阻力呼吸装置的制造方法
专利名称:阻力呼吸装置的制造方法
【专利摘要】一种阻力呼吸装置，其包含面罩，该面罩具有从中穿过的多个开孔。所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部并且适于与用户脸部形成气密密封。该装置还包括覆盖所述面罩并且具有一对条带的外层，该一对条带用于将所述面罩固定在用户脸部。该装置还包括布置在所述面罩开孔的相应一个中的至少一个空气进气阀组件。所述空气进气阀组件可调节以提供从中通过的选定程度的空气流。该装置还包括布置在所述面罩开孔的相应一个中的至少一个空气排气阀组件。所述空气排气阀组件防止空气流入所述面罩并且允许空气流出所述面罩。
【专利说明】阻力呼吸装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并且要求2016年I月6日提交的共同拥有且尚待审决的美国专利申请序列号14/989,400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
[0003]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面罩，其提供针对空气吸入的阻力。
【背景技术】
[0004]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，以改善健康和耐力。对于提供吸入阻力以协助此种训练的装置存在需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种呼吸装置，其提供针对穿戴者空气吸入的阻力，当穿戴者穿戴该装置时允许该穿戴者定制此种阻力的水平，并且允许空气自由呼出。
[0006]在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括面罩，该面罩具有外表面、与该外表面相对的内表面、多个开孔和周界。所述多个开孔的每一个从外表面至内表面延伸穿过面罩。所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便所述周界与用户的脸部并且在用户的口部和鼻部四周形成气密密封，并且所述面罩在面罩的内表面与用户脸部之间限定一个内部区域。所述阻力呼吸装置还包括外层，该外层覆盖面罩并且具有一对带有相互啮合的端部的条带，所述相互啮合的端部用于将面罩固定至用户的脸部。所述阻力呼吸装置还包括至少一个空气进气阀组件，该空气进气阀组件布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中。所述至少一个空气进气阀组件可调节，以提供选定程度的空气流从中通过。所述阻力呼吸装置还包括至少一个空气排气阀组件，所述空气排气阀组件布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中。所述至少一个空气排气阀组件适于防止空气从中通过而从外部环境进入到所述内部区域中。所述至少一个空气排气阀组件适于允许空气从中通过由所述内部区域进入到外部环境中。
[0007]在一个实施方式中，所述至少一个空气进气阀组件包括柱形基底(cylindricalbase)，该柱形基底具有第一端部、与第一端部相对的第二端部、从第一端部延伸到第二端部的柱形主体(cylindrical body)和通过柱形主体从第一端部延伸到第二端部的空气通道。所述柱形基底被布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中，以便柱形基底的第一端部邻近面罩的内表面并且柱形基底的第二端部邻近面罩的外表面。所述柱形基底的尺寸和形状经设计，以便所述面罩的多个开孔的相应之一在柱形基底周围形成气密密封。所述至少一个空气进气阀组件还包括附接到所述柱形基底第二端部的帽盖。所述帽盖相对于柱形基底是可移动的，从而提供选定程度的空气流。
[0008]在一个实施方式中，所述柱形基底包括封闭(occluding)该柱形基底空气通道的端部分，该端部分邻近柱形基底的第二端部。所述端部分包括穿过其延伸的第一多个孔洞。所述第一多个孔洞排列成弧形排列。所述帽盖包括穿过其延伸的第二多个孔洞。所述第二多个孔洞排列成弧形排列。所述帽盖可相对于柱形基底进行旋转，从而选择性地将所述基底的第一多个孔洞的一个或多个与所述帽盖的第二多个孔洞的对应一个或多个对齐。所述选择性对齐提供选定程度的空气流。
[0009]在一个实施方式中，所述基底包括从端部分朝向帽盖伸出的突出部。所述帽盖包括将基底的突出部接纳于其中的凹部。所述凹部具有第一端部和与第一端部相对的第二端部。帽盖相对于基底的旋转促使所述帽盖的凹部相对于所述基底的突出部移动，以便当帽盖的第二多个孔洞之一与基底的第一多个孔洞之一对齐时，帽盖凹部的第一端部与基底的突出部相邻，并且以便当帽盖的第二多个孔洞的每一个均与基底的第一多个孔洞的相应之一对齐时，帽盖凹部的第二端部与基底的突出部相邻。
[00?0]在一个实施方式中，所述基底包括从所述柱形主体突出的至少一个隆起(ridge)。所述帽盖包括形成于其中的至少一个凹槽。所述基底的至少一个隆起和所述帽盖的至少一个凹槽的位置经设计，使得当帽盖的第二多个孔洞的一个或多个与基底的第一多个孔洞的相应之一对齐时，所述至少一个隆起位于所述至少一个凹槽的相应之一内。在一个实施方式中，当所述至少一个隆起位于相应所述至少一个凹槽内时，所述至少一个隆起与所述至少一个凹槽配合以阻碍帽盖相对于基底旋转。
[0011]在一个实施方式中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将该基底保持于面罩内的至少一个凸缘。在一个实施方式中，所述基底和所述帽盖各自均由塑性材料制成。
[0012]在一个实施方式中，所述至少一个空气排气阀组件包括柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与第一端部相对的第二端部、和穿过其从第一端部延伸至第二端部的空气通道。所述柱形基底被布置在所述面罩的多个开孔的相应之一内，以便柱形基底的第一端部邻近面罩的内表面并且柱形基底的第二端部邻近面罩的外表面。所述柱形基底的尺寸和形状经设计，以便所述面罩的多个开孔的相应之一在该柱形基底的周围形成气密密封。所述柱形基底还包括偏置元件和杆(stem)，所述偏置元件邻近第一端部延伸跨越所述空气通道，所述杆朝向第二端部从所述偏置元件的中心伸出。所述至少一个空气排气阀组件还包括挠性膜，该挠性膜具有第一侧部、与第一侧部相对的第二侧部、与所述空气通道互补的轮廓(prof iIe)、从第一侧部伸出的支柱(post)、以及穿过支柱和烧性膜延伸的中心孔洞(center hole)。所述烧性膜被布置在柱形基底内，以便所述柱形基底的杆被布置在该烧性膜的中心孔洞内。所述至少一个空气排气阀组件还包括帽盖，该帽盖具有第一侧部和与帽盖的第一侧部相对的第二侧部。该帽盖被附接至柱形基底的第二端部。一支柱从所述帽盖的第一侧部伸出并且具有接纳基底的杆的中心孔(center bore)。在一个实施方式中，响应于用户的吸气，挠性膜被推动至紧靠(flush against)基底偏置元件的位置，借此该挠性膜将基底的空气通道密封。在一个实施方式中，响应于用户的呼气，所述挠性膜被推动离开基底的偏置元件，借此空气可以自由地通过基底的空气通道。在一个实施方式中，所述挠性膜由硅酮制成。在一个实施方式中，所述帽盖和基底各自由塑性材料制成。在一个实施方式中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将基底保持在面罩内的至少一个凸缘。
[0013]在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括多个空气进气阀组件。在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括多个空气排气阀组件。在一个实施方式中，外层包括织物材料。在一个实施方式中，所述织物材料包括弹性材料。在一个实施方式中，外层的条带包括钩和环紧固件。在一个实施方式中，面罩包括橡胶。
[0014]本实用新型的阻力呼吸装置相对于现有技术阻力呼吸装置的优点在于:本实用新型阻力呼吸装置的空气进气阀组件为穿戴者提供了针对穿戴者吸入空气的阻力，此种阻力可由穿戴者穿戴该装置的同时进行设置，并且本实用新型阻力呼吸装置的空气排气阀组件允许穿戴者自由呼气。
【附图说明】
[0015]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:
[0016]图1为根据本实用新型第一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；
[0017]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；
[0018]图3为图2中示出的阻力呼吸装置的后透视图；
[0019]图4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；
[0020]图5为图4中示出的阻力呼吸装置的元件的翻转视图；
[0021 ]图6为图4中示出的阻力呼吸装置的另一元件的翻转视图；
[0022]图7A为图4中示出的阻力呼吸装置的组装的空气进气阀的详细视图，显示了第一配置的空气进气阀；和
[0023]图7B为图7A中示出的组装的空气进气阀的详细视图，但显示了第二配置的空气进气阀。
【具体实施方式】
[0024]图1-5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包括覆盖位于中央的不透气的面罩14的外层12。在一个实施方式中，将面罩14的尺寸和形状设计成适于覆盖用户的鼻部和口部。在一个实施方式中，面罩14包括周界16(如图3所示)，周界16适于提供与用户脸部的气密密封。在一个实施方式中，面罩14由弹性材料制成。在一个实施方式中，面罩14由橡胶制成。在另一个实施方式中，面罩14由经选择的本领域众所周知的其它适合材料制成，以便周界16提供与用户脸部的气密密封。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。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22，24，26，28。
[0025]继续参见图4，在一个实施方式中，装置10包括空气进气阀组件30，32。本文所描述的示例性的装置10包括两个空气进气阀组件30，32，但本领域技术人员能够理解的是，在不脱离本文所描述的示例性实施方式所描绘的更广泛原则的情况下，在另一示例性装置中可以包括不同数量的空气进气阀组件。在一个实施方式中，空气进气阀组件30，32的每一个包括基底34，36和帽盖38，40。在一个实施方式中，基底34，36和帽盖38，40由塑性材料制成。
