CN114502242A - 用于呼吸保护装置的无线通信特征 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种呼吸装置和系统，并且具体地提供了一种能够与可与其他装置无线通信的多个可移除电功能部件一起使用的呼吸装置。在一个实施方案中，一种呼吸装置包括：主体，该主体的至少一部分限定一定体积；面具通信单元(MCU)，该MCU至少部分地位于该体积内；至少一个电功能部件，该至少一个电功能部件与该MCU通信；和可再充电电源，该可再充电电源至少部分地位于该体积内，该可再充电电源向该至少一个电功能部件中的每个电功能部件提供电力。

Description

用于呼吸保护装置的无线通信特征

技术领域

本技术整体涉及呼吸装置，并且具体地涉及能够与可与其他装置无线通信的多个可移除电功能部件一起使用的呼吸装置。

背景技术

许多现代呼吸装置诸如由第一响应者使用的那些被构造用于与其他装置和/或通信网络进行无线通信。例如，这允许使用者与该区域中的第一响应者或与调度位置通信。然而，大多数呼吸装置被配置为一次仅与一个音频装置无线通信，从而限制了使用者的通信范围和/或联网能力。

通常包括在呼吸装置中的另一个特征是由联接到呼吸装置的可移除和/或可互换附件(诸如面具内显示器和/或热成像相机)提供的扩展功能。然而，这些附件中的每一者都需要其自身的电源，这增大了它们的体积。此外，这些电源未受到免受极端温度诸如消防操作期间可能遇到的温度的影响的防护，这可能导致电池故障或爆炸。

发明内容

本公开整体涉及呼吸装置，并且具体地涉及能够与可与其他装置无线通信的多个可移除电功能部件一起使用的呼吸装置。在一个实施方案中，一种呼吸装置包括：主体，该主体的至少一部分限定一定体积；面具通信单元(MCU)，该MCU至少部分地位于该体积内；至少一个电功能部件，该至少一个电功能部件与MCU通信；和可再充电电源，该可再充电电源至少部分地位于该体积内，该可再充电电源向至少一个电功能部件中的每个电功能部件提供电力。

在该实施方案的一个方面，主体包括被构造成当使用者佩戴呼吸装置时对应于使用者面部的颏的颏部分，该颏部分限定该体积。

在该实施方案的一个方面，主体还包括具有电接口的前盖模块，主体的颏部分至少部分地由前盖模块限定，至少一个电功能部件能够可移除地联接到前盖模块的电接口。

在该实施方案的一个方面，前盖模块包括被配置为允许识别呼吸装置的射频ID(RFID)部件。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置还包括与MCU电通信的电子电路板，该电子电路板至少部分地位于该体积内，该电子电路板包括：通用扩展端口(UEP)连接器；近场通信(NFC)天线；电源开关；和变压器。

在该实施方案的一个方面，变压器与至少一个电功能部件中的每个电功能部件电通信。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置还包括可移除地联接到主体的调节器，当使用者佩戴呼吸装置时，可再充电电源位于调节器与使用者的面部之间。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置还包括面罩并且调节器包括空气入口，面罩限定孔口并且联接到主体，面罩的孔口与调节器的空气入口流体连通。

在该实施方案的一个方面，MCU包括被构造成外接面罩的孔口的环形壳体。

在该实施方案的一个方面，MCU的环形壳体具有至少一个电连接器，该至少一个电连接器被配置为与至少一个电功能部件电通信。

在该实施方案的一个方面，至少一个电功能部件包括多个电功能部件，该多个电功能部件中的每个电功能部件能够可移除地联接到至少一个电连接器。

在该实施方案的一个方面，可再充电电源被配置为向多个电功能部件中的所有电功能部件提供电力。

在该实施方案的一个方面，MCU包括无线通信模块，该无线通信模块被配置为向多个远程装置提供同时的无线通信会话。

在该实施方案的一个方面，至少一个电功能部件包括显示器、热成像相机和通信系统中的至少一者。

在该实施方案的一个方面，主体限定内部空间，该内部空间被构造成用于接纳使用者面部的至少一部分，至少一个电功能部件包括：显示器，该显示器位于由主体限定的内部空间内，该显示器具有第一通信模块；热成像相机，该热成像相机包括被配置为使用多个通信协议在个人区域网上传输数据的第二通信模块；和通信系统，该通信系统是数字增强型无绳电信(DECT)系统。

在该实施方案的一个方面，显示器、热成像相机和通信系统由可再充电电源同时供电。

在一个实施方案中，一种呼吸装置包括：主体，该主体的至少一部分被构造成接触使用者面部并且该主体的至少一部分限定内部空间，该内部空间被构造成接纳使用者面部的至少一部分，该主体包括被构造成对应于使用者面部的颏的颏部分，该颏部分在其中限定一定体积；面具通信单元(MCU)，该MCU至少部分地位于该体积内；多个电功能部件，该多个电功能部件与MCU电通信，该多个电功能部件包括：显示器，该显示器位于由主体限定的内部空间内，该显示器具有蓝牙模块；热成像相机，该热成像相机包括被配置为在个人区域网上传输数据的蓝牙/WiFi组合通信卡；和通信模块，该通信模块是数字增强型无绳电信(DECT)系统；电子电路板，该电子电路板与MCU电通信，该电子电路板至少部分地位于该体积内并且包括：UEP连接器；近场通信(NFC)天线；电源开关；和变压器，该变压器与多个电功能部件中的每个电功能部件电通信；和可再充电电源，该可再充电电源至少部分地位于该体积内，该可再充电电源同时向多个电功能部件中的每个电功能部件提供电力。

