CN205886100U - 阻力呼吸装置 - Google Patents

Abstract

一种阻力呼吸装置，包括面罩，该面罩具有周界以及贯穿其延伸的中央开孔，且该面罩适于覆盖用户的口部和鼻部以便所述周界与用户的面部形成气密密封。外层覆盖该面罩并且包括用于将面罩固定在用户面部的一对条带。插板设置于所述面罩的中央开孔内且具有贯穿其延伸的入孔。中央插入物覆盖该插板，具有贯穿其延伸的空气入孔，并且可在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，空气入孔的第一部分与所述插板的空气入孔重叠，在所述第二位置，空气入孔的更大的第二部分与所述插板的空气入孔重叠。

Description

阻力呼吸装置

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2016年3月22日提交的共同拥有且尚待审决的美国专利申请序列号15/077,567的权益，该专利申请的标题为“阻力呼吸装置(RESISTANCE BREATHINGDEVICE)”，其整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本实用新型涉及可穿戴式呼吸装置。更具体地，本实用新型涉及可穿戴式呼吸装置，其提供针对空气吸入的阻力。

背景技术

为身体健康或运动比赛进行训练的个人可能希望提高他们的心血管系统的效率，以改善健康和提高耐力。更具体地，个人可能希望在限制他们吸入空气和氧气的能力的同时，通过训练或锻练活动来调节他们的心血管系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种呼吸装置，当该装置被穿戴者佩戴时，其为穿戴者的空气吸入提供阻力，允许穿戴者自定义此种阻力的等级，并且允许空气无阻地被呼出。

在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括：面罩、外层、插板、中央插入物、和排气阀组件。该面罩具有内表面、与该内表面相对的外表面、穿过面罩从该外表面延伸至该内表面的开孔(aperture)、以及周界。该面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便该周界与该用户的面部并且在该用户口部和鼻部周围形成气密密封，并且该面罩在该面 罩的内表面和该用户的面部之间定义出内部区域。该外层覆盖该面罩并且具有一对条带，该一对条带具有用于将该面罩固定至该用户的面部的彼此啮合的端部。该插板具有内表面、与该插板的该内表面相对的外表面、以及贯穿该插板延伸的至少一个入孔(inlet aperture)。该插板被设置于该面罩的该开孔内。该面罩的该开孔在该插板周围形成气密密封。该中央插入物具有内表面、与该中央插入物的该内表面相对的外表面、以及贯穿该中央插入物延伸的至少一个入孔。该中央插入物覆盖该插板，使得该中央插入物的该内表面面向该插板的该外表面，并且使得该中央插入物的所述至少一个入孔的至少一部分覆盖该插板的该至少一个入孔。该中央插入物相对于该插板在至少第一位置和第二位置之间可移动。当该中央插入物位于该第一位置，该中央插物的该至少一个入孔的第一部分覆盖该插板的该至少一个入孔。当该中央插入物位于该第二位置时，该中央插入物的该至少一个入孔的第二部分覆盖该插板的该至少一个入孔。该中央插入物的该至少一个入孔的该第二部分的尺寸大于该中央插入物的该至少一个入孔的该第一部分。该排气阀组件适于阻止空气从外部环境穿过其进入该面罩的该内部区域，并且适于允许空气从该内部区域穿过其进入该外部环境。

在一个实施方式中，该中央插入物可绕旋转轴相对于插板进行转动。在一个实施方式中，该入口板的该至少一个入孔和该中央插入物的该至少一个入孔周向地排列于旋转轴周围。在一个实施方式中，该插板包括中央开孔。该中央插入物包括覆盖该插板的中央开孔且具有与该插板的中央开孔互补轮廓的中央开孔、延伸跨越该中央插入物的中央开孔的偏置元件、以及从该插板向外由该偏置元件的中心延伸出的杆(stem)。在一个实施方式中，该排气阀组件包括该插板的该中央开孔、该中央插入物的中央开孔、和挠性膜，该挠性膜具有第一面、与第一面相对的第二面、与中央插入物的中央开孔互补的轮廓、由该第一面延伸的柱(post)、以及延伸贯穿该柱和该第一和第二面的中央洞(central hole)，该挠性膜被置于与该中央插入物相邻，以 使得所述中央插入物的杆被置于该挠性膜的该中央洞内并且该挠性膜的该第二面邻靠(abut)该中央插入物的该偏置元件。

