CN116262162A - 用于优化呼吸保护设备中的气流的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于优化呼吸保护设备中的气流的装置和方法。例如，一种示例呼吸保护设备可以包括压强传感器部件、至少一个风扇部件和控制器部件。在一些示例中，所述控制器部件被配置成：从所述压强传感器部件接收多个气压指示；基于所述多个气压指示来计算呼吸模式指示；确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转速度值；以及确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

Description

用于优化呼吸保护设备中的气流的装置和方法

技术领域

本公开的示例实施例总体上涉及呼吸保护设备，并且更具体地，涉及用于优化呼吸保护设备中的气流的装置和方法。

背景技术

申请人已经认识到与面罩相关联的许多技术挑战和困难。例如，许多面罩可以禁止或限制气流。

发明内容

本文描述的各种实施例涉及用于优化呼吸保护设备中的气流的方法、装置和系统。

根据本公开的各种实施例，提供了一种呼吸保护设备。在一些实施例中，所述呼吸保护设备包括：压强传感器部件，被设置在所述呼吸保护设备的内表面上；至少一个风扇部件，被定位为邻近于所述呼吸保护设备的吸气过滤部件；以及控制器部件，与所述压强传感器部件和所述至少一个风扇部件电子通信。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：从所述压强传感器部件接收多个气压指示，其中所述多个气压指示包括多个气压值；基于所述多个气压指示来计算呼吸模式指示，其中所述呼吸模式指示包括呼吸深度值和呼吸速率值；基于所述呼吸模式指示的呼吸深度值来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转速度值；以及基于所述正向旋转速度值和所述呼吸模式指示的呼吸速率值，来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

在一些实施例中，所述多个气压值对应于时间序列数据。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：基于所述多个气压值和所述时间序列数据来确定多个峰气压值和多个谷气压值；基于所述多个峰气压值和所述多个谷气压值来计算多个峰谷高度值；确定来自所述多个峰谷高度值的最大峰谷高度值；以及至少部分地基于所述最大峰谷高度值来设置所述呼吸深度值。

在一些实施例中，当基于所述呼吸深度值来确定正向旋转速度值时，所述控制器部件被配置成：将所述呼吸深度值与前一呼吸深度值进行比较。在一些实施例中，所述前一呼吸深度值与所述至少一个风扇部件的前一正向旋转速度值相关联。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：确定所述呼吸深度值从所述前一呼吸深度值增大；基于从所述呼吸深度值减去所述前一呼吸深度值来计算呼吸深度增大值；至少部分地基于所述呼吸深度增大值来确定正向旋转速度增大值；以及至少部分地基于将所述正向旋转速度增大值与所述前一正向旋转速度值相加来设置所述正向旋转速度值。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：确定所述呼吸深度值从所述前一呼吸深度值减小；基于从所述前一呼吸深度值减去所述呼吸深度值来计算呼吸深度减小值；至少部分地基于所述呼吸深度减小值来确定正向旋转速度减小值；以及至少部分地基于从所述前一正向旋转速度值减去所述正向旋转速度减小值来设置所述正向旋转速度值。

在一些实施例中，当确定所述正向旋转开始信号传输时间点时，所述控制器部件被配置成：至少部分地基于所述正向旋转速度值来计算正向旋转加速调整时间段；至少部分地基于所述多个气压指示来确定吸气开始时间点；以及基于所述吸气开始时间点和所述正向旋转加速调整时间段来设置所述正向旋转开始信号传输时间点。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：在所述正向旋转开始信号传输时间点处将正向旋转开始信号传输到所述至少一个风扇部件。

在一些实施例中，当确定所述正向旋转停止信号传输时间点时，所述控制器部件被配置成：至少部分地基于所述正向旋转速度值来计算正向旋转减速调整时间段；至少部分地基于所述多个气压指示来确定呼气开始时间点；以及基于所述呼气开始时间点和所述正向旋转减速调整时间段来设置所述正向旋转停止信号传输时间点。

在一些实施例中，所述控制器部件被配置成：在所述正向旋转停止信号传输时间点处将正向旋转停止信号传输到所述至少一个风扇部件。

根据本公开的各种实施例，提供了一种示例方法。所述示例方法包括：从压强传感器部件接收多个气压指示，其中所述多个气压指示包括多个气压值；基于所述多个气压指示来计算呼吸模式指示，其中所述呼吸模式指示包括呼吸深度值和呼吸速率值；基于所述呼吸模式指示的呼吸深度值来确定针对至少一个风扇部件的正向旋转速度值；以及基于所述正向旋转速度值和所述呼吸模式指示的呼吸速率值，来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

根据本公开的各种实施例，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括其中存储有计算机可读程序代码部分的至少一个非暂时性计算机可读存储介质。所述计算机可读程序代码部分包括可执行部分，所述可执行部分被配置成：从压强传感器部件接收多个气压指示，其中所述多个气压指示包括多个气压值；基于所述多个气压指示来计算呼吸模式指示，其中所述呼吸模式指示包括呼吸深度值和呼吸速率值；基于所述呼吸模式指示的呼吸深度值来确定针对至少一个风扇部件的正向旋转速度值；以及基于所述正向旋转速度值和所述呼吸模式指示的呼吸速率值，来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

在以下具体实施方式及其附图中进一步解释以上说明性发明内容以及本公开的其他示例性目的和/或优势和实现它们的方式。

附图说明

可以结合附图来阅读说明性实施例的描述。应当领会，为了简单且清楚地图示，附图中图示的元件不必按比例绘制，除非以其他方式描述。例如，元件中的一些的尺寸可以相对于其他元件而夸大，除非以其他方式描述。并入有本公开教导的实施例关于其中呈现的附图而示出和描述，在附图中：

图1图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例呼吸保护设备的示例透视图；

图2A图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例面罩部件的示例分解图；

图2B图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例面罩部件的另一示例分解图；

图2C图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例面罩部件的另一示例分解图；

图2D图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例面罩部件的示例后视图；

图3图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例呼吸保护设备的示例电路图；

图4图示了根据本文描述的一些示例实施例的优化示例呼吸保护设备中的气流的示例方法；

图5图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定呼吸深度值的示例方法；

图6图示了根据本文描述的一些示例实施例的从示例压强传感器部件接收的示例气压指示的示例图；

图7图示了根据本文描述的一些示例实施例的设置针对示例风扇部件的示例正向旋转速度值的示例方法；

图8图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定针对示例风扇部件的示例正向旋转开始信号传输时间点的示例方法；

图9图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定针对示例风扇部件的示例正向旋转停止信号传输时间点的示例方法；以及

图10图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例呼吸流程图和示例风扇速度图。

具体实施方式

现在，下文中将参考附图来更充分地描述本公开的一些实施例，在附图中示出了本公开的一些但不是所有实施例。实际上，这些公开内容可以以许多不同形式体现且不应当被理解为限于本文阐述的实施例；相反，这些实施例被提供以使得本公开将满足适用的法律要求。自始至终，相似数字指代相似元件。

如本文所使用，诸如“前”、“后”、“顶”等之类的术语在下面提供的示例中用于解释性目的，以描述某些部件或部件部分的相对位置。此外，如对本领域技术人员来说按照本公开将明显的是，术语“基本上”和“近似”指示所引用的元件或关联描述准确处于适用的工程容限内。

如本文所使用，术语“包括”意指包括但不限于，且应当以在专利上下文中典型地使用它的方式加以解释。诸如“包括”、“包含”和“具有”之类的较宽术语的使用应当被理解成提供针对诸如“由……构成”、“实质上由……构成”和“基本上由……组成”之类的较窄术语的支持。

短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等等一般意味着跟在短语之后的特定特征、结构或特性可以被包括在本公开的至少一个实施例中，且可以被包括在本公开的多于一个实施例中（重要的是，这种短语不必然指代相同实施例）。

本文使用词语“示例”或“示例性”以意指“充当示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实现方式不必然被理解为相比于其他实现方式优选或有利。