在一个实施方案中，一种用于呼吸装置的面具通信单元(MCU)包括：壳体，该壳体限定中心孔口，该中心孔口的尺寸和构造被设置成外接呼吸装置的入口孔口；和无线通信模块，该无线通信模块位于壳体内，该无线通信模块被配置为同时向多个远程音频装置无线地传输数据，MCU被配置为与多个电功能部件通信。

在该实施方案的一个方面，MCU可通信地联接到视频显示器。

在该实施方案的一个方面，MCU还包括至少一个电连接器，该至少一个电连接器至少部分地从壳体暴露并且能够可移除地联接到多个电功能部件中的至少一个电功能部件。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述将更容易地理解本发明及其伴随的优点和特征的更完整理解，其中：

图1示出了根据本公开的示例性呼吸装置的侧透视图；

图2示出了根据本公开的图1的示例性呼吸装置的分解前透视图；

图3示出了根据本公开的图1的示例性呼吸装置以及多个可互换的电功能部件、颏部分和调节器的侧透视图；

图4示出了根据本公开的图1和图2的示例性呼吸装置的示例性系统视图，该呼吸装置与多个电功能部件通信；

图5示出了根据本公开的面具通信单元(MCU)的分解后透视图；

图6示出了根据本公开的图5的MCU的后视图；

图7示出了根据本公开的图5和图6的MCU的侧视图；

图8示出了根据本公开的呼吸装置的前盖模块的前透视图；

图9示出了根据本公开的图8的前盖模块的分解后视图；

图10示出了根据本公开的图8和图9的前盖模块的分解底视图；

图11示出了根据本公开的另一个示例性MCU和附接到该MCU的面具内显示单元的分解图；

图12示出了根据本公开的图11的具有面具内显示单元的MCU的近侧的视图；

图13示出了根据本公开的图11和图12的具有面具内显示单元的MCU的侧视图；

图14示出了根据本公开的热成像相机的分解图；

图15示出了根据本公开的无线通信系统的分解图；

图16示出了根据本公开的图4至图6的MCU的电子部件的框图；并且

图17示出了根据本公开的图11至图13的MCU的电子部件的框图。

具体实施方式

本公开涉及一种与已知装置相比具有增强的功能和通信的呼吸装置。具体地，该呼吸装置不仅可同时且可移除地连接到多个电功能部件，而且还被配置为使用不同的通信协议与多个远程装置进行同时的无线通信会话。在详细描述根据本公开的示例性实施方案之前，应注意，在适当时通过附图中的常规符号表示了部件，仅示出了与理解本公开的实施方案相关的那些具体细节，以免模糊具有对于受益于本文描述的本领域普通技术人员而言将是显而易见的细节的公开内容。

如本文所用，诸如“第一”、“第二”、“顶部”和“底部”等等关系术语仅可用于将一个实体或元件与另一个实体或元件区分开，而不必要求或暗示任何物理或逻辑关系或这些实体或元件之间的顺序。本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且并非旨在对本文所述的概念进行限制。如本文所用，除非上下文中另行明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在还包括复数形式。还应当理解，术语“包含”、“包含着”、“包括”和/或“包括着”在本文中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其分组。

除非另外定义，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解，本文所用的术语应当被解释为具有与其在本说明书的上下文和相关技术中的含义一致的含义，并且不应当被理解为理想化或过度形式化的含义除非在本文中明确地如此定义。

现在参见附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，根据本公开的原理构造的呼吸装置的一个实施方案示于附图中并且一般性地表示为“10”。图1至图17所示的呼吸装置10一般来讲包括主体12和面具通信单元(MCU)14。虽然在本文中描述和描绘的实施方案示出了位于主体12内(例如，位于由主体12限定的体积内)的一个MCU 14，但应当理解，实施方式不限于此构型。还应当理解，尽管在一个实施方案中，呼吸装置是完全覆盖使用者面部的全面式面具，但呼吸装置也可具有其他构型，诸如部分或半面式面具。

现在参见附图，其中类似的附图标记表示类似的元件，图1至图3示出了示例性呼吸面具10。图1示出了呼吸装置10的侧透视图，图2示出了呼吸装置10的分解图，并且图3示出了呼吸装置以及多个可互换的电功能部件、颏部分和调节器的侧透视图。在一个实施方案中，呼吸装置10是呼吸器面具，诸如在紧急情况下由第一响应者佩戴的呼吸器面具，并且包括主体12、MCU 14、面罩16、一个或多个面罩密封件18、阻水罩20、面部接合密封件22和电源24(诸如可再充电电池)。此外，呼吸装置10被构造成与一个或多个过滤器、调节器26和/或其他部件一起使用。然而，应当理解，呼吸装置10可包括比图1至图3所示的那些更多或更少的部件。例如，在一个实施方案中，呼吸装置10不包括面部接合密封件22，或者任选地不包括上面罩密封件和/或下面罩密封件18和/或阻水罩20，而是包括一个或多个条带或束具以将呼吸装置10安装到使用者的头部。此外，应当理解，在一些实施方案中，诸如过滤器、滤筒和呼吸器的部件与呼吸装置10成一体，并且在其他实施方案中，此类部件可与呼吸装置10一起使用，但不被视为呼吸装置10的一部分。