[0026]继续参见图4，现在描述基底34的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，基底36包括的元件基本上类似于基底34的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述基底34。在一个实施方式中，基底34具有基本上为柱形的周界部分42，该周界部分42具有内端部44和外端部46并且限定了从中穿过由内端部44延伸至外端部46的空气通道48。在一个实施方式中，基底34具有基本平面的端部分50，端部分50延伸跨越周界部分42的圆形横截面并且在周界部分42的外端部46处隐藏(obscure)空气通道48。在一个实施方式中，基底34在周界部分42的内端部44处打开。
[0027]继续参见图4，在一个实施方式中，基底34具有沿着邻近内端部44的周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的内部保持凸缘52。在一个实施方式中，基底34具有在内端部44和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的外部保持凸缘54。在一个实施方式中，基底34具有在外部保持凸缘54和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的密封凸缘56。在一个实施方式中，基底34具有在密封凸缘56和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的帽盖保持凸缘58。
[0028]继续参见图4，在一个实施方式中，周界部分42包括第一部分60，第一部分60从内端部44延伸至与帽盖保持凸缘58相邻。第一部分60具有第一直径。在一个实施方式中，周界部分42还包括第二部分62，第二部分62从帽盖保持凸缘58相邻处延伸至外端部46。第二部分62具有第二直径，其小于第一部分60的第一直径。在一个实施方式中，周界部分42包括与帽盖保持凸缘58相邻的肩部分64，其在第一部分60和第二部分62之间提供过渡。在一个实施方式中，第二部分62包括两个从该第二部分62径向伸出的径向相对的(diametricalIyopposed)隆起(ridge)66,68。在一个实施方式中，隆起66,62的每一个朝向(但未到达)端部分50从肩部分64相邻处纵向伸出。
[0029]继续参见图4，在一个实施方式中，基底34包括孔洞阵列70。在一个实施方式中，孔洞阵列70的每一个孔洞延伸通过基底34的端部分50，由此提供空气通道48穿过端部分50的连续性。在一个实施方式中，孔洞阵列70包括六个孔洞，但本领域技术人员能够理解的是，这仅是示例性的并且孔洞阵列70可以包括不同数目的孔洞而不会脱离所述示例性实施方式的广泛原则。因为孔洞的具体数量可以变化，所以本文中孔洞阵列70是统称而不指单个孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列70的孔洞具有各自的中心，所述中心沿与端部分50圆形轮廓同心的环72的弧排列。在一个实施方式中，孔洞阵列70的每一个孔洞具有相同的直径。在一个实施方式中，构成孔洞阵列70的孔洞的直径可以不同。在一个实施方式中，构成孔洞阵列70的孔洞的直径可以从孔洞阵列第一端部的最大直径孔洞逐渐变化至孔洞阵列70第二端部的最小直径孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列的孔洞沿着环72的弧均匀间隔开。在一个实施方式中，柱形突出部74可在远离基底34的内端部44的方向上从端部分50突出，邻近孔洞阵列70的末端。
[0030]继续参见图4，现在描述帽盖38的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，帽盖40包括的元件基本上类似于帽盖38的元件，但为了简洁，本文仅详细描述帽盖38。在一个实施方式中，帽盖38包括主部分80和肩部分82。在一个实施方式中，主部分80包括柱形周界部分84，柱形周界部分84具有下端部86和上端部88。在一个实施方式中，主部分80包括平面端部分90，该平面端部分90在上端部88处延伸跨越周界部分84的圆形横截面。在一个实施方式中，肩部分82从周界部分84的下端部86伸出。在一个实施方式中，在肩部分82的外部形成有凹槽92。凹槽92的尺寸、形状和位置经设计以使得装置10的用户能够抓握和操纵帽盖38。
[0031]继续参见图4，在一个实施方式中，在平面端部分90中形成有孔洞阵列94。在一个实施方式中，孔洞阵列94的每个孔洞均延伸通过帽盖38的平面端部分90。在一个实施方式中，孔洞阵列94包括孔洞的数量与基底34的孔洞阵列70的孔洞数量相同。在一个实施方式中，孔洞阵列94包括六个孔洞，但本领域技术人员能够理解的是，这仅是示例性的并且孔洞阵列94可以包括不同数目的孔洞而不会脱离所述示例性实施方式的广泛原则。因为孔洞的具体数量可以变化，所以本文中将孔洞阵列94是统称而不指单个孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列94的孔洞具有各自的中心，所述中心沿与平面端部分90圆形轮廓同心的环96的弧排列。在一个实施方式中，孔洞阵列94中的每个孔洞具有相同的直径。在一个实施方式中，构成孔洞阵列94的孔洞的直径可以不同。在一个实施方式中，构成孔洞阵列94的孔洞的直径可以从孔洞阵列94第一端部的最大直径孔洞逐渐地变化至孔洞阵列94第二端部的最小直径孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列94的孔洞沿着环96的弧均匀间隔开。
[0032]现在参见图5，在一个实施方式中，凸缘98从帽盖38的肩部分82的内部伸出。在一个实施方式中，凹部100形成在帽盖38的平面端部分90的内表面。在一个实施方式中，凹部100具有弯曲的轮廓并且凹部100的宽度与从基底34的端部分50伸出的柱形突出部74的直径互补。在一个实施方式中，凹槽阵列102形成在帽盖38的周界部分84的内表面内。在一个实施方式中，形成凹槽阵列102的凹槽沿着帽盖38的周界部分84的内表面均匀地间隔开。在一个实施方式中，凹槽阵列102包括偶数个凹槽，它们的配对径向相对。在一个实施方式中，凹槽阵列102的每个凹槽的尺寸和形状经设计以接纳基底34的隆起66，68之一。在一个实施方式中，凹槽阵列102的凹槽数量是孔洞阵列94中孔洞数量的两倍;例如，在图5中示出的实施方式中，孔洞阵列94包括六个孔洞，并且凹槽阵列102包括十二个凹槽。
[0033]回过来参见图4，在一个实施方式中，装置10包括空气排气阀组件104，106。本文中描述的示例性的装置10包括两个空气排气阀组件104，106，但本领域技术人员能够理解的是，在另一个示例性装置中可以包括不同数量的空气排气阀组件，这没有脱离本文所描述的所述示例性实施方式描绘的广泛原则。在一个实施方式中，空气排气阀组件104，106的每一个包括基底108，110、膜片112，114、和帽盖116，118。
[0034]继续参见图4，现在描述基底108的元件。对本领域技术人员显而易见的是，基底110包括的元件基本上类似于基底108的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述基底108。在一个实施方式中，基底108基本上是柱形的并且具有柱形周界部分120，柱形周界部分120从内端部122延伸至外端部124并且限定从中穿过从内端部122延伸至外端部124的空气通道126。在一个实施方式中，偏置元件128邻近周界部分120的内端部122延伸跨越空气通道126。在一个实施方式中，杆130在朝向周界部分120的外端部124的方向上从偏置元件128的中心132伸出并且经过周界部分120的外端部124。在一个实施方式中，内部凸缘134邻近内端部122从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，中间凸缘136在内端部122和外端部124之间从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，内部凸缘134和中间凸缘136经调适以将基底108保留在面罩14的开孔22内，以便内部凸缘134紧靠(abut)面罩14的内表面18并且中间凸缘136紧靠面罩14的外表面20。在一个实施方式中，外部凸缘138邻近外端部124从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，基底108，110由塑性材料制成。
[0035]继续参见图4，现在将描述膜片112的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，膜片114包括的元件基本上类似于膜片112的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述膜片112。在一个实施方式中，膜片112具有第一表面140和与第一表面140相对的第二表面142。在一个实施方式中，膜片112的轮廓与基底108的空气通道126互补。管状支柱144从第一表面140的中心146伸出。中心开口 148从第二表面142延伸穿过膜片112并且穿过管状支柱144。在一个实施方式中，中心开口 148的尺寸和形状经设计以接纳基底108的杆130，从而使得膜片112能够安装在基底108内。在一个实施方式中，管状支柱144与膜片112—体形成并且大体上垂直地从第一表面140伸出。在另一个实施方式中，管状支柱144是独立于膜片112的组件。在一个实施方式中，膜片112，114由硅酮制成。
[0036]继续参见图4，现在描述帽盖116的元件。对本领域技术人员显而易见的是，帽盖118包括的元件基本上类似于帽盖116的元件，但为了简洁，本文仅详细描述帽盖116。在一个实施方式中，帽盖116包括主部分150和肩部分152。在一个实施方式中，主部分150包括柱形周界部分154，柱形周界部分154具有下端部156和上端部158。在一个实施方式中，主部分150包括平面端部分160，平面端部分160在上端部158处延伸跨越周界部分154的圆形截面。在一个实施方式中，肩部分152从周界部分154的下端部156伸出。
[0037]现在参见图6，在一个实施方式中，开孔162穿过帽盖116的主部分150。在一个实施方式中，开孔162同时重叠周界部分154和平面端部分160。在另一个实施方式中，帽盖116可以包括多于一个从中穿过的开孔。在一个实施方式中，支柱164在朝向肩部分152的方向上从帽盖116的平面端部分160伸出。在一个实施方式中，支柱164具有尺寸、形状和位置经设计以接纳基底108的杆130的中心孔。在一个实施方式中，帽盖包括形成于其中的凹槽166。在一个实施方式中，凹槽166的尺寸、形状和位置经设计以啮合基底108的外端部124和外凸缘138。返回来参见图4，在一个实施方式中，凹槽168形成在肩部分152的外部。凹槽168的尺寸、形状和位置经设计以使得装置10的用户能够抓握和操纵帽盖116(例如，从基底108上拆卸帽盖116)。