如果说明书声明了部件或特征“可以”、“能够”、“能”、“应当”、“将”、“优选地”、“可能地”、“典型地”、“可选地”、“例如”、“经常”或“可能”（或其他这种语言）被包括或具有特性，则具体部件或特征不必须被包括或具有该特性。这种部件或特征可以可选地被包括在一些实施例中，或者它可以被排除。

本公开中的术语“被电子耦合”、“将……电子耦合”、“电子耦合”、“与……通信”、“与……电子通信”或“连接”指代两个或更多个元件或部件通过有线构件和/或无线构件而连接，使得可以向这些元件或部件传输和/或从这些元件或部件接收信号、电压/电流、数据和/或信息。

呼吸保护设备（诸如但不限于面罩、呼吸器等等）可以保护我们的健康，尤其是在COVID-19流行病中。例如，穿戴呼吸保护设备可以帮助减慢病毒的扩散，并且人们被推荐或要求在室内公共场所和存在COVID-19传输高风险的室外（诸如拥挤事件或大型集会）穿戴面罩。

然而，许多呼吸保护设备受到技术劣势和困难的困扰，从而导致人们甚至在存在传染风险时也不穿戴它们。例如，许多用户不能够通过呼吸保护设备来呼吸足够空气，尤其是当他们正在锻炼（例如，跑步）时。由此，用户可能穿戴这种呼吸保护设备会感到不舒服（尤其是当用户也在穿戴眼镜时和/或在夏天期间）。

PAPR（动力空气净化呼吸器）是使用吹风器以迫使空气穿过过滤器盒或罐且进入穿戴者的呼吸区中的空气净化呼吸器。然而，PAPR由于复杂的电气和机械部件而是重的，并且其使用时间非常有限（主要由电池容量约束导致）。由此，PAPR大部分用于工业场景。

本公开的各种实施例克服了这些技术困难和挑战，且提供了各种技术改进和优点。例如，尽管过滤器可以提供对气流的阻力，但本公开的示例实施例可以实现帮助优化气流的风扇部件。由于面罩是在面部上穿戴的小设备，因此本公开的各种实施例平衡了针对气流和电池寿命的需要。在一些实施例中，当需要用于容易呼吸的更多空气体积时，可以提高风扇部件的风扇速度。在于从属示例中，当电池需要持续更长时间时，风扇部件的风扇速度可以降低。由此，本公开的各种实施例提供了针对不同场景的自适应风扇控制。例如，本公开的各种实施例在用户需要更多空气时（诸如，在跑步期间）提高了风扇速度，且尽可能地停止了风扇或降低了风扇速度（诸如，当用户正在呼气时）。

本公开的各种实施例使风扇提前开始和/或停止，这是由于风扇具有其速度调整时间。特别地，风扇是机械设备，并且它们的速度调整滞后于它们的触发信号（约100~500ms）。人们每2~3秒呼吸。例如，用户的正常呼吸速率可以是每分钟16~20次呼吸。当用户正在跑步时，呼吸速率可以是每分钟30~40次。在不补偿滞后时间Δt的情况下，用户体验可以减小10~25%。例如，在从呼气的早期吸气阶段处，风扇部件不拉入空气或者以慢速拉入空气，且因而降低用户呼吸的舒适度。在从吸气的早期呼气阶段处，风扇仍然拉入空气达100~500ms，且因而降低呼吸的效率。

本公开的各种实施例克服了以上技术挑战，提供了各种技术优点和改进，且改进了用户体验。例如，本公开的各种实施例可以形成具有各种电子部件的控制闭环。例如，本公开的实施例可以在呼吸保护设备内的封闭空间中提供嵌入式压强传感器，可以在全部两侧上包括集成风扇以帮助气流，且可以提供具有固件的微控制器单元以根据来自压强传感器的压强信号来控制风扇速度。由此，本公开的各种实施例提供了下述解决方案：其测量面罩内部的压强，计算呼吸模式，且然后优化风扇速度以与呼吸节奏同步气流。

在一些实施例中，微控制器单元中存储的软件/算法可以根据压强传感器来补偿风扇加速和减速的滞后时间。在一些实施例中，风扇可以是3速风扇（低、中和高）。例如，不同风扇速度具有用于加速和减速的不同滞后时间。滞后时间是预定的且被存储在微控制器单元中（包括用于低/中/高速度设置的滞后时间）。例如，对于高速设置，加速滞后时间可能是250 ms，而对于低速设置，减速滞后时间可能是80 ms。

现在参考图1，图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例呼吸保护设备（也被称作呼吸保护装备）100的示例透视图。

在一些实施例中，示例呼吸保护设备100以呼吸器或面罩的形式存在。例如，如图1中所示，示例呼吸保护设备100包括面罩部件101和带子部件103。

在一些实施例中，带子部件103可以以面罩带子的形式存在。例如，在一些实施例中，带子部件103可以包括弹性材料，诸如但不限于聚合物、热塑性弹性体（TPE）等等。在一些实施例中，弹性材料可以允许示例呼吸保护设备100被固定到用户的面部。

在一些实施例中，带子部件103可以包括耳部开口105A和耳部开口105B。当示例呼吸保护设备100被用户穿戴时，耳部开口105A和耳部开口105B可以允许用户的左耳和右耳穿过。

在一些实施例中，通过一个或多个带子桶部件（诸如，如图1中所示的带子桶部件107A和带子桶部件107B）来插入带子部件103。在一些实施例中，该一个或多个带子桶部件可以以包括但不限于三滑（tri-glide）搭扣的一个或多个搭扣的形式存在，且可以允许用户调整带子部件103的长度，使得示例呼吸保护设备100可以被固定到用户的面部。

在一些实施例中，面罩部件101连接到带子部件103。例如，带子部件103的第一端连接到面罩部件101的第一端，并且带子部件103的第二端连接到面罩部件101的第二端。在该示例中，面罩部件101的第一端与面罩部件101的第二端相对。在图1中所示的示例中，带子部件103的端部可以经由紧固件部件117（诸如但不限于按扣）而固定到面罩部件101。

在一些实施例中，面罩部件101可以以面罩或呼吸器的形式存在。例如，如图1中所示，面罩部件101可以包括外壳部件109和面部密封部件111。

在一些实施例中，当示例呼吸保护设备100被用户穿戴时，外壳部件109的外表面暴露于外部环境。在一些实施例中，面部密封部件111附着到外壳部件109的外周和/或边缘（或如本文描述的面罩部件的内壳部件）且从该外周和/或边缘延伸。

特别地，面部密封部件111可以包括软材料，诸如但不限于硅胶。在一些实施例中，当示例呼吸保护设备100被用户穿戴时，面部密封部件111与用户的面部接触，且可以将示例呼吸保护设备100密封到用户的面部的至少部分。如上所描述，示例呼吸保护设备100包括带子部件103，带子部件103允许示例呼吸保护设备100被固定到用户的面部。由此，面部密封部件111可以在用户的面部的至少部分（例如嘴、鼻孔等）之间创建至少部分密封的（或完全密封的）空间，其细节在本文中描述。

在一些实施例中，面罩部件101包括一个或多个定标器部件，该一个或多个定标器部件覆盖示例呼吸保护设备100的一个或多个吸气过滤部件。例如，如图1中所示，示例呼吸保护设备100包括：第一定标器部件113A，其被设置在外壳部件109的左侧上；以及第二定标器部件113B，其被设置在外壳部件109的右侧上。在这种示例中，第一定标器部件113A覆盖被设置在面罩部件101的左侧上的第一吸气过滤部件，并且第二定标器部件113B覆盖被设置在面罩部件101的右侧上的第二吸气过滤部件，其细节在本文中描述。

在一些实施例中，面罩部件101包括：一个或多个按键部件（诸如但不限于按键部件115A、按键部件115B和按键部件115C），其可以允许用户手动控制面罩部件101的风扇部件和/或与示例呼吸保护设备100电子通信的其他设备（诸如但不限于耳机）的操作。

现在参考图2A、图2B、图2C和图2D，图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例面罩部件200的示例视图。特别地，图2A至图2C图示了示例面罩部件200的示例分解图，并且图2D图示了示例面罩部件200的示例后视图。