继续参见图1至图3，呼吸装置10被构造成在使用者诸如第一响应者暴露于诸如火、烟、气体、蒸气、气溶胶、生物制剂等的危险材料的环境中由使用者佩戴。因此，在一个实施方案中，面罩16的尺寸适配使用者面部的全部或部分。例如，面罩16的尺寸和构造适于覆盖佩戴者的眼睛、鼻子和嘴。另选地，面罩16的尺寸和构造可被设置成仅覆盖使用者的鼻子和嘴。面罩16由通常用于呼吸器面具面罩的透明或半透明材料构成。面罩16至少部分地限定呼吸装置10的内部空间28并且还包括内表面和与内表面相对的外表面。任选地，在一些实施方案中，面罩16包括当戴上面具时更靠近使用者的近侧端部30，以及当戴上面具时更远离使用者的远侧端部32。呼吸器10还包括尺寸和构造被设置成接纳空气调节器26的至少一部分的孔口34。例如，调节器26可包括空气入口，并且孔口34可与空气入口流体连通。孔口34可由面罩16、主体12和/或面具的其他部件限定。作为非限制性示例，呼吸器可为空气净化呼吸器(APR)、供气/自给式呼吸装置(SCBA)、动力空气净化呼吸器(PAPR)，或用于化学、生物、放射性和核防御(CBRN防御)的呼吸器和/或过滤器。在一个实施方案中，呼吸装置10的尺寸和构造被设置成佩戴在第一响应者的帽和头盔下方。在一个实施方案中，呼吸装置10联接到或被构造成联接到个人防护设备，诸如头盔和/或帽。实施方案不限于具有面部密封件的呼吸器。可以设想，可以使用其他实施方案，诸如不包括面部密封件但使用头部束具部件的呼吸器。

继续参见图1至图3，在一个实施方案中，一个或多个面罩密封件18、阻水罩20和面部接合密封件22由柔性的低过敏性材料诸如橡胶(例如，乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶和/或无乳胶的聚异戊二烯)和/或硅胶构成。阻水罩20位于呼吸装置的内部内并且在戴上面具时与使用者的面部接触。例如，阻水罩20可环绕并包封使用者的鼻子和嘴。面罩密封件18在面罩16的边缘与面部接合密封件22之间提供平滑的接口。面部接合密封件22继而在使用者的面部周围提供平滑且不透流体的密封。此外，在一个实施方案中，面部接合密封件22包括多个条带联接元件36。呼吸装置10还包括可联接到条带联接元件36的多个条带37。另选地，这些条带可联接到呼吸装置10的除面部接合密封件22之外的位置中的部件。

如图1至图3所示，主体12安装到面罩16的一部分，诸如面罩16的远侧端部32。在一个实施方案中，MCU 14包括壳体38(下文将更详细地讨论)，该壳体外接孔口34并将主体12牢固地联接到面罩16。图2中示出了三个示例性MCU 14，并且这些MCU是可交换的或可互换的，具体取决于期望的用途。同样，图2中示出了两个示例性主体12，并且这些主体是可交换的或可互换的，具体取决于期望的用途。主体12、壳体38和面罩16一起可提供对接端口，调节器可联接到该对接端口并且因此与阻水罩20流体连通。然而，应当理解，MCU 14可位于呼吸装置10上或中的任何位置。

如图3所示，呼吸装置10可与多个电功能部件39中的任一个电功能部件一起使用，该多个电功能部件能够可移除地联接到主体12和/或面罩16。同样地，多个调节器26中的任一个调节器可与呼吸装置10一起使用。此外，在一个实施方案中，调节器被构造成与加压空气源(例如，作为自给式呼吸装置(SCBA)的一部分的气缸)一起使用，并且在另一个实施方案中，调节器被构造成与可更换的滤筒一起使用。此外，在一些实施方案中，当使用呼吸装置10时，电功能部件39是可交换的或可互换的和/或调节器26是可交换的或可互换的。应当理解，除了图3所示的那些，可使用更多、更少或不同的电功能部件39和调节器26。如图2所示，呼吸装置10还可包括骨传导通信元件41。示例性骨传导元件描述于PCT公开号WO 2018/035207 A1(Thompson等人)中，其全部内容以引用方式并入本文。

现在参见图4，示出了图1至图3的示例性呼吸装置的示例性系统视图。呼吸面具10通常被配置为与多个系统部件(在本文中被称为电功能部件39)联接和/或无线通信，例如如图3所示。这样的联接或连接可如下文所详述的那样实现。在图4所示的非限制性实施方案中，呼吸装置10被配置为与一个或多个无线电部件40和一个或多个其他呼吸装置42进行有线和/或无线通信。在下文参考图16讨论MCU 14的部件。此外，在一个实施方案中，呼吸装置10可包括用于无线电接口通信的有线RSM、一键通(PTT)拨片和面罩PTT。

现在参见图5至图7，更详细地示出了MCU 14。图5示出了MCU 14的分解图，图6示出了MCU 14的正视图，并且图7示出了MCU 14的侧视图。在一个实施方案中，MCU 14包括壳体38，该壳体一般来讲具有环形形状并且限定尺寸和构造被设置成至少部分地外接面罩16中的孔口34的中心孔口46。因此，在一些实施方案中，可使用MCU壳体38代替联接板将主体12牢固地联接到面罩16，从而节省空间并且不需要在呼吸装置10的外部上包括或从呼吸装置的外部突出的庞大的MCU壳体38。另选地，在一些实施方案中，除了联接板或其他联接元件，还使用MCU壳体38。在图5至图7所示的实施方案中，中心孔口46的横截面为D形。换句话说，壳体38的内边缘50的第一部分48是弯曲的，而内边缘50的第二部分52是平的或线性的(形成连接弯曲的第一部分48的端点的线)。然而，应当理解，中心孔口46可具有其他横截面形状。此外，在一些实施方案中，壳体38包括大致沿循内边缘50的形状的外边缘54。例如，外边缘54的至少一部分可以像内边缘50的第一部分48一样弯曲。

继续参见图5至图7，壳体38包括或至少部分地包封一个或多个电子部件，诸如电子电路板56。在一个实施方案中，MCU 14包括第一电子电路板56A和第二电子电路板56B，两者都包括至少部分地外接由壳体38限定的中心孔口46的中心孔口58A、58B。换句话说，电子电路板56的尺寸和构造被设置成容纳在壳体38内并且不与中心孔口46干涉。在一个实施方案中，MCU 14包括无线通信单元或模块60(例如如图16和图17所示)，其位于电子电路板56上和/或在壳体38内的另一位置处，被配置为同时向多个远程装置提供同时的无线通信会话。远程装置可包括音频装置和/或数据装置。在一个实施方案中，无线通信单元60是被配置为同时向一个或多个远程装置传送声音和/或数据的