[0038]返回来参见图2和图3，在一个实施方式中，外层12包括从中心部分174向相反方向延伸的条带170，172。在一个实施方式中，中心部分174包括开孔176,178,180,182,它们的尺寸和形状经设计以覆盖开孔22，24，26，28相应之一。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，条带170，172包括相应的端部184，186。在一个实施方式中，条带170，172的端部184，186结合有相应的钩和环紧固件188，190，以便端部184，186能够彼此固定，由此使得装置10能够固定在用户的头部(参见例如图1)。在其它实施方式中，条带170，172的端部184，186包括本领域众所周知的其它固定工具，诸如夹、压合扣、钮扣等。在一个实施方式中，条带170，172包括用于落座于用户耳朵周围的切口 192，194，从而进一步将装置10固定在用户脸部。
[0039]返回来参见图4，描述了装置10的组装。将帽盖38，40的每一个附接至基底34，36相应之一，以组装空气进气阀组件30，32。在此种附接的过程中，帽盖38的凸缘98啮合基底54的帽盖保持凸缘58。基底34的密封凸缘56与帽盖38的肩部分82靠紧以防止空气在它们之间流通。从基底34的端部分50突出的突出部74啮合形成在帽盖38内的凹部100。
[0040]继续参见图4，将基底108，110与膜片112，114和帽盖116，118的相应之一组装以组装空气排气阀组件104,106。在此种附接的过程中，将基底108的杆130插入到膜片112的中心开口 148中。通过将基底108的外端部124和外凸缘138插入到帽盖116的凹槽166中，使帽盖116啮合基底108。在此种插入的过程中，帽盖116的支柱164接纳基底108的杆130，由此将膜片112固定定位并且组装空气排气阀组件104。
[0041]继续参见图4，通过将基底34，36插入通过相应的开孔22，24以将空气进气阀组件30，32插入到面罩14中。由于面罩14的弹性性质，开孔22，24拉伸以接纳相应的基底34，36。当使开孔22，24回到松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底34，36周围形成气密密封，基底34的内部保持凸缘52紧靠面罩14的内表面18与开孔22相邻，并且基底34的外部保持凸缘54紧靠面罩14的外表面20与开孔22相邻。
[0042]继续参见图4，以类似的方式，通过将基底108，110插入通过相应的开孔26，28以将空气排气阀组件104，106插入到面罩14中。由于面罩14的弹性性质，开孔26，28拉伸以接纳相应的基底108,IlOo当使开孔26，28回到松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底108，110周围形成气密密封，基底108的内部凸缘134紧靠面罩14的内表面18与开孔26相邻，并且基底108的中间凸缘136紧靠面罩14的外表面20与开孔26相邻。
[0043]现在参见图2，通过将外层12的开孔176，178，180，182拉伸和拉动到空气进气阀组件30，32与空气排气阀组件146，148相应之一上方，外层12被施加到面罩14上。这使得外层12接近并且紧靠面罩14。当使开孔176，178，180，182返回松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底34,36,108,110相应之一周围绷紧，由此使外层12相对于基底34,36,108,110和面罩14保持固定定位。
[0044]现在参见图1-7B，现在将描述用户使用示例性装置10的方法。首先，通过将面罩14放置在用户的口部和鼻部以将装置10固定到用户脸部，使条带170，172围绕用户头部的左右侧以便切口 192，194与用户的耳朵重合，并使用钩和环紧固件188，190将端部184，186彼此固定。用户可以调整钩和环紧固件188，190以确保面罩14用足够的力压着用户的脸部，以便周界16气密地压紧用户的脸部和用户口部和鼻部四周。通过这种作用，在用户脸部和面罩14之间创建了气密密封，由此确保用户吸入和呼出的空气仅能够通过形成在面罩14中的开孔22,24,26,28进出。
[0045]现在参见图7A和7B，装置10的用户可以调整空气进气阀组件30，32的帽盖38，40，由此调整装置10允许的空气吸入程度。以下将具体参照空气进气阀组件30进行描述，但对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的作用可以同样地适用于空气进气阀组件32。为了调整允许的空气吸入程度，用户握紧帽盖38的凹槽92并且相对于基底34旋转帽盖38;由于围绕开孔22的面罩14的材料部分在基底34周围形成了紧密密封，所以在此种旋转的过程中，基底34保持在静态位置。
[0046]继续参见图7A和7B，帽盖38相对于基底34的旋转使帽盖38孔洞阵列94的不同数目孔洞与基底34孔洞阵列70的孔洞对齐。帽盖38可以在两个位置之间旋转，其中一个位置使帽盖38的孔洞阵列94的所有孔洞与基底34的孔洞阵列70的所有孔洞对齐，如图7A所示，而另一位置仅使帽盖38的孔洞阵列94的仅一个孔洞与基底34的孔洞阵列70的相应一个孔洞对齐，如图7B所示。对于本领域技术人员显而易见的是，前一位置获得通过空气进气阀组件30的最大允许程度的空气流通，而后一位置获得最小允许程度的空气流通。
[0047]继续参见图7A和7B，帽盖38还可以定位在图7A所示位置与图7B所示位置之间的各种位置，这些位置可以提供各种相应允许程度的空气流经空气进气阀组件30。例如，在本文所描述的装置10的实施方式中，帽盖38的孔洞阵列94和基底34的孔洞阵列70各自包括六个孔洞。因此，帽盖38总共可以被定位在六个位置(即图7A中示出的位置、图7B中示出的位置、以及图7A和图7B中示出的位置之间的四个位置)，这些位置的每一个都将帽盖38的孔洞阵列94的一至六个孔洞与基底34的孔洞阵列70的那些孔洞对齐，以产生相应允许程度的空气流经空气进气阀组件30。
[0048]继续参见图7A和7B并且参见图4和5，如上所述的帽盖38相对于基底34的旋转受到基底34的柱形突出部74在帽盖38的凹部100内的行程的约束。如图7A所示，当空气进气阀组件30被定位以允许最大程度的空气流通时，基底34的柱形突出部74可紧靠帽盖38凹部100的第一端部，并且如图7B所示，当空气进气阀组件30被定位以允许最小程度的空气流通时，基底34的柱形突出部74可紧靠帽盖38凹部100的第二端部。相应地，装置10的用户可以被防止在第一方向上将帽盖38旋转经过允许最大程度的空气流通空气进气阀组件30的位置(SP，如图7A所示)，并且被防止在第二方向上将帽盖38旋转经过允许最小程度的空气流通空气进气阀组件30的位置(S卩，如图7B所示)。
[0049]继续参见图4、5、7A和7B，帽盖38和基底34经配置以协助用户适当地将帽盖38的孔洞阵列94的孔洞与基底34的孔洞阵列70的孔洞对齐。现在参见图4，并且如先前所公开的，基底34包括从第二部分62伸出的径向相反的隆起66，68。现在参见图5，并且如先前所公开的，帽盖38包括凹槽阵列102，凹槽阵列102的凹槽沿着周界部分84的内表面均匀间隔开，并且成对的凹槽径向相反。孔洞阵列70和94的孔洞、凹槽阵列102的凹槽以及隆起66，68经排列，以便随着帽盖38相对于基底34旋转，当帽盖38的孔洞阵列94的一个或多个孔洞与基底34的孔洞阵列70的一个或多个孔洞对齐时，隆起66，68与凹槽阵列102的径向相对的一对凹槽对齐。相反地，随着帽盖38相对于基底34旋转，当帽盖38的孔洞阵列94的孔洞未与基底34的孔洞阵列70的孔洞对齐时，隆起66，68不与凹槽阵列102的任何径向相对的凹槽对对齐。对于本领域技术人员显而易见的是，当帽盖38处于此种位置时(S卩，当孔洞阵列94的所有孔洞与没有孔洞延伸通过的基底34的端部分50的部分对齐时)，空气不能流通空气进气阀组件30。随着装置10的用户旋转帽盖38，在隆起66，68未与凹槽阵列102的凹槽成排列时，帽盖38自由旋转。相反，当隆起66，68对齐或安置在凹槽阵列102的一对凹槽中时，由于隆起66，68与该对凹槽尺寸互补，所以需要额外的外加力以促使旋转。因此，当适合的对齐时，帽盖38可感触“安置”就位，使得允许一定程度的空气流通空气进气阀组件30。这种触觉可以充当装置10的用户调整空气进气阀组件30的向导，特别是当装置10已经被固定在用户头部且不能被用户容易地看到时。
[0050]返回来参见图4，并且如先前提到的，装置10可包括不同数目的空气进气阀组件；例如，本文中描述的装置10包括两个空气进气阀组件30，32。空气进气阀组件30，32各自可以配置为如上参照图7A和7B所描述的方式并且彼此独立地允许所需程度的空气流通。因此，在装置10中包括多个空气进气阀组件30，32可以给用户提供多种可能的组合。例如，在本文所描述的实施方式中，其中装置10包括两个空气进气阀组件30，32，它们各自包括具有六个孔洞的基底34，36和相应的帽盖38，40，并因此各自可以六种不同的配置而放置(S卩，在配置中对齐一至六个孔洞以允许空气流通)，装置10可以提供三十六种空气进气阀组件30，32配置组合。
[0051 ]继续参见图1-7B，当用户吸气时，相对于周围大气，在面罩14内引起降低的气压。这种降低的气压迫使膜片112的第二表面142抵靠基底108的偏置元件128，在该位置，膜片112完全覆盖并且密封穿过基底108的空气通道126。由于此种密封，空气不能通过基底108的空气通道126(即通过空气排气阀组件104)从用户周围流入到面罩14内。对于本领域技术人员显而易见的是，空气排气阀组件106也是如此。因此，可以从用户周围流入到面罩14内的唯一空气是允许流通空气进气阀组件30，32的空气。如上所述，装置10的用户可以通过相对于相应基底34，36旋转帽盖38，40，从而配置允许流通空气进气阀组件30，32的空气的程度。因此，通过配置空气进气阀组件30，32，装置10的用户可以控制装置10允许他或她吸入空气的量。
[0052]继续参见图1-7B，当用户呼气时，相对于周围大气，在面罩14内引起增加的气压。这种增加的气压向外挤压(即，远离偏置元件128)膜片112的第二表面142。由于帽盖116的支柱164与膜片112的支柱144的紧靠，膜片112不能沿着基底108的杆130移动。因此，面罩14内增加的气压迫使膜片112向外弯曲(S卩，远离偏置元件128)，由此在用户呼气期间打开穿过基底108的空气通道126并且允许呼出的空气从面罩14通过空气排气阀组件104流向用户周围。对于本领域技术人员显而易见的是，空气排气阀组件106也是如此。呼出的空气可额外地流通空气进气阀组件30，32，但是允许从中通过的呼气程度以与上述关于吸气的相同方式受到限制。