在一个实施方式中，该阻力呼吸装置还包括面板，该面板具有内表面、以及与该面板的内表面相对的外表面。.该面板覆盖该中央插入物并且经定向以便该面板的该内表面面对该中央插入物。在一个实施方式中，该面板包括贯穿其延伸的多个槽。在一个实施方式中，该多个槽的每一个的尺寸、形状和位置经设计以允许空气从其中穿过。在一个实施方式中，该面板通过至少一个卡扣(clip)被固定在该插板上。在一个实施方式中，该面板包括从该面板的内表面延伸出的保持器，该保持器的尺寸、形状和位置经设计以邻靠该中央插入物的该杆。

在一个实施方式中，该中央插入物包括方便于中央插入物在该第一位置和该第二位置之间的运动的手柄(handle)。在一个实施方式中，该手柄朝径向远离该旋转轴的方向延伸。隆起部沿该手柄面对该中央插入物的该内表面的一面延伸。多个凹槽形成于该插板上。该隆起部和该多个凹槽中的每一个的尺寸、形状和位置经设计为互补的方式，以便当该中央插入物位于该第一位置时，该手柄的隆起部被置于该多个凹槽中的第一个内，及以便当该中央插入物位于该第二位置时，该手柄的隆起部被置于该多个凹槽中的第二个内。在一个实施方式中，该手柄包括握柄(grip)。

在一个实施方式中，该插板的该至少一个入孔包括三个入孔，并且该中央插入物的该至少一个入孔包括三个入孔。在一个实施方式中，该面罩和该插板是整体成型的。在一个实施方式中，该面罩包覆成型(overmolded)在该插板上。在一个实施方式中，该面罩由包括以下中的至少一种的材料制成：橡胶、热塑性弹性体、硅酮、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯。在一个实施方式中，该插板和该中央插入物各自由包括以下中的至少一种的材料制成：聚碳酸酯塑料、聚丙烯塑料和尼龙塑料。在一个实施方式中，该外层包括织物材料。在一个实施方式中，该织物材料包括弹性材料。

本实用新型的阻力呼吸装置相对于现有技术的阻力呼吸装置的 优点在于，本实用新型的阻力呼吸装置的中央插入物可以由穿戴者在佩戴该装置时选择性地定位，来允许穿戴者设置由本实用新型的阻力呼吸装置提供的吸入空气的阻力，同时本实用新型的阻力呼吸装置的排气阀组件允许空气被穿戴者无阻地呼出。

附图说明

参考结合附图对示例性实施方式所作的以下详细描述，其中：

图1为根据本实用新型示例性实施方式的阻力呼吸装置的前正视图，所述装置由用户穿戴而示出；

图2为图1中示出的阻力呼吸装置的前透视图，但是所述装置由用户摘下而示出；

图3为图2中示出的阻力呼吸装置的后透视图；

图4A为图2中示出的阻力呼吸装置的选定元件的分解前透视图；

图4B为图4A中示出的元件的分解后透视图；

图5A是图4A中示出的部分元件装配后的前正视图，所述元件以第一方式配置；和

图5B是图5A中示出的元件的前正视图，所述元件以第二方式配置。

具体实施方式

图1-5B示出了示例性的阻力呼吸装置10(下文中称为“装置10”)。在一个实施方式中，装置10包括覆盖中置的、不透气的面罩14的外层12。在一个实施方式中，该面罩14的尺寸、形状经设计并且适于覆盖用户的鼻部和口部。在一个实施方式中，该面罩14包括适于与用户的面部形成气密密封的周界16(如图3所示)。在一个实施方式中，面罩14由橡胶制成。在另一实施方式中，面罩14由热塑性弹性体(“TPE”)制成。在另一实施方式中，面罩14由硅酮制成。在另一实施方式中，面罩14由苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(“SEPS”)制成。在另一实施方式中，面罩14由苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚 物(“SEBS”)制成。在另一实施方式中，面罩14由经选择以便周界16提供与用户面部的气密密封的本领域已知的其它合适材料制成。

现在参见图2和图3，在一个实施方式中，面罩14包括内表面18和外表面20，面罩14的大部分由外层12覆盖。现在参见图4，在一个实施方式中，面罩14包括从内表面18延伸至外表面20的开孔22。在一个实施方式中，开孔22由唇边24环绕。在一个实施方式中，唇边24包括在其中形成且在绕其全部延伸的凹槽26。

