一种带风机的口罩的制作方法

本发明涉及个人防护领域，特别是一种带风机的口罩。

背景技术：

目前，随着工业化和汽车的剧增，空气污染越来越严重，雾霾天气越来越多，雾霾中包含的PM2. 5等污染物严重损害人们的健康，特别对儿童、老人及呼吸道疾病人群造成的伤害更为明显。室内和车内等封闭空间己经出现了大量的空气净化设备，但外出时仍缺乏有效的保护措施，人们出行大多佩戴口罩，少部分佩戴高级的防护口罩。但是，一般的防护措施，除雾霾的效果有限。

为此，市场上出现了各种各样的便携式空气净化器，除雾霾的效果明显，为人们的健康提供了便利条件。例如将导气管的一端连接口罩，导气管的另一端连接空气净化器，空气净化器通常是挂在人体的脖颈或手臂位置处，用于将外界受污染的空气过滤转换为洁净空气，通过导气管向人体的鼻腔附近输送洁净空气达到除雾霾的良好效果。然而导气管存在以下缺点：（1）存在一定的重量，一方面使得人们佩戴不舒适，另一方面，口罩与脸部的贴合处在导气管的拉扯过程中容易产生缝隙，这样外界的空气就会直接进入口罩内，失去了除雾霾的效果；（2）导气管插入口罩上，空气通过导气管输入人体的口鼻处会使得空气传输通道太长，不仅造成能耗浪费，还导致呼吸不舒畅；（3）蓄电池容量小，续航时间短；（4）蓄电池、导气管、净化器外壳的加入导致造价高。

另外，市面上还出现了将空气净化系统置于口罩上的结构，即将风机、锂电池、控制系统全部置于口罩上，存在以下缺点：（1）会增加口罩的重量，使得人们佩戴不舒服，（2）不适用于任意口罩，如常用的普通口罩就不能承受住净化系统的重量；（3）蓄电池容量小，续航时间短。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种重量轻，呼吸顺畅，佩戴舒适，价格低廉，续航时间久，能耗低的带风机的口罩。

本发明的技术方案是：一种带风机的口罩，包括口罩本体，所述口罩本体包括容纳人体鼻孔的呼吸区和与呼吸区连接的过滤区；所述过滤区设有用于将外界空气转换为洁净空气的过滤部以及用于向呼吸区输送空气的风机；所述风机通过导线与口罩本体之外的电源部相连接。

上述方案具有以下优点：（1）导线很轻，不会因重力作用使得口罩本体松动，即使人们在运动过程中，口罩与脸部的贴合处也不会产生缝隙，这样外界的空气就不会进入口罩内，提高过滤效果；（2）没有外壳、导气管等部件，降低了成本，能耗小；（3）采用外部的电源，能够提高使用时间，电池续航时间久。

进一步，所述导线与风机和/或电源部之间可拆卸连接。

进一步，所述导线与风机和/或电源部之间通过接口进行插拔式连接。

进一步，所述导线为细导线，导线的直径不大于3mm。导线的直径优选1~2mm。

进一步，所述导线从人体的耳朵后绕至佩戴部位与电源部连接，或者所述导线直接延伸至人体的佩戴部位与电源部连接。本发明从耳后绕至佩戴部位能够避免眼前障碍，使得佩戴更舒服。

进一步，所述导线的长度为20~150cm，优选为30~120cm，更优选为50~100cm。

进一步，所述导线连接电源部的那一端为接头结构，接头结构适配于电源部的电源接口，风机的工作电压与电源部的供电电源相兼容；所述电源部包括可随身携带的便携式终端和不可随身携带的固定式终端。