[0053]示例性的阻力呼吸装置10通过在换气过程中限制用户吸入的空气量而降低了身体能够获得的氧气。关于此点，装置10在海平面上模拟了(S卩，而不是复制)高海拔训练。用户不需要行走至处于一定海拔高度的训练位置，通过具有模拟所需训练刺激的能力而能够实现益处。用户的身体不能将由于吸气限制所致的可用氧减少与高海拔下存在的稀薄空气所致的可用氧减少区分开来。在任一种情况下，可用氧的限制导致用户身体作出调整以适应刺激，尤其是如果在重复的基础上引发负荷。这种适应导致提高的血清氧运输以响应在体育锻炼期间经历的降低氧的状态。
[0054]装置10在每次呼吸循环中还使用户暴露于提高的二氧化碳含量中。这是由于用户呼出并进入到装置10中的空气在用户吸入下一次气息之前不能完全排出装置10所导致的。二氧化碳的耐受性是一个疲劳阈值重要的调节剂。当大脑的呼吸中枢检测到血液中含有提高浓度的0)2时，其向呼吸肌肉发出警告信号，使呼吸肌肉更加努力地工作。呼吸中枢也会产生一种不良感觉，导致个人希望停止体力活动。在这种状态下训练通过允许身体承受提高的⑶2浓度而可以具有显著的训练益处。缺乏⑶2耐受性是通常被称为“墙壁”的物理反应的一个分量(伴有乳酸和氢离子的积累)，其导致个人希望停止体力活动。装置10为用户提供了过度诱导CO2升高的生理条件的手段，这种生理条件超出运动员通常经历的生理条件。
[0055]个人可能还会有不好的呼吸习惯，这在训练时尤其难以突破。在静态位置以正确的膈肌呼吸能够重新训练自己，这可以在放松的同时强化膈肌并且产生适合的呼吸习惯。但是，这在训练设置中很少进行，因为高压力水平会使个体陷入不良习惯。在训练过程中，膈肌呼吸是很重要的，因为膈肌是人类呼吸的肌肉组织的主要元件。其他的肌肉，如肋间肌及副肌，也参与吸气;但是这些肌肉也共享核心稳定功能，使得它们由于多功能作用而易于疲劳。由示例性的装置10产生的空气阻力直接强调呼吸的肌肉组织。这种增加的负荷重设呼吸肌肉的运动程序以促成膈肌驱动的收缩序列而非依赖于副肌的序列。膈肌驱动的收缩序列是有利的，因为呼吸循环涉及上胸部扩张加快速呼吸，这在沉重呼吸的大多数人中均能看到，导致降低的肺胀和氧摄取量，最终降低个体在用力时减少氧债的能力。
[0056]理想地，呼吸困难时，应观察到呼吸起源于腹部;这表明个人正在更残酷地使用他或她的膈肌。示例性的装置10在每次呼吸循环中协助增加了吸气的持续时间，让肺部有更多的时间来膨胀并且通过其满肌肉偏移使膈肌处于负荷状态下。在高强度的功能活动中使用装置10重复训练提供了来自膈肌训练的功能结转，这不能在休息位置通过简单地练习膈肌呼吸而复制。因此，使用装置10，210协助的训练提供了用于强化吸气肌肉的功能技术，这直接提尚了性能。
[0057]装置10为呼吸耐力的改善提供了全面的方法。除了通过对吸入氧的限制模拟高海拔训练之外，装置10可以进一步协助用户改善CO2再呼吸耐力并且改善呼吸肌调理。
[0058]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。
【主权项】
1.一种阻力呼吸装置，其包括: 面罩，该面罩具有外表面、与所述外表面相对的内表面、多个开孔和周界，其中，所述多个开孔的每一个穿过所述面罩从所述外表面延伸至所述内表面，其中，所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便所述周界与用户脸部并且在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内表面与用户的脸部之间限定出一个内部区域； 至少一个空气进气阀组件，该至少一个空气进气阀组件布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，所述至少一个空气进气阀组件可调节以提供从中通过的选定程度的空气流;和 至少一个空气排气阀组件，该至少一个空气排气阀组件布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，所述至少一个空气排气阀组件适于防止空气从外部环境流通至所述内部区域，所述至少一个空气排气阀组件适于允许空气从所述内部区域流通至所述外部环境。2.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述至少一个空气进气阀组件包括: 柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与所述第一端部相对的第二端部、从所述第一端部延伸至所述第二端部的柱形主体、和穿过所述柱形主体从所述第一端部延伸至所述第二端部的空气通道，所述柱形基底被布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，以便所述柱形基底的所述第一端部邻近所述面罩的所述内表面并且所述柱形基底的所述第二端部邻近所述面罩的所述外表面，所述柱形基底的尺寸和形状经设计以便所述面罩的所述多个开孔的所述相应一个在所述柱形基底周围形成气密密封，和 帽盖，该帽盖附接至所述柱形基底的所述第二端部，所述帽盖相对于所述柱形基底可移动以提供所述选定程度的空气流。3.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述柱形基底包括封闭所述柱形基底的所述空气通道并且邻近所述柱形基底的所述第二端部的端部分，所述端部分包括从中穿过延伸的第一多个孔洞，所述第一多个孔洞排列成弧形排列， 其中，所述帽盖包括从中穿过延伸的第二多个孔洞，所述第二多个孔洞排列成弧形排列，并且 其中，所述帽盖相对于所述柱形基底可旋转，从而选择性地将所述基底的所述第一多个孔洞的一个或多个与所述帽盖的所述第二多个孔洞的相应一个或多个对齐，所述选择性对齐提供所述选定程度的空气流。4.权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括从所述端部分朝向所述帽盖伸出的突出部，其中所述帽盖包括将所述基底的所述突出部接纳于其内的凹部，所述凹部具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且其中，所述帽盖相对于所述基底的所述旋转促使所述帽盖的所述凹部相对于所述基底的所述突出部移动，使得当所述帽盖的所述第二多个孔洞之一与所述基底的所述第一多个孔洞之一对齐时，所述帽盖的所述凹部的所述第一端部与所述基底的所述突出部相邻，并且使得当所述帽盖的所述第二多个孔洞的每一个与所述基底的所述第一多个孔洞的相应一个对齐时，所述帽盖的所述凹部的所述第二端部与所述基底的所述突出部相邻。5.权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括从所述柱形主体突出的至少一个隆起，其中，所述帽盖包括形成于其中的至少一个凹槽，并且其中，所述基底的所述至少一个隆起和所述帽盖的所述至少一个凹槽的位置经设计，以便当所述帽盖的所述第二多个孔洞的一个或多个与所述基底的所述第一多个孔洞的相应一个对齐时，所述至少一个隆起被定位在所述至少一个凹槽的相应的一个内。6.权利要求5所述的阻力呼吸装置，其中，当所述至少一个隆起被定位在所述相应至少一个凹槽内时，所述至少一个隆起与所述至少一个凹槽配合以阻碍所述帽盖相对于所述基底的旋转。7.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将所述基底保持在所述面罩中的至少一个凸缘。8.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底和所述帽盖各自由塑性材料制成。9.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述至少一个空气排气阀组件包括: 柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与所述第一端部相对的第二端部、和穿过该柱形基底从所述第一端部延伸至所述第二端部的空气通道，所述柱形基底被布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，以便所述柱形基底的所述第一端部邻近所述面罩的所述内表面并且所述柱形基底的所述第二端部邻近所述面罩的所述外表面，所述柱形基底的尺寸和形状经设计以便所述面罩的所述多个开孔的所述相应一个在所述柱形基底周围形成气密密封，所述柱形基底包括邻近所述第一端部延伸跨越所述空气通道的偏置元件以及从所述偏置元件中心朝向所述第二端部伸出的杆， 挠性膜，该挠性膜具有第一侧部、与所述第一侧部相对的第二侧部、与所述空气通道互补的轮廓、从所述第一侧部伸出的支柱、以及延伸穿过所述支柱和所述挠性膜的中心孔洞，所述挠性膜被布置在所述柱形基底内，以便所述柱形基底的所述杆被布置在所述挠性膜的所述中心孔洞中，和 帽盖，该帽盖具有第一侧部和与所述帽盖的所述第一侧部相对的第二侧部，所述帽盖被附接至所述柱形基底的所述第二端部，从所述帽盖的所述第一侧部伸出支柱并且该支柱具有接纳所述基底的所述杆的中心孔。10.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，响应于用户的吸气，所述挠性膜被推动至紧靠所述基底的所述偏置元件的位置，借此所述挠性膜密封所述基底的所述空气通道。11.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，响应于用户的呼气，所述挠性膜被推动远离所述基底的所述偏置元件，借此空气可以自由地通过所述基底的所述空气通道。12.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述挠性膜由硅酮制成。13.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述帽盖和所述基底各自由塑性材料制成。14.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将所述基底保持在所述面罩中的至少一个凸缘。15.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述阻力呼吸装置包括多个空气进气阀组件。16.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述阻力呼吸装置包括多个空气排气阀组件。17.权利要求1所述的阻力呼吸装置，还包括外层，该外层覆盖所述面罩并且具有一对条带，该一对条带具有用于将所述面罩固定在用户脸部的相互啮合的端部。18.权利要求17所述的阻力呼吸装置，其中，所述外层由织物材料制成。19.权利要求18所述的阻力呼吸装置，其中，所述织物材料是弹性材料。20.权利要求17所述的阻力呼吸装置，其中，所述外层的所述条带包括钩和环紧固件。21.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述面罩由橡胶制成。
