阻力呼吸装置的制作方法

本申请涉及并要求2016年10月19日提交的标题为“RESISTANCE BREATHING DEVICE(阻力呼吸装置)”的共同拥有的、共同未决的美国专利申请No.15/297,211以及2016年9月9日提交的标题为“RESISTANCE BREATHING DEVICE(阻力呼吸装置)”的共同拥有的、共同未决的美国临时专利申请No.62/385,546的权益，这两个申请的内容以其全文通过引用的方式包含于此。

技术领域

本实用新型涉及可穿戴的呼吸装置。更具体地，本实用新型涉及对空气吸入提供阻力的可穿戴的呼吸装置。

背景技术：

为身体健康或运动竞赛而进行训练的个人可能希望提高其心血管系统的效率以改善健康状况和耐力。更具体地，个人可能希望通过进行训练或锻炼活动同时限制其吸入空气和氧气的能力来调节其心血管系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种呼吸装置，其提供对穿戴者吸入空气的阻力，允许在该装置由穿戴者穿戴时穿戴者自定义这种阻力的水平，并允许空气自由呼出。

在一个实施例中，阻力呼吸装置包括面罩、外层、插入件、调节滑块、调节轮和排气阀组件。面罩具有内表面、与内表面相对的外表面、从外表面延伸穿过面罩到内表面的孔口以及周边。面罩适于覆盖使用者的嘴和鼻子，使得周边在使用者的嘴和鼻子周围与使用者的面部形成气密密封，并且面罩限定面罩的内表面与使用者的面部之间的内部区域。外层覆盖面罩并且具有一对带子，其具有用于将面罩固定在使用者面部周围的相互接合的端部。插入件具有内表面、与插入件的内表面相对的外表面以及延伸穿过其中的至少一个入口孔口。插入件定位在面罩的孔口内。调节滑块具有内表面、与调节滑块的内表面相对的外表面，以及延伸穿过其中的至少一个入口孔口。调节滑块邻近插入件定位，使得调节滑块的内表面邻接插入件的外表面。调节滑块能够沿着线性轴线相对于插入件在第一位置和第二位置之间线性移动。当调节滑块处于其第一位置时，调节滑块的至少一个入口孔口的第一部分覆盖插入件的至少一个入口孔口的第一部分。当调节滑块处于其第二位置时，调节滑块的至少一个入口孔口的第二部分覆盖插入件的至少一个入口孔口的第二部分。调节滑块的至少一个入口孔口的第二部分在尺寸上大于调节滑块的至少一个入口孔口的第一部分。调节轮可移动地附接至插入件，使得调节轮可相对于插入件在第一位置和第二位置之间可旋转地移动。调节轮的第一位置对应于调节滑块的第一位置。调节轮的第二位置对应于调节滑块的第二位置。当调节轮在其第一位置和其第二位置之间移动时，调节滑块在其第一位置和其第二位置之间移动。排气阀组件适于防止空气从外部环境通过其到达内部区域，并且适于允许空气从面罩的内部区域通过而到达外部环境。

在一个实施例中，调节滑块包括第一多个齿，调节轮包括第二多个齿，并且调节滑块和调节轮彼此相邻地定位，使得调节滑块的第一多个齿与调节轮的第二多个齿啮合。在一个实施例中，调节轮围绕旋转轴线旋转以在其第一位置和其第二位置之间移动。旋转轴线垂直于线性轴线。

在一个实施例中，阻力呼吸装置还包括保持件，该保持件具有内表面、与保持件的内表面相对的外表面以及至少一个入口孔口。保持件覆盖调节滑块，使得保持件的内表面邻接调节滑块的外表面，以便将调节滑块保持在其邻近插入件的位置，并且使得保持件的至少一个入口孔口覆盖插入件的至少一个入口孔口。在一个实施例中，调节滑块包括形成在调节滑块的外表面中并沿着线性轴线间隔开的多个槽，保持件包括从保持件的内表面突出的脊，当调节滑块处于其第一位置时，保持件的脊定位在调节滑块的所述多个槽中的第一槽内，以及当调节滑块处于其第二位置时，保持件的脊定位在调节滑块的所述多个槽中的第二槽内。在一个实施例中，保持件的脊邻近保持件的至少一个入口孔口定位。在一个实施例中，保持件的脊和调节滑块的多个槽的尺寸和形状设置成使得当脊定位在多个槽中的一个槽内时，所述脊和多个槽中的一个配合以抵抗调节滑块沿着线性轴线的运动。在一个实施例中，保持件的至少一个入口孔口的形状基本上为矩形。

在一个实施例中，调节滑块的至少一个入口孔口的形状基本上为矩形。在一个实施例中，调节滑块的至少一个入口孔口具有圆角。在一个实施例中，插入件的至少一个入口孔口的形状基本上为矩形。在一个实施例中，调节滑块的至少一个入口孔口的尺寸等于插入件的至少一个入口孔口的尺寸。在一个实施例中，插入件的至少一个入口孔口的形状是直角梯形。在一个实施例中，直角梯形包括圆角。在一个实施例中，插入件的至少一个入口孔口小于调节滑块的至少一个入口孔口。