进一步，所述便携式终端可以是但不限于充电宝或手机；或者所述便携式终端包括安装于壳体内的锂电池，壳体上设有与所述接头结构相适配的电源接口；或者所述便携式终端包括安装于壳体上的锂电池、控制器和风机驱动电路，壳体上设有与导线连接的风机接口，由控制器通过风机驱动电路控制风机动作。本发明的电源部大多为市面上现有的供电终端，可实现一物多用，不必另外设置蓄电池，大大节约成本；另外，市面上的蓄电池容量多，如充电宝的电池续航时间可达1个月，而现有的空气净化器上的蓄电池只能用一两天，可以说本发明不仅降低了成本，还提高了电池的续航时间。

进一步，所述固定式终端可以是但不限于电脑或电视。

进一步，所述便携式终端能够挂于人体的颈部、手臂、肩部、腰部或头部的帽子上或置于口袋里。例如，可以在帽子（如头盔）上设置魔术贴，便携式终端的背部设置魔术贴，将便携式终端粘接于帽子上，导线从耳后走线，这样可选择20~30mm的短导线，一方面能够提高导线的抗干扰能力强；另一方面，戴在帽子上可以解放双手，且不会造成对导线的拉扯现象。

进一步，所述壳体的外侧设有风速档位调节按钮；或者壳体上设有触摸屏，触摸屏上设有风速档位调节按钮；或者壳体设计成手机结构，通过安装AAP软件，对风机进行风速调节。

进一步，所述过滤部的出口处或者呼吸区上安装有粉尘传感器，粉尘传感器与控制器电连接，并在壳体上进行数值显示。

进一步，所述口罩本体内和壳体内安装有相匹配的无线通信模块。

进一步，所述导线连接电源部的接头结构为USB接口、圆形电源插头、手机接头的一种或多种组合。

进一步，所述过滤部安装于风机的外侧；或者安装于风机的内侧；又或者风机的外侧与内侧均设有过滤部，风机设于外侧过滤部与内侧过滤部之间；所述过滤部和/或风机可拆卸，使得过滤部变脏后可更换新的过滤部继续使用，又或者使得过滤部变脏后将风机拆装下安装在新口罩上继续使用。

进一步，所述过滤部直接形成进风口；或者过滤区的前侧设有进风口，过滤区在靠近进风口的位置处安装过滤部。

进一步，所述过滤部为折叠的过滤纸、过滤棉、过滤布的一种或多种组合；通过胶接、卡合或置于容纳部的方式可拆卸连接。

进一步，所述过滤区与呼吸区连接在一起，过滤区设于呼吸区侧壁的上侧、中部或下侧；或者过滤区与呼吸区形成两个单独的腔体，过滤区与呼吸区之间存在间距。

进一步，所述风机的叶片为柔性材质。

本发明的有益效果：

（1）通过将过滤部和风机设于口罩本体上，风机经导线与口罩本体之外的电源部连接，与现有技术中的导气管相比，一方面由于导线很轻，不会因重力作用使得口罩本体松动，即使人们在运动过程中，口罩与脸部的贴合处也不会产生缝隙，这样外界的空气就不会进入口罩内，提高过滤效果；另一方面，导线的轻量化提高了佩戴的舒适度；另外，人们可通过口罩本体直接呼吸洁净空气，无需通过长长的导气管进风，呼吸舒畅，大大降低呼吸阻力；

（2）通过设计导线的端部结构，使得导线与风机和/或电源部之间可拆卸连接，当不需要进行空气净化时，可将导线拔下，仅做普通的口罩使用，当需要进行空气净化时，将导线连接到风机上即可；并且可使导线兼容多个不同的电源部，适用范围广；

（3）电源部可以采用市面上现有的成品，这样，就无需增加额外的锂电池，大大节约成本，且可以实现一物多用，节省加工设计流程，降低生产成本；

（4）通过设计壳体，加入控制器，能够根据呼吸的舒适度对风量进行调节，大大降低呼吸阻力，提高舒适度；

（5）通过加入粉尘传感器，能够让使用者知悉过滤部的过滤效果，了解当前的空气状况。附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1口罩本体的结构示意图；