【文档编号】A62B9/02GK205698958SQ201620133394
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】凯西·丹福德
【申请人】特宁面罩有限公司
【专利摘要】一种阻力呼吸装置，其包含面罩，该面罩具有从中穿过的多个开孔。所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部并且适于与用户脸部形成气密密封。该装置还包括覆盖所述面罩并且具有一对条带的外层，该一对条带用于将所述面罩固定在用户脸部。该装置还包括布置在所述面罩开孔的相应一个中的至少一个空气进气阀组件。所述空气进气阀组件可调节以提供从中通过的选定程度的空气流。该装置还包括布置在所述面罩开孔的相应一个中的至少一个空气排气阀组件。所述空气排气阀组件防止空气流入所述面罩并且允许空气流出所述面罩。
【专利说明】阻力呼吸装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并且要求2016年I月6日提交的共同拥有且尚待审决的美国专利申请序列号14/989,400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
[0003]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面罩，其提供针对空气吸入的阻力。
【背景技术】
[0004]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，以改善健康和耐力。对于提供吸入阻力以协助此种训练的装置存在需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种呼吸装置，其提供针对穿戴者空气吸入的阻力，当穿戴者穿戴该装置时允许该穿戴者定制此种阻力的水平，并且允许空气自由呼出。
[0006]在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括面罩，该面罩具有外表面、与该外表面相对的内表面、多个开孔和周界。所述多个开孔的每一个从外表面至内表面延伸穿过面罩。所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便所述周界与用户的脸部并且在用户的口部和鼻部四周形成气密密封，并且所述面罩在面罩的内表面与用户脸部之间限定一个内部区域。所述阻力呼吸装置还包括外层，该外层覆盖面罩并且具有一对带有相互啮合的端部的条带，所述相互啮合的端部用于将面罩固定至用户的脸部。所述阻力呼吸装置还包括至少一个空气进气阀组件，该空气进气阀组件布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中。所述至少一个空气进气阀组件可调节，以提供选定程度的空气流从中通过。所述阻力呼吸装置还包括至少一个空气排气阀组件，所述空气排气阀组件布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中。所述至少一个空气排气阀组件适于防止空气从中通过而从外部环境进入到所述内部区域中。所述至少一个空气排气阀组件适于允许空气从中通过由所述内部区域进入到外部环境中。
[0007]在一个实施方式中，所述至少一个空气进气阀组件包括柱形基底(cylindricalbase)，该柱形基底具有第一端部、与第一端部相对的第二端部、从第一端部延伸到第二端部的柱形主体(cylindrical body)和通过柱形主体从第一端部延伸到第二端部的空气通道。所述柱形基底被布置在所述面罩的多个开孔的相应之一中，以便柱形基底的第一端部邻近面罩的内表面并且柱形基底的第二端部邻近面罩的外表面。所述柱形基底的尺寸和形状经设计，以便所述面罩的多个开孔的相应之一在柱形基底周围形成气密密封。所述至少一个空气进气阀组件还包括附接到所述柱形基底第二端部的帽盖。所述帽盖相对于柱形基底是可移动的，从而提供选定程度的空气流。
[0008]在一个实施方式中，所述柱形基底包括封闭(occluding)该柱形基底空气通道的端部分，该端部分邻近柱形基底的第二端部。所述端部分包括穿过其延伸的第一多个孔洞。所述第一多个孔洞排列成弧形排列。所述帽盖包括穿过其延伸的第二多个孔洞。所述第二多个孔洞排列成弧形排列。所述帽盖可相对于柱形基底进行旋转，从而选择性地将所述基底的第一多个孔洞的一个或多个与所述帽盖的第二多个孔洞的对应一个或多个对齐。所述选择性对齐提供选定程度的空气流。
[0009]在一个实施方式中，所述基底包括从端部分朝向帽盖伸出的突出部。所述帽盖包括将基底的突出部接纳于其中的凹部。所述凹部具有第一端部和与第一端部相对的第二端部。帽盖相对于基底的旋转促使所述帽盖的凹部相对于所述基底的突出部移动，以便当帽盖的第二多个孔洞之一与基底的第一多个孔洞之一对齐时，帽盖凹部的第一端部与基底的突出部相邻，并且以便当帽盖的第二多个孔洞的每一个均与基底的第一多个孔洞的相应之一对齐时，帽盖凹部的第二端部与基底的突出部相邻。
[00?0]在一个实施方式中，所述基底包括从所述柱形主体突出的至少一个隆起(ridge)。所述帽盖包括形成于其中的至少一个凹槽。所述基底的至少一个隆起和所述帽盖的至少一个凹槽的位置经设计，使得当帽盖的第二多个孔洞的一个或多个与基底的第一多个孔洞的相应之一对齐时，所述至少一个隆起位于所述至少一个凹槽的相应之一内。在一个实施方式中，当所述至少一个隆起位于相应所述至少一个凹槽内时，所述至少一个隆起与所述至少一个凹槽配合以阻碍帽盖相对于基底旋转。
[0011]在一个实施方式中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将该基底保持于面罩内的至少一个凸缘。在一个实施方式中，所述基底和所述帽盖各自均由塑性材料制成。
[0012]在一个实施方式中，所述至少一个空气排气阀组件包括柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与第一端部相对的第二端部、和穿过其从第一端部延伸至第二端部的空气通道。所述柱形基底被布置在所述面罩的多个开孔的相应之一内，以便柱形基底的第一端部邻近面罩的内表面并且柱形基底的第二端部邻近面罩的外表面。所述柱形基底的尺寸和形状经设计，以便所述面罩的多个开孔的相应之一在该柱形基底的周围形成气密密封。所述柱形基底还包括偏置元件和杆(stem)，所述偏置元件邻近第一端部延伸跨越所述空气通道，所述杆朝向第二端部从所述偏置元件的中心伸出。所述至少一个空气排气阀组件还包括挠性膜，该挠性膜具有第一侧部、与第一侧部相对的第二侧部、与所述空气通道互补的轮廓(prof iIe)、从第一侧部伸出的支柱(post)、以及穿过支柱和烧性膜延伸的中心孔洞(center hole)。所述烧性膜被布置在柱形基底内，以便所述柱形基底的杆被布置在该烧性膜的中心孔洞内。所述至少一个空气排气阀组件还包括帽盖，该帽盖具有第一侧部和与帽盖的第一侧部相对的第二侧部。该帽盖被附接至柱形基底的第二端部。一支柱从所述帽盖的第一侧部伸出并且具有接纳基底的杆的中心孔(center bore)。在一个实施方式中，响应于用户的吸气，挠性膜被推动至紧靠(flush against)基底偏置元件的位置，借此该挠性膜将基底的空气通道密封。在一个实施方式中，响应于用户的呼气，所述挠性膜被推动离开基底的偏置元件，借此空气可以自由地通过基底的空气通道。在一个实施方式中，所述挠性膜由硅酮制成。在一个实施方式中，所述帽盖和基底各自由塑性材料制成。在一个实施方式中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将基底保持在面罩内的至少一个凸缘。
[0013]在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括多个空气进气阀组件。在一个实施方式中，阻力呼吸装置包括多个空气排气阀组件。在一个实施方式中，外层包括织物材料。在一个实施方式中，所述织物材料包括弹性材料。在一个实施方式中，外层的条带包括钩和环紧固件。在一个实施方式中，面罩包括橡胶。
[0014]本实用新型的阻力呼吸装置相对于现有技术阻力呼吸装置的优点在于:本实用新型阻力呼吸装置的空气进气阀组件为穿戴者提供了针对穿戴者吸入空气的阻力，此种阻力可由穿戴者穿戴该装置的同时进行设置，并且本实用新型阻力呼吸装置的空气排气阀组件允许穿戴者自由呼气。
【附图说明】
[0015]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:
[0016]图1为根据本实用新型第一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；
[0017]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；
[0018]图3为图2中示出的阻力呼吸装置的后透视图；
[0019]图4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；
[0020]图5为图4中示出的阻力呼吸装置的元件的翻转视图；
[0021 ]图6为图4中示出的阻力呼吸装置的另一元件的翻转视图；
[0022]图7A为图4中示出的阻力呼吸装置的组装的空气进气阀的详细视图，显示了第一配置的空气进气阀；和
[0023]图7B为图7A中示出的组装的空气进气阀的详细视图，但显示了第二配置的空气进气阀。
【具体实施方式】
[0024]图1-5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包括覆盖位于中央的不透气的面罩14的外层12。在一个实施方式中，将面罩14的尺寸和形状设计成适于覆盖用户的鼻部和口部。在一个实施方式中，面罩14包括周界16(如图3所示)，周界16适于提供与用户脸部的气密密封。在一个实施方式中，面罩14由弹性材料制成。在一个实施方式中，面罩14由橡胶制成。在另一个实施方式中，面罩14由经选择的本领域众所周知的其它适合材料制成，以便周界16提供与用户脸部的气密密封。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。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22，24，26，28。
[0025]继续参见图4，在一个实施方式中，装置10包括空气进气阀组件30，32。本文所描述的示例性的装置10包括两个空气进气阀组件30，32，但本领域技术人员能够理解的是，在不脱离本文所描述的示例性实施方式所描绘的更广泛原则的情况下，在另一示例性装置中可以包括不同数量的空气进气阀组件。在一个实施方式中，空气进气阀组件30，32的每一个包括基底34，36和帽盖38，40。在一个实施方式中，基底34，36和帽盖38，40由塑性材料制成。