如图2A中所示，面罩部件200包括外壳部件206和内壳部件216。

在一些实施例中，内壳部件216可以以基于用户的面部的轮廓的形状存在。特别地，当面罩部件200被用户穿戴时，用户的面部的至少部分（诸如但不限于嘴、鼻孔）被容纳在内壳部件216内。

在一些实施例中，面罩部件200可以包括面部密封部件218。在一些实施例中，面部密封部件218附着到内壳部件216的外周和/或边缘且从该外周和/或边缘延伸。类似于上面结合图1描述的面部密封部件111，面部密封部件216可以包括软材料，诸如但不限于硅胶。

在一些实施例中，当面罩部件200被用户穿戴时，面部密封部件218和内壳部件216的内表面在用户的面部的至少部分上（例如在嘴、鼻孔等上）创建封闭空间。

类似于上面描述的内壳部件216，外壳部件206的形状可以基于用户的面部的轮廓。在一些实施例中，当面罩部件200被组装时，外壳部件206的内表面被固定到内壳部件216的外表面。在一些实施例中，内壳部件216可以在内壳部件216的外表面上包括一个或多个凹陷部分。

例如，现在参考图2B，内壳部件216可以包括内壳凹陷部分，诸如但不限于处于面罩部件200的左侧上的内壳凹陷部分220A和处于面罩部件200的右侧上的内壳凹陷部分220B。特别地，内壳凹陷部分220A和内壳凹陷部分220B中的每一个可以从内壳部件216的外表面下陷或下压。由此，当外壳部件206被固定到内壳部件216时，凹陷部分可以创建容纳电子部件的空间。

参考回到图2A，在一些实施例中，一个或多个电路板部件（诸如但不限于电路板部件210A）、一个或多个充电电路部件（诸如但不限于充电电路部件212A）和一个或多个风扇部件（诸如但不限于风扇部件214A）可以被设置在由内壳凹陷部分220A和外壳部件206的内表面限定的空间中。类似地，一个或多个电路板部件（诸如但不限于电路板部件210B）、一个或多个充电电路部件和一个或多个风扇部件（诸如但不限于风扇部件214B）可以被设置在由内壳凹陷部分220B和外壳部件206的内表面限定的空间中。例如，风扇部件214A可以被设置在示例呼吸保护设备200的右侧上，并且风扇部件214B可以被设置在示例呼吸保护设备200的左侧上。

在一些实施例中，电路板部件210A包括下述电路板（诸如但不限于印刷电路板（PCB））：其中其他电子部件可以被固定到彼此且彼此电子通信。例如，控制器部件、充电电路部件212A和风扇部件214A可以被固定到电路板部件210A且彼此电子通信。

在一些实施例中，充电电路部件212A可以包括将功率供给到控制器部件和/或风扇部件214A的充电电路和/或电池。例如，充电电路可以包括连接到可再充电电池的通用串行总线（USB）充电器电路。

在一些实施例中，风扇部件214A可以包括电风扇。在一些实施例中，风扇部件214A的电风扇可以以不同旋转速度进行操作。例如，风扇部件214A可以是提供针对旋转速度的不同预定设置的分级风扇。另外或可替换地，风扇部件214A可以是实现对旋转速度的连续调整的无级风扇。

在一些实施例中，风扇部件214A的电风扇可以以不同旋转方向进行操作。例如，风扇部件214A可以在正向方向或反向方向上操作。作为示例，当风扇部件214A在正向旋转方向上操作时，风扇部件214A的电风扇可以逆时针（在从穿戴面罩部件200的用户观看时）旋转和/或可以作为将来自面罩部件200外部的空气汲取到面罩部件200内部的吹风器进行操作。作为另一示例，当风扇部件214A在反向旋转方向上操作时，风扇部件214A的电风扇可以顺时针（在从穿戴面罩部件200的用户观看时）旋转和/或作为将来自面罩部件200内部的空气汲取到面罩部件200外部的排气/通风风扇进行操作。

在一些实施例中，风扇部件214A的电风扇的开始时间、停止时间、旋转方向（例如，正向方向或反向方向）和/或旋转速度可以由控制器部件控制和/或调整。

例如，控制器部件可以将正向旋转开始信号传输到风扇部件214A，该正向旋转开始信号使风扇部件214A开始正向旋转（例如，开始作为将来自面罩部件200外部的空气向面罩部件200内部汲取的吹风器进行操作）。在一些实施例中，正向旋转开始信号可以包括指示风扇部件214A的速度的正向旋转速度值。另外或可替换地，控制器部件可以将正向旋转停止信号传输到风扇部件214A，该正向旋转停止信号使风扇部件214A停止正向旋转。

另外或可替换地，控制器部件可以将反向旋转开始信号传输到风扇部件214A，该反向旋转开始信号使风扇部件214A开始反向旋转（例如，开始作为将来自面罩部件200内部的空气向面罩部件200外部汲取的排气风扇进行操作）。在一些实施例中，反向旋转开始信号可以包括指示风扇部件214A的速度的反向旋转速度值。另外或可替换地，控制器部件可以将反向旋转停止信号传输到风扇部件214A，该反向旋转停止信号使风扇部件214A停止反向旋转。

现在参考图2C，面罩部件200可以包括一个或多个吸气过滤部件（诸如但不限于吸气过滤部件204A和吸气过滤部件204B）和一个或多个定标器部件（诸如但不限于定标器部件202A和定标器部件202B）。

在一些实施例中，该一个或多个吸气过滤部件中的每一个可以包括过滤器介质元件，该过滤器介质元件包括用于过滤空气的过滤器材料。过滤器材料的示例包括但不限于HEPA过滤器。在一些实施例中，该一个或多个定标器部件中的每一个可以被定位成覆盖吸气过滤部件之一，以便延长面罩部件200的寿命。例如，定标器部件202A可以覆盖吸气过滤部件204A，并且定标器部件202B可以覆盖吸气过滤部件204B。

如图2C中所示，示例面罩部件200的外壳部件206可以包括一个或多个外壳凹陷部分（诸如外壳凹陷部分209A）。特别地，外壳凹陷部分209A中的每一个可以从外壳部件206的外表面下陷或下压。在一些实施例中，一个或多个吸气过滤部件可以被设置在外壳凹陷部分中。例如，如图2C中所示，吸气过滤部件204A被设置在外壳凹陷部分209A中。

在一些实施例中，该一个或多个外壳凹陷部分中的每一个可以包括空气入口开口，并且该一个或多个内壳凹陷部分中的每一个可以包括一个或多个空气入口槽。在一些实施例中，当面罩部件200被组装且在使用中时，外壳凹陷部分上的空气入口开口与内壳凹陷部分上的一个或多个空气入口槽对齐。

例如，如图2C中所示，外壳部件206的外壳凹陷部分209A上的空气入口开口208A与内壳部件216的内壳凹陷部分220A上的空气入口槽222A对齐。

在该示例中，当面罩部件200被用户穿戴并且用户吸气时，空气从外部环境汲取，且行进通过吸气过滤部件204A、通过空气入口开口208A、通过空气入口槽222A，并到达用户的嘴或鼻孔。如上所描述以及如图2A和图2B中所示，风扇部件214A被设置在内壳凹陷部分220A（空气入口槽222A位于此处）上。在一些实施例中，当用户吸气时，风扇部件214A可以在将来自面罩部件200外部的空气向面罩部件200内部汲取的正向方向上操作，从而便于用户吸气。

现在参考图2D，示例面罩部件200的示例后视图。特别地，图2D图示了示例面罩部件200的在它被用户穿戴且被用户观看时的视图。

如图2D中所示，示例面罩部件200可以包括：空气入口槽222A，其位于内壳部件216的中间右侧上；以及空气入口槽222B，其位于内壳部件216的中间左侧上。例如，内壳部件216的内表面232可以包括鼻子部分234，当面罩部件200被穿戴时，用户可以将他或她的鼻子放在鼻子部分234处。在该示例中，空气入口槽222A可以位于鼻子部分234右侧，并且空气入口槽222B可以位于鼻子部分234左侧。