模块。例如，远程装置可以是其他呼吸装置、通信集线器、计算机、服务器或其他装置。

在一个实施方案中，MCU 14还包括一个或多个电连接器66，在组装MCU时，这些电连接器与电子电路板56电通信。此外，每个电连接器66至少部分地从壳体38暴露，以允许电连接器66可移除地联接到一个或多个电功能部件39。在一个实施方案中，至少一个电连接器66具有弯曲形状(例如，以沿循中心孔口58的轮廓)。

继续参见图5至图7，在一个实施方案中，壳体38为大致盘形并且包括近侧70和与近侧70相对的远侧72。在一个实施方案中，在组装呼吸装置10时，壳体38的近侧70面向(并且可至少部分地接触)阻水罩20，并且远侧72面向(并且可至少部分地接触)面罩16，诸如在面罩16的远侧端部32处或附近。在一个实施方案中，壳体38还包括麦克风索环74，该麦克风索环在组装呼吸装置10时突出穿过阻水罩20并且被构造成接纳麦克风75的至少一部分。

现在参见图8至图10，示出了前盖模块76。图8示出了前盖模块76的前透视图，图9示出了前盖模块76的分解后视图，并且图10示出了前盖模块76的分解底视图。在一个实施方案中，主体12至少部分地由前盖模块76限定。例如，在一个实施方案中，前盖模块76限定主体12的颏部分78，并且当使用者佩戴呼吸装置10时，颏部分78大致对应于使用者的颏或与使用者的颏对齐。如在图8和图9中最佳看到，前盖模块76通常包括近侧部分80和远侧部分82并且限定尺寸和构造被设置成接纳和/或接合面罩16的至少一部分、MCU 14和/或阻水罩20的体积84。例如，在一个实施方案中，前盖模块76的远侧部分82包括尺寸和构造被设置成至少部分地沿循MCU 14的中心孔口46和/或面罩16的孔口34的轮廓的弯曲边缘。

继续参见图8至图10，在一个实施方案中，前盖模块76还包括底表面86，该底表面包括延伸到体积84中的凹陷部分，该凹陷部分至少部分地限定电池仓88。呼吸装置10包括电连接器组件90，该电连接器组件具有能够可移除地联接到MCU 14的电连接器66的电连接器92。电连接器组件90还具有电缆94和能够可移除地联接到电源24的电源连接器96。在一个实施方案中，电缆94是在电连接器92与电源连接器96之间延伸的线束。此外，在一个实施方案中，电缆94穿过前盖模块76的底表面86内的孔口98。因此，电缆94可联接到由前盖模块76限定的体积84内的MCU 14和电池仓88内的电源24两者。由于电源24位于前盖模块76内的电池仓88内，因此前盖模块76为电源24提供热保护(即，防护)，使其免受呼吸装置10所处环境中的极端或高温的影响，并且保护电源24免受过热的影响。例如，当消防员在燃烧的建筑物中使用呼吸装置10时，前盖模块76可防护电源24免受极端温度的影响。

继续参见图8至图10，在一个实施方案中，呼吸装置10包括容纳在由前盖模块76限定的体积84内的电子电路板100。在一个实施方案中，电子电路板100连接在MCU 14与电连接器组件90和/或另外的电连接器组件(并且因此，电功能部件39)之间。在一个实施方案中，电子电路板100包括一个或多个电连接器101，在组装呼吸装置10时，这些电连接器至少部分地从前盖模块76暴露，并且一个或多个电功能部件39可以可移除地联接到这些电连接器。因此，电连接器组件90的电连接器92和电子电路板100的电连接器101可一起被称为电接口。在一个实施方案中，电子电路板100包括被配置为将一个或多个电功能部件39(诸如相机、通信装置等)放置成与MCU 14和/或电源24通信的多个电连接器101。

继续参见图8至图10，在一个实施方案中，电子电路板100包括变压器102，该变压器被配置为改变在连接到电连接器组件90和/或另外的电连接器组件101的电功能部件与MCU 14之间传递的电压和电流，从而增强使用者安全性，即使在多个电功能部件39连接到主体12时也是如此。在一个实施方案中，电子电路板100还包括UEP连接器103、近场通信(NFC)天线104和电源开关105。在一个实施方案中，前盖模块76还包括射频ID(RFID)部件106，其可位于电子电路板100上，或位于前盖模块76上的另一位置，或位于体积84或电池仓88中。