在一个实施例中，插入件包括第一横向侧、与第一横向侧相对的第二横向侧、从插入件的靠近第一横向侧的外表面延伸的第一侧支架以及从插入件的靠近第二横向侧的外表面延伸的第二侧支架。第一和第二侧支架配合以限定调节滑块沿线性轴线的允许行进范围。在一个实施例中，阻力呼吸装置还包括面板，该面板具有内表面和与面板的内表面相对的外表面。面板覆盖插入件并且定向成使得面板的内表面面向插入件。在一个实施例中，面罩被包覆成型至插入件。

在一个实施例中，插入件包括至少一个出口孔口，其定位成偏离插入件的至少一个入口孔口。所述至少一个出口孔口中的每一个包括横跨所述插入件的所述至少一个出口孔口中的所述一个延伸的偏置构件以及从所述偏置构件的中心延伸并远离所述插入件的杆。杆包括邻近偏置构件的中心的第一部分和与杆的第一部分相对的第二部分。杆的第一部分具有第一直径。杆的第二部分具有大于第一直径的第二直径。在一个实施例中，排气阀组件包括插入件的至少一个出口孔口和至少一个柔性膜。所述至少一个柔性膜具有第一侧、与所述第一侧相对的第二侧、与所述插入件的所述至少一个出口孔口互补的轮廓、从所述第一侧延伸的立柱以及延伸穿过立柱和第一侧、第二侧并且尺寸和形状设置为接收所述插入件的杆的第一部分的中心孔。所述至少一个柔性膜邻近插入件设置，使得插入件的至少一个出口孔口中的每一个的杆的第一部分设置在至少一个柔性膜中的对应一个的中心孔内，使得所述至少一个柔性膜中的每一个的第二侧邻接所述插入件的所述至少一个出口孔口中的对应一个的偏置构件，并且使得所述至少一个出口孔口中的每一个的杆的第二部分邻接所述至少一个柔性膜中的对应一个的立柱，以便将所述至少一个柔性膜保持为邻近所述插入件。

本实用新型的阻力呼吸装置优于现有技术的阻力呼吸装置，因为本实用新型的阻力呼吸装置的插入件和调节滑块配合以向穿戴者提供对该穿戴者吸入空气的阻力，当穿戴者穿戴该装置时，穿戴者可以通过旋转调节轮配置这种阻力，而本实用新型的阻力呼吸装置的排气阀组件允许穿戴者自由地呼出空气。

附图说明

参考结合附图考虑的示例性实施例的以下详细描述，在附图中：

图1是根据本实用新型的示例性实施例的阻力呼吸装置的前视图，所述装置示出为由使用者穿戴；

图2是图1所示的阻力呼吸装置的前视立体图，但所述装置被示出为与使用者分离；

图3是图2所示的阻力呼吸装置的后视立体图；

图4A是图2所示的阻力呼吸装置的插入件的第一实施例的前视立体图；

图4B是图4A的插入件的后视立体图；

图4C是图2所示的阻力呼吸装置的插入件的第二实施例的前视立体图；

图5A是图2所示的阻力呼吸装置的选定元件的分解前视立体图；

图5B是图5A所示元件的分解后视立体图；

图6A是图5A所示的一些元件的组装后的前视立体图，所述元件被配置在第一位置；

图6B是图6A所示元件的组装后的前视立体图，所述元件被配置在第二位置；以及

图6C是图6A所示元件的组装后的前视立体图，所述元件被配置在第三位置。

具体实施方式

图1至图6C示出了示例性阻力呼吸装置10(以下称为“装置10”)。在一个实施例中，装置10包括覆盖位于中心的不透气面罩14的外层 12。在一个实施例中，面罩14经设定尺寸、形状并适于覆盖使用者的鼻子和嘴。在一个实施例中，面罩14包括适于提供与使用者的面部气密密封的周边16(如图3所示)。在一个实施例中，面罩14由橡胶制成。在一个实施例中，面罩14由热塑性弹性体(“TPE”)制成。在一个实施例中，面罩14由罗德岛州(Rhode Island)波塔基特市(Pawtucket)的Teknor Apex公司配给的商标为MONPRENE的TPE 制成。在一个实施例中，面罩14由硅树脂制成。在一个实施例中，面罩14由苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(“SEPS”)制成。在一个实施例中，面罩14由苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(“SEBS”)制成。在一个实施例中，面罩14由本领域中已知的另一种合适的材料制成，其选择为使得周边16提供与使用者的面部的气密密封。

现在参照图2和图3，在一个实施例中，面罩14包括内表面18 和外表面20，外表面20的大部分被外层12覆盖。现在参照图3，在一个实施例中，面罩14包括从内表面18延伸到外表面20的孔口22。在一个实施例中，孔口22被唇缘24包围。在一个实施例中，唇缘24 包括在其中形成并在其整体上延伸的槽26。