现在参见图4A和图4B，在一个实施方式中，装置10包括插板30，其具有内表面32、外表面34以及环绕内表面32和外表面34整个周界的周界表面36。在一个实施方式中，插板30具有类似于圆形的三角形的轮廓。在一个实施方式中，插板30具有类似于覆盖人的鼻部和口部的区域的轮廓。在一个实施方式中，周界表面36适于与面罩14的唇边24啮合，从而将插板30保持在其中。在一个实施方式中，环形凸起38从插板30的外表面34延伸出。在一个实施方式中，环形凸起38可以为截头圆锥形(即，可以大体为截顶圆锥体的形状)。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，中央板40延伸跨越环形凸起38。在一个实施方式中，中央板40大致为圆形。中央板40具有内表面42和外表面44。在一个实施方式中，中央开孔46穿过中央板40从外表面42到内表面44。在一个实施方式中，中央开孔46大致为圆形。在一个实施方式中，环形凸起48从中央板40的内表面42延伸出并环绕中央开孔46。在一个实施方式中，进气口50,52,54穿过中央板40从外表面42到内表面44。在一个实施方式中，进气口50,52,54围绕中央开孔46周向排列且均匀地间隔开。在一个实施方式中，截口(truncation)56形成于环形凸起38内。在一个实施方式中，隆起部58形成于截口56内并且在隆起部58之间形成凹处60。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，槽62,64,66接近周界表面36贯穿插板30从内表面32延伸到外表面34。在一个实施方式中，一阵列洞68形成于插板30中，其中的每一个都接近周界表面 36从内表面34延伸贯穿插板30。每一个洞68的尺寸(例如，直径)都大致相同，并且以距周界表面36相同的距离被定位，并且洞68基本上彼此均匀地间隔开。洞68相对于槽62,64,66距离周界表面36更近。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，装置10还包括中央插入物80。在一个实施方式中，中央插入物80通常为圆片形并且具有圆形轮廓。在一个实施方式中，中央插入物80具有内表面82和与内表面82相对的外表面84。在一个实施方式中，中央开孔86形成于中央插入物80之内且将其贯穿从内表面82延伸到外表面84。在一个实施方式中，中央开孔86具有大致圆形的轮廓，其直径与插板30的中央开孔46的直径大致相似。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，偏置元件88接近中央插入物80的外表面84延伸跨越中央插入物80的中央开孔86。在一个实施方式中，杆90在垂直于外表面84向外的方向上从偏置元件88的中心92延伸出。在一个实施方式中，进气口94,96,98贯穿中央插入物80从内表面82延伸到外表面84。在一个实施方式中，进气口94,96,98围绕中央开孔86周向排列且均匀地间隔开并且尺寸和形状经设计成与插板30的进气口50,52,54大体相似。

现在参见图4B，在一个实施方式中，卡扣100,102,104,106从中央插入物80的内表面82延伸出。在一个实施方式中，卡扣100,102,104,106接近中央插入物80的中央开孔86定位且围绕中央插入物80的中央开孔86均匀地间隔开。在一个实施方式中，卡扣100,102,104,106的尺寸和形状经设计为，当中央插入物80相对于插板30定位时(使得中央插入物80的内表面82面对插板30的中央板40的外表面44，且使得中央插入物80的中央开孔86与插板30的中央开孔46对齐，以及中央插入物80和插板30朝向彼此移动直到内表面82和外表面44彼此邻靠)，卡扣100,102,104,106延伸贯穿插板30的中央开孔46且与插板30的环形凸起48以某种方式啮合，以便将中央插入物80和插板30保持于这样的邻靠位置。