现在参见图11至图13，示出了另一个示例性MCU 14。在该实施方案中，MCU 14包括驱动/控制面具内显示器107或可联接到或被配置为驱动/控制面具内显示器。图11示出了具有面具内显示器107的分解图的MCU 14，图12示出了具有面具内显示器107的MCU 14的近侧的视图，并且图13示出了具有面具内显示器107的MCU 14的侧视图。在一个实施方案中，面具内显示器107联接到MCU 14的壳体38(诸如图5至图7所示的壳体38)，并且在另一个实施方案中，面具内显示器107与壳体38成一体。面具内显示器107通常包括壳体108和显示元件109，壳体可包括一个或多个部件或零件或者由一个或多个部件或零件组成，显示元件诸如视频显示器。显示元件109从壳体38的近侧70突出，并且在使用中，佩戴者可以看见显示元件109。在一些实施方案中，面具内显示器107还包括一个或多个电子电路板、处理器、电连接器等(例如如图17所示)，用于接收、处理数据、图像或其他信息以及向使用者显示数据、图像或其他信息。在一个实施方案中，面具内显示器107包括无线通信模块110。例如，呼吸装置10可包括可与呼吸装置10成一体或永久地或可移除地联接到呼吸装置10的电功能部件39，该电功能部件为相机诸如热成像相机(TIC)112(图14中所示)或无线通信系统(图15中所示)。在一个实施方案中，显示元件109与MCU 14的无线通信单元60通信，并且无线通信单元60从电功能部件39诸如TIC 112接收数据(例如，图像、热信息等)，并且MCU 14将接收到的数据发送到面具内显示器107。除此之外或另选地，面具内显示器107可包括直接从电功能部件39诸如TIC 112接收数据的无线通信模块110。此外，面具内显示器107可由电源24通过面具内显示器107与MCU 14的连接来供电。除此之外或另选地，面具内显示器107可包括其自己的电源(未示出)和/或可直接连接到电源24。此外，在一个实施方案中，面具内显示器107包括被配置为同时向一个或多个远程装置传送声音和/或数据的无线通信单元(诸如

芯片，并且其可包括无线语音放大器)。

现在参见图14，示出了热成像相机(TIC)112的分解图。TIC 112是示例性电功能部件39并且在图2和图3中如实示出，在图中用附图标记39/112表示。TIC 112通常包括壳体114、一个或多个镜片116、一个或多个电连接器118和一个或多个传感器，传感器为诸如热传感器、红外传感器和/或可见光传感器(未示出)。在一些实施方案中，TIC 112还包括一个或多个电子电路板、处理器、电连接器等(在图14中一般性地表示为120)，用于接收、处理数据、图像或其他信息以及将数据、图像或其他信息发送到面具内显示器107和/或远程计算机或装置。此外，TIC 112可由电源24通过电连接器92或其他连接器供电。除此之外或另选地，TIC 112可包括其自己的电源(未示出)。此外，在一个实施方案中，TIC 112包括无线通信模块122(诸如

或

/WiFi组合卡)，其被配置为将声音、图像和/或其他数据同时传送到一个或多个远程装置，包括传送到面具内显示器107。

继续参见图14，在一个实施方案中，壳体114是细长的，在第一端部124处具有镜片116并且在与第一端部124相对的第二端部126处具有至少一个电连接器118。因此，壳体114可被构造成使得电连接器120可在使用者的颏附近联接到前盖模块76的电连接器92并且镜片116可最佳地定位在使用者的眼睛附近以用于记录来自环境的图像。

现在参见图15，示出了无线通信系统132的分解图。无线通信系统132是示例性电功能部件39并且在图2和图3中如实示出，在图中用附图标记39/132表示。例如，无线通信系统132和TIC 112能够可移除地联接到主体12，使得无线通信系统132和TIC 112可交换。此外，在一个实施方案中，TIC 112包括可被配置用作无线通信系统的部件，因此，TIC 112和无线通信系统132在功能上集成到单个电功能部件39中。在一个实施方案中，无线通信系统132与麦克风75通信，并且在一个实施方案中包括壳体134和电连接器138。然而，在其他实施方案中，无线通信系统132还可包括麦克风135(例如如图17所示)。在一个实施方案中，壳体134与呼吸装置10的主体12成一体。在另一个实施方案中，壳体134可移除地联接到呼吸装置10的主体12。此外，在一个实施方案中，壳体134在呼吸装置10的侧部上的某个位置处(诸如在靠近使用者颏的位置处)联接到主体12或与主体成一体。在使用TIC 112的一些实施方案中，TIC 112与无线通信系统132的壳体134成一体或联接到无线通信系统的壳体，并且无线通信系统132与TIC 112的无线通信模块122通信。然而，在其他实施方案中，无线通信系统132包括集成的无线通信模块，诸如

或具有放大器的

/WiFi模块的组合。在一些实施方案中，无线通信系统132还包括一个或多个电子电路板、处理器、电连接器等，用于接收、处理数据、声音或其他信息以及在使用者与MCU 14之间传输和/或向远程计算机或装置传输数据、声音或其他信息。此外，在一个实施方案中，无线通信系统132由电源24通过电连接器92或其他连接器供电。除此之外或另选地，无线通信系统132可包括其自己的电源(未示出)。此外，在一个实施方案中，无线通信系统132包括无线通信模块142(诸如

或

/WiFi组合卡)，其被配置为将声音、图像和/或其他数据同时传送到一个或多个远程装置。在一个实施方案中，无线通信模块142包括数字增强型无绳电信(DECT)模块，该模块被配置为允许使用可由使用者选择的语音操作开关(VOX)或一键通(PTT)进行的本地通信。

在一个实施方案中，呼吸装置10被配置为同时连接到多个电功能部件，诸如面具内显示器107、热成像相机112和无线通信系统132，其中所有电功能部件同时与电源24通信并由电源供电。此外，每个电功能部件可与另一个电功能部件互换，由此使得呼吸装置10能够根据用途和/或使用者偏好与多个电功能部件中的任一个电功能部件一起使用。这与当前已知的呼吸装置形成对比，在当前已知的呼吸装置中，每个电功能部件必须由其自身的电源供电，这可能是庞大、昂贵且危险的(例如，过多的设备在使用时可能与使用者和/或其他物品缠结)。这也与当前已知的呼吸装置形成对比，在当前已知的呼吸装置中，MCU只能与一个或至多两个电功能部件通信。此外，当前已知的呼吸装置包括远离呼吸装置10或位于呼吸装置主体的一侧上和/或从呼吸装置主体突出的电源，这可增大体积。此外，在此类当前已知的呼吸装置中，电源未受到免受极端温度的影响的防护。