现在参考图4A和图4B，在一个实施例中，装置10包括插入件 30，插入件30的尺寸和形状适于保持在面罩14的孔口22内。在一个实施例中，插入件30具有类似于圆角三角形的轮廓。在一个实施例中，插入件30具有类似于泪滴的轮廓。在一个实施例中，插入件 30具有的轮廓类似于覆盖人的鼻子和嘴的区域的轮廓。插入件30包括上端32，与上端32相对的下端34，第一横向侧36和与第一横向侧36相对的第二横向侧38。外部部分40的尺寸和形状设置为与面罩 14的孔口22互补，并且围绕插入件30的轮廓延伸。外部部分40基本上是平面的，并且包括内表面42和与内表面42相对的外表面44。在一个实施例中，一组穿孔46延伸穿过外部部分40。

继续参考图4A和4B，插入件30包括设置在外部部分40内的内部部分48。内部部分48基本上是平面的，并且位于与外部部分40 的平面基本上平行的平面中，但沿远离外部部分40的外表面44的方向偏离外部部分40的平面。内部部分48包括内表面50和与内表面 50相对的外表面52。第一过渡部分54形成在外部部分40和内部部分48之间，并且包括内表面56和与内表面56相对的外表面58。

继续参考图4A和4B，插入件30包括底座部分60，其从靠近插入件30的上端32的位置延伸到靠近插入件30的第一和第二横向侧 36、38的位置。底座部分60沿着远离内部部分48的外表面52的方向从内部部分48偏离。底座部分60包括内表面62和与内表面62相对的外表面64。底座部分60以这样的方式形成轮廓，即内表面62 是凹形的，外表面64是凸形的。在靠近插入件30的上端32的位置处，在底座部分60的外表面64内形成凹口66。第二过渡部分68形成在内部部分48和底座部分60之间，并且包括内表面70和与内表面70相对的外表面72。

继续参考图4A和4B，插入件30包括第一和第二周边部分74、76，其从内部部分48沿远离内部部分48的外表面52的方向突出。第一周边部分74在靠近插入件30的第一横向侧36的位置处从第二过渡部分68延伸，并且在朝向插入件30的下端34的方向上延伸但不到达插入件30的下端34。第二周边部分76在靠近插入件30的第二横向侧38的位置处从第二过渡部分68的位置处延伸，并且在朝向插入件30的下端34的方向上延伸但不到达插入件30的下端34。在第一和第二周边部分74、76之间形成空间78。

继续参考图4A和4B，插入件30包括基本上围绕其整个周边延伸的槽80。槽80形成在靠近内部部分48的外表面52的位置处。槽 80开始于第一周边部分74与第一周边部分74和第二周边部分76之间的空间78的相交处，在结束于第二周边部分76与第一和第二周边部分74、76之间的空间78的相交处之前，绕插入件30的周边延伸，通过第一横向侧36、上端32和第二横向侧38。在一个实施例中，底座部分60的凹口66使槽80中断。

继续参考图4A和4B，插入件30包括延伸穿过内部部分48并基本上相对于内部部分48居中的入口孔口82。在一个实施例中，入口孔口82具有基本上矩形的形状。在一个实施例中，入口孔口82具有带圆角的大致矩形形状。在一个实施例中，入口孔口82具有最接近插入件30的第一横向侧36的第一端84，最接近插入件30的第二横向侧38的第二端86，最接近插入件30的上端32的第一侧88，以及最接近插入件30的下端34的第二侧90。在一个实施例中，入口孔口 82从第一端84到第二端86的宽度大于入口孔口82从第一侧88到第二侧90的高度。

继续参考图4A和4B，插入件30还包括从内部部分48的外表面 52突出的上支架92。上支架92在插入件30上沿着从第一横向侧36 朝向第二横向侧38的方向延伸。上支架92在朝向插入件30的上端 32的方向上从入口孔口82偏离。

继续参考图4A和4B，插入件30包括从内部部分48的外表面52 突出的第一和第二下支架94、96。下支架94、96中的每一个在插入件30上沿着从第一横向侧36朝向第二横向侧38的方向延伸。每个下支架94、96在朝向插入件30的下端34的方向上从入口孔口82偏离相同的距离。第一下支架94从靠近入口孔口82的第一端84与第二侧90的相交处的位置沿朝向插入件30的第一横向侧36的方向延伸。第二下支架96从靠近入口孔口82的第二端86与第二侧90的相交处的位置沿朝向插入件30的第二横向侧38的方向延伸。在第一和第二下支架94、96之间形成空间98。

继续参考图4A和4B，插入件30还包括从内部部分48的外表面 52突出的第一和第二侧支架100、102。第一和第二侧支架100、102 中的每一个都沿着从第一端32朝向第二端34的方向延伸。第一侧支架100在朝向插入件30的第一横向侧36的方向上从入口孔口82偏离。第二侧支架102在朝向插入件30的第二横向侧38的方向上偏离入口孔口82。

继续参考图4A和4B，上支架92，下支架94、96和侧支架100、 102(统称为“支架”)配合以限定矩形104，矩形104具有的宽度(即，在第一侧支架100和第二侧支架102之间测量的)大于其高度(即，在上支架92与下支架94、96中的任一个之间测量的)。对于本领域技术人员显而易见的是，矩形104是为了描述的目的而定义的虚构结构，而不是插入件30的物理元件。

