CN112244389A - 智能防护口罩 - Google Patents

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马海倩
刘炜
李秉昊
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Abstract

本发明公开了智能防护口罩，涉及防护用具技术领域。本发明包括智能盒、聚碳酸酯塑料外壳、硅胶框架和罩带，聚碳酸酯塑料外壳沿水平方向呈弧形设置，且聚碳酸酯塑料外壳的上下端均配合设置有硅胶框架；聚碳酸酯塑料外壳的水平两端上均配合设置有智能盒，同时智能盒相对的另一侧面中部可拆卸设置有罩带。本发明通过聚碳酸酯塑料外壳、硅胶框架、智能盒、罩带、LED灯珠、光敏传感器、负压风扇、单片机和蓝牙模块的设置，使本装置在确保防护安全性下可以重复使用、佩戴美观、稳定性高、避免佩戴时出现的呼吸不畅和眼镜模糊等问题，同时本装置功能丰富、智能化程度高且使用方便。

Description

智能防护口罩
技术领域
本发明属于防护用具技术领域，特别是涉及智能防护口罩。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们的消费观念与健康意识也有很大的飞跃和转变，对于身体健康投入了远超以往的关注，口罩是我们日常生活中常常必备的防护用具，人们在外出时，口罩可以有效的对环境中的粉尘、雾霾等进行隔绝，同时也可以一定程度上阻止病菌的传播，但是现有的口罩存在以下的不足：
1.现有的口罩多为一次性口罩，用完即丢弃，造成了资源的大量浪费同时造成了环境的污染；
2.现有的口罩在使用的过程中存在防护不全面、挂耳容易掉、呼吸不顺畅、眼镜易起雾、影响美观的问题；
3.现有的口罩只是用于防护作用，功能单一、实用性窄，无法做到更贴切人们日常生活中的所需(如人们在戴口罩时，不方便打电话等)；
因此，有必要对现有技术进行改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可多次使用、防护全面、佩戴稳定、能顺畅呼吸、眼镜不易起雾、智能化程度高且功能丰富的智能防护口罩，解决了现有的口罩不可以多次使用、防护不全面、挂耳容易掉、呼吸不顺畅、眼镜易起雾、影响美观和口罩使用功能单一的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为智能防护口罩，包括智能盒、聚碳酸酯塑料外壳、硅胶框架和罩带，所述聚碳酸酯塑料外壳沿水平方向呈弧形设置，且聚碳酸酯塑料外壳的上下端均配合设置有硅胶框架；所述聚碳酸酯塑料外壳的水平两端上均配合设置有智能盒，同时智能盒相对的另一侧面中部可拆卸设置有罩带；
其中，位于聚碳酸酯塑料外壳下方的硅胶框架上沿弧线方向均布设置有多个排气孔；
所述聚碳酸酯塑料外壳的上下端面上均一体成型设置有固定条，且固定条上设置有上端呈开口的凸形槽；所述硅胶框架靠近聚碳酸酯塑料外壳的一端面上一体成型设置有T形条，所述T形条滑动卡合在凸形槽中；
所述智能盒的四个侧边上均开设有多个通风槽，所述智能盒的内顶面上固定安装有PCB板，所述PCB板的中部下方位置设置有滤板，所述滤板的两侧分别滑动插合在智能盒两内侧壁上的U形板中；
所述U形板将智能盒的内部腔室分隔成进风腔和出风腔，其中，所述智能盒的外侧板以及与外侧板呈垂直的两端侧板上的通风槽均与进风腔呈连通设置，同时所述智能盒内侧板上的通风槽与出风腔呈连通设置；
所述进风腔的内部还设置有负压风扇，所述负压风扇固定连接在智能盒的内侧壁上；
所述进风腔内部的PCB板上依次设置有蓝牙模块、LED灯珠、空气污染检测传感器和温湿度传感器；所述出风腔内部的PCB板上依次设置有三轴加速度传感器、光敏传感器、单片机、热膜式微流量传感器和红外传感器；
所述出风腔内部位于其中一个端侧板上固定安装有蓄电池，所述蓄电池通过传导线与单片机电性连接，所述单片机通过传导线还分别与蓝牙模块、光敏传感器、空气污染检测传感器、温湿度传感器、热膜式微流量传感器和红外传感器电性连接；所述蓝牙模块还通过传导线分别与三轴加速度传感器、负压风扇和LED灯珠电性连接；
所述滤板从靠近进风腔的一侧开始依次由聚四氟乙烯空气滤膜层、高密度纳米纤维膜层、活性炭吸附层和PP棉除菌滤网层。