图3是本发明实施例1过滤区的剖视图；

图4是本发明实施例2的结构示意图；

图5是本发明实施例3的结构示意图；

图6是本发明实施例3壳体的结构示意图；

图7是本发明实施例4的结构示意图；

图8是本发明实施例5的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一种带风机的口罩，包括口罩本体，口罩本体包括容纳人体鼻孔的呼吸区和与呼吸区连接的过滤区；过滤区设有用于将外界空气转换为洁净空气的过滤部以及用于向呼吸区输送空气的风机；风机通过导线与口罩本体之外的电源部相连接。

上述方案与现有技术中的导气管相比具有以下优点：（1）由于导线很轻，一方面不会因重力作用使得口罩本体松动，即使人们在运动过程中，口罩与脸部的贴合处也不会产生缝隙，这样外界的空气就不会进入口罩内，提高过滤效果；（2）导线的轻量化提高了佩戴的舒适度；（3）人们可通过口罩本体直接呼吸洁净空气，无需通过长长的导气管进风，呼吸舒畅，大大降低呼吸阻力。

进一步地，导线与风机、电源部之间的连接结构具有以下三种方案。

第一种方案：导线的一端与风机之间可拆卸连接，导线的另一端与电源部固定连接。

这种结构，当不需要进行空气净化时，可将导线拔下，仅做普通的口罩使用，当需要进行空气净化时，将导线连接到风机上即可。可拆卸的结构可以是：风机壳体或容纳风机的外壳体的一侧设有电源接口，如USB接口、圆形接口、接线端子等。导线的一端设有与电源接口相匹配的接头，通过接口进行插拔式连接。

第二种方案：导线的一端与风机之间固定连接，导线的另一端与电源部可拆卸连接。

这种结构，可使导线兼容多个不同的电源部，适用范围广。可拆卸的结构可以通过USB接口、圆形接口、手机接口等进行插拔式连接。

第三种方案：导线的一端与风机之间可拆卸连接，导线的另一端与电源部可拆卸连接。

这种结构，综合了第一种方案和第二种方案的优点。

进一步地，本实施例的电源部可以是下面三种方案：

（1）电源部为市面上现有的供电终端，如充电宝、手机等便携式终端，又或者是电脑、电视等不可随身携带的固定式终端，导线连接电源部的那一端为接头结构，接头结构适配于充电宝、电视、电脑或手机的电源接口，接头结构可以是USB接口、圆形电源插头或手机接头；接头结构还可以是：导线的端部延伸出多个分支，每个分支设有不同的接头结构，如一个导线分支为USB接口，第二个导线分支为圆形接口，第三个导线分支为手机接口。通常充电宝供电是大多采用圆形电源插头，电脑供电大多采用USB接口，而电视上通常自带USB接口对外供电；对于手机而言，目前市面上也出现了能够对外部设备供电的手机，为了让风机工作，风机的工作电压必须是与充电宝、电脑、电视或手机等设备相互兼容，可以兼容其中的一种，也可以同时兼容多种，这样，就无需增加额外的锂电池，大大节约成本。当然，当进行户外运动时，优选采用充电宝对风机供电，携带充电宝更方便，且充电宝又可以同时对手机充电，实现一物多用，节省加工设计流程，降低生产成本；当在电脑前工作时，可直接插入USB接口由电脑供电，续航时间长，只要电脑开着，就可以一直呼吸着洁净的空气进行工作，相比锂电池供电而言，无需考虑电量是否足够，使用周期长。

（2）电源部为安装于壳体上的锂电池，壳体上设有与接头结构相适配的电源接口，相较于第（1）种方案，增加了加工设计成本和锂电池的成本，但提高了轻量化和便携性。另外，还可以在壳体上设置电源开关，控制风机启动和关闭。锂电池可以安装于壳体的外侧，也可以安装于壳体的内腔中。

