“制冷端11”是由该工作端的工作状态(制冷或是制热)来决定的。

半导体制冷片1配置为与人体额头10接触，具体可使半导体制冷片1的一个工作端与人体接触，例如与人体的额头10接触。

电源2电连接半导体制冷片1，以对半导体制冷片1供电，电源2具体可为蓄电池，如可充电的锂电池，为了拆卸更换方便也可选用干电池等，当然，在其它实施例中，还可采用具有电源适配器的电源插头，该电源适配器能够将交流电(如市电)转换为直流电，通过该电源插头插入一交流插座中以构成该电源2，本实施例对电源2的形式不作限定，该电源2只要是能为半导体制冷片1提供直流电的组件即可。

控制器3连接电源2，以控制所述电源2传输给所述半导体制冷片1的电流的方向，例如可使电源2提供的电流先流经该控制器3后再传输给该半导体制冷片1，该电流方向只有两个方向，即电流的正向和反向，可定义电流的正向为第一方向，电流的反向为第二方向，例如，在初始状态下，当电流方向为第一方向时，致使半导体制冷片1的一个工作端处于制冷状态，而当控制所述电流方向为第二方向时，可将该工作端调换成制热状态；又或是，在初始状态下，当电流方向为第一方向时，致使半导体制冷片1的一个工作端处于制热状态，当控制所述电流方向为第二方向时，将可以将该工作端调换成制冷状态，换言之，即可以通过控制所述电流方向反向偏置以实现所述制冷端11和所述制热端12位置互换(即实现上述的半导体制冷片1的两个工作端的工作状态对调)。

在本实施例中，该控制器3例如可以采用具有mos管h桥电路的芯片，电源2的电流流经该具有mos管h桥电路的芯片而传输至该半导体制冷片1的两端，通过该mos管h桥电路实现对电流的正向偏置和反向偏置进行切换。当然，在其它实施例中，也可以通过人为操作实现电流的反向偏置，例如人为将电源2的正负极相对该半导体制冷片1反接，也可以实现电流方向反向偏置；或者在半导体制冷片1和电源2之间串接一个换向开关，如旋拧式换向开关或者按压式换向开关，通过旋拧操作或按压操作实现电流的反向偏置。

以下以更加具体的应用场景进行举例说明，具体参照图1，当人体发烧需要给额头10降温时，额头10可佩戴本实施例这种头戴式温度调节装置100，并通过该半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端即图1中所示的制冷端11进行制冷与额头10热交换后实现对人体额头10的降温(这也是目前现有市面电子降温仪的降温方式)。而当人体发冷需要给身体升温时，具体参照图2，通过控制器3控制电源2提供给半导体制冷片1的电流方向反向偏置，可实现图1中原始的制冷端11和制热端12的位置对调为图2的形式，使得半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一工作端(即图1所示的制冷端11)由制冷端11切换为制热端12，如此可再实现对人体额头10的升温操作，而实现上述制冷和制热功能的切换并不需要实质去翻转该半导体制冷片1的两端，仅需通过控制器3控制所述电源2传输给所述半导体制冷片1的电流方向即可，操作较为智能便捷。

其中，需要说明的是，上述提及的该半导体制冷片1跟额头10“间接接触”的形式例如可以是在该半导体制冷片1与额头10之间垫一个水囊，该水囊具有热传导功能，该水囊实质起着导热层的作用，此外水囊也可以提高使用者佩戴时的舒适性；例如也可以是在该半导体制冷片1的一工作端上固定一个金属材质的导热板来构成该导热层；例如还可以是由上述水囊和上述金属材质的导热板共同构成该导热层。

本实施例提供的这种头戴式温度调节装置100可将制冷功能和制热功能集为一体，通过控制传输给所述半导体制冷片1的电流方向可选择性地使得该半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端制冷或制热，以实现对额头10的降温操作或升温操作，相比于目前现有的头戴式电子降温仪只能进行单调制冷而言，本实施例提供的这种头戴式温度调节装置100不仅可以制冷，还可以进行制热，而且制冷和制热之间的切换较为方便，该头戴式温度调节装置100可满足使用者的对额头10温度调节的多样化需求。

鉴于考虑到每个人对温度的敏感度不同，比如人体额头10在佩戴该头戴式温度调节装置100时可能需要不同的温度体验才会感到舒适，如佩戴该头戴式温度调节装置100对额头10进行降温时由于制冷量太大觉得额头10有冰刺感，或者佩戴该头戴式温度调节装置100对额头10进行升温由于制热量太大觉得额头10有烧灼感时，可以通过控制器3相应地调控电源2传输给半导体制冷片1电流的大小，如将供应给半导体制冷片1的电流调的低一些，即可减少该头戴式温度调节装置100制冷量或制热量，反之，若使用者感觉制冷量太小不够凉或制热量太小不够热，则可以将供应给半导体制冷片1的电流调的高一些即可，通过调节供应给半导体制冷片1的电流的大小可为使用者带来更好的温度体验。