进一步地，所述聚碳酸酯塑料外壳水平两端上均设置有定位柱，且定位柱的两端分别固定连接在聚碳酸酯塑料外壳上下方的固定条上，所述定位柱滑动套合在智能盒一侧外壁上的固定套中。
进一步地，所述智能盒的顶面靠近硅胶框架一侧的位置上固定连接有耳挂，耳挂一侧的智能盒顶面上设置有听筒；所述智能盒内侧板靠近硅胶框架一侧下方位置设置有话筒；同时离硅胶框架较远的智能盒一端侧板下端位置设置有USB插口；所述USB插口通过传导线与蓄电池电性连接，同时听筒和话筒分别通过传导线与单片机电性连接。
进一步地，其中一个所述智能盒的外侧板一侧上从上往下依次设置有音量键和开关键，且音量键和开关键分别通过传导线与单片机电性连接。
进一步地，所述智能盒的底面上还设置有密封板，所述密封板通过螺钉固定连接在智能盒的底面上。
进一步地，所述智能盒相对于设置有固定套的另一端侧板外壁中部固定连接有卡合件，所述卡合件的一侧面上设置有第一T形槽，所述第一T形槽内侧的卡合件上连通设置有第二T形槽，所述第一T形槽和第二T形槽上端宽度相等，同时第二T形槽下端宽度大于第一T形槽的下端宽度。
进一步地，所述第二T形槽中滑动卡合有限位柱，所述限位柱固定套合在罩带的一端上，其中一个罩带的另一端上设置有插合件，同时另一个罩带上均布设置有插合孔。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过聚碳酸酯塑料外壳的设置，可以重复使用，只需要通过酒精擦拭即可以实现消毒，滤板由聚四氟乙烯空气滤膜层、高密度纳米纤维膜层、活性炭吸附层和PP棉除菌滤网层的组合设置，可以有效的提高防护的安全性，LED灯珠和光敏传感器分设滤板两侧的设置，工作人员可以根据光敏传感器检测到的LED灯珠光照强度来了解滤板的受污染程度，便于及时对滤芯的跟换，智能盒底部的密封板设置，便于工作人员可以将滤芯取出更换，该设置中，装置的整体可以重复使用，滤板也可以更具污染程度进行更换，有效的降低了成本同时也减少了对环境的污染。
2、本发明通过聚碳酸酯塑料外壳本身透明材质特性，使佩戴更加美观，人们也可以及时了解使用者的面部表情，便于之间的沟通，通过硅胶框架的设置，可以在开水中煮沸杀菌，而硅胶本身材质特性，更加贴合皮肤，在全面防护的同时提高了人们佩戴的舒适性，两个罩带之间可调节的设置，可以辅助耳挂，避免佩戴时的掉落，负压风扇和三轴加速度传感器的配合设置，可以根据客户的氧需求量大小对负压风扇的转速进行调整，避免了呼吸不畅的问题，聚碳酸酯塑料外壳下方硅胶框架上的排气孔设置，可以在配合负压风扇工作下将气流从排气孔位置导出，该设置避免热气向上流通而导致眼镜起雾。
3、本发明通过蓝牙模块的设置，可以实现单片机和手机终端之间信息的交换，通过话筒和听筒的设置，在接听电话时，工作人员不需要取下口罩，同时听筒也可以用于使用者在佩戴本装置时的听歌等娱乐，热膜式微流量传感器的设置可以对用户的呼吸频率和呼吸量进行检测，红外传感器的设置可以对用户的体温进行检测，空气污染检测传感器的设置可以对空气中污染度进行检测，温湿度传感器可以对大气中的温湿度进行检测，上述检测数据均可以直接反馈到手机上，方便使用人员对自己的身体状态以及户外情况进行了解，使用方便，智能化程度高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1的后视图；
图3为本发明中聚碳酸酯塑料外壳的竖直截面图；
图4为本发明中智能盒和罩带连接体的结构示意图；
图5为本发明中智能盒的内部机构示意图；
图6为本发明中PCB板的整体结构示意图；
图7为本发明滤板的截面图；
图8为本发明罩带和卡合件的拆装图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、智能盒；2、聚碳酸酯塑料外壳；3、硅胶框架；4、罩带；101、通风槽；102、耳挂；103、听筒；104、话筒；105、USB插口；106、开关键；107、音量键；108、卡合件；109、PCB板；1010、滤板；1011、U形板；1012、固定套；1013、蓄电池；1014、负压风扇；1015、密封板；201、固定条；202、定位柱；301、排气孔；302、T形条；401、插合孔；402、插合件；403、限位柱；1081、第一T形槽；1082、第二T形槽；1091、三轴加速度传感器；1092、光敏传感器；1093、单片机；1094、热膜式微流量传感器；1095、红外传感器；1096、温湿度传感器；1097、空气污染检测传感器；1098、LED灯珠；1099、蓝牙模块；10101、聚四氟乙烯空气滤膜层；10102、高密度纳米纤维膜层；10103、活性炭吸附层；10104、PP棉除菌滤网层。