（3）电源部包括安装于壳体内的锂电池、控制器和风机驱动电路，壳体上设有与导线连接的风机接口，由控制器通过风机驱动电路控制风机动作。该方案不是将风机直接连接供电电源，而是由控制器控制，风机接口包括电源端和控制端，锂电池为控制器和风机供电。相较于第（1）种方案和第（2）种方案，此方案能够实现自动化控制，且能够对风机进行风量调节，根据呼吸的舒适度对风量进行调节，大大降低呼吸阻力，提高舒适度。

其中，风量调节可以是以下三种方案：

a. 在壳体的外侧设有风速档位调节按钮，通过按钮可进行多档位调节，通常为低、中、高三档调节，按钮可以为旋转式结构，也可以是按键式结构，例如，当按一下风速档位调节按钮，则开机且处于低档风量，按第二下，转换为中档风量，按第三下，转换为高档风量，再按一下，则关机，操作十分简单。

b.壳体上设有触摸屏，触摸屏上设有虚拟的风速档位调节按钮，例如设有低档、中档和高档共三档按键以及开/关机键，通过实际需求按下相对应的按键即可。

c.将壳体设计成手机结构，通过安装AAP软件，对风机进行风速调节。

其中，壳体可以挂于人体的颈部、手臂、肩部、腰部或头部的帽子上。

进一步地，过滤部的出口处或者呼吸区上安装有粉尘传感器，粉尘传感器与控制器电连接，并在壳体上进行数值显示。

具体而言，粉尘传感器用于检测粉尘的浓度，本实施例优选测量范围为0～9000000个/升，可包括PM0.3\PM2.5\PM10的检测。粉尘传感器可以安装在过滤部的出口处或呼吸区上，只要能够对过滤后的洁净空气进行检测的位置都可以安装，安装方式可设置卡座卡合固定、螺栓固定等。

粉尘传感器与控制器的电连接方式优选无线连接，如在粉尘传感器上安装无线通信模块，如蓝牙模块、WiFi模块等，将安装于壳体内的锂电池、控制器和风机驱动电路的壳体设置为手机结构，在壳体上也安装相匹配的无线通信模块，粉尘传感器通过无线传输方式将检测到的数据发送给控制器，经一系列计算将最终的PM0.3\PM2.5\PM10的检测数值在手机结构的壳体上显示出来。

当然，粉尘传感器与控制器也可通过电线连接，粉尘传感器的电线两端的结构同风机导线的结构，此处不再赘述。

进一步地，导线为细导线，导线的直径不大于3mm。本发明的风机采用薄型风机，采用直径不大于3mm的导线不会发生发热、烧损等现象，且导线较细，重量轻，不会因重力作用对口罩本体产生拉扯，从而避免口罩与脸部的贴合处产生缝隙，提高过滤效果。

进一步地，过滤部的位置可以是下面三种方案：

第一种方案：过滤部安装于风机的外侧，即空气先经过滤部过滤，再经风机送至呼吸区，该方案的优点是：一方面风机不易沾灰，另一方面，风机能够将风从过滤部吸进，不会因为过滤部的阻挡而阻碍风量的进入。

第二种方案：过滤部安装于风机的内侧，即空气先经过风机，再进入过滤部过滤。该方案与第一种方案相比，效果不如第一种方案好，因为由于过滤部的阻挡，风量进入呼吸区的速度慢，且风量小，这样会加大风机的功率，提高电耗，且风机上的灰尘容易吹至过滤部上，从而降低过滤部使用寿命。

第三种方案：风机的外侧与内侧均设有过滤部，即对空气进行二次过滤，风机设于外侧过滤部与内侧过滤部之间。该方案与前两种方案相比，大大提高了过滤效果，但风量易受到过滤部的阻碍，且增加了成本，安装麻烦。