现在参照图4A和图4B，在一个实施方式中，槽108,110,112,114贯穿中央插入物80从内表面82延伸到外表面84。在一个实施方式中，槽108,110,112,114的每一个都与卡扣100,102,104,106中的相应一个相邻定位。在一个实施方式中，手柄116从中央插入物80的外表面84伸出且相对于中央插入物80的大致圆形的轮廓径向地向外延伸。在一个实施方式中，握柄118以远离中央插入物80的外表面84的方向从手柄116伸出。在一个实施方式中，隆起部120以与握柄118相反的方向且朝向中央插入物80的内表面82从手柄116伸出。在一个实施方式中，隆起部120的尺寸和形状经设计以便与插板30的凹处60中的一个吻合且互补。在示范性的装置10中，存在一个手柄116来定位中央插入物80，但是在另一实施方式中，可以存在多个手柄116。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，装置10还包括挠性不透气的圆片形的膜130。在一个实施方式中，膜130具有内表面132和与内表面132相对的外表面134。在一个实施例中，膜130的轮廓与中央插入物80的中央开孔86互补。管形柱136从外表面134的中央138延伸出。中央开口140从内表面132延伸出贯穿膜130并且贯穿管形柱136。在一个实施方式中，中央开口140的尺寸和形状经设计来接纳中央插入物80的杆90，以使得膜130能够被安装在中央插入物80上。在一个实施方式中，管形柱136与膜130形成整体且通常从外表面134垂直延伸出。在另一实施方式中，管形柱136为与膜130分开的元件。在一个实施方式中，膜130由硅酮制成。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，装置10包括面板150。面板150包括外板152，外板152具有内表面154、与内表面154相对的外表面156、顶端158、底端160以及界定与插板30基本相似的轮廓的周界162。在一个实施方式中，外板152大致为平面的。在一个实施方式中，外板152为凸面的并且向远离内表面154的方向弯曲。周界板164从周界150延伸出且以第一距离远离外板152的内表面154。周界板164具有内表面166以及与内表面166相对的外表面 168。周界板164进一步包括接近底端160的缺口170，在其中周界板164以第二距离延伸远离内表面154，该第二距离小于第一距离。面板150也包括从外板152的内表面154延伸出的卡扣172,174,176。卡扣172,174,176的尺寸、形状和位置经设计为，当面板150以面板150的外板152的内表面154面对插板30的中央板40的外表面44被定位在插板30之上并且使面板150和插板30彼此接触时，卡扣172,174,176与插板30的槽62,64,66啮合，从而使得面板150和插板30保持彼此接近。

继续参见图4A和图4B，在一个实施方式中，保持器178从面板150的内表面154延伸出。在一个实施方式中，保持器178的尺寸、形状和位置经设计以便，当面板150和中央插入物80与插板30啮合时，保持器178与中央插入物80的杆90邻靠。在一个实施方式中，槽180贯穿外板152从内表面154延伸到外表面156。在一个实施方式中，槽180被定位于接近外板152的底端160。在一个实施方式中，面板150外形经设计(contoured)来为装置10提供美观的外表。在一个实施方式中，槽180的尺寸和形状经设计以便隐藏装置10的内部元件(即，插板30、中央插入物80和膜130)而不被看见。在一个实施方式中，保持器178的位置经设计以便其从内表面154上位于两槽180之间的一点延伸出。

在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150由聚碳酸酯(“PC”)塑料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150由尼龙塑料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150由聚丙烯塑料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150由经选择的以便它们能够适用本实用新型所述用途的另一种材料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150各自由彼此不同的材料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150中的至少一个由半透明材料制成。在一个实施方式中，插板30、中央插入物80和面板150中的至少一个由不透明材料制成。

返回参见图2和图3，在一个实施方式中，外层12包括远离中部184向相反方向延伸的条带180,182。在一个实施方式中，中部184包括尺寸和形状经设计能够包围面罩14且将面罩14保持在其中的开孔186，下文将参照装置10的组件做进一步的详细描述。在一个实施方式中，外层12由织物材料制成。在一个实施方式中，外层12由弹性材料制成。在一个实施方式中，外层12的尺寸可调节(例如，条带180,182的长度可调节)。在一个实施方式中，条带180,182包括相对应的端部188,190。在一个实施方式中，条带180,182的端部188,190包含相对应的钩和环紧固件192,194以使得端部188,190能够彼此固定，从而使得装置10能够被固定在用户的头部(参见图1)。在其他的实施方式中，条带180,182的端部188,190包括本领域中已知的其他固定工具，例如卡扣、压入配合按扣、纽扣或诸如此类。在一个实施方式中，条带180,182包括落座于用户耳朵周围的切口(cutout)196,198来进一步地将装置10固定在用户的脸部。