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3和5所示，本发明为智能防护口罩，包括智能盒1、聚碳酸酯塑料外壳2、硅胶框架3和罩带4，聚碳酸酯塑料外壳2沿水平方向呈弧形设置，且聚碳酸酯塑料外壳2的上下端均配合设置有硅胶框架3；聚碳酸酯塑料外壳2的水平两端上均配合设置有智能盒1，同时智能盒1相对的另一侧面中部可拆卸设置有罩带4，从附图可以看出上述构件组成了本装置的基本构成；
其中，位于聚碳酸酯塑料外壳2下方的硅胶框架3上沿弧线方向均布设置有多个排气孔301，排气孔301的设置用于呼出气体的排出；
聚碳酸酯塑料外壳2的上下端面上均一体成型设置有固定条201，且固定条201上设置有上端呈开口的凸形槽；硅胶框架3靠近聚碳酸酯塑料外壳2的一端面上一体成型设置有T形条302，T形条302滑动卡合在凸形槽中，该设置可以实现聚碳酸酯塑料外壳2和硅胶框架3之间可拆卸的连接，便于工作人员将硅胶框架3取下煮沸消毒；
聚碳酸酯塑料外壳2水平两端上均设置有定位柱202，且定位柱202的两端分别固定连接在聚碳酸酯塑料外壳2上下方的固定条201上，定位柱202滑动套合在智能盒1一侧外壁上的固定套1012中，该设置实现智能盒1和聚碳酸酯塑料外壳2之间的连接固定，同时也可以实现智能盒1根据面部情况的调整。
其中如图4-5所示，智能盒1的四个侧边上均开设有多个通风槽101，智能盒1的内顶面上固定安装有PCB板109，PCB板109的中部下方位置设置有滤板1010，滤板1010的两侧分别滑动插合在智能盒1两内侧壁上的U形板1011中，该设置可以对滤板1010在智能盒1中的位置起到限位的作用；
U形板1011将智能盒1的内部腔室分隔成进风腔和出风腔，其中，智能盒1的外侧板以及与外侧板呈垂直的两端侧板上的通风槽101均与进风腔呈连通设置，同时智能盒1内侧板上的通风槽101与出风腔呈连通设置；
进风腔的内部还设置有负压风扇1014，负压风扇1014固定连接在智能盒1的内侧壁上；
智能盒1的底面上还设置有密封板1015，密封板1015通过螺钉固定连接在智能盒1的底面上，该设置在需要更换滤板1010时，只需要拆卸密封板1015即可，更换方便，当然密封板1015和智能盒1之间连接方式并不局限与本实施例的一种，任何一种惯用的配合固定方式均可，如插合等。其中如图1-2和4-6所示，进风腔内部的PCB板109上依次设置有蓝牙模块1099、LED灯珠1098、空气污染检测传感器1097和温湿度传感器1096；出风腔内部的PCB板109上依次设置有三轴加速度传感器1091、光敏传感器1092、单片机1093、热膜式微流量传感器1094和红外传感器1095，三轴加速度传感器1091的选用型号为BMA250E，红外传感器1095的选用型号为MTP10-B1F55，蓝牙模块1099的选用型号为nRF51882，空气污染检测传感器1097的选用型号为MQ135，温湿度传感器的选用型号为AM2301，单片机1093的选用型号为C8051F020，热膜式微流量传感器1094选用MEMS系列；
出风腔内部位于其中一个端侧板上固定安装有蓄电池1013，蓄电池1013通过传导线与单片机1093电性连接，单片机1093通过传导线还分别与蓝牙模块1099、光敏传感器1092、空气污染检测传感器1097、温湿度传感器1096、热膜式微流量传感器1094和红外传感器1095电性连接；蓝牙模块1099还通过传导线分别与三轴加速度传感器1091、负压风扇1014和LED灯珠1098电性连接；
智能盒1的顶面靠近硅胶框架3一侧的位置上固定连接有耳挂102，耳挂102用于本装置与耳朵之间的配合固定，耳挂102一侧的智能盒1顶面上设置有听筒103；智能盒1内侧板靠近硅胶框架3一侧下方位置设置有话筒104；同时离硅胶框架3较远的智能盒1一端侧板下端位置设置有USB插口105；USB插口105通过传导线与蓄电池1013电性连接，USB插口105的设置方便对蓄电池1013进行充电，同时听筒103和话筒104分别通过传导线与单片机1093电性连接；