因此，本发明优选第一种方案。

进一步地，过滤区与呼吸区的连接结构可以是下面两种方案：

第一种方案：过滤区与呼吸区连接在一起，过滤区设于呼吸区侧壁的上侧、中部或下侧。

该方案是将过滤区直接连接在呼吸区上，由于风机采用薄型风机，质量很轻，口罩本体可以采用如普通口罩一样质地很软的材质，也能够承受住过滤区的重量，也可以采用防毒面具材质的口罩，如塑料、橡胶、硅胶等材质。过滤区可固定在呼吸区的外轮廓上，也可以与呼吸区卡合连接。过滤区可以包括用于容纳过滤部的过滤部壳体和容纳风机的风机壳体。

第二种方案：过滤区与呼吸区形成两个单独的腔体，过滤区与呼吸区之间存在间距。

这种结构，过滤区与呼吸区之间形成风压，能够将洁净空气送至呼吸区内。呼吸区上可设置一个或多个进气孔，洁净空气从进气孔进入呼吸区内；呼吸区的外轮廓上也可以直接由过滤部替换，即呼吸区在与过滤区之间的那一部分外轮廓为过滤部，这样无需设置进气孔。第二种方案能够使得呼吸区与风机存在一定的间距，相比第一种方案而言，呼吸阻力小，但风量受阻力大，风量小，且整体体积大。

进一步地，过滤部、风机的安装方式可以是下面三种方案：

第一种方案：过滤部可拆卸，风机固定，使得过滤部变脏后可更换新的过滤部继续使用。

具体地，过滤部可以是折叠的过滤纸、过滤棉或过滤布，又或者是它们之间的组合形式。例如，在呼吸区的外侧粘接至少一层折叠的过滤纸，折叠的过滤纸可以设计成与口罩形状类似的弧形结构；风机安装于风机外壳内，风机外壳固定在呼吸区的外部轮廓内壁上，风机外壳可与呼吸区的外部轮廓通过整体注塑或冲压等方式一体成型。折叠的过滤纸脏了之后可直接揭下，粘接新的过滤纸。

又或者在呼吸区的外轮廓上安装一口袋，口袋的外表面设有若干个通风孔，将过滤棉或过滤布装入口袋内，并与口袋的周边密封，以保证不会存在部分污浊空气没有被过滤的现象。

第二种方案：过滤部不可拆卸，风机可拆卸，使得过滤部变脏后将风机拆装下安装在新口罩上继续使用。

这种结构需要将风机设于过滤部的外侧，风机可通过风机壳体可拆卸地安装在过滤区或呼吸区上，如螺栓固定，又或者风机壳体与过滤区或呼吸区的外轮廓卡合连接等。

第三种方案：过滤部和风机均可拆卸。

具体的拆卸结构可参见上述两种方案，此处不再赘述。

进一步地，过滤部可以直接形成进风口；或者过滤区的前侧设有进风口，过滤区在靠近进风口的位置处安装过滤部，例如设置一个盖体，进风口设于盖体的表面，进风口可以呈蜂窝状、百合窗结构等。进风口也可以设置在盖体的上侧或下侧，但进风量会减小，因为盖体的表面面积与侧面面积大很多。

进一步地，风机的叶片优选为柔性材质，一方面能够减轻风机的重量，提高人们佩戴的舒适感；另一方面，不易损失将人体的面部。

可以理解的是，前述的各种方案仅是本发明优选的几个实施例，本发明并不对其进行具体限定。

以下是本发明的列举的优选实施方式。

实施例1

如图1~图3所示：一种带风机的口罩，包括口罩本体1，口罩本体1包括容纳人体鼻孔的呼吸区2和设于呼吸区2上的过滤区；过滤区安装于呼吸区2的中部，过滤区包括进风盖体3和净化主机4，净化主机4的内部沿空气流动路径依次设有过滤部5和风机6，过滤部5覆盖整个净化主机4，不会存在部分污浊空气没有被过滤的现象，大大提高了过滤效率。净化主机4在与风机6的对应位置处设有风道61；风道61与设于净化主机4一侧的出风口44连通，本实施例的出风口44设于净化主机4的下侧，而净化主机4在朝向人体面部的那一端为封闭式结构，用于覆盖住风机6，以防止风机6划伤人体面部。