现在参见图4A-5B，描述了装置10的组件。在一个实施方式中，面罩14和插板30通过包覆成型工艺而彼此整体成形。当如此成形面罩14和插板30，插板30的周界表面36的整个边缘被设置在面罩14的唇边24的凹槽26内，且面罩14的材料延伸穿过在插板30上形成的每一个洞68。面罩14的弹性，结合上面描述的包覆成型，将插板30以气密的并且结构坚固的啮合方式保持在开孔22(以及更具体地，凹槽26)之内的是。然而，为了图示的清晰，面罩14没有在图4A-5B中示出。

继续参见图4A-5B，通过将中央插入物80的手柄116对准插板30的截口56并按压中央插入物80的卡扣100,102,104,106穿过插板30的中央开孔46，使得中央插入物80固定于插板30。当被按压进入插板30的中央开孔46时，卡扣100,102,104,106向内弯曲(例如，朝向彼此)来允许其穿过中央开孔46。一旦卡扣100,102,104,106穿过插板30的中央开孔46且中央插入物80的内表面82与插板30的中央板40的外表面44邻靠，卡扣100,102,104,106回到初始的未弯曲的 位置。在该位置，中央插入物80的手柄116置于插板30的截口56内。中央插入物80可相对于插板30绕旋转轴进行旋转，该旋转轴由中央开孔46,86的中心定义且垂直于中央开孔46,86。该旋转由手柄116在截口56两端之间的行程所限制。除此之外，中央插入物80相对于插板30的移动或旋转可受到限制。卡扣100,102,104,106保持中央插入物80和插板30彼此足够接近对齐，以便他们彼此形成气密密封。因此，空气不能够从中央插入物80的周边通过且穿过中央板40的任一开孔(即，中央开孔46和进气口50,52,54)。

继续参见图4A-5B，通过将中央插入物80的杆90插入膜130的柱136的开口140，膜130与中央插入物80啮合，以使膜130的内表面132与中央插入物80的偏置元件88邻靠。现在参见图4A和图4B，通过面板150的卡扣172,174,176的每一个与插板30的槽62,64,66的相应一个啮合，使得面板150与插板30啮合。当面板150如此定位时，面板150的保持器178与中央插入物80的杆90邻靠，从而防止膜130沿杆90滑动运动，并且保持膜130的内表面132处于与中央插入物80的偏置元件88邻靠的位置。

如上所述，在一个实施方式中，插板30和面罩14彼此之间是包覆成型并且整体成形的。在另一实施方式中，插板30和面罩14可以彼此分别成形并且可拆卸地彼此啮合。在这样一个实施方式中，通过将插板30置于面罩14的开孔22中并且将插板30的周界表面36的整个边缘放置于面罩14的唇边24的凹槽26之内，使得插板30、中央插入物80、膜130和面板150的装配组合与面罩14啮合，在该位置，面罩14在插板30周围形成气密密封。在包括分别成形的插板30和面罩14的另一实施方式中，插板30和面罩14可以如上面描述地彼此啮合，然后将中央插入物80和装置10的其他元件与插板30啮合。

现在参见图2-3，外层12铺设面罩14上，将插板30、中央插入物80、膜130和面板150的装配组合保持在其中。外层12的开孔186被抻拉越过面板150、中央插入物80和插板30的装配组合，直至外 层12与面罩14邻靠。之后外层12被允许回到其松弛的(例如，未拉伸的)尺寸，以便外层12的开孔186被保持在面罩14和插板30之间，在该位置，外层12将装置的其余元件保持在开孔186内。

现在参见图1-5B，现在将描述用户根据一个示例的实施方式对示例的装置10的使用。首先，通过将面罩14放置在用户的口部和鼻部，使条带180,182绕过用户头部的两侧以使切口196,198与用户的耳朵重叠，并使用钩和环紧固件192,194使端部188,190彼此固定，将装置10固定到用户的脸部。用户可调节钩和环紧固件192,194来保证面罩14以足够的力被拉向用户的面部，以便周界16紧压用户的面部以及用户的口部和鼻部周围。通过这样的动作，用户的面部和面罩14之间形成气密密封，从而保证空气仅能够通过各个形成于插板30之内的开孔出入来被用户吸入和呼出。