其中一个智能盒1的外侧板一侧上从上往下依次设置有音量键107和开关键106，且音量键107和开关键106分别通过传导线与单片机1093电性连接，开关键106的设置用于开关本装置和蓝牙连接控制，音量键107用于控制音量的大小；
上述设置中，蓝牙模块1099用于单片机1093和手机终端之间的信息交换，配合以三轴加速度传感器1091的设置可以根据使用人员的运动量进行检测，并通过手机终端调整负压风扇1014的转动速度，蓝牙模块1099直接对LED灯珠1098的控制可以手动进行开启LED灯珠1098来对滤板1010污染程度进行检测，通过话筒104和听筒103的设置，在接听电话时，工作人员不需要取下口罩，同时听筒103也可以用于使用者在佩戴本装置时的听歌等娱乐，热膜式微流量传感器1094的设置可以对用户的呼吸频率和呼吸量进行检测，红外传感器1095的设置可以对用户的体温进行检测，空气污染检测传感器1097的设置可以对空气中污染度进行检测，温湿度传感器1096可以对大气中的温湿度进行检测，上述检测数据均可以通过蓝牙模块1099直接反馈到手机上，两个智能盒1中的单片机1093间信息的交换可以选用传导线或蓝牙模块1099无线连接。
其中如图7所示，滤板1010从靠近进风腔的一侧开始依次由聚四氟乙烯空气滤膜层10101、高密度纳米纤维膜层10102、活性炭吸附层10103和PP棉除菌滤网层10104，其中聚四氟乙烯空气滤膜层10101可以用无纺布作为载体，使布料既可以排气，也能阻绝水滴穿过，高密度纳米纤维膜层10102的设置使吸附能力增强。
其中如图1和8所示，智能盒1相对于设置有固定套1012的另一端侧板外壁中部固定连接有卡合件108，卡合件108的一侧面上设置有第一T形槽1081，第一T形槽1081内侧的卡合件108上连通设置有第二T形槽1082，第一T形槽1081和第二T形槽1082上端宽度相等，同时第二T形槽1082下端宽度大于第一T形槽1081的下端宽度；
第二T形槽1082中滑动卡合有限位柱403，限位柱403固定套合在罩带4的一端上，其中一个罩带4的另一端上设置有插合件402，同时另一个罩带4上均布设置有插合孔401，通过上述设置使用人员能很方便将罩带4和限位柱403的连接体从卡合件108中取出，同时第二T形槽1082下端宽度大于第一T形槽1081的下端宽度的设置，避免使用佩戴时罩带4和卡合件108之间的脱离。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，均属于在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.智能防护口罩，包括智能盒(1)、聚碳酸酯塑料外壳(2)、硅胶框架(3)和罩带(4)，其特征在于：所述聚碳酸酯塑料外壳(2)沿水平方向呈弧形设置，且聚碳酸酯塑料外壳(2)的上下端均配合设置有硅胶框架(3)；所述聚碳酸酯塑料外壳(2)的水平两端上均配合设置有智能盒(1)，同时智能盒(1)相对的另一侧面中部可拆卸设置有罩带(4)；
其中，位于聚碳酸酯塑料外壳(2)下方的硅胶框架(3)上沿弧线方向均布设置有多个排气孔(301)；
所述聚碳酸酯塑料外壳(2)的上下端面上均一体成型设置有固定条(201)，且固定条(201)上设置有上端呈开口的凸形槽；所述硅胶框架(3)靠近聚碳酸酯塑料外壳(2)的一端面上一体成型设置有T形条(302)，所述T形条(302)滑动卡合在凸形槽中；
所述智能盒(1)的四个侧边上均开设有多个通风槽(101)，所述智能盒(1)的内顶面上固定安装有PCB板(109)，所述PCB板(109)的中部下方位置设置有滤板(1010)，所述滤板(1010)的两侧分别滑动插合在智能盒(1)两内侧壁上的U形板(1011)中；
所述U形板(1011)将智能盒(1)的内部腔室分隔成进风腔和出风腔，其中，所述智能盒(1)的外侧板以及与外侧板呈垂直的两端侧板上的通风槽(101)均与进风腔呈连通设置，同时所述智能盒(1)内侧板上的通风槽(101)与出风腔呈连通设置；
进风腔的内部还设置有负压风扇(1014)，所述负压风扇(1014)固定连接在智能盒(1)的内侧壁上；