[0026]继续参见图4，现在描述基底34的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，基底36包括的元件基本上类似于基底34的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述基底34。在一个实施方式中，基底34具有基本上为柱形的周界部分42，该周界部分42具有内端部44和外端部46并且限定了从中穿过由内端部44延伸至外端部46的空气通道48。在一个实施方式中，基底34具有基本平面的端部分50，端部分50延伸跨越周界部分42的圆形横截面并且在周界部分42的外端部46处隐藏(obscure)空气通道48。在一个实施方式中，基底34在周界部分42的内端部44处打开。
[0027]继续参见图4，在一个实施方式中，基底34具有沿着邻近内端部44的周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的内部保持凸缘52。在一个实施方式中，基底34具有在内端部44和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的外部保持凸缘54。在一个实施方式中，基底34具有在外部保持凸缘54和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的密封凸缘56。在一个实施方式中，基底34具有在密封凸缘56和外端部46之间沿着周界部分42的整个圆周从周界部分42向外突出的帽盖保持凸缘58。
[0028]继续参见图4，在一个实施方式中，周界部分42包括第一部分60，第一部分60从内端部44延伸至与帽盖保持凸缘58相邻。第一部分60具有第一直径。在一个实施方式中，周界部分42还包括第二部分62，第二部分62从帽盖保持凸缘58相邻处延伸至外端部46。第二部分62具有第二直径，其小于第一部分60的第一直径。在一个实施方式中，周界部分42包括与帽盖保持凸缘58相邻的肩部分64，其在第一部分60和第二部分62之间提供过渡。在一个实施方式中，第二部分62包括两个从该第二部分62径向伸出的径向相对的(diametricalIyopposed)隆起(ridge)66,68。在一个实施方式中，隆起66,62的每一个朝向(但未到达)端部分50从肩部分64相邻处纵向伸出。
[0029]继续参见图4，在一个实施方式中，基底34包括孔洞阵列70。在一个实施方式中，孔洞阵列70的每一个孔洞延伸通过基底34的端部分50，由此提供空气通道48穿过端部分50的连续性。在一个实施方式中，孔洞阵列70包括六个孔洞，但本领域技术人员能够理解的是，这仅是示例性的并且孔洞阵列70可以包括不同数目的孔洞而不会脱离所述示例性实施方式的广泛原则。因为孔洞的具体数量可以变化，所以本文中孔洞阵列70是统称而不指单个孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列70的孔洞具有各自的中心，所述中心沿与端部分50圆形轮廓同心的环72的弧排列。在一个实施方式中，孔洞阵列70的每一个孔洞具有相同的直径。在一个实施方式中，构成孔洞阵列70的孔洞的直径可以不同。在一个实施方式中，构成孔洞阵列70的孔洞的直径可以从孔洞阵列第一端部的最大直径孔洞逐渐变化至孔洞阵列70第二端部的最小直径孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列的孔洞沿着环72的弧均匀间隔开。在一个实施方式中，柱形突出部74可在远离基底34的内端部44的方向上从端部分50突出，邻近孔洞阵列70的末端。
[0030]继续参见图4，现在描述帽盖38的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，帽盖40包括的元件基本上类似于帽盖38的元件，但为了简洁，本文仅详细描述帽盖38。在一个实施方式中，帽盖38包括主部分80和肩部分82。在一个实施方式中，主部分80包括柱形周界部分84，柱形周界部分84具有下端部86和上端部88。在一个实施方式中，主部分80包括平面端部分90，该平面端部分90在上端部88处延伸跨越周界部分84的圆形横截面。在一个实施方式中，肩部分82从周界部分84的下端部86伸出。在一个实施方式中，在肩部分82的外部形成有凹槽92。凹槽92的尺寸、形状和位置经设计以使得装置10的用户能够抓握和操纵帽盖38。
[0031]继续参见图4，在一个实施方式中，在平面端部分90中形成有孔洞阵列94。在一个实施方式中，孔洞阵列94的每个孔洞均延伸通过帽盖38的平面端部分90。在一个实施方式中，孔洞阵列94包括孔洞的数量与基底34的孔洞阵列70的孔洞数量相同。在一个实施方式中，孔洞阵列94包括六个孔洞，但本领域技术人员能够理解的是，这仅是示例性的并且孔洞阵列94可以包括不同数目的孔洞而不会脱离所述示例性实施方式的广泛原则。因为孔洞的具体数量可以变化，所以本文中将孔洞阵列94是统称而不指单个孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列94的孔洞具有各自的中心，所述中心沿与平面端部分90圆形轮廓同心的环96的弧排列。在一个实施方式中，孔洞阵列94中的每个孔洞具有相同的直径。在一个实施方式中，构成孔洞阵列94的孔洞的直径可以不同。在一个实施方式中，构成孔洞阵列94的孔洞的直径可以从孔洞阵列94第一端部的最大直径孔洞逐渐地变化至孔洞阵列94第二端部的最小直径孔洞。在一个实施方式中，形成孔洞阵列94的孔洞沿着环96的弧均匀间隔开。
[0032]现在参见图5，在一个实施方式中，凸缘98从帽盖38的肩部分82的内部伸出。在一个实施方式中，凹部100形成在帽盖38的平面端部分90的内表面。在一个实施方式中，凹部100具有弯曲的轮廓并且凹部100的宽度与从基底34的端部分50伸出的柱形突出部74的直径互补。在一个实施方式中，凹槽阵列102形成在帽盖38的周界部分84的内表面内。在一个实施方式中，形成凹槽阵列102的凹槽沿着帽盖38的周界部分84的内表面均匀地间隔开。在一个实施方式中，凹槽阵列102包括偶数个凹槽，它们的配对径向相对。在一个实施方式中，凹槽阵列102的每个凹槽的尺寸和形状经设计以接纳基底34的隆起66，68之一。在一个实施方式中，凹槽阵列102的凹槽数量是孔洞阵列94中孔洞数量的两倍;例如，在图5中示出的实施方式中，孔洞阵列94包括六个孔洞，并且凹槽阵列102包括十二个凹槽。
[0033]回过来参见图4，在一个实施方式中，装置10包括空气排气阀组件104，106。本文中描述的示例性的装置10包括两个空气排气阀组件104，106，但本领域技术人员能够理解的是，在另一个示例性装置中可以包括不同数量的空气排气阀组件，这没有脱离本文所描述的所述示例性实施方式描绘的广泛原则。在一个实施方式中，空气排气阀组件104，106的每一个包括基底108，110、膜片112，114、和帽盖116，118。
[0034]继续参见图4，现在描述基底108的元件。对本领域技术人员显而易见的是，基底110包括的元件基本上类似于基底108的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述基底108。在一个实施方式中，基底108基本上是柱形的并且具有柱形周界部分120，柱形周界部分120从内端部122延伸至外端部124并且限定从中穿过从内端部122延伸至外端部124的空气通道126。在一个实施方式中，偏置元件128邻近周界部分120的内端部122延伸跨越空气通道126。在一个实施方式中，杆130在朝向周界部分120的外端部124的方向上从偏置元件128的中心132伸出并且经过周界部分120的外端部124。在一个实施方式中，内部凸缘134邻近内端部122从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，中间凸缘136在内端部122和外端部124之间从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，内部凸缘134和中间凸缘136经调适以将基底108保留在面罩14的开孔22内，以便内部凸缘134紧靠(abut)面罩14的内表面18并且中间凸缘136紧靠面罩14的外表面20。在一个实施方式中，外部凸缘138邻近外端部124从周界部分120向外伸出。在一个实施方式中，基底108，110由塑性材料制成。
[0035]继续参见图4，现在将描述膜片112的元件。对于本领域技术人员显而易见的是，膜片114包括的元件基本上类似于膜片112的元件，但为了简洁，本文中仅详细描述膜片112。在一个实施方式中，膜片112具有第一表面140和与第一表面140相对的第二表面142。在一个实施方式中，膜片112的轮廓与基底108的空气通道126互补。管状支柱144从第一表面140的中心146伸出。中心开口 148从第二表面142延伸穿过膜片112并且穿过管状支柱144。在一个实施方式中，中心开口 148的尺寸和形状经设计以接纳基底108的杆130，从而使得膜片112能够安装在基底108内。在一个实施方式中，管状支柱144与膜片112—体形成并且大体上垂直地从第一表面140伸出。在另一个实施方式中，管状支柱144是独立于膜片112的组件。在一个实施方式中，膜片112，114由硅酮制成。
[0036]继续参见图4，现在描述帽盖116的元件。对本领域技术人员显而易见的是，帽盖118包括的元件基本上类似于帽盖116的元件，但为了简洁，本文仅详细描述帽盖116。在一个实施方式中，帽盖116包括主部分150和肩部分152。在一个实施方式中，主部分150包括柱形周界部分154，柱形周界部分154具有下端部156和上端部158。在一个实施方式中，主部分150包括平面端部分160，平面端部分160在上端部158处延伸跨越周界部分154的圆形截面。在一个实施方式中，肩部分152从周界部分154的下端部156伸出。
[0037]现在参见图6，在一个实施方式中，开孔162穿过帽盖116的主部分150。在一个实施方式中，开孔162同时重叠周界部分154和平面端部分160。在另一个实施方式中，帽盖116可以包括多于一个从中穿过的开孔。在一个实施方式中，支柱164在朝向肩部分152的方向上从帽盖116的平面端部分160伸出。在一个实施方式中，支柱164具有尺寸、形状和位置经设计以接纳基底108的杆130的中心孔。在一个实施方式中，帽盖包括形成于其中的凹槽166。在一个实施方式中，凹槽166的尺寸、形状和位置经设计以啮合基底108的外端部124和外凸缘138。返回来参见图4，在一个实施方式中，凹槽168形成在肩部分152的外部。凹槽168的尺寸、形状和位置经设计以使得装置10的用户能够抓握和操纵帽盖116(例如，从基底108上拆卸帽盖116)。