鉴于安全性的考虑，本实施例的佩戴该头戴式温度调节装置100还可以包括电联接所述控制器3的温度监测模块4，该温度监测模块4具体可为一温度传感器，温度监测模块4用于实时监测半导体制冷片1的温度值，并将半导体制冷片1的温度值反馈给控制器3。当所述温度监测模块4监测到所述半导体制冷片1的温度值超出安全温度阈值区间时(可定义人体额头10皮肤所能承受的温度下限和上限之间为该安全温度阈值区间)，所述控制器3控制所述头戴式温度调节装置100进行相应的应急操作，该应急操作例如可以是直接切断电源2与所述半导体制冷片1之间的电流通路以形成断路，以使得该佩戴该头戴式温度调节装置100即刻停止制冷或制热；该应急操作例如还可以是通过控制减小电源2输送给半导体制冷片1的电流值，通过减小电流值进而可减小半导体制冷片1的制冷量或制热量，即使得该半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端不至于过冷或过烫，如此即可在一定程度上避免对使用者额头10造成冻伤和烫伤的事故发生，有效提高了使用者佩戴该头戴式温度调节装置100使用安全性。

基于人机交互的智能化考量，该头戴式温度调节装置100还可配备一电联接该控制器3的显示模块5，该显示模块5用于显示该佩戴该头戴式温度调节装置100的各项工作状态信息。例如，该显示模块5可以是一显示屏，通过该显示屏可以直观的显示出电源2的电量信息、该佩戴该头戴式温度调节装置100是制冷状态还是制热状态信息(即该半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端是制冷状态还是制热状态)，该半导体制冷片1当前的温度值信息，该佩戴该头戴式温度调节装置100的工作时长等等相关信息。当然，在其它实施例中，该显示模块5还可以是仪表盘、指示灯等具有指示或显示功能的组件，通过该显示模块5可直观地将该头戴式温度调节装置100的各项工作状态信息呈现给使用者参考了解。

考虑到若将显示屏与半导体制冷片1集成安装在同一个装配壳体中，通过将该显示屏佩戴在额头10位置来显示上述该头戴式温度调节装置100的各项工作状态信息的情况，尤其是用文字或数字来显示该工作状态信息时，如显示“正在制冷”、“20℃”，由于佩戴者自己无法直接用双眼看到该文字或数字表示的工作状态信息，可借助一面镜子，通过照镜子来读取该显示屏的文字或数字表示的工作状态信息，可先将这些文字或数字表示的工作状态信息在显示屏上以镜像状态显示，如图3所示，使用者再通过照镜子即可读取到常态的文字或数字表示的工作状态信息。

值得提出的是，上述该佩戴该头戴式温度调节装置100的实施例是基于半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端为制冷状态进行的陈述示例，由原来的制冷功能切换为制热功能，如此即可实现对人体额头10的升温操作。可以理解的是，如果半导体制冷片1跟额头10直接接触或间接接触的那一端初始为制热端12，通过控制器3控制所述电源2传输给所述半导体制冷片1的电流方向，通过控制所述电流方向反向偏置以实现所述制冷端11和所述制热端12位置互换，则可以使得跟额头10直接接触或间接接触的那一端切换为制冷状态。

此外，本实施例提供的这种头戴式温度调节装置100还需包括散热风扇(为半导体制冷片1散热以增强珀耳帖效应用)、绑带(固定绑在使用者头部用)等属于本领域公知常识的配件，在次不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种头戴式温度调节装置，其特征在于，包括：

半导体制冷片，一工作端用于与人体额头接触；

电源，用于对所述半导体制冷片供电；以及

控制器，用于控制所述电源传输给所述半导体制冷片的电流的方向，当控制所述电流的方向为第一方向时，所述工作端以第一工作状态工作，当控制所述电流的方向为第二方向时，所述工作端以第二工作状态工作；

其中，所述第一工作状态为制冷状态而所述第二工作状态为制热状态，或者所述第一工作状态为制热状态而所述第二工作状态为制冷状态。

2.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述控制器还用于控制所述电源传输给所述半导体制冷片的电流的大小。

3.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，还包括温度监测模块，电联接所述控制器，用于实时监测所述半导体制冷片的温度值，当所述温度监测模块监测到所述半导体制冷片的温度值超出安全温度阈值区间时，所述控制器控制所述头戴式温度调节装置进行相应的应急操作。

4.根据权利要求3所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述应急操作包括切断所述电源与所述半导体制冷片之间的电流通路或者减小电源输送给半导体制冷片的电流值。

5.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，还包括显示模块，电联接所述控制器，用于显示所述头戴式温度调节装置的工作状态信息。

6.根据权利要求5所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述显示模块包含显示屏。

7.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述接触包括间接接触。

8.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，还包括导热层，所述工作端通过所述导热层与所述人体额头间接接触。

9.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述电源包括蓄电池。

10.根据权利要求1所述的头戴式温度调节装置，其特征在于，所述控制器包括具有mos管h桥电路的芯片。

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