进风腔内部的PCB板(109)上依次设置有蓝牙模块(1099)、LED灯珠(1098)、空气污染检测传感器(1097)和温湿度传感器(1096)；出风腔内部的PCB板(109)上依次设置有三轴加速度传感器(1091)、光敏传感器(1092)、单片机(1093)、热膜式微流量传感器(1094)和红外传感器(1095)；
出风腔内部位于其中一个端侧板上固定安装有蓄电池(1013)，所述蓄电池(1013)通过传导线与单片机(1093)电性连接，所述单片机(1093)通过传导线还分别与蓝牙模块(1099)、光敏传感器(1092)、空气污染检测传感器(1097)、温湿度传感器(1096)、热膜式微流量传感器(1094)和红外传感器(1095)电性连接；所述蓝牙模块(1099)还通过传导线分别与三轴加速度传感器(1091)、负压风扇(1014)和LED灯珠(1098)电性连接；
所述滤板(1010)从靠近进风腔的一侧开始依次由聚四氟乙烯空气滤膜层(10101)、高密度纳米纤维膜层(10102)、活性炭吸附层(10103)和PP棉除菌滤网层(10104)。
2.根据权利要求1所述的智能防护口罩，其特征在于，所述聚碳酸酯塑料外壳(2)水平两端上均设置有定位柱(202)，且定位柱(202)的两端分别固定连接在聚碳酸酯塑料外壳(2)上下方的固定条(201)上，所述定位柱(202)滑动套合在智能盒(1)一侧外壁上的固定套(1012)中。
3.根据权利要求1所述的智能防护口罩，其特征在于，所述智能盒(1)的顶面靠近硅胶框架(3)一侧的位置上固定连接有耳挂(102)，耳挂(102)一侧的智能盒(1)顶面上设置有听筒(103)；所述智能盒(1)内侧板靠近硅胶框架(3)一侧下方位置设置有话筒(104)；同时离硅胶框架(3)较远的智能盒(1)一端侧板下端位置设置有USB插口(105)；所述USB插口(105)通过传导线与蓄电池(1013)电性连接，同时听筒(103)和话筒(104)分别通过传导线与单片机(1093)电性连接。
4.根据权利要求1所述的智能防护口罩，其特征在于，其中一个所述智能盒(1)的外侧板一侧上从上往下依次设置有音量键(107)和开关键(106)，且音量键(107)和开关键(106)分别通过传导线与单片机(1093)电性连接。
5.根据权利要求1所述的智能防护口罩，其特征在于，所述智能盒(1)的底面上还设置有密封板(1015)，所述密封板(1015)通过螺钉固定连接在智能盒(1)的底面上。
6.根据权利要求1所述的智能防护口罩，其特征在于，所述智能盒(1)相对于设置有固定套(1012)的另一端侧板外壁中部固定连接有卡合件(108)，所述卡合件(108)的一侧面上设置有第一T形槽(1081)，所述第一T形槽(1081)内侧的卡合件(108)上连通设置有第二T形槽(1082)，所述第一T形槽(1081)和第二T形槽(1082)上端宽度相等，同时第二T形槽(1082)下端宽度大于第一T形槽(1081)的下端宽度。
7.根据权利要求6所述的智能防护口罩，其特征在于，所述第二T形槽(1082)中滑动卡合有限位柱(403)，所述限位柱(403)固定套合在罩带(4)的一端上，其中一个罩带(4)的另一端上设置有插合件(402)，同时另一个罩带(4)上均布设置有插合孔(401)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220233894A1 (en) * 2021-01-25 2022-07-28 Greg Teter Wearable air filter system
RU216709U1 (ru) * 2022-11-25 2023-02-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук" Средство индивидуальной защиты органов дыхания от биологического фактора
TWI842138B (zh) * 2022-10-18 2024-05-11 國立陽明交通大學 智慧型阻隔口罩系統

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