继续参考图4A和4B，插入件30包括第一、第二和第三立柱106、 108、110。第一和第二立柱106、108从上支架92沿远离插入件30 的内部部分48的外表面52的方向突出并且位于入口孔口82的相对侧。在一个实施例中，第一和第二立柱106、108从沿着朝向插入件 30的上端32的方向伸出远离上支架92的基部突出。第三立柱110 从插入件30的内部部分48的外表面52突出，并且基本上在第一和第二下支架94、96之间的空间98内居中。在一个实施例中，第三立柱110包括具有第一直径的下部112和具有小于第一直径的第二直径的上部114。在一个实施例中，第三立柱110的上部114的直径，第一立柱106的直径和第二立柱108的直径基本上彼此相等。

继续参考图4A和4B，插入件30包括延伸穿过内部部分48的排气孔口116。在一个实施例中，排气孔口116偏离所述入口孔口82，并且位于上支架92和底座部分60的中部。在一个实施例中，排气孔口116是圆形的。在一个实施例中，偏置元件118延伸横跨排气孔口 116。在一个实施例中，偏置元件118包括中心120。在一个实施例中，杆122从偏置元件118的中心120沿垂直于内部部分48的外表面52 向外的方向延伸。在一个实施例中，杆122包括邻近内部部分48的外表面52的第一部分124和与第一部分124相对的自由的第二部分 126。在一个实施例中，第一部分124的直径小于第二部分126的直径。

现在参考图4C，示出了插入件130的替代实施例。在一个实施例中，插入件130可以代替插入件30。除了下文将描述的之外，插入件 130基本上与插入件30相同。插入件130包括具有直角梯形形状的入口孔口132，而不是插入件30的矩形入口孔口82。在一个实施例中，入口孔口132具有带有圆角的直角梯形的形状。在一个实施例中，具有直角梯形形状的入口孔口132可以通过截断矩形形状(即，如上所述的入口孔口82的形状)而形成。图4C示出了包括入口孔口132的插入件130。入口孔口132包括彼此平行的第一侧134和第二侧136。第一侧134可以类似于入口孔口82的第一侧88，但是如下文将描述的，其长度可以更短。入口孔口132的第二侧136可以类似于入口孔口82的第二侧90。对角端138从第二侧136的端部延伸并与第二侧 136形成四十五(45)度角，终止于第一侧134。垂直端140从第二侧136的相对端沿着与第一侧134垂直的方向延伸。垂直端138可以类似于入口孔口的第二端86。轮廓线142指示插入件30的入口孔口 82的轮廓，如叠加在入口孔口132上。对于本领域技术人员显而易见的是，轮廓线142是出于参考目的的构造，而不是插入件30的物理元件。入口孔口132和轮廓线142之间的区域144表示，与插入件30 的入口孔口82相比，入口孔口132的横截面面积的减小量。

现在参考图5A和5B，在一个实施例中，装置10包括调节滑块150。调节滑块150包括基本上为矩形的主体152。在一个实施例中，主体152具有圆角。在一个实施例中，主体152具有：第一端154、与第一端154相对的第二端156、第一侧158、与第一侧158相对的第二侧160、内表面162以及与内表面162相对的外表面164。在一个实施例中，矩形主体152的尺寸和形状设置成可滑动地设置在由插入件30的支架92、94、96、100、102限定的矩形104内。

继续参考图5A和5B，孔口166从内表面162延伸穿过主体152 到达外表面164。在一个实施例中，孔口166是偏离的，使得相比于第一端154，其更接近第二端156。在一个实施例中，孔口166具有与插入件30的入口孔口82的轮廓基本相同的轮廓。多个齿168形成在主体152的第二侧160中。一组槽170形成在主体152的外表面164 中。更具体地，槽170位于外表面164的位于孔口166和第一端154 之间的部分中。在一个实施例中，每个槽170具有基本上矩形(例如具有圆角的矩形)轮廓和大致半圆形的横截面。在一个实施例中，调节滑块150包括七(7)个槽170。

继续参考图5A和5B，在一个实施例中，调节滑块150的矩形主体152具有与插入件30的矩形104的高度互补的高度(即，从第一侧158到第二侧160测量的)，使得调节滑块150可以放置在矩形104 内并且相对于上支架92和下支架94、96保持在期望的位置。在一个实施例中，矩形主体152具有的宽度(即，从第一端154到第二端156 测量的)小于插入件30的矩形104的宽度(即，从第一侧支架100 到第二侧支架102测量的)，使得当调节滑块150放置在矩形104内时，它可以沿着矩形104的宽度滑动，如由侧支架100、102所界定的。这种运动可以被称为沿着水平(即线性)轴线平行于上支架92 和下支架94、96，并且垂直于第一和第二侧支架100、102延伸。