MCU 14的示例性示意框图示于图16和图17中并且描述于下文中。图16示出了图4至图6的MCU 14的电子部件的框图，并且图17示出了MCU 14的电子部件和图11至图13的面具内显示器107的框图。

首先参见图16，在一个实施方案中，MCU 14可包括编码器/解码器(CODEC)144、加速度计146、无线通信单元60、处理电路150和连接器66。处理电路150包括处理器154和存储器156。CODEC 144被配置为从麦克风155接收模拟音频信号，将那些模拟音频信号数字化并将经数字化(即，采样)的音频信号提供给处理器154。此类音频信号可包括来自使用者的语音命令或其他话语以及从使用者接收的一般语音讨论。加速度计146向处理器154提供加速度数据，例如3维加速度数据，处理器可针对不在本公开范围的各种功能使用该加速度数据。在一些实施方案中，麦克风155可与参考图5至图7描述的麦克风75相同。

无线通信单元60与处理器154进行数据通信并提供与其他网络装置的无线通信。在一些实施方案中，如上所述，无线通信单元60被配置用于蓝牙通信，但可设想可实现其他通信技术。

处理电路150可包括处理器154和存储器156。具体地，除了处理器(诸如中央处理单元)和存储器之外或取而代之，处理电路150可包括用于处理和/或控制的集成电路系统，例如适于执行指令的一个或多个处理器和/或处理器内核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路系统)。处理器154可被配置为访问(例如，写入和/或从其读取)存储器156，该存储器可包括任何种类的易失性和/或非易失性存储器，例如高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光存储器和/或EPROM(可擦可编程只读存储器)。

因此，MCU 14还具有存储在例如存储器156内部的软件，或存储在可由MCU 14经由外部连接诸如经由连接器152和/或无线通信单元60访问的外部存储器(例如，数据库、存储阵列、网络存储装置等)中的软件。软件可能够由处理电路150执行。处理电路150可被配置为控制本文所述的任何方法和/或过程和/或使此类方法和/或过程例如由MCU 14执行。处理器154对应于用于执行本文所述的MCU 14功能的一个或多个处理器154。存储器156被配置为存储数据、编程软件代码和/或本文所述的其他信息。在一些实施方案中，软件可包括如下指令，这些指令当由处理器154和/或处理电路150执行时致使处理器154和/或处理电路150执行本文相对于MCU 14所述的过程。

尽管图16将连接器66显示为与处理器154保持单个连接，但该描绘只是为了便于解释而提供。应当理解，可提供从连接器66到处理器154的多于一个连接。例如，连接可包括但不限于USB连接，以及其他单独的串行连接诸如RS485连接。此外，应当理解，可使用经由连接器66的连接向MCU 14的各种部件提供电力。可使用诸如DC-DC转换器的电压转换器(未示出)提供MCU 14的各种部件可能需要的不同电压。

另外，设想可将一个或多个部件提供为与主MCU 14电路板接合的单独硬件模块，诸如以上描述为第一电子电路板56A和第二电子电路板56B的那些。例如，处理电路150可在与MCU 14的电路板56A电接合的电路板56B(任选地与无线通信单元60、加速度计146和CODEC 144中的一者或多者一起)上实现。

现在参见图17，MCU和面具内显示器107可包括与显示器驱动器160和开关162电通信的显示器处理电路158。需注意，为了简洁起见，这里不再描述参考图16描述的图16和图17的实施方案的共同部件。在一个实施方案中，开关162是允许从连接器66到处理器154或显示器处理器164中的一者或另一者的USB通信的USB开关。此类USB通信可包括去往和/或来自处理器154和显示器处理器164的数据和/或控制信息。

显示器驱动器160与显示器107电通信并且被配置为提供用于驱动显示器107的信号，其细节在上文讨论。CODEC 144被配置为从麦克风155接收模拟音频信号，将那些模拟音频信号数字化并将经数字化(即，采样)的音频信号提供给处理器154。在一些实施方案中，麦克风155可与参考图5至图7描述的麦克风75相同。

显示器处理电路158可包括显示器处理器164和存储器166。具体地，除了处理器(诸如中央处理单元)和存储器之外或取而代之，显示器处理电路158可包括用于处理和/或控制的集成电路系统，例如适于执行指令以最终驱动显示器107的一个或多个处理器和/或处理器内核和/或FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路系统)。显示器处理器164可被配置为访问(例如，写入和/或从其读取)存储器166，该存储器可包括任何种类的易失性和/或非易失性存储器，例如高速缓存和/或缓冲存储器和/或RAM(随机存取存储器)和/或ROM(只读存储器)和/或光存储器和/或EPROM(可擦可编程只读存储器)。

因此，MCU 14还具有存储在例如存储器156内部的软件，或存储在可由MCU 14经由外部连接诸如经由连接器66和/或无线通信单元60访问的外部存储器(例如，数据库、存储阵列、网络存储装置等)中的软件。软件可能够由显示器处理电路158执行。显示器处理电路158可被配置为控制本文显示的任何方法和/或过程和/或使此类方法和/或过程执行例如以驱动显示器107。显示器处理器164对应于用于执行本文所述的显示功能的一个或多个处理器164。存储器166被配置为存储数据、编程软件代码和/或本文所述的其他信息。在一些实施方案中，软件可包括如下指令，这些指令当由显示器处理器164和/或处理电路158执行时致使显示器处理器164和/或处理电路158执行本文所述的显示过程。

在一个实施方案中，呼吸装置10包括：主体12，该主体12的至少一部分限定一定体积84；面具通信单元(MCU)14，该MCU 14至少部分地位于体积84内；至少一个电功能部件39，该至少一个电功能部件39与MCU 14通信；和可再充电电源24，该可再充电电源24至少部分地位于体积84内，该可再充电电源24向至少一个电功能部件39中的每个电功能部件提供电力。