进风盖体3的表面冲有整齐排列的通风孔31，多个通风孔31排列成蜂窝状，布满整个进风盖体3，以增大进风量，并且减轻进风盖体的重量。净化主机4的上下两端设有第一凹槽41，进风盖体3的两端设有第一凸起32，与净化主机4卡合连接。呼吸区2的外轮廓21在与过滤区的连接处水平设置有连接部22，连接部22上设有第二凹槽23，净化主机4的上下两端设有第二凸起42，使得净化主机4与呼吸区2卡合在一起并密封连接。

风机6通过螺栓固定于净化主机4内，过滤部5直接置于净化主机4的过滤腔中，过滤部5包括盒体51和安装于盒体51内的折叠的过滤纸52，过滤纸52与盒体51的内壁通过胶体密封，胶体为有机胶。折叠的过滤纸52包括多个褶部，每个褶部上均粘结有打胶后形成的胶筋，保证一定的折间距。盒体51与净化主机4的过滤腔之间通过密封圈53密封，且盒体51与过滤腔尺寸相适配，当过滤纸脏了之后，直接将盒体51从过滤腔中拿出进行更换即可，省时省力。

进风盖体3与净化主机4均采用材质轻、强度大的工程塑料、碳纤维或聚碳酸酯等材质制作，材质轻，佩戴舒适，能够适用于普通口罩，本实施例的口罩本体1优选采用硅胶材质制成。

口罩本体1可以通过口罩系带实现挂耳式佩戴，也可以通过松紧带挂于耳朵上方。

风机6通过导线7与口罩本体1之外的电源部8相连接。进风盖体3的下侧直接引出导线7，导线7的一端与风机固定连接，导线7的另一端设有USB接口71，用于插入电源部8。本实施例中，导线7直接延伸至人体的佩戴部位与电源部连接，电源部8优选为充电宝，导线的直径为1mm。

实施例2

如图4所示：与实施例1的区别在于，导线7从人体的耳朵后绕至佩戴部位与电源部8连接。进风盖体3的侧面直接引出导线7。

其他结构同实施例1。

实施例3

如图5所示：在实施例1的基础之上，过滤区的上部设有粉尘传感器10，粉尘传感器10的检测探头嵌入并固定于呼吸区2的外轮廓21上，粉尘传感器10的尾部安装有第一蓝牙模块101，蓝牙模块101设于呼吸区2的外侧。

如图6所示：风机6通过导线与口罩本体1之外的电源部相连接。电源部包括安装于壳体9外侧的锂电池91、安装于壳体9内的控制器、风机驱动电路和与第一蓝牙模块101相匹配的第二蓝牙模块93，壳体9上设有与导线连接的风机接口92。由控制器通过风机驱动电路控制风机6动作。

将壳体9设计成手机结构，通过安装AAP软件，能够对风机6进行低、中、高三档调节以及控制风机的启停，且能够通过蓝牙模块无线传输PM0.3\PM2.5\PM10的检测数值并显示在显示屏上。

实施例4

如图7所示：与实施例1的区别在于，导线7’的一端设有圆形电源插头71’，导线7’的另一端为USB接口72’，导线7’的直径为1.5mm。由于进风盖体设于口罩本体的外侧，因此优选在进风盖体的下端设置圆形接口，风机的电源线从净化主机底部走线与圆形接口连通，导线7’的圆形电源插头插入圆形接口即可与风机接通。

其它同实施例1。

实施例5

如图8所示：与实施例4的区别在于，导线7”的一端设有圆形电源插头71”，导线7”的另一端延伸出三个分支，第一个导线分支为USB接口72”，第二个导线分支为圆形接口73”，第三个导线分支为手机接口74”。导线7”的直径为2mm。

其它同实施例4。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。