继续参考图5A和5B，装置10包括保持件190。保持件190具有基本上平面的主体192，主体192包括内表面194和与内表面194相对的外表面196。在一个实施例中，主体192包括基本上矩形的主体部分198，其具有：第一端200、与第一端200相对的第二端202、第一侧204和与第一侧204相对的第二侧206。在一个实施例中，第一和第二半圆形突起208、210从第一侧204延伸。在一个实施例中，具有圆角的三角形突起212从第二侧206延伸。孔口214在基本上居中的位置延伸穿过保持件190的主体192。更具体地，孔口214定位成使得当保持件190附接至插入件30(如下面将进一步详细描述的) 时，孔口214将覆盖插入件30的入口孔口82。孔口214具有基本上与插入件30的入口孔口82的轮廓相同的轮廓。孔口214具有靠近主体192的矩形主体部分198的第一端200的第一端216。第一、第二和第三孔218、220、222延伸穿过保持件190的主体192。第一和第二孔218、220定位在半圆形突起208、210内并且基本上与其对中，而第三孔222定位在三角形突起212内。孔218、220、222各自的尺寸和形状设置成接收插入件30的第一、第二和第三立柱106、108、 110中对应的一个。

继续参考图5A和5B，在一个实施例中，第一和第二狭槽224、 226从孔口214的第一端216延伸。第一和第二狭槽224、226从内表面194延伸穿过主体192到外表面196，并且朝向主体192的矩形主体部分198的第一端200延伸，但不到达主体192的矩形主体部分198 的第一端200。在一个实施例中，第一狭槽224靠近矩形主体部分198 的第一侧204定位，而第二狭槽226靠近矩形主体部分198的第二侧 206定位。臂228形成在第一和第二狭槽224、226之间。臂228具有靠近矩形主体部分198的第一端200的第一端230和靠近孔口214的自由的第二端232。脊234沿着臂228的第二端232从内表面194突出。脊234的尺寸和形状设置成选择性地接合调节滑块150的槽170 中的一个。

继续参考图5A和5B，装置10包括调节轮240。调节轮240包括具有内表面244和与内表面244相对的外表面246的基本上圆形的主体242。孔248延伸穿过主体242并与主体242同心定位。孔248的尺寸和形状设置成以互补的方式接收插入件30的第三立柱110的下部部分112，使得调节轮240不能在插入件30的内部部分48的外表面44上移动，但是可以相对于插入件30旋转。这种旋转可以被描述为围绕延伸穿过第三立柱110并且垂直于插入件30的内部部分48的外表面52的旋转轴线旋转。旋转轴线垂直于并且偏离调节滑块150 移动时所沿的水平轴线，如上所述。主体242包括第一侧250和与第一侧250相对的第二侧252。多个齿254从主体212的第一侧250延伸，并且尺寸和形状设定成与形成在调节滑块150的主体152内的齿 168啮合。多个凸起(grip)256从主体242的第二侧252延伸，并且其尺寸和形状设定成使得装置10的使用者能够以将在下文中更详细地描述的方式旋转调节轮。在一个实施例中，标记印刷在主体242的外表面246上。

继续参考图5A和5B，装置10包括柔性的、不透气的圆盘形隔膜260。在一个实施例中，隔膜260具有内表面262和与内表面262 相对的外表面264。在一个实施例中，隔膜260的轮廓与插入件30 的排气孔口116的轮廓互补。管状立柱266从外表面264的中心268 延伸。中心开口270从内表面262延伸穿过隔膜260并且穿过管状立柱266。在一个实施例中，中心开口270的尺寸和形状形成为接收插入件30的杆122的第一部分124，以使得隔膜260能够安装在插入件 30上。在一个实施例中，管状立柱266与隔膜260一体地形成并且从外表面264大致垂直地延伸。在另一个实施例中，管状立柱266是与隔膜260分离的部件。在一个实施例中，隔膜260由硅树脂制成。

继续参考图5A和5B，在一个实施例中，装置10包括面板280。面板280包括外板282，外板282具有内表面284、与内表面284相对的外表面286、上端288、下端290和周边292，周边292限定与插入件30的轮廓大致相似的轮廓。在一个实施例中，外板282基本上是平面的。在一个实施例中，外板282是弯曲的，使得内表面284是凹形的，外表面286是凸形的。周边板294从周边292延伸并且远离外板282的内表面284延伸第一距离。周边板294具有内表面296和与内表面296相对的外表面298。周边板294还包括靠近外板282的下端290的间隙300，在该间隙内，周边板294远离外板282的内表面284延伸小于第一距离的第二距离。在一个实施例中，脊302从周边板294的内表面296延伸。在一个实施例中，脊302在远离外板282 的位置处围绕整个周边板294延伸。在一个实施例中，脊302的尺寸、形状和位置被设置成接合插入件30的槽80，从而保持面板280和插入件30彼此靠近。在一个实施例中，狭槽304从内表面284延伸穿过外板282到达其外表面286。在一个实施例中，狭槽304被定位成靠近外板282的下端290。在一个实施例中，面板280的轮廓被设置成为装置10提供美观的外观。在一个实施例中，狭槽304的尺寸和形状设置为从视野中隐藏装置10的内部元件(即，插入件30、调节滑块150、保持件190、调节轮240和隔膜260)。

在一个实施例中，插入件30(或者可选地，插入件130)、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280由聚碳酸酯(“PC”) 塑料制成。在一个实施例中，插入件30(或者可选地，插入件130)、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280由尼龙塑料制成。在一个实施例中，插入件30(或者可选地，插入件130)、调节滑块 150、保持件190、调节轮240和面板280由聚丙烯塑料制成。在一个实施例中，插入件30(或者可选地，插入件130)、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280由选择成使得它们能够如这里所述使用的其它材料制成。在一个实施例中，插入件30(或者，可选地，插入件130)、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280 中的每一个由彼此不同的材料制成。在一个实施例中，插入件30、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280中的至少一个由半透明材料制成。在一个实施例中，插入件30(或者可选地，插入件 130)、调节滑块150、保持件190、调节轮240和面板280中的至少一个由不透明材料制成。