在一些实施例中，示例面罩部件200可以包括：出口开口224，其处于内壳部件216的中间底部部分上。在一些实施例中，出口开口224可以被定位为对应于用户的嘴的位置。例如，当用户呼气时，可以通过出口开口224来释放呼吸。

如图2A至图2C中所示，呼气过滤部件226可以在出口开口224处连接到内壳部件216。例如，呼气过滤部件226可以覆盖出口开口224。在一些实施例中，呼气过滤部件226可以包括过滤器介质元件，该过滤器介质元件包括用于过滤空气的过滤器材料。过滤器材料的示例包括但不限于HEPA过滤器。由此，由用户呼气的呼吸可以在从面罩部件200内部释向外部环境释放它之前被过滤。

在一些实施例中，呼气过滤部件226可以包括：空气质量传感器部件230，其至少部分地覆盖内壳部件216的出口开口224。空气质量传感器部件230可以包括可例如但不限于检测外部环境中、封闭空间中和/或由用户呼气的呼吸中的颗粒物质的空气质量传感器。空气质量传感器部件230的示例包括但不限于金属氧化物传感器、电化学传感器、光离子化检测器、光学粒子计数器、光学传感器等等。在一些实施例中，空气质量传感器部件230与控制器部件电子通信，且可以将指示所检测到的空气质量的空气质量指示传输到控制器部件。

在一些实施例中，面罩部件200可以包括一个或多个压强传感器部件。如上所描述以及如图2B中所示，当面罩部件200被用户穿戴时，面部密封部件218和内壳部件216的内表面232在用户的面部的至少部分上（例如在嘴、鼻孔等上）创建封闭空间。在一些实施例中，压强传感器部件可以包括检测该封闭空间内的气压的压强传感器。压强传感器部件的示例包括但不限于电阻式气压换能器或应变计、电容式气压换能器、电感式气压换能器等等。

例如，如图2A中所示，压强传感器部件228A可以被设置在内壳部件216的内表面上。另外或可替换地，如图2C中所示，压强传感器部件228B可以被设置在内壳部件216的内壳凹陷部分220A上。另外或可替换地，如图2D中所述，压强传感器部件228C可以被设置在内壳部件216的内表面上。压强传感器部件228A、压强传感器部件228B和/或压强传感器部件228C可以检测用户的面部的至少部分上的由面部密封部件218和内壳部件216限定的封闭空间内的气压。

在一些实施例中，该一个或多个压强传感器部件与控制器部件电子通信，且可以将指示所检测到的气压的气压指示传输到控制器部件。例如，气压指示中的每一个可以包括与如面部密封部件218和内壳部件216所限定的封闭空间中的气压相对应的气压值。

尽管上面的描述提供了示例面罩部件，但应当注意，本公开的范围不限于上面的描述。在一些示例中，示例面罩部件可以包括一个或多个附加和/或可替换元件。例如，示例面罩部件可以包括少于两个或多于两个风扇部件。另外或可替换地，示例面罩部件可以包括少于两个或多于两个吸气过滤部件。

在一些实施例中，面罩部件200可以包括一个或多个按键部件，诸如但不限于按键部件236A、按键部件236B和按键部件236C。在一些实施例中，该一个或多个按键部件可以被设置在外壳部件206的外表面上。该一个或多个按键部件中的每一个可以提供允许用户控制和/或调整本文描述的各种电子部件（诸如但不限于风扇部件、耳机等等）的操作的按钮。

现在参考图3，图示了根据本文描述的一些示例实施例的示例呼吸保护设备300的示例电路图。特别地，图3图示了根据本公开的各种示例实施例的示例呼吸保护设备的示例电子部件。

如图3中所示，示例呼吸保护设备300可以包括与其他部件电子通信的控制器部件301，该其他部件诸如但不限于压强传感器部件303、空气质量传感器部件305、被设置在一个或多个定标器部件上的灯307A和灯307B、风扇部件311A、风扇部件311B、按键部件313和/或扬声器电路317。

在一些实施例中，控制器部件301可以体现为包括下述各项的构件：具有伴随的数字信号处理器的一个或多个微处理器、不具有伴随的数字信号处理器的一个或多个处理器、一个或多个协处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个控制器、处理器、一个或多个计算机、包括集成电路的各种其他处理元件（诸如例如，专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑控制器（PLC）或现场可编程门阵列（FPGA））、或者其某种组合。相应地，尽管在图3中被图示为单个处理器，但在实施例中，控制器部件301可以包括多个处理器和信号处理模块。该多个处理器可以彼此操作通信，且可以共同被配置成执行如本文描述的一个或多个功能。在示例实施例中，控制器部件301可以被配置成执行存储器电路中存储或以其他方式对控制器部件来说可访问的指令。

不论是由硬件、固件/软件方法还是由其组合配置，控制器部件301可以包括能够在被相应地配置时根据本公开的实施例执行操作的实体。因此，例如，当控制器部件301体现为ASIC、PLC、FPGA等等时，控制器部件301可以包括用于进行本文描述的一个或多个操作的具体配置的硬件。可替换地，作为另一示例，当控制器部件301体现为指令（诸如，可以存储在存储器电路中）的执行器时，该指令可以将控制器部件301具体配置成执行本文描述的一个或多个算法和操作。

因此，本文使用的控制器部件301可以指代可被软件指令（应用）配置成执行多种功能的可编程微处理器、微型计算机或者一个或多个多处理器芯片，该多种功能包括本文描述的各种实施例的功能。

在一些实施例中，存储器电路可以包括被适配成存储控制器部件301可执行以执行预定操作的指令集的合适逻辑、电路和/或接口。公知的存储器实现方式中的一些包括但不限于硬盘、随机存取存储器、高速缓冲存储器、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）和电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、致密盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘只读存储器（DVD-ROM）、光盘、被配置成存储信息的电路、或者其某种组合。在示例实施例中，在不脱离本公开的范围的情况下，存储器电路可以与控制器部件301集成在单个芯片上。

在一些实施例中，压强传感器部件303可以将气压指示传输到控制器部件301。如上所描述，压强指示中的每一个可以包括与如面部密封部件218和内壳部件216所限定的封闭空间中的气压相对应的气压值。

在一些实施例中，空气质量传感器部件305可以将空气质量指示传输到控制器部件301。如上所描述，空气质量指示可以指示外部环境中、封闭空间中和/或由用户呼气的呼吸中的空气的质量。

在一些实施例中，控制器部件301可以将控制信号传输到灯307A和/或灯307B，以便调整由灯307A和/或灯307B发射的光的颜色和/或强度。

在一些实施例中，控制器部件301可以将正向旋转开始信号传输到风扇部件311A和/或风扇部件311B，以使风扇部件311A和/或风扇部件311B开始正向旋转。在一些实施例中，控制器部件301可以将正向旋转停止信号传输到风扇部件311A和/或风扇部件311B，以使风扇部件311A和/或风扇部件311B停止正向旋转。

在一些实施例中，控制器部件301可以将反向旋转开始信号传输到风扇部件311A和/或风扇部件311B，以使风扇部件311A和/或风扇部件311B开始反向旋转。在一些实施例中，控制器部件301可以将反向旋转停止信号传输到风扇部件311A和/或风扇部件311B，以使风扇部件311A和/或风扇部件311B停止反向旋转。

在一些实施例中，控制器部件301与按键部件313电子通信。例如，当用户按压按键部件313上的按钮时，按键部件313可以将信号传输到控制器部件301。

在一些实施例中，控制器部件301与扬声器电路317电子通信。例如，控制器部件301可以将控制信号传输到扬声器电路317中的耳机，以便调整耳机的音量、噪声消除模式等等。

在一些实施例中，充电电路315将功率供给到控制器部件301和图3中所示的一个或多个其他电子部件（诸如但不限于风扇部件311A和风扇部件311B）。

现在参考图4到图10，图示了示例图，这些示例图图示了根据本公开各种实施例的示例方法。

要注意的是，流程图的每个框和流程图中的框的组合可以通过各种构件实现，所述构件诸如硬件、固件、电路和/或与软件执行相关联的其他设备，所述软件包括一个或多个计算机程序指令。例如，图4、图5、图7、图8和图9中描述的一个或多个步骤/操作可以通过计算机程序指令来体现，计算机程序指令可以由采用本公开实施例的装置的非暂时性存储器存储，并由装置中的处理电路执行。例如，这些计算机程序指令可以引导上面结合图3描述的示例控制器部件301以特定方式运转，使得存储在计算机可读存储存储器中的指令产生制品，所述制品的执行实现流程图框中指定的功能。