在该实施方案的一个方面，主体12包括被构造成当使用者佩戴呼吸装置10时对应于使用者面部的颏的颏部分78，该颏部分78限定体积84。

在该实施方案的一个方面，主体12还包括具有电接口的前盖模块76，主体12的颏部分78至少部分地由前盖模块76限定，至少一个电功能部件39能够可移除地联接到前盖模块76的电接口。

在该实施方案的一个方面，前盖模块76包括被配置为允许识别呼吸装置10的射频ID(RFID)部件106。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置10还包括与MCU 14电通信的电子电路板100，该电子电路板100至少部分地位于体积84内，该电子电路板100包括：通用扩展端口(UEP)连接器；近场通信(NFC)天线；电源开关；和变压器。

在该实施方案的一个方面，变压器与至少一个电功能部件39中的每个电功能部件电通信。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置10还包括可移除地联接到主体12的调节器26，当使用者佩戴呼吸装置10时，可再充电电源24位于调节器26与使用者的面部之间。

在该实施方案的一个方面，呼吸装置10还包括面罩16并且调节器26包括空气入口，面罩16限定孔口34并且联接到主体12，面罩16的孔口34与调节器26的空气入口流体连通。

在该实施方案的一个方面，MCU 14包括被构造成外接面罩16的孔口34的环形壳体38。

在该实施方案的一个方面，MCU 14的环形壳体38具有至少一个电连接器66，该至少一个电连接器66被配置为与至少一个电功能部件39电通信。

在该实施方案的一个方面，至少一个电功能部件39包括多个电功能部件39，该多个电功能部件39中的每个电功能部件能够可移除地联接到至少一个电连接器66。

在该实施方案的一个方面，可再充电电源24被配置为向多个电功能部件39中的所有电功能部件提供电力。

在该实施方案的一个方面，MCU 14包括无线通信模块60，该无线通信模块60被配置为向多个远程装置提供同时的无线通信会话。

在该实施方案的一个方面，至少一个电功能部件39包括显示系统107、热成像相机112和通信系统132中的至少一者。

在该实施方案的一个方面，主体12限定内部空间28，该内部空间28被构造成用于接纳使用者面部的至少一部分，至少一个电功能部件39包括：显示系统107，该显示系统107位于由主体12限定的内部空间28内，该显示器具有通信模块110；热成像相机112，该热成像相机112包括被配置为使用多个通信协议在个人区域网上传输数据的通信模块122；和通信系统132，该通信系统132是数字增强型无绳电信(DECT)系统。

在该实施方案的一个方面，显示系统107、热成像相机112和通信系统132由可再充电电源24同时供电。

在一个实施方案中，呼吸装置10包括：主体12，该主体12的至少一部分被构造成接触使用者面部并且该主体12的至少一部分限定内部空间28，该内部空间28被构造成接纳使用者面部的至少一部分，该主体12包括被构造成对应于使用者面部的颏的颏部分78，该颏部分78在其中限定体积84；面具通信单元(MCU)14，该MCU 14至少部分地位于体积84内；多个电功能部件39，该多个电功能部件39与MCU 14电通信，该多个电功能部件39包括：显示系统107，该显示系统107位于由主体12限定的内部空间28内，该显示系统107具有通信模块110，例如蓝牙模块；热成像相机112，该热成像相机112包括被配置为在个人区域网上传输数据的通信模块122，诸如蓝牙/WiFi组合通信卡；和通信系统132，该通信系统132是数字增强型无绳电信(DECT)系统；电子电路板100，该电子电路板100与MCU 14电通信，该电子电路板100至少部分地位于体积84内并且包括：UEP连接器；近场通信(NFC)天线；电源开关；和变压器，该变压器与多个电功能部件39中的每个电功能部件电通信；和可再充电电源24，该可再充电电源24至少部分地位于体积84内，该可再充电电源24同时向多个电功能部件39中的每个电功能部件提供电力。

在一个实施方案中，用于呼吸装置10的面具通信单元(MCU)14包括：壳体38，该壳体38限定中心孔口46，该中心孔口46的尺寸和构造被设置成外接呼吸装置10的入口孔口34；和无线通信模块60，该无线通信模块60位于壳体内，该无线通信模块60被配置为同时向多个远程音频装置无线地传输数据，MCU 14被配置为与多个电功能部件39通信。

在该实施方案的一个方面，MCU 14可通信地联接到视频显示器107。

在该实施方案的一个方面，MCU 14还包括至少一个电连接器66，该至少一个电连接器66至少部分地从壳体38暴露并且能够可移除地联接到多个电功能部件39中的至少一个电功能部件。

应当理解，本文公开的各个方面可以以与说明书和附图中具体呈现的组合不同的组合进行组合。还应当理解，根据该示例，本文所述的任何过程或方法的某些动作或事件可以不同的顺序执行，可一起添加、合并或省去(例如，不是所有所描述动作或事件对于方法的实践都是必需的)。另外，虽然清楚起见，本公开的某些方面被描述为由单个模块或单元执行，但是应当理解，本公开的技术可以通过与例如医疗装置相关联的单元或模块的组合来执行。

在一个或多个实施方案中，所描述的技术可以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现。如果以软件实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上并由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质，其对应于有形介质，诸如数据存储介质(例如，RAM、ROM、EEPROM、闪存或可以用于以指令或数据结构的形式存储所需程序代码的任何其他介质，并且可由计算机访问)。

指令可由一个或多个处理器诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等效集成或离散逻辑电路执行。因此，如本文所用的术语“处理器”可以是指适用于实施本文所述的技术的前述结构中的任一者或任何其他结构。而且，这些技术可完全在一个或多个电路或逻辑单元中实现。