返回参照图2和图3，在一个实施例中，外层12包括沿相反方向远离中心部分314延伸的带子310、312。在一个实施例中，中心部分 314包括尺寸和形状设置成围绕面罩14并且将面罩14保持在其中的孔口316，如下面将参考装置10的组装进一步详细描述的。在一个实施例中，外层12由织物材料制成。在一个实施例中，外层12由弹性材料制成。在一个实施例中，外层12的尺寸是可调节的(例如，带子310、312的长度是可调节的)。在一个实施例中，带子310、312 包括对应的端部318、320。在一个实施例中，带子310、312的端部 318、320包括对应的钩和环紧固件322、324，以使端部318、320能够彼此固定，从而使得装置10能够固定在使用者的头部周围(例如参见图1)。在其它实施例中，带子310、312的端部318、320包括本领域中已知的其它固定装置，例如夹子、压配合卡扣、纽扣等。在一个实施例中，带子310、312包括切口326、328，用于围绕使用者的耳朵安放以进一步将装置10固定到使用者的脸上。

现在参考图5A至图6C，描述装置10的组装。本文的公开将涉及包括图4A和4B所示的插入件30的装置10，但是对于本领域技术人员显而易见的是，图4C所示的插入件130可以替代插入件30。在一个实施例中，面罩14和插入件30通过包覆成型工艺彼此一体地形成。当面罩14和插入件30这样形成时，插入件30的外部部分40的整个外围设置在面罩14的唇部24的槽26内，并且面罩14的材料延伸穿过在插入件30的外部部分40中形成的每个穿孔46。面罩14的弹性性质，与如上所述的包覆成型结合，使插入件30在孔口22内(并且更具体地，保持在槽26内)保持处于气密和结构固定的接合中。然而，为了清楚起见，在图4A至图6C中未示出面罩14。

继续参考图5A至6C，调节滑块150放置在插入件30的矩形104 内，使得调节滑块150的主体152的内表面162面向插入件30的内部部分48的外表面52。调节滑块150的位置由插入件30的支架92、 94、96、100、102界定。调节滑块150的主体152的外表面164的槽 170背向插入件30。

继续参考图5A至6C，调节轮240放置在插入件30的第三立柱 110上，使得第三立柱110的下部部分112被接收在调节轮240的孔口248内，并且使得调节轮240的主体242的内表面244面向插入件 30的内部部分48的外表面52。当调节轮240如此定位时，调节轮240的第一侧250延伸穿过插入件30的第一和第二下支架94、96之间的空间98，允许调节轮240的齿254与调节滑块150的齿168啮合。此外，当调节轮240这样定位时，调节轮240的第二侧252延伸穿过插入件30的第一和第二周边部分74、76之间的空间78，允许调节轮的凸起256延伸经过插入件30的下端34。如上面参考调节轮240所描述的，调节轮240能够围绕第三立柱110旋转，但不能在外表面52 上移动。

继续参考图5A至6C，保持件190放置在插入件30、调节滑块 150和调节轮240的组装组合上。保持件190的第一、第二和第三孔 216、218、220中的每一个接收插入件30的第一、第二和第三立柱 106、108、110中的对应一个。保持件190的主体192的内表面194 邻接调节滑块150的主体152的外表面164、调节轮240的主体242 的外表面246以及插入件30的支架92、94、96、100、102。保持件 190的臂228的第二端232处的脊234由调节滑块150的其中一个槽 170接收。保持件190通过包括使用热熔或声波焊接以将插入件30 的第一、第二和第三立柱106、108、110固定在保持件190的第一、第二和第三孔216、218、220中对应的一个内的方法固定在适当位置。由于这种工艺，形成了接头340(见图6A至图6C)，接头340将插入件30的第一、第二和第三立柱106、108、110固定在第一、第二和第三孔216、218、220中的对应的一个内。当保持件190被以这种方式固定时，调节滑块150和调节轮240被保持件190保持就位，使得它们不能远离插入件30移动。更具体地，接头340将保持件190、调节滑块150和插入件30保持为彼此足够紧密地对准，使得它们彼此形成基本上气密的密封。因此，空气不能绕过调节滑块150并通过保持件30的入口孔口82。

继续参考图5A至6C，通过将插入件30的杆122穿过隔膜260 的立柱266内的开口270插入，使得隔膜260的内表面262邻接插入件30的偏置元件118，隔膜260与插入件30接合。当隔膜260这样定位时，杆122的第一部分124在隔膜的开口270内，而杆12的较大的第二部分126邻接隔膜260的立柱266。因此，一旦隔膜260与杆122接合，杆122的第二部分126与隔膜260的立柱266的邻接就将隔膜260的内表面262保持到插入件30的偏置元件118，并且防止隔膜260从插入件30移除。