如上所述并将基于本公开意识到的，本公开的实施例可包括各种构件，包括全部硬件或软件和硬件的任何组合。此外，实施例可以采取在至少一个非暂时性计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该非暂时性计算机可读存储介质具有在存储介质中体现的计算机可读程序指令（例如，计算机软件）。类似地，实施例可以采取存储在至少一个非暂时性计算机可读存储介质上的计算机程序代码的形式。可以利用任何合适的计算机可读存储介质，包括非暂时性硬盘、CD-ROM、闪速存储器、光存储设备或磁存储设备。

现在参考图4，图示了根据本文描述的一些示例实施例的优化示例呼吸保护设备中的气流的示例方法400。

在图4中，示例方法400在步骤/操作402开始。在一些实施例中，在步骤/操作402之后和/或响应于步骤/操作402，示例方法400前进到步骤/操作404。在步骤/操作404，控制器部件（诸如但不限于上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以从压强传感器部件接收多个气压指示。

在一些实施例中，多个气压指示包括多个气压值。例如，如上所述，当用户穿戴根据本公开各种示例实施例的示例呼吸保护设备时，在用户面部的至少一部分（例如鼻子、鼻孔等）、面部密封部件以及内壳部件的内表面之间创建封闭空间。在一些实施例中，压强传感器部件可定位为检测该封闭空间内的气压。

在一些实施例中，当用户从封闭空间吸气并汲取空气时，气压减小，并且压强传感器部件可以检测减小的气压值，生成气压指示，并将气压指示传输给控制器部件。另外或可替换地，当用户呼气并将呼气释放到封闭空间中时，气压增大，并且压强传感器部件可以检测增大的气压值，生成气压指示，并将气压指示传输给控制器部件。

返回参考图4，在步骤/操作404之后和/或响应于步骤/操作404，示例方法400前进到步骤/操作406。在步骤/操作406，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于多个气压指示计算呼吸模式指示。

如上所述，当用户吸气时，气压减小。当用户呼气时，气压增大。在一些实施例中，压强传感器部件可连续测量气压值，并因此可基于气压指示计算呼吸模式指示。在一些实施例中，多个气压值对应于时间序列数据。例如，每个时间序列数据可指示何时检测到气压。

在一些实施例中，呼吸模式指示包括呼吸深度值和呼吸速率值。

在本公开中，“呼吸深度值”对应于用户呼吸的潮气量值。在一些实施例中，呼吸深度值指示用户每次呼吸时吸气和呼气的空气量。例如，呼吸深度值可以是每次呼吸时从用户肺部移入和移出的气体量。

在本公开中，“呼吸速率值”对应于用户呼吸的呼吸速率值。在一些实施例中，呼吸深度值指示用户每时间单位的吸气和呼气频率。例如，呼吸速率值对应于用户每分钟完成的呼吸次数。

例如，图6图示了根据本文描述的一些示例实施例从示例压强传感器部件接收的示例气压指示的示例图。具体而言，示例图图示了用户吸气和呼气时的示例气压变化。

如图6所示，当用户吸气时，气压减小，如气压指示的减小气压值所反映的。当用户呼气时，气压增大，这气压指示的增大气压值所反映的。如上所述，多个气压值中的每一个对应于指示何时检测到气压的时间码。照此，通过基于其对应的时间码（X轴）绘制气压值（Y轴），控制器部件可以生成如图6中所示的绘制线，其反映对应于用户的呼吸模式指示的气压变化波形。在一些实施例中，呼吸模式指示的呼吸深度值可对应于气压变化波形的幅度，并且呼吸速率值可对应于气压变化波形的频率。

返回参考图4，在步骤/操作406之后和/或响应于步骤/操作406，示例方法400前进到步骤/操作408。在步骤/操作408，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以确定正向旋转速度值。

在一些实施例中，正向旋转速度值是将示例呼吸保护设备的一个或多个风扇部件设置为在正向旋转模式（例如，将空气从示例呼吸保护设备外部汲取到示例呼吸保护设备内部）下操作的速度的值。在一些实施例中，控制器部件可基于呼吸模式指示的呼吸深度值来确定至少一个风扇部件的正向旋转速度值。

如上所述，呼吸深度值对应于用户在呼吸中吸气和/或呼气的空气量。如果呼吸深度值增大（例如，用户吸气/呼气的空气较多），则可增大正向旋转速度值，使得较多空气可从示例呼吸保护设备外部汲取到示例呼吸保护设备内部。如果呼吸深度值减小（例如，用户吸气/呼气的空气较少），则可减小正向旋转速度值，使得从示例呼吸保护设备外部汲取较少空气到示例呼吸保护设备内部。照此，本公开的各种实施例可以在穿戴示例呼吸保护设备时改进用户体验。

返回参考图4，在步骤/操作408之后和/或响应于步骤/操作408，示例方法400前进到步骤/操作410。在步骤/操作410，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以确定正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

在一些实施例中，控制器部件可以基于呼吸模式指示的正向旋转速度值和呼吸速率值来确定至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

在本公开中，术语“正向旋转开始信号传输时间点”是指控制器部件向示例呼吸保护设备的一个或多个风扇部件传输正向旋转开始信号使得一个或多个风扇部件可以开始正向旋转的时间。在一些实施例中，正向旋转开始信号包括在步骤/操作408处确定的正向旋转速度值。

在一些实施例中，风扇部件可在其空闲（例如，当其旋转速度为零）或在反向旋转模式下运行时接收正向旋转开始信号。照此，在正向旋转开始信号传输时间和风扇部件达到正向旋转速度值的时间之间存在时间延迟。在一些示例中，控制器部件可以确定用户何时开始吸气（例如，基于呼吸速率值），并且可以在用户开始吸气的时间之前设置正向旋转开始信号传输时间点，以便避免时间延迟。在这样的示例中，当用户开始吸气时，风扇部件可以在与正向旋转速度值相对应的速度操作。

在本公开中，术语“正向旋转停止信号传输时间点”是指控制器部件向示例呼吸保护设备的一个或多个风扇部件传输正向旋转停止信号使得一个或多个风扇部件可以停止正向旋转的时间。在一些实施例中，风扇部件可在其运行时（例如，当其处于正向旋转速度时）接收正向旋转停止信号。照此，在正向旋转停止信号传输时间和风扇部件停止运行的时间之间存在时间延迟。在一些示例中，控制器部件可以确定用户何时完成吸气和开始呼气（例如，基于呼吸速率值），并且可以在用户开始呼气的时间之前设置正向旋转停止信号传输时间点，以便避免时间延迟。在此类示例中，当用户开始呼气时，风扇部件为空闲（即未运行）。

返回参考图4，在步骤/操作410之后和/或响应于步骤/操作410，示例方法400前进到步骤/操作412并结束。

现在参考图5，图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定呼吸深度值的示例方法500。

在图5中，示例方法500在步骤/操作501开始。在一些实施例中，在步骤/操作501之后和/或响应于步骤/操作501，示例方法500前进到步骤/操作503。在步骤/操作503，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以确定多个峰气压值和多个谷气压值。

在本公开中，术语“峰气压值”是指大于在紧接该气压值之前检测到的较早气压值且大于紧接该气压值之后检测到的较晚气压值的气压值。如上所述，气压随着用户呼气而增大，并且峰气压值对应于用户完成呼气并开始吸气时（例如，吸气开始时间点）的气压。

在本公开中，术语“谷气压值”是指小于在紧接该气压值之前测量的较早气压值且小于紧接该气压值之后测量的较晚气压值的气压值。如上所述，气压随着用户吸气而降低，并且谷气压值对应于用户完成吸气并开始呼气时（例如呼气开始时间点）的气压。