现在参见图5A和5B，现有将描述用户对示例的装置10的调节。更具体地，图5A和5B示出了装置10的某些元件(即，插板30、中央插入物80和膜130)，为了清晰，装置10的其余元件(包括，最相关的面板150)被省略。图5A示出了中央插入物80相对于插板30的第一方向。手柄116被定位于插板30的截口56的第一端；因此，手柄116的隆起部120被置于插板30的最靠近截口56的第一端的凹处60的一个中。在该位置，中央插入物80的进气口94,96,98的每一个与插板30的进气口50,52,54的相应一个对准，以使进气口94,96,98的仅一小部分与进气口50,52,54的相应一小部分重叠。从而，仅一小体积空气可以穿过进气口94,96,98与进气口50,52,54的相应一个对准的进气口对。

在某些情况，用户可能希望增加能够通入面罩14的空气的体积。在这种情况下，用户可以抓住中央插入物80的手柄116，使用握柄118有助于用户操作手柄116并从而操作中央插入物80，并且用户可以利用手柄116相对于插板30旋转中央插入物80。中央插入物80的槽108,110,112,114可以减少中央插入物80的内表面82邻靠插板30的中央板40的外表面44的表面面积，从而减少该表面之间的摩擦 以及促进这样的旋转。因为插板30的进气口50,52,54和中央插入物80的进气口94,96,98围绕旋转轴周向地排列，这样的旋转可以增大或者减小中央插入物80的进气口94,96,98与插板30的进气口50,52,54的相应一个对准的部分。如果用户希望允许最大程度的空气流进面罩14，用户可以旋转手柄116直至其置于插板30的截口56的第二端。在该位置，手柄116的隆起部120被置于插板30的最靠近截口56的第二端的凹处60的一个中。图5B示出了经过该旋转后的中央插入物80的位置。在该位置，中央插入物80的进气口94,96,98的每一个与插板30的进气口50,52,54的相应一个完全对准。从而，相对大体积的空气可以穿过进气口94,96,98与进气口50,52,54相应之一对准的进气口对。

在某些情况，用户可能希望允许适中间体积的空气通入面罩14。在这种情况下，用户可以利用手柄116相对于插板30旋转中央插入物80，以使手柄116以及由此中央插入物80被置于图5A和5B中示出的中间位置。当手柄116位于这样的位置，手柄116的隆起部120被置于插板30的凹处60的中间一个中。当中央插入物80位于这样的位置，相比于图5A中示出的，进气口94,96,98的更大部分与进气口50,52,54的更大部分相应地重叠。从而，被允许穿过进气口94,96,98与进气口50,52,54的相应一个对准的进气口对的空气的体积将大于当中央插入物80被置于图5A中示出的位置时所允许的空气的体积，但是小于当中央插入物80被置于图5B中示出的位置时所允许的空气的体积。

继续参见图1-5B，当用户吸气时，相比于周围大气，在面罩14内引发了降低的空气压力。这种降低的空气压力将膜130推向偏置元件88，在该位置膜130将中央插入物80的中央开孔86完全覆盖和密封。由于这样的密封，以及由于中央插入物80和插板30的中央板40的相似尺寸以及紧密对准，空气无法从用户的周边穿过中央插入物80的中央开孔86和插板30的中央开孔46的对准组合而进入面罩14的内部。因此，唯一能通过用户的周边进入面罩14内部的空气是被允 许穿过中央插入物80的进气口94,96,98的每一个与插板30的进气口50,52,54的相应一个对准的进气口对的空气。如上面描述的，装置10的用户可以通过调节手柄116的位置使中央插入物80相对于插板30旋转，来设置中央插入物80的进气口94,96,98的每一个与插板30的进气口50,52,54的相应一个对准的部分的尺寸。因此，通过调节手柄116的位置，装置10的用户可以控制装置10允许他/她吸入的空气量。

继续参见图1-5B，当用户呼气时，相比于周围大气，在面罩14内引发了增加的空气压力。这种增加的空气压力将膜130推离偏置元件88，在该位置膜130不密封中央插入物80的中央开孔86。由于缺乏此类密封，呼出的空气可以无阻地从面罩14的内部穿过插板30的中央开孔46、中央插入物80的中央开孔86以及面板150的槽180，到达用户的周围。因为膜130、偏置元件88、中央开孔46和中央开孔86的组合相互配合，在防止空气通过其被吸入的同时，允许用户通过其无阻地呼气，因此这样的元件组合可被认为形成了排气阀组件。