继续参考图5A至6C，通过将面板280的脊302接合到插入件30 的槽80，面板280接合到插入件30。在这种接合期间，面板280的突出部306可以与在插入件30的底座部分60的外表面64中的凹口 66对准，以便于面板280与插入件30的适当对准。面板280可永久地固定到插入件30(例如，通过使用以上参考图6A至6C描述的接头340)，或者可以从其移除。

如上所述，在一个实施例中，插入件30和面罩14被包覆成型并且彼此一体地形成。在另一个实施例中，插入件30和面罩14可以单独形成并且随后彼此接合。在这样的实施例中，插入件30、调节滑块 150、调节轮240、保持件190、隔膜260和面板280的组装组合通过将插入件30放置在面罩14的孔口22内并且将插入件30的外部部分 40的整个外围定位在面罩14的唇部24的槽26内(在该位置，面罩 14围绕插入件30形成气密密封)而与面罩14接合。粘合剂或密封剂可以放置在槽26内以实现围绕插入件30的牢固和永久的密封。在包括单独形成的插入件30和面罩14的另一个实施例中，插入件30和面罩14可以在将装置10的其余元件与插入件30接合之前，如上所述彼此接合。

现在参考图2至图3，外层12覆盖在面罩14上，面罩14将插入件30、调节滑块150、调节轮240、保持件190、隔膜260和面板280 的组装组合保持在其中。外层12的孔口316被拉伸并拉过插入件30、调节滑块150、调节轮240、保持件190、隔膜260和面板280的组装组合，直到外层12邻接面罩14。然后允许外层12恢复到其松弛(即，未拉伸)的尺寸，使得孔口316围绕插入件30的第一过渡部分54的外表面58收缩，并且被保持在面罩14和面板280的周边板294之间。因此，外层12将装置10的其余元件保持在孔口316中。

现在参照图1、图6A至图6C，现在将描述根据示例性实施例的使用者对示例性设备10的使用。最初，通过将面罩14放置在使用者的嘴和鼻子上，使带子310、312围绕使用者头部的任一侧通过，使得切口326、328与使用者的耳朵重叠，以及使用钩和环紧固件322、 324将端部318、320彼此固定，将装置10固定到使用者的面部。使用者可以调节钩和环紧固件322、324以确保面罩14以足够的力被拉到使用者的面部，使得其周边16被紧紧地压靠在使用者的面部和使用者的嘴和鼻子周围。通过这种动作，在使用者的面部和面罩14之间产生气密密封，从而确保空气仅能够通过形成在插入件30内的各种孔口进入和离开以供使用者吸入和呼出。

现在参考图6A至6C，现在将描述使用者对示例性设备10的调节。更具体地，图6A、6B和6C示出了装置10的某些元件(即，插入件30、调节滑块150、调节轮240和保持件190)，装置10的其余元件(包括最相关的面板280)出于清晰的目的被省略。图6A示出了调节滑块150相对于插入件30的第一位置。具体地，调节滑块150 定位成邻接第一侧支架100，朝向插入件30的第一横向侧36直到调节滑块150可以在插入件30的矩形104内行进的最远处。当调节滑块150这样定位时，保持件190的臂228的脊234搁置在调节滑块150 的与调节滑块150的孔口166最靠近的一个槽170内。此外，当调节滑块150如此定位时，调节滑块150的整个孔口166与插入件30的入口孔口82和保持件190的孔口214的对应的整体重叠(即，由于保持件190相对于插入件30的固定位置而彼此对准)。因此，相对大体积的空气可以通过保持件190的孔口214、调节滑块150的孔口 166和插入件30的入口孔口82的对准组合。

现在参考图6B，在一些情况下，使用者可能希望减小可能进入面罩14的空气的体积。在这种情况下，使用者可以操纵调节轮240，其中凸起256辅助使用者这样做的能力，并且可以沿如图6A至6C所示的立体图所示的顺时针方向旋转调节轮240。调节轮240及其齿254 的这种旋转驱动调节滑块150的齿168的对应运动，从而使调节滑块150朝向插入件30的第二横向侧38移动。随着调节滑块150朝向插入件30的第二横向侧38移动，则调节滑块150的孔口166的较小部分将与插入件30的入口孔口82和保持件190的孔口214的对应的较小部分重叠。因此，对应的较小体积的空气将能够通过保持件190的孔口214、调节滑块150的孔口166和插入件30的入口孔口82的对准组合。现在参照图6B，调节滑块150被示出处于中间位置，其中保持件190的臂228的脊234搁置在调节滑块的槽170的中间一个内，并且调节滑块150的孔口166的中间部分与插入件30的入口孔口82 的中间部分以及保持件190的孔口214的中间部分重叠。

现在参考图6C，如果使用者希望允许更小程度的空气流进入面罩 14，则使用者可以继续旋转调节轮240，直到调节滑块150被驱动到这样的程度，即：其已朝向插入件30的第二横向侧38行进到尽可能远，并且邻接插入件30的第二侧支架102。当调节滑块150这样定位时，保持件190的臂228的脊234搁置在调节滑块150的与调节滑块 150的主体152的第一端154最接近的一个槽170内。此外，当调节滑块150如此定位时，调节滑块150的孔口166只有非常小的部分与插入件30的入口孔口82和保持件190的孔口214的对应的非常小的部分重叠(即，由于保持件190相对于插入件30的固定位置，它们保持彼此对准)。因此，较小体积的空气可以通过保持件190的孔口 214、调节滑块150的孔口166以及插入件30的入口孔口82的对准组合。