在一些实施例中，控制器部件可以基于多个气压值和时间序列数据来确定多个峰气压值和多个谷气压值。例如，如图6所示，气压指示基于其相应的时间码绘制，并且控制器部件可以将每个气压值与其较早气压值和其较晚气压值进行比较，以确定峰气压值和谷气压值。在图6所示的示例中，控制器部件可以将气压值602、气压值604、气压值606和气压值608确定为峰气压值，并且可以将气压值601、气压值603、气压值605和气压值607确定为谷气压值。

返回参考图5，在步骤/操作503之后和/或响应于步骤/操作503，示例方法500前进到步骤/操作505。在步骤/操作505处，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于多个峰气压值和多个谷气压值来计算多个峰谷高度值。

在本公开中，术语“峰谷高度值”是指相邻峰气压值和相邻谷气压值之间的差值。如上所述，峰气压值对应于用户完成呼气时的气压，并且谷气压值对应于用户完成吸气时的气压。照此，峰谷高度值对应于从用户吸气到用户呼气的压力变化，这继而对应于来自用户的呼吸中的空气量。

现在参考图6，控制器部件可以计算气压值601和气压值602之间的峰谷高度值，可以计算气压值603和气压值604之间的峰谷高度值，可以计算气压值605和气压值606之间的峰谷高度值，并且可以计算气压值607和气压值608之间的峰谷高度值。

返回参考图5，在步骤/操作505之后和/或响应于步骤/操作505，示例方法500前进到步骤/操作507。在步骤/操作507，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以从多个峰谷高度值确定最大峰谷高度值。

如上所述，多个峰谷高度值中的每一个对应于一次呼吸中的空气量，并且最大峰谷高度值可指示在压强传感器部件感测气压的时间期间用户一次呼吸中的最高空气量。

例如，现在参考图6，气压值602和气压值601之间的峰谷高度值可以对应于用户第一次呼吸中的空气量。气压值603和气压值604之间的峰谷高度值可对应于用户第二次呼吸中的空气量。气压值605和气压值606之间的峰谷高度值可对应于用户第三次呼吸中的空气量。气压值607和气压值608之间的峰谷高度值可对应于用户第四次呼吸中的空气量。在图6所示的示例中，控制器部件可以确定气压值607和气压值608之间的峰谷高度值是最大峰谷高度值。

返回参考图5，在步骤/操作507之后和/或响应于步骤/操作507，示例方法500前进到步骤/操作509。在步骤/操作509，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于最大峰谷高度值来设置呼吸深度值。

例如，控制器部件可以将呼吸深度值设置为等于最大峰谷高度值。照此，控制器部件可以基于来自压强传感器部件的气压指示来确定呼吸深度值。

返回参考图5，在步骤/操作509之后和/或响应于步骤/操作509，示例方法500前进到步骤/操作511并结束。

现在参考图7，图示了根据本文描述的一些示例实施例的为示例风扇部件设置示例正向旋转速度值的示例方法700。

在图7中，示例方法700在步骤/操作701开始。在一些实施例中，在步骤/操作701之后和/或响应于步骤/操作701，示例方法700前进到步骤/操作703。在步骤/操作703，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以将呼吸深度值与前一呼吸深度值进行比较。

在一些实施例中，压强传感器部件可连续测量气压值，并可根据上述各种示例，至少部分基于气压值连续计算呼吸模式指示的呼吸深度值。在一些实施例中，基于在检测到当前气压值时的当前时间点之前的前一时间点检测到的前一气压值计算前一呼吸深度值。在一些实施例中，基于当前气压值计算呼吸深度值。

在一些实施例中，前一呼吸深度值和至少一个风扇部件的前一正向旋转速度值相关联。例如，前一正向旋转速度值指示至少一个风扇部件在前一时间点的正向旋转速度。在一些实施例中，前一正向旋转速度值是至少一个风扇部件的默认速度值。

在一些实施例中，控制器部件可以将呼吸深度值与前一呼吸深度值进行比较，并且可以确定呼吸深度值是从前一呼吸深度值增大还是减小。

例如，当穿戴示例呼吸保护设备的用户站起来并开始跑步时，呼吸深度值可能会增大，因为用户在每次呼吸中可能需要更多的空气。当穿戴示例呼吸保护设备的用户停止跑步并开始坐下时，呼吸深度值可能会减小，因为用户每次呼吸可能需要更少的空气。

返回参考图7，如果在步骤/操作703，控制器部件确定呼吸深度值从前一呼吸深度值增大，则示例方法700前进到步骤/操作705。在步骤/操作705，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于从呼吸深度值减去前一呼吸深度值来计算呼吸深度增大值。

例如，呼吸深度值可以是300，并且前一呼吸深度值可以是100。在该示例中，控制器部件确定呼吸深度值从前一呼吸深度值增大，可以通过从300中减去100来计算呼吸深度增大值，并且可以确定呼吸深度增大值为200。

返回参考图7，在步骤/操作705之后和/或响应于步骤/操作705，示例方法700前进到步骤/操作707。在步骤/操作707，处理电路（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于呼吸深度增大值来确定正向旋转速度增大值。

如上所述，呼吸深度值的增大指示用户正在呼吸更多的空气，并因此控制器部件可以增大风扇部件的正向旋转速度，使得更多的空气可以汲取到呼吸保护设备（例如面罩部件）中。在一些实施例中，正向旋转速度的增大（如正向旋转速度增大值所反映的）与呼吸深度的增大（如呼吸深度增大值所反映的）成比例。

例如，控制器部件可将正向旋转速度增大值乘以预定增大单位值，以确定正向旋转速度增大值。另外或可替换地，可以向控制器部件提供一个或多个预定正向旋转速度增大值。每个预定正向旋转速度增大值可与呼吸深度增大值的范围相关联，并且控制器部件可确定呼吸深度增大值落在其中的呼吸深度增大值的范围，并且可以选择与呼吸深度增大值的范围相对应的预定正向旋转速度增大值作为正向旋转速度增大值。

从上述示例继续，控制器部件可将呼吸深度增大值200乘以示例预定增大单位值0.1，以确定正向旋转速度增大值为20 RPM。

返回参考图7，在步骤/操作707之后和/或响应于步骤/操作707，示例方法700前进到步骤/操作709。在步骤/操作709，处理电路（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于将正向旋转速度增大值与前一正向旋转速度值相加来设置正向旋转速度值。

从上述示例继续，前一正向旋转速度值可能为200 RPM，并且正向旋转速度增大值为20 RPM。在此示例中，控制器部件可将正向旋转速度值设置为220 RPM。

如上述示例中所示，响应于确定呼吸深度值的增大，控制器部件可增大正向旋转速度，使得更多空气可汲取到示例呼吸保护设备中。

返回参考图7，在步骤/操作709之后和/或响应于步骤/操作709，示例方法700前进到步骤/操作711并结束。

如果在步骤/操作703，控制器部件确定呼吸深度值从前一呼吸深度值减小，则示例方法700前进到步骤/操作713。在步骤/操作713，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于从前一呼吸深度值减去呼吸深度值来计算呼吸深度减小值。

例如，呼吸深度值可以是100，并且前一呼吸深度值可以是300。在该示例中，控制器部件确定呼吸深度值从前一呼吸深度值减小，可以通过从300中减去100来计算呼吸深度减小值，并且可以确定呼吸深度减小值为200。

返回参考图7，在步骤/操作713之后和/或响应于步骤/操作713，示例方法700前进到步骤/操作715。在步骤/操作715，处理电路（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于呼吸深度减小值来确定正向旋转速度减小值。

如上所述，呼吸深度值的减小指示用户正呼吸更少的空气，并因此控制器部件可以减小风扇部件的正向旋转速度，使得更少空气汲取到呼吸保护设备（例如，面罩部件）中，并且风扇部件可以消耗更少的功率并且更安静。在一些实施例中，正向旋转速度的减小（如正向旋转速度减小值所反映的）与呼吸深度值的减小（如呼吸深度减小值所反映的）成比例。