在示例性的装置10中，手柄116可以被用于定位中央插入物80，从而用来将进气口94,96,98的选择部分对准进气口50,52,54，并且用来设置被允许流入面罩14的空气的量。在其它实施方式中，用户可以以不同的方式设置可被允许流入面罩14的空气的量。例如，在另一实施方式中，中央插入物80可以被细分成分开的元件，以便进气口94,96,98可彼此独立地被定位，以允许用户在定制流入面罩14中的空气上有更广泛的选择。在另一实施方式中，进气口50,52,54和进气口94,96,98的数量可变，即插板30可以包括比三个进气口50,52,54更少或者更多的进气口，以及中央插入物80可以包括比三个进气口50,52,54更少或者更多的进气口。

示例的阻力呼吸装置10在换气过程中，将可由用户吸入的空气的体积限制为能穿过中央插入物80的进气口94,96,98与插板30的进气口50,52,54相应之一重叠的部分的空气的体积。因此，阻力呼吸装置10在被用户佩戴时，限制能够被用户身体使用的氧气。在体能训 练时佩戴阻力呼吸装置10的用户由于这样的限制可以从这样的体能训练中实现改善的效果。此外，因为用户可以如上面所描述地选择中央插入物80的位置，并且从而选择中央插入物80的进气口94,96,98与插板30的进气口50,52,54相应之一重叠部分的尺寸，用户可以选择由阻力呼吸装置10提供的限制氧气吸入的程度。

随着装置10的用户移动手柄116，中央插入物80流畅地移动，同时隆起部120与隆起部58中的一个对准。相反地，当隆起部120与凹处60中的一个对准且卡入其中时，由于二者之间彼此互补的尺寸，需要额外的作用力来促使手柄转动。因此，当中央插入物80对准凹处60中的一个时，可以感觉到“卡”入位，且凹处60可以限定中央插入物80的多个离散的位置。这种触觉可以作为装置10的用户在调节中央插入物80的位置时的指导，尤其当装置10已经被固定在用户的头部且不能容易地被用户看见时。进一步的，中央插入物80相对于插板30的每一个离散的位置都会产生中央插入物80的进气口94,96,98的一部分与进气口50,52,54相应之一的相应对准，且因此，产生相应允许程度的空气流入面罩14，如以下将进一步进行详细的描述。因此，用户可以仅通过触觉感知而无需取下装置10进行视察，即可更加容易地配置装置10来允许期望程度的空气流入面罩14(例如，与前一次的锻炼相同的程度；比前一次锻炼中流入面罩14的空气更大的限制)。

应当理解的是，本文所描述的实施方式仅是示例性的并且本领域技术人员在不脱离本实用新型精神和范围的条件下可以做出许多变化和修改。所有此类变化和修改均旨在被包括在随附权利要求书中所体现的本实用新型的范围内。

Claims (21)

1.一种阻力呼吸装置，包括：

面罩，所述面罩具有内表面、与所述内表面相对的外表面、从所述外表面至所述内表面延伸穿过所述面罩的开孔、以及周界，其中所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便所述周界与所述用户的面部并且在所述用户口部和鼻部周围形成气密密封，并且所述面罩在所述面罩的所述内表面和所述用户的面部之间形成内部区域；

插板，所述插板具有内表面、与所述插板的所述内表面相对的外表面、以及贯穿所述插板延伸的至少一个入孔，所述插板被设置于所述面罩的所述开孔内，所述面罩的所述开孔在所述插板周围形成气密密封；

中央插入物，所述中央插入物包括内表面、与所述中央插入物的所述内表面相对的外表面、以及贯穿所述中央插入物延伸的至少一个入孔，所述中央插入物覆盖所述插板，使得所述中央插入物的所述内表面面向所述插板的所述外表面，并且使得所述中央插入物的所述至少一个入孔的至少一部分覆盖所述插板的所述至少一个入孔，所述中央插入物相对于所述插板可在至少第一位置和第二位置之间移动，其中，当所述中央插入物位于所述第一位置时，所述中央插入物的所述至少一个入孔的第一部分覆盖所述插板的所述至少一个入孔，并且其中，当所述中央插入物位于所述第二位置时，所述中央插入物的所述至少一个入孔的第二部分覆盖所述插板的所述至少一个入孔，所述中央插入物的所述至少一个入孔的所述第二部分的尺寸大于所述中央插入物的所述至少一个入孔的所述第一部分；和