本领域的技术人员将会知道，本发明不限于上文中已经特别示出和描述的内容。此外，除非上文提到了相反的情况，否则应当指出的是，所有附图都未按比例绘制。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，根据上述教导可以进行各种修改和变化，本发明的范围和精神仅受所附权利要求的限制。

Claims (20)

1.一种呼吸装置，所述呼吸装置包括：

主体，所述主体的至少一部分限定一定体积；

面具通信单元(MCU)，所述MCU至少部分地位于所述体积内；

至少一个电功能部件，所述至少一个电功能部件与所述MCU通信；和

可再充电电源，所述可再充电电源至少部分地位于所述体积内，所述可再充电电源向所述至少一个电功能部件中的每个电功能部件提供电力。

2.根据权利要求1所述的呼吸装置，其中所述主体包括被构造成当使用者佩戴所述呼吸装置时对应于所述使用者的面部的颏的颏部分，所述颏部分限定所述体积。

3.根据权利要求2所述的呼吸装置，其中所述主体还包括具有电接口的前盖模块，所述主体的所述颏部分至少部分地由所述前盖模块限定，所述至少一个电功能部件能够可移除地联接到所述前盖模块的所述电接口。

4.根据权利要求3所述的呼吸装置，其中所述前盖模块包括被配置为允许识别所述呼吸装置的射频ID(RFID)部件。

5.根据权利要求2所述的呼吸装置，所述呼吸装置还包括与所述MCU电通信的电子电路板，所述电子电路板至少部分地位于所述体积内，所述电子电路板包括：

UEP连接器；

近场通信(NFC)天线；

电源开关；和

变压器。

6.根据权利要求5所述的呼吸装置，其中所述变压器与所述至少一个电功能部件中的每个电功能部件电通信。

7.根据权利要求1所述的呼吸装置，所述呼吸装置还包括可移除地联接到所述主体的调节器，当使用者佩戴所述呼吸装置时，所述可再充电电源位于所述调节器与所述使用者的面部之间。

8.根据权利要求7所述的呼吸装置，其中所述呼吸装置还包括面罩并且所述调节器包括空气入口，所述面罩限定孔口并且联接到所述主体，所述面罩的所述孔口与所述调节器的所述空气入口流体连通。

9.根据权利要求8所述的呼吸装置，其中所述MCU包括被构造成外接所述面罩的所述孔口的环形壳体。

10.根据权利要求9所述的呼吸装置，其中所述MCU的所述环形壳体具有至少一个电连接器，所述至少一个电连接器被配置为与所述至少一个电功能部件电通信。

11.根据权利要求10所述的呼吸装置，其中所述至少一个电功能部件包括多个电功能部件，所述多个电功能部件中的每个电功能部件能够可移除地联接到所述至少一个电连接器。

12.根据权利要求11所述的呼吸装置，其中所述可再充电电源被配置为向所述多个电功能部件中的所有电功能部件提供电力。

13.根据权利要求1所述的呼吸装置，其中所述MCU包括无线通信模块，所述无线通信模块被配置为向多个远程装置提供同时的无线通信会话。

14.根据权利要求1所述的呼吸装置，其中所述至少一个电功能部件包括显示器、热成像相机和通信系统中的至少一者。

15.根据权利要求1所述的呼吸装置，其中所述主体限定内部空间，所述内部空间被构造成接纳使用者面部的至少一部分，所述至少一个电功能部件包括：

显示器，所述显示器位于由所述主体限定的所述内部空间内，所述显示器具有通信模块；

热成像相机，所述热成像相机包括被配置为使用多个通信协议在个人区域网上传输数据的第一通信模块；和

第二通信模块，所述通信模块是数字增强型无绳电信(DECT)系统。

16.根据权利要求15所述的呼吸装置，其中所述显示器、所述热成像相机和所述通信模块由所述可再充电电源同时供电。

17.一种呼吸装置，所述呼吸装置包括：

主体，所述主体的至少一部分被构造成接触使用者的面部并且所述主体的至少一部分限定内部空间，所述内部空间被构造成接纳所述使用者的所述面部的至少一部分，所述主体包括被构造成对应于所述使用者的所述面部的颏的颏部分，所述颏部分在其中限定一定体积；

面具通信单元(MCU)，所述MCU至少部分地位于所述体积内；

多个电功能部件，所述多个电功能部件与所述MCU电通信，所述多个电功能部件包括：

显示器，所述显示器位于由所述主体限定的所述内部空间内，所述显示器具有蓝牙模块；

热成像相机，所述热成像相机包括被配置为在个人区域网上传输数据的蓝牙/WiFi组合通信卡；和

通信模块，所述通信模块是数字增强型无绳电信(DECT)系统；

电子电路板，所述电子电路板与所述MCU电通信，所述电子电路板至少部分地位于所述体积内并且包括：

UEP连接器；

近场通信(NFC)天线；

电源开关；和

变压器，所述变压器与所述多个电功能部件中的每个电功能部件电通信；和

可再充电电源，所述可再充电电源至少部分地位于所述体积内，所述可再充电电源同时向所述多个电功能部件中的每个电功能部件提供电力。

18.一种用于呼吸装置的面具通信单元(MCU)，所述MCU包括：

壳体，所述壳体限定中心孔口，所述中心孔口的尺寸和构造被设置成外接所述呼吸装置的入口孔口；和

无线通信模块，所述无线通信模块位于所述壳体内，所述无线通信模块被配置为同时向多个远程音频装置无线地传输数据，

所述MCU被配置为与多个电功能部件通信。

19.根据权利要求18所述的MCU，其中所述MCU可通信地联接到视频显示器。

20.根据权利要求18所述的MCU，所述MCU还包括至少一个电连接器，所述至少一个电连接器至少部分地从所述壳体暴露并且能够可移除地联接到所述多个电功能部件中的至少一个电功能部件。

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