例如，控制器部件可以将正向旋转速度减小值乘以预定减小单位值，以确定正向旋转速度减小值。另外或可替换地，可以向控制器部件提供一个或多个预定正向旋转速度减小值。每个预定正向旋转速度减小值可与呼吸深度减小值的范围相关联，并且控制器部件可确定呼吸深度减小值落在其中的呼吸深度减小值的范围，并且可以选择与呼吸深度减小值的范围相对应的预定正向旋转速度减小值作为正向旋转速度减小值。

从上面的示例继续，控制器部件可以将呼吸深度减小值200乘以示例预定减小单位值0.1，以确定正向旋转速度减小值为20 RPM。

返回参考图7，在步骤/操作715之后和/或响应于步骤/操作715，示例方法700前进到步骤/操作717。在步骤/操作717，处理电路（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于从前一正向旋转速度值减去正向旋转速度减小值来设置正向旋转速度值。

从上面的示例继续，前一正向旋转速度值可能为200 RPM，并且正向旋转速度减小值为20 RPM。在此示例中，控制器部件可将正向旋转速度值设置为180 RPM。

如上述示例中所示，响应于确定呼吸深度值的减小，控制器部件可减小正向旋转速度，使得更少的空气汲取到示例呼吸保护设备中。

返回参考图7，在步骤/操作717之后和/或响应于步骤/操作717，示例方法700前进到步骤/操作711并结束。

尽管上面的描述提供了设置正向旋转速度值的示例，但应注意，本公开的范围不限于上面的描述。

例如，风扇部件可以是为旋转速度提供不同的预定设置的步进式风扇。在这样的示例中，控制器部件可以将呼吸深度值的范围分配给旋转速度的每个预定设置。如果呼吸深度值落在呼吸深度值的范围内，则控制器部件可确定与呼吸深度值的范围相对应的旋转速度的预定设置，并基于预定设置而设置至少一个风扇部件的正向旋转速度值。另外或可替换地，控制器部件可以将呼吸深度值乘以预定速度单位值，以确定正向旋转速度值。

现在参考图8，图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定示例风扇部件的示例正向旋转开始信号传输时间点的示例方法800。如上所述，正向旋转开始信号传输时间点是指控制器部件向示例呼吸保护设备的一个或多个风扇部件传输正向旋转开始信号的时间。

在图8中，示例方法800在步骤/操作802开始。在一些实施例中，在步骤/操作802之后和/或响应于步骤/操作802，示例方法800前进到步骤/操作804。在步骤/操作804，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于正向旋转速度值来计算正向旋转加速调整时间段。

在一些实施例中，可根据本文所述的各种示例（包括但不限于至少上述图3至图7）计算正向旋转速度值。

在一些实施例中，正向旋转开始信号包括至少一个风扇部件开始正向旋转直到达到与正向旋转速度值对应的速度的电子指令。如上所述，在至少一个风扇部件接收到正向旋转开始信号和风扇部件以正向旋转速度值操作之间可能存在时间延迟。例如，风扇部件可能在其空闲时（例如，当其旋转速度为零时）接收到正向旋转开始信号，并且可能需要时间来加速。

在本公开中，术语“正向旋转加速调整时间段”是风扇部件从当前速度（例如，零速度或反向旋转速度）加速到正向旋转速度值指示的正向旋转速度的时间段。在一些实施例中，可至少部分地基于正向旋转速度值来计算正向旋转加速调整时间段。

例如，风扇部件可以是为正向旋转速度提供不同的预定设置的步进式风扇，并且每个预定正向旋转速度可以对应于预定正向旋转加速调整时间段。在这样的示例中，控制器部件可以选择与由正向旋转速度值指示的预定正向旋转速度相对应的预定正向旋转加速调整时间段，并且可以将正向旋转加速调整时间段设置为预定正向旋转加速调整时间段。

另外或可替换地，风扇部件可以是提供连续正向旋转速度调整的无级风扇。在这样的示例中，控制器部件可以基于将正向旋转速度值除以风扇部件的加速度来确定正向旋转加速调整时间段。例如，如果正向旋转速度值指示200 RPM的速度，并且风扇部件的加速率为2 RPM每毫秒（例如，风扇部件每毫秒将旋转速度增大2 RPM），则控制器部件可确定正向旋转加速调整时间段为100毫秒。

返回参考图8，在步骤/操作804之后和/或响应于步骤/操作804，示例方法800前进到步骤/操作806。在步骤/操作806，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于多个气压指示来确定吸气开始时间点。

如上所述，气压随着用户呼气而增大，并且峰气压值对应于用户完成呼气并开始吸气时（例如，吸气开始时间点）的气压。此外，控制器部件可以至少部分地基于多个气压指示来计算呼吸速率值。在一些实施例中，控制器部件可至少部分地基于呼吸速率值来确定吸气开始时间点。

例如，控制器部件可确定用户每3秒完成一次呼吸，并可确定用户在时间T₀开始吸气。在这样的示例中，控制器部件可以确定下一个吸气开始时间点在T₀+3秒处。

现在参考图10，示例呼吸流图1000A图示了示例吸气开始时间点1002A和下一示例吸气开始时间点1006A。在一些实施例中，控制器部件可基于示例吸气开始时间点1002A和呼吸速率（例如，用户每2到3秒完成一次呼吸）确定下一示例吸气开始时间点1006A。

返回参考图8，在步骤/操作806之后和/或响应于步骤/操作806，示例方法800前进到步骤/操作808。在步骤/操作808，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于吸气开始时间点和正向旋转加速调整时间段来设置正向旋转开始信号传输时间点。

在一些实施例中，控制器部件可至少通过在步骤/操作804处计算的正向旋转加速调整时间段将正向旋转开始信号传输时间点设置为在步骤/操作806处确定的吸气开始时间点之前的时间点。

例如，现在参考图10，示例风扇速度图1000B图示了吸气开始时间点1002B和正向旋转加速调整时间段Δt。在这样的示例中，控制器部件可通过正向旋转加速调整时间段Δt将正向旋转开始信号传输时间点设置在吸气开始时间点1002B之前的时间点1001B处。例如，正向旋转开始信号传输时间点可基于从吸气开始时间点1002B减去正向旋转速度加速调整时间段Δt来计算。在一些实施例中，控制器部件甚至可以将正向旋转开始信号传输时间点设置在时间点1001B之前。

返回参考图8，在步骤/操作808之后和/或响应于步骤/操作808，示例方法800前进到步骤/操作810。在步骤/操作810，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以在正向旋转开始信号传输时间点向至少一个风扇部件传输正向旋转开始信号。

在一些实施例中，正向旋转开始信号可包括正向旋转速度值。参考图10，控制器部件可以在正向旋转开始信号传输时间点（例如，在时间点1001B）将包括正向旋转速度值的正向旋转开始信号传输到至少一个风扇部件。在正向旋转加速调整时间段Δt期间，至少一个风扇部件加速。当用户在吸气开始时间点1002A开始吸气时，至少一个风扇部件以与正向旋转速度值对应的速度运行。作为另一示例，控制器部件可以在示例吸气开始时间点1006B之前的正向旋转开始信号传输时间点1005B将包括正向旋转速度值的正向旋转开始信号传输到至少一个风扇部件。

返回参考图8，在步骤/操作810之后和/或响应于步骤/操作810，示例方法800前进到步骤/操作812并结束。

现在参考图9，图示了根据本文描述的一些示例实施例的确定示例风扇部件的示例正向旋转停止信号传输时间点的示例方法900。如上所述，正向旋转停止信号传输时间点是指控制器部件向示例呼吸保护设备的一个或多个风扇部件传输正向旋转停止信号的时间。

在图9中，示例方法900在步骤/操作901开始。在一些实施例中，在步骤/操作901之后和/或响应于步骤/操作901，示例方法900前进到步骤/操作903。在步骤/操作903，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于正向旋转速度值来计算正向旋转减速调整时间段。

在一些实施例中，可根据本文所述的各种示例（包括但不限于至少上述图3至图7）计算正向旋转速度值。

在一些实施例中，正向旋转停止信号包括至少一个风扇部件停止旋转的电子指令。如上所述，在至少一个风扇部件接收到正向旋转停止信号和风扇部件完全停止旋转之间可能存在时间延迟。例如，风扇部件可能在其运行时接收到正向旋转停止信号，并且可能需要时间来减速。