排气阀组件，所述排气阀组件适于阻止空气从外部环境穿过其进入所述内部区域，所述至少一个排气阀组件适于允许空气从所述内部区域穿过其进入所述外部环境。

2.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述中央插入物可绕旋转轴相对于所述插板进行转动。

3.根据权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述插板的所述至少一个入孔和所述中央插入物的所述至少一个入孔围绕所述旋转轴周向地排列。

4.根据权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述插板包括中央开孔，其中，所述中央插入物包括覆盖所述插板的所述中央开孔且具有与所述插板的所述中央开孔互补轮廓的中央开孔、延伸跨越所述中央插入物的所述中央开孔的偏置元件、以及从所述插板向外由所述偏置元件的中心延伸出的杆。

5.根据权利要求4所述的阻力呼吸装置，其中，所述排气阀组件包括所述插板的所述中央开孔、所述中央插入物的所述中央开孔和挠性膜，所述挠性膜具有第一面、与所述第一面相对的第二面、与所述中央插入物的所述中央开孔互补的轮廓、从所述第一面延伸出的柱以及贯穿所述柱和所述第一和第二面的中央洞，所述挠性膜被置于与所述中央插入物相邻，以使得所述中央插入物的所述杆被置于所述挠性膜的所述中央洞内并且所述挠性膜的所述第二面邻靠所述中央插入物的所述偏置元件。

6.根据权利要求5所述的阻力呼吸装置，还包括面板，所述面板具有内表面、以及与所述面板的所述内表面相对的外表面，所述面板覆盖所述中央插入物并且经定向以便所述面板的所述内表面面对所述中央插入物。

7.根据权利要求6所述的阻力呼吸装置，其中，所述面板包括贯穿所述面板延伸的多个槽。

8.根据权利要求7所述的阻力呼吸装置，其中，所述多个槽的每一个的尺寸、形状和位置经设计以允许空气从其中穿过。

9.根据权利要求7所述的阻力呼吸装置，其中，所述面板通过至少一个卡扣被固定在所述插板上。

10.根据权利要求7所述的阻力呼吸装置，其中，所述面板包括从所述面板的所述内表面延伸出的保持器，所述保持器的尺寸、形状和位置经设计以邻靠所述中央插入物的所述杆。

11.根据权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述中央插入物包括促使所述中央插入物在所述第一位置和所述第二位置之间的运动的手柄。

12.根据权利要求11所述的阻力呼吸装置，其中，所述手柄朝径向远离所述旋转轴的方向延伸，其中，隆起部沿所述手柄面对所述中央插入物的所述内表面的一面延伸，并且其中，多个凹槽形成于所述插板中，所述隆起部和所述多个凹槽中的每一个的尺寸、形状和位置以互补的方式经设计，以便当所述中央插入物位于所述第一位置时，所述手柄的所述隆起部被置于所述多个凹槽中的第一个内，及以便当所述中央插入物位于所述第二位置时，所述手柄的所述隆起部被置于所述多个凹槽中的第二个内。

13.根据权利要求11所述的阻力呼吸装置，其中，所述手柄包括握柄。

14.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述插板的所述至少一个入孔包括三个入孔，以及所述中央插入物的所述至少一个入孔包括三个入孔。

15.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述面罩和所述插板是整体成型的。

16.根据权利要求15所述的阻力呼吸装置，其中，所述面罩被覆盖成型在所述插板上。

17.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述面罩由橡胶、热塑性弹性体、硅酮、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯或苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯制成。

18.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述插板和所述中央插入物各自由聚碳酸酯塑料、聚丙烯塑料或尼龙塑料制成。

19.根据权利要求1所述的阻力呼吸装置，其特征在于，所述阻力呼吸装置进一步包括外层，所述外层覆盖所述面罩并且具有一对条带，所述一对条带具有用于将所述面罩固定至所述用户的面部的彼此啮合的端部。

20.根据权利要求19所述的阻力呼吸装置，其中，所述外层包括织物材料。

21.根据权利要求20所述的阻力呼吸装置，其中，所述织物材料包括弹性材料。