[0038]返回来参见图2和图3，在一个实施方式中，外层12包括从中心部分174向相反方向延伸的条带170，172。在一个实施方式中，中心部分174包括开孔176,178,180,182,它们的尺寸和形状经设计以覆盖开孔22，24，26，28相应之一。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，条带170，172包括相应的端部184，186。在一个实施方式中，条带170，172的端部184，186结合有相应的钩和环紧固件188，190，以便端部184，186能够彼此固定，由此使得装置10能够固定在用户的头部(参见例如图1)。在其它实施方式中，条带170，172的端部184，186包括本领域众所周知的其它固定工具，诸如夹、压合扣、钮扣等。在一个实施方式中，条带170，172包括用于落座于用户耳朵周围的切口 192，194，从而进一步将装置10固定在用户脸部。
[0039]返回来参见图4，描述了装置10的组装。将帽盖38，40的每一个附接至基底34，36相应之一，以组装空气进气阀组件30，32。在此种附接的过程中，帽盖38的凸缘98啮合基底54的帽盖保持凸缘58。基底34的密封凸缘56与帽盖38的肩部分82靠紧以防止空气在它们之间流通。从基底34的端部分50突出的突出部74啮合形成在帽盖38内的凹部100。
[0040]继续参见图4，将基底108，110与膜片112，114和帽盖116，118的相应之一组装以组装空气排气阀组件104,106。在此种附接的过程中，将基底108的杆130插入到膜片112的中心开口 148中。通过将基底108的外端部124和外凸缘138插入到帽盖116的凹槽166中，使帽盖116啮合基底108。在此种插入的过程中，帽盖116的支柱164接纳基底108的杆130，由此将膜片112固定定位并且组装空气排气阀组件104。
[0041]继续参见图4，通过将基底34，36插入通过相应的开孔22，24以将空气进气阀组件30，32插入到面罩14中。由于面罩14的弹性性质，开孔22，24拉伸以接纳相应的基底34，36。当使开孔22，24回到松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底34，36周围形成气密密封，基底34的内部保持凸缘52紧靠面罩14的内表面18与开孔22相邻，并且基底34的外部保持凸缘54紧靠面罩14的外表面20与开孔22相邻。
[0042]继续参见图4，以类似的方式，通过将基底108，110插入通过相应的开孔26，28以将空气排气阀组件104，106插入到面罩14中。由于面罩14的弹性性质，开孔26，28拉伸以接纳相应的基底108,IlOo当使开孔26，28回到松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底108，110周围形成气密密封，基底108的内部凸缘134紧靠面罩14的内表面18与开孔26相邻，并且基底108的中间凸缘136紧靠面罩14的外表面20与开孔26相邻。
[0043]现在参见图2，通过将外层12的开孔176，178，180，182拉伸和拉动到空气进气阀组件30，32与空气排气阀组件146，148相应之一上方，外层12被施加到面罩14上。这使得外层12接近并且紧靠面罩14。当使开孔176，178，180，182返回松弛(即未拉伸)位置时，它们在基底34,36,108,110相应之一周围绷紧，由此使外层12相对于基底34,36,108,110和面罩14保持固定定位。
[0044]现在参见图1-7B，现在将描述用户使用示例性装置10的方法。首先，通过将面罩14放置在用户的口部和鼻部以将装置10固定到用户脸部，使条带170，172围绕用户头部的左右侧以便切口 192，194与用户的耳朵重合，并使用钩和环紧固件188，190将端部184，186彼此固定。用户可以调整钩和环紧固件188，190以确保面罩14用足够的力压着用户的脸部，以便周界16气密地压紧用户的脸部和用户口部和鼻部四周。通过这种作用，在用户脸部和面罩14之间创建了气密密封，由此确保用户吸入和呼出的空气仅能够通过形成在面罩14中的开孔22,24,26,28进出。
[0045]现在参见图7A和7B，装置10的用户可以调整空气进气阀组件30，32的帽盖38，40，由此调整装置10允许的空气吸入程度。以下将具体参照空气进气阀组件30进行描述，但对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的作用可以同样地适用于空气进气阀组件32。为了调整允许的空气吸入程度，用户握紧帽盖38的凹槽92并且相对于基底34旋转帽盖38;由于围绕开孔22的面罩14的材料部分在基底34周围形成了紧密密封，所以在此种旋转的过程中，基底34保持在静态位置。
[0046]继续参见图7A和7B，帽盖38相对于基底34的旋转使帽盖38孔洞阵列94的不同数目孔洞与基底34孔洞阵列70的孔洞对齐。帽盖38可以在两个位置之间旋转，其中一个位置使帽盖38的孔洞阵列94的所有孔洞与基底34的孔洞阵列70的所有孔洞对齐，如图7A所示，而另一位置仅使帽盖38的孔洞阵列94的仅一个孔洞与基底34的孔洞阵列70的相应一个孔洞对齐，如图7B所示。对于本领域技术人员显而易见的是，前一位置获得通过空气进气阀组件30的最大允许程度的空气流通，而后一位置获得最小允许程度的空气流通。
[0047]继续参见图7A和7B，帽盖38还可以定位在图7A所示位置与图7B所示位置之间的各种位置，这些位置可以提供各种相应允许程度的空气流经空气进气阀组件30。例如，在本文所描述的装置10的实施方式中，帽盖38的孔洞阵列94和基底34的孔洞阵列70各自包括六个孔洞。因此，帽盖38总共可以被定位在六个位置(即图7A中示出的位置、图7B中示出的位置、以及图7A和图7B中示出的位置之间的四个位置)，这些位置的每一个都将帽盖38的孔洞阵列94的一至六个孔洞与基底34的孔洞阵列70的那些孔洞对齐，以产生相应允许程度的空气流经空气进气阀组件30。
[0048]继续参见图7A和7B并且参见图4和5，如上所述的帽盖38相对于基底34的旋转受到基底34的柱形突出部74在帽盖38的凹部100内的行程的约束。如图7A所示，当空气进气阀组件30被定位以允许最大程度的空气流通时，基底34的柱形突出部74可紧靠帽盖38凹部100的第一端部，并且如图7B所示，当空气进气阀组件30被定位以允许最小程度的空气流通时，基底34的柱形突出部74可紧靠帽盖38凹部100的第二端部。相应地，装置10的用户可以被防止在第一方向上将帽盖38旋转经过允许最大程度的空气流通空气进气阀组件30的位置(SP，如图7A所示)，并且被防止在第二方向上将帽盖38旋转经过允许最小程度的空气流通空气进气阀组件30的位置(S卩，如图7B所示)。
[0049]继续参见图4、5、7A和7B，帽盖38和基底34经配置以协助用户适当地将帽盖38的孔洞阵列94的孔洞与基底34的孔洞阵列70的孔洞对齐。现在参见图4，并且如先前所公开的，基底34包括从第二部分62伸出的径向相反的隆起66，68。现在参见图5，并且如先前所公开的，帽盖38包括凹槽阵列102，凹槽阵列102的凹槽沿着周界部分84的内表面均匀间隔开，并且成对的凹槽径向相反。孔洞阵列70和94的孔洞、凹槽阵列102的凹槽以及隆起66，68经排列，以便随着帽盖38相对于基底34旋转，当帽盖38的孔洞阵列94的一个或多个孔洞与基底34的孔洞阵列70的一个或多个孔洞对齐时，隆起66，68与凹槽阵列102的径向相对的一对凹槽对齐。相反地，随着帽盖38相对于基底34旋转，当帽盖38的孔洞阵列94的孔洞未与基底34的孔洞阵列70的孔洞对齐时，隆起66，68不与凹槽阵列102的任何径向相对的凹槽对对齐。对于本领域技术人员显而易见的是，当帽盖38处于此种位置时(S卩，当孔洞阵列94的所有孔洞与没有孔洞延伸通过的基底34的端部分50的部分对齐时)，空气不能流通空气进气阀组件30。随着装置10的用户旋转帽盖38，在隆起66，68未与凹槽阵列102的凹槽成排列时，帽盖38自由旋转。相反，当隆起66，68对齐或安置在凹槽阵列102的一对凹槽中时，由于隆起66，68与该对凹槽尺寸互补，所以需要额外的外加力以促使旋转。因此，当适合的对齐时，帽盖38可感触“安置”就位，使得允许一定程度的空气流通空气进气阀组件30。这种触觉可以充当装置10的用户调整空气进气阀组件30的向导，特别是当装置10已经被固定在用户头部且不能被用户容易地看到时。
[0050]返回来参见图4，并且如先前提到的，装置10可包括不同数目的空气进气阀组件；例如，本文中描述的装置10包括两个空气进气阀组件30，32。空气进气阀组件30，32各自可以配置为如上参照图7A和7B所描述的方式并且彼此独立地允许所需程度的空气流通。因此，在装置10中包括多个空气进气阀组件30，32可以给用户提供多种可能的组合。例如，在本文所描述的实施方式中，其中装置10包括两个空气进气阀组件30，32，它们各自包括具有六个孔洞的基底34，36和相应的帽盖38，40，并因此各自可以六种不同的配置而放置(S卩，在配置中对齐一至六个孔洞以允许空气流通)，装置10可以提供三十六种空气进气阀组件30，32配置组合。
[0051 ]继续参见图1-7B，当用户吸气时，相对于周围大气，在面罩14内引起降低的气压。这种降低的气压迫使膜片112的第二表面142抵靠基底108的偏置元件128，在该位置，膜片112完全覆盖并且密封穿过基底108的空气通道126。由于此种密封，空气不能通过基底108的空气通道126(即通过空气排气阀组件104)从用户周围流入到面罩14内。对于本领域技术人员显而易见的是，空气排气阀组件106也是如此。因此，可以从用户周围流入到面罩14内的唯一空气是允许流通空气进气阀组件30，32的空气。如上所述，装置10的用户可以通过相对于相应基底34，36旋转帽盖38，40，从而配置允许流通空气进气阀组件30，32的空气的程度。因此，通过配置空气进气阀组件30，32，装置10的用户可以控制装置10允许他或她吸入空气的量。
[0052]继续参见图1-7B，当用户呼气时，相对于周围大气，在面罩14内引起增加的气压。这种增加的气压向外挤压(即，远离偏置元件128)膜片112的第二表面142。由于帽盖116的支柱164与膜片112的支柱144的紧靠，膜片112不能沿着基底108的杆130移动。因此，面罩14内增加的气压迫使膜片112向外弯曲(S卩，远离偏置元件128)，由此在用户呼气期间打开穿过基底108的空气通道126并且允许呼出的空气从面罩14通过空气排气阀组件104流向用户周围。对于本领域技术人员显而易见的是，空气排气阀组件106也是如此。呼出的空气可额外地流通空气进气阀组件30，32，但是允许从中通过的呼气程度以与上述关于吸气的相同方式受到限制。