现在参考图1至6C，当使用者吸气时，与周围大气相比，在面罩 14内引起减小的空气压力。这种减小的空气压力推动隔膜260抵靠偏置元件118，在该位置隔膜260完全与插入件30的排气孔口116重叠并密封插入件30的排气孔口116。由于这种密封，空气不能通过插入件30的排气孔口116从使用者的周围环境传递到面罩内。结果，能够从使用者的周围环境传递到面罩14内的唯一空气是被允许通过保持件190的孔口214、调节滑块150的孔口166以及插入件30的入口孔口82的对准的组合的空气。如上所述，装置10的使用者可以通过调节调节轮240的位置以驱动调节滑块150相对于插入件30的对应运动，从而配置调节滑块150的孔口166的与保持件190的孔口214 和插入件30的入口孔口82重叠的部分的大小。因此，通过调节调节轮240的位置，装置10的使用者可以控制装置10允许他或她吸入的空气量。

如上所述，具有梯形入口孔口132的插入件130可以用于代替具有矩形入口孔口82的插入件30。在这样的实施例中，当装置如图6A 所示定位时，由于与插入件30的入口孔口82相比，插入件130的入口孔口132的面积减小(即，如图4C所示的区域144所示)，因此允许通过保持件190的孔口214、调节滑块150的孔口166以及插入件30的入口孔口132的对准的组合的空气的量将小于上面参考图6 所描述的。因此，包括插入件130的阻力呼吸装置的实施例可以在被构造为允许通过其吸入最大允许空气量时比包括插入件30的装置10 提供更大程度的吸入阻力。

继续参考图1至6C，当使用者呼气时，与周围大气相比，在面罩 14内引起增加的空气压力。这种增加的空气压力促使隔膜260远离插入件30的偏置元件118，在该位置，隔膜260不密封插入件30的排气孔口116。由于这种缺少密封，呼出空气可以自由地从面罩14内部经由插入件30的排气孔口116和面板280的狭槽304到达使用者的外部环境。由于隔膜260、偏置元件118和排气孔口116的组合配合以允许使用者自由地通过它们呼气，同时防止空气通过其吸入，这种元件的组合可以被认为形成排气阀组件。

阻力呼吸装置10将通气期间可被使用者吸入的空气的体积限制为能够通过调节滑块150的孔口166的与保持件190的孔口214和插入件30的入口孔口82的对准的组合重叠的部分的空气体积。因此，当使用者穿戴装置10时，阻力呼吸装置10限制使用者身体可用的氧气。在体育训练期间穿戴阻力呼吸装置10的使用者可以由于这种限制而实现来自这种体育训练的改善的好处。此外，因为使用者可以如上所述选择调节滑块150的位置，并且由此选择调节滑块150的孔口166的与保持件190的孔口214和插入件30的入口孔口82的对准的组合重叠的部分的尺寸，使用者可以选择由阻力呼吸装置10提供的氧气吸入的限制程度。

根据调节滑块150相对于插入件30的位置以及相对于固定在插入件30上的保持件190的位置，保持件190的臂228的脊234将位于调节滑块150的一个槽170内或者将与调节滑块150的位于两个槽 170之间的一部分外表面164邻接。当脊234位于其中一个槽170内时，将需要相对大的力来引起调节滑块150相对于插入件30的横向运动，因为所施加的力必须也向上(即，远离调节滑块150和插入件 30)驱动脊234，并且因此驱动保持件190的臂228以便允许这种横向运动。相反，当脊234位于两个槽170之间时，臂228已经远离调节滑块150和插入件30弯曲，并且需要相对较小的力来引起调节滑块相对于插入件30的横向运动。因此，当脊234在其中一个槽170 内时，使用者将感觉调节滑块150的位置和调节轮240的对应位置“稳定”，并且当脊234不在其中一个槽170内时，将感觉到“不稳定”。这种触觉感觉可以用作装置10的使用者调节调节轮240的位置的指导，特别是当装置10已经被紧固在使用者的头部周围并且不容易被使用者看到时。

作为上述的进一步的结果，每个槽170可以为调节滑块150和调节轮240提供离散的位置设置，其中每个对应于调节滑块150的孔口 166与插入件30的入口孔口82和保持件190的孔口214的不同程度的重叠，并且其每一个继而又对应于可以穿过保持件190的孔口214、调节滑块150的孔口166和插入件30的入口孔口82的对准的组合的空气体积。因此，使用者可以更容易地配置装置10，以允许仅通过触觉感觉就能使期望程度的空气流进入面罩14(例如，与先前锻炼中使用的程度相同的程度；比先前锻炼更多地限制进入面罩14的气流)，而不需要移除装置10以用于视觉检查。

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应当理解，本文所述的实施例仅仅是示例性的，并且本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下进行许多变化和修改。所有这些变化和修改旨在包括在本实用新型的范围内，如在所提出的权利要求中所体现的。