在本公开中，术语“正向旋转减速调整时间段”是风扇部件从当前速度（例如，正向旋转速度或反向旋转速度）减速至零速度的时间段。在一些实施例中，正向旋转减速调整时间段可以至少部分地基于正向旋转速度值来计算。

例如，风扇部件可以是步进式风扇，其为正向旋转速度提供不同的预定设置，并且每个预定正向旋转速度可以对应于预定正向旋转减速调整时间段。在这样的示例中，控制器部件可以选择与由正向旋转速度值指示的预定正向旋转速度相对应的预定正向旋转速度减速调整时间段，并且可以将正向旋转减速调整时间段设置为预定正向旋转减速调整时间段。

另外或可替换地，风扇部件可以是提供正向旋转速度连续调整的无级风扇。在这样的示例中，控制器部件可以基于将正向旋转速度值除以风扇部件的减速率来确定正向旋转减速调整时间段。例如，如果正向旋转速度值指示200 RPM的速度，并且风扇部件的减速率为2 RPM每毫秒（例如，风扇部件每毫秒将旋转速度减小2 RPM），则控制器部件可确定正向旋转减速调整时间段为100毫秒。

返回参考图9，在步骤/操作903之后和/或响应于步骤/操作903，示例方法900前进到步骤/操作905。在步骤/操作905，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以至少部分地基于多个气压指示来确定呼气开始时间点。

如上所述，气压随着用户吸气而降低，并且谷气压值对应于用户完成吸气并开始呼气时（例如呼气开始时间点）的气压。此外，控制器部件可以至少部分地基于多个气压指示来计算呼吸速率值。在一些实施例中，控制器部件可至少部分地基于呼吸速率值来确定呼气开始时间点。

例如，控制器部件可以确定用户每3秒完成一次呼吸，并且可以确定用户在时间T₀开始呼气。在这样的示例中，控制器部件可以确定下一呼气开始时间点在T₀+3秒处。

现在参考图10，示例呼吸流图1000A图示了示例呼气开始时间点1004A。

返回参考图9，在步骤/操作905之后和/或响应于步骤/操作905，示例方法900前进到步骤/操作907。在步骤/操作907，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以基于呼气开始时间点和正向旋转减速调整时间段来设置正向旋转停止信号传输时间点。

在一些实施例中，控制器部件可至少通过在步骤/操作903处计算的正向旋转减速调整时间段将正向旋转停止信号传输时间点设置为在步骤/操作905处确定的呼气开始时间点之前的时间点。

例如，现在参考图10，示例风扇转速图1000B图示了呼气开始时间点1004B和正向旋转减速调整时间段Δt’。在这样的示例中，控制器部件可通过正向旋转减速调整时间段Δt’将正向旋转停止信号传输时间点设置在呼气开始时间点1004B之前的时间点1003B处。例如，正向旋转停止信号传输时间点可以基于从呼气开始时间点1004B减去正向旋转减速调整时间段Δt’来计算。在一些实施例中，控制器部件甚至可以将正向旋转停止信号传输时间点设置在时间点1003B之前。

返回参考图9，在步骤/操作907之后和/或响应于步骤/操作907，示例方法900前进到步骤/操作909。在步骤/操作909，控制器部件（诸如但不限于，上面结合图3描述的示例呼吸保护设备300的控制器部件301）可以在正向旋转停止信号传输时间点向至少一个风扇部件传输正向旋转停止信号。

在一些实施例中，正向旋转停止信号可包括使至少一个风扇部件停止旋转的电子指令。参考图10，控制器部件可以在正向旋转停止信号传输时间点（例如，时间点1003B）处将正向旋转停止信号传输到至少一个风扇部件。在正向旋转减速调整时间段Δt’期间，至少一个风扇部件减速。当用户在呼气开始时间点1004B开始呼气时，至少一个风扇部件已完全停止。

返回参考图9，在步骤/操作909之后和/或响应于步骤/操作909，示例方法900前进到步骤/操作911并结束。

应当理解，本公开不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定术语，但除非另有描述，它们仅在一般和描述性意义上使用，并且不用于限制目的。

Claims (10)

1.一种呼吸保护设备，包括：

压强传感器部件，被设置在所述呼吸保护设备的内表面上；

至少一个风扇部件，被定位为邻近于所述呼吸保护设备的吸气过滤部件；以及

控制器部件，与所述压强传感器部件和所述至少一个风扇部件电子通信，其中所述控制器部件被配置成：

从所述压强传感器部件接收多个气压指示，其中所述多个气压指示包括多个气压值；

基于所述多个气压指示来计算呼吸模式指示，其中所述呼吸模式指示包括呼吸深度值和呼吸速率值；

基于所述呼吸模式指示的呼吸深度值来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转速度值；以及

基于所述正向旋转速度值和所述呼吸模式指示的呼吸速率值，来确定针对所述至少一个风扇部件的正向旋转开始信号传输时间点和正向旋转停止信号传输时间点。

2.如权利要求1所述的呼吸保护设备，其中所述多个气压值对应于时间序列数据。

3.如权利要求2所述的呼吸保护设备，其中所述控制器部件被配置成：

基于所述多个气压值和所述时间序列数据来确定多个峰气压值和多个谷气压值；

基于所述多个峰气压值和所述多个谷气压值来计算多个峰谷高度值；

确定来自所述多个峰谷高度值的最大峰谷高度值；以及

至少部分地基于所述最大峰谷高度值来设置所述呼吸深度值。

4.如权利要求3所述的呼吸保护设备，其中当基于所述呼吸深度值来确定正向旋转速度值时，所述控制器部件被配置成：

将所述呼吸深度值与前一呼吸深度值进行比较，其中所述前一呼吸深度值与所述至少一个风扇部件的前一正向旋转速度值相关联。

5.如权利要求4所述的呼吸保护设备，其中所述控制器部件被配置成：

确定所述呼吸深度值从所述前一呼吸深度值增大；

基于从所述呼吸深度值减去所述前一呼吸深度值来计算呼吸深度增大值；

至少部分地基于所述呼吸深度增大值来确定正向旋转速度增大值；以及

至少部分地基于将所述正向旋转速度增大值与所述前一正向旋转速度值相加来设置所述正向旋转速度值。

6.如权利要求4所述的呼吸保护设备，其中所述控制器部件被配置成：

确定所述呼吸深度值从所述前一呼吸深度值减小；

基于从所述前一呼吸深度值减去所述呼吸深度值来计算呼吸深度减小值；

至少部分地基于所述呼吸深度减小值来确定正向旋转速度减小值；以及

至少部分地基于从所述前一正向旋转速度值减去所述正向旋转速度减小值来设置所述正向旋转速度值。

7.如权利要求1所述的呼吸保护设备，其中当确定所述正向旋转开始信号传输时间点时，所述控制器部件被配置成：

至少部分地基于所述正向旋转速度值来计算正向旋转加速调整时间段；

至少部分地基于所述多个气压指示来确定吸气开始时间点；以及

基于所述吸气开始时间点和所述正向旋转加速调整时间段来设置所述正向旋转开始信号传输时间点。

8.如权利要求7所述的呼吸保护设备，其中所述控制器部件被配置成：

在所述正向旋转开始信号传输时间点处将正向旋转开始信号传输到所述至少一个风扇部件。

9.如权利要求1所述的呼吸保护设备，其中当确定所述正向旋转停止信号传输时间点时，所述控制器部件被配置成：

至少部分地基于所述正向旋转速度值来计算正向旋转减速调整时间段；

至少部分地基于所述多个气压指示来确定呼气开始时间点；以及

基于所述呼气开始时间点和所述正向旋转减速调整时间段来设置所述正向旋转停止信号传输时间点。

10.如权利要求9所述的呼吸保护设备，其中所述控制器部件被配置成：

在所述正向旋转停止信号传输时间点处将正向旋转停止信号传输到所述至少一个风扇部件。

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