[0053]示例性的阻力呼吸装置10通过在换气过程中限制用户吸入的空气量而降低了身体能够获得的氧气。关于此点，装置10在海平面上模拟了(S卩，而不是复制)高海拔训练。用户不需要行走至处于一定海拔高度的训练位置，通过具有模拟所需训练刺激的能力而能够实现益处。用户的身体不能将由于吸气限制所致的可用氧减少与高海拔下存在的稀薄空气所致的可用氧减少区分开来。在任一种情况下，可用氧的限制导致用户身体作出调整以适应刺激，尤其是如果在重复的基础上引发负荷。这种适应导致提高的血清氧运输以响应在体育锻炼期间经历的降低氧的状态。
[0054]装置10在每次呼吸循环中还使用户暴露于提高的二氧化碳含量中。这是由于用户呼出并进入到装置10中的空气在用户吸入下一次气息之前不能完全排出装置10所导致的。二氧化碳的耐受性是一个疲劳阈值重要的调节剂。当大脑的呼吸中枢检测到血液中含有提高浓度的0)2时，其向呼吸肌肉发出警告信号，使呼吸肌肉更加努力地工作。呼吸中枢也会产生一种不良感觉，导致个人希望停止体力活动。在这种状态下训练通过允许身体承受提高的⑶2浓度而可以具有显著的训练益处。缺乏⑶2耐受性是通常被称为“墙壁”的物理反应的一个分量(伴有乳酸和氢离子的积累)，其导致个人希望停止体力活动。装置10为用户提供了过度诱导CO2升高的生理条件的手段，这种生理条件超出运动员通常经历的生理条件。
[0055]个人可能还会有不好的呼吸习惯，这在训练时尤其难以突破。在静态位置以正确的膈肌呼吸能够重新训练自己，这可以在放松的同时强化膈肌并且产生适合的呼吸习惯。但是，这在训练设置中很少进行，因为高压力水平会使个体陷入不良习惯。在训练过程中，膈肌呼吸是很重要的，因为膈肌是人类呼吸的肌肉组织的主要元件。其他的肌肉，如肋间肌及副肌，也参与吸气;但是这些肌肉也共享核心稳定功能，使得它们由于多功能作用而易于疲劳。由示例性的装置10产生的空气阻力直接强调呼吸的肌肉组织。这种增加的负荷重设呼吸肌肉的运动程序以促成膈肌驱动的收缩序列而非依赖于副肌的序列。膈肌驱动的收缩序列是有利的，因为呼吸循环涉及上胸部扩张加快速呼吸，这在沉重呼吸的大多数人中均能看到，导致降低的肺胀和氧摄取量，最终降低个体在用力时减少氧债的能力。
[0056]理想地，呼吸困难时，应观察到呼吸起源于腹部;这表明个人正在更残酷地使用他或她的膈肌。示例性的装置10在每次呼吸循环中协助增加了吸气的持续时间，让肺部有更多的时间来膨胀并且通过其满肌肉偏移使膈肌处于负荷状态下。在高强度的功能活动中使用装置10重复训练提供了来自膈肌训练的功能结转，这不能在休息位置通过简单地练习膈肌呼吸而复制。因此，使用装置10，210协助的训练提供了用于强化吸气肌肉的功能技术，这直接提尚了性能。
[0057]装置10为呼吸耐力的改善提供了全面的方法。除了通过对吸入氧的限制模拟高海拔训练之外，装置10可以进一步协助用户改善CO2再呼吸耐力并且改善呼吸肌调理。
[0058]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。
【主权项】
1.一种阻力呼吸装置，其包括: 面罩，该面罩具有外表面、与所述外表面相对的内表面、多个开孔和周界，其中，所述多个开孔的每一个穿过所述面罩从所述外表面延伸至所述内表面，其中，所述面罩适于覆盖用户的口部和鼻部，以便所述周界与用户脸部并且在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内表面与用户的脸部之间限定出一个内部区域； 至少一个空气进气阀组件，该至少一个空气进气阀组件布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，所述至少一个空气进气阀组件可调节以提供从中通过的选定程度的空气流;和 至少一个空气排气阀组件，该至少一个空气排气阀组件布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，所述至少一个空气排气阀组件适于防止空气从外部环境流通至所述内部区域，所述至少一个空气排气阀组件适于允许空气从所述内部区域流通至所述外部环境。2.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述至少一个空气进气阀组件包括: 柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与所述第一端部相对的第二端部、从所述第一端部延伸至所述第二端部的柱形主体、和穿过所述柱形主体从所述第一端部延伸至所述第二端部的空气通道，所述柱形基底被布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，以便所述柱形基底的所述第一端部邻近所述面罩的所述内表面并且所述柱形基底的所述第二端部邻近所述面罩的所述外表面，所述柱形基底的尺寸和形状经设计以便所述面罩的所述多个开孔的所述相应一个在所述柱形基底周围形成气密密封，和 帽盖，该帽盖附接至所述柱形基底的所述第二端部，所述帽盖相对于所述柱形基底可移动以提供所述选定程度的空气流。3.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述柱形基底包括封闭所述柱形基底的所述空气通道并且邻近所述柱形基底的所述第二端部的端部分，所述端部分包括从中穿过延伸的第一多个孔洞，所述第一多个孔洞排列成弧形排列， 其中，所述帽盖包括从中穿过延伸的第二多个孔洞，所述第二多个孔洞排列成弧形排列，并且 其中，所述帽盖相对于所述柱形基底可旋转，从而选择性地将所述基底的所述第一多个孔洞的一个或多个与所述帽盖的所述第二多个孔洞的相应一个或多个对齐，所述选择性对齐提供所述选定程度的空气流。4.权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括从所述端部分朝向所述帽盖伸出的突出部，其中所述帽盖包括将所述基底的所述突出部接纳于其内的凹部，所述凹部具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，并且其中，所述帽盖相对于所述基底的所述旋转促使所述帽盖的所述凹部相对于所述基底的所述突出部移动，使得当所述帽盖的所述第二多个孔洞之一与所述基底的所述第一多个孔洞之一对齐时，所述帽盖的所述凹部的所述第一端部与所述基底的所述突出部相邻，并且使得当所述帽盖的所述第二多个孔洞的每一个与所述基底的所述第一多个孔洞的相应一个对齐时，所述帽盖的所述凹部的所述第二端部与所述基底的所述突出部相邻。5.权利要求3所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括从所述柱形主体突出的至少一个隆起，其中，所述帽盖包括形成于其中的至少一个凹槽，并且其中，所述基底的所述至少一个隆起和所述帽盖的所述至少一个凹槽的位置经设计，以便当所述帽盖的所述第二多个孔洞的一个或多个与所述基底的所述第一多个孔洞的相应一个对齐时，所述至少一个隆起被定位在所述至少一个凹槽的相应的一个内。6.权利要求5所述的阻力呼吸装置，其中，当所述至少一个隆起被定位在所述相应至少一个凹槽内时，所述至少一个隆起与所述至少一个凹槽配合以阻碍所述帽盖相对于所述基底的旋转。7.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将所述基底保持在所述面罩中的至少一个凸缘。8.权利要求2所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底和所述帽盖各自由塑性材料制成。9.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述至少一个空气排气阀组件包括: 柱形基底，该柱形基底具有第一端部、与所述第一端部相对的第二端部、和穿过该柱形基底从所述第一端部延伸至所述第二端部的空气通道，所述柱形基底被布置在所述面罩的所述多个开孔的相应一个中，以便所述柱形基底的所述第一端部邻近所述面罩的所述内表面并且所述柱形基底的所述第二端部邻近所述面罩的所述外表面，所述柱形基底的尺寸和形状经设计以便所述面罩的所述多个开孔的所述相应一个在所述柱形基底周围形成气密密封，所述柱形基底包括邻近所述第一端部延伸跨越所述空气通道的偏置元件以及从所述偏置元件中心朝向所述第二端部伸出的杆， 挠性膜，该挠性膜具有第一侧部、与所述第一侧部相对的第二侧部、与所述空气通道互补的轮廓、从所述第一侧部伸出的支柱、以及延伸穿过所述支柱和所述挠性膜的中心孔洞，所述挠性膜被布置在所述柱形基底内，以便所述柱形基底的所述杆被布置在所述挠性膜的所述中心孔洞中，和 帽盖，该帽盖具有第一侧部和与所述帽盖的所述第一侧部相对的第二侧部，所述帽盖被附接至所述柱形基底的所述第二端部，从所述帽盖的所述第一侧部伸出支柱并且该支柱具有接纳所述基底的所述杆的中心孔。10.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，响应于用户的吸气，所述挠性膜被推动至紧靠所述基底的所述偏置元件的位置，借此所述挠性膜密封所述基底的所述空气通道。11.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，响应于用户的呼气，所述挠性膜被推动远离所述基底的所述偏置元件，借此空气可以自由地通过所述基底的所述空气通道。12.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述挠性膜由硅酮制成。13.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述帽盖和所述基底各自由塑性材料制成。14.权利要求9所述的阻力呼吸装置，其中，所述基底包括尺寸、形状和位置经设计以将所述基底保持在所述面罩中的至少一个凸缘。15.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述阻力呼吸装置包括多个空气进气阀组件。16.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述阻力呼吸装置包括多个空气排气阀组件。17.权利要求1所述的阻力呼吸装置，还包括外层，该外层覆盖所述面罩并且具有一对条带，该一对条带具有用于将所述面罩固定在用户脸部的相互啮合的端部。18.权利要求17所述的阻力呼吸装置，其中，所述外层由织物材料制成。19.权利要求18所述的阻力呼吸装置，其中，所述织物材料是弹性材料。20.权利要求17所述的阻力呼吸装置，其中，所述外层的所述条带包括钩和环紧固件。21.权利要求1所述的阻力呼吸装置，其中，所述面罩由橡胶制成。
【文档编号】A62B9/02GK205698958SQ201620133394
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】凯西·丹福德
【申请人】特宁面罩有限公司
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