滤尘防毒自调节送风式口罩及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及矿用口罩技术领域，具体涉及一种滤尘防毒自调节送风式口罩及其控制系统。


背景技术：

2.现有的无级调节主动送风式口罩，大多数都是通过档位实现调节风量大小，使用者佩戴口罩后，由于需要手动调节，但是无法观察到当前档位，导致使用者的主动调节性差、体验感差。另外，所有的电路以及电池都装在口罩内部，导致口罩重量较大，而且没有排风系统，呼出的气体导致空气的二次污染，给穿戴者一种窒息感。此外由于电池的容量比较小，待机时间也不够长，同时也限制了口罩的送风量不能满足使用者的需求，只是起到了辅助作用，不能体现智能穿戴的特点和优势。此外，大多数矿用口罩只起到过滤粉尘的作用，并不能净化矿井下有毒气体，例如甲烷、一氧化碳、硫化氢等气体。再者，大多数口罩不具有气体检测功能以及报警功能等，不能对矿井工人的安全起保障作用，如果发生事故，会造成矿井巨大损失。除此之外，但凡矿工在井下发生昏迷或停止呼吸，一般的电动口罩反而成了阻碍呼吸的障碍，无级调节主动送风只能人来控制，起不到大功率主动送氧抢救的作用，也体现不了智能口罩中智能二字。其次，大部分口罩没有一套与外界信息交互、定位功能的系统，当遇见突发问题的时候，不能及时和地面专家进行远程协助，锁定解决问题速度慢，降低工作效率，产能得不到提升，同时也降低了煤矿生产人员的工作安全性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩及其控制系统。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
5.本发明实施例一提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩，包括呼吸面罩机构和动力送风供氧组件；
6.所述呼吸面罩机构设置于人体面部，用于过滤尘土及有毒气体；
7.所述动力送风供氧组件与呼吸面罩机构连接，用于为呼吸面罩机构供氧或输送新鲜空气；
8.所述呼吸面罩机构包括面罩本体以及设置于面罩本体上的第一滤尘防毒组件、第二滤尘防毒组件和排气阀，所述第一滤尘防毒组件和第二滤尘防毒组件分别设置于面罩本体的左右两侧，所述排气阀设置于面罩本体的中下方。
9.本发明优选地，所述第一滤尘防毒组件包括第一滤尘防毒壳体、氧气接口、第一进气网孔和第一滤尘防毒膜，所述第一滤尘防毒壳体设置于面罩本体的左侧，所述第一滤尘防毒壳体的中心位置设置有与动力送风供氧组件连接的氧气接口，所述第一滤尘防毒壳体上沿氧气接口的外围设置有第一进气网孔，所述第一滤尘防毒壳体的内壁上设置有用于与第一进气网孔对称设置的第一滤尘防毒膜，用于过滤第一进气网孔进入的气体。
10.本发明优选地，所述第二滤尘防毒组件包括第二滤尘防毒壳体、新风接口、第二进气网孔和第二滤尘防毒膜，所述第二滤尘防毒壳体设置于面罩本体的左侧，所述第二滤尘防毒壳体的中心位置设置有与动力送风供氧组件连接的新风接口，所述第二滤尘防毒壳体上沿新风接口的外围设置有第二进气网孔，所述第二滤尘防毒壳体的内壁上设置有用于与第二进气网孔对称设置的第二滤尘防毒膜，用于过滤第二进气网孔进入的气体。
11.本发明优选地，所述动力送风供氧组件包括盒体、马甲、新风机、氧气瓶、氧气管和新风管，所述盒体设置于马甲的背部，所述马甲的前部通过卡扣固定，所述盒体内设置有新风机和氧气瓶，所述氧气瓶的输出端通过氧气管与氧气接口连接，所述新风机的输出端通过新风管与新风接口连接。
12.本发明优选地，所述氧气管与氧气接口连接的一端设置有第一接口，所述第一接口与氧气接口通过螺纹连接；所述新风管与新风接口连接的一端设置有第二接口，所述第二接口与新风接口通过螺纹连接。
13.本发明实施例二提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩的控制系统，其特征在于，包括上述的滤尘防毒自调节送风式口罩以及设置于面罩本体内的呼吸面罩控制组件和设置于电路板上的送风供氧控制组件，所述呼吸面罩控制组件和送风供氧控制组件通过无线通讯模块连接。
14.本发明优选地，所述送风供氧控制组件包括电路板主芯片和定位器，所述电路板主芯片、定位器和无线通讯模块均镶嵌于设置于盒体内的电路板上，所述电路板主芯片分别与定位器和无线通讯模块通讯连接。
15.本发明优选地，所述呼吸面罩控制组件包括压差传感器、气体检测仪、音频采集器和扬声器，压差传感器和扬声器均设置于面罩本体内，所述气体检测仪设置于第一滤尘防毒壳体的外壁上，所述音频采集器设置于第二滤尘防毒壳体的内壁上，所述压差传感器的信号输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，用于检测面罩本体内和面罩本体外的压差，所述气体检测仪的信号输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，用于检测矿井下的瓦斯中的甲烷等有害气体，所述音频采集器的输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，所述扬声器的信号输入端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输出端连接。
16.本发明优选地，所述氧气管上设置有第一电磁阀，所述新风管上设置有第二电磁阀，所述电路板主芯片的信号输出端分别与第一电磁阀和第二电磁阀的信号输入端连接，用于调节氧气输送量和新风输送量。
17.本发明优选地，所述电路板主芯片上还通过无线通讯模块连接有报警器，所述电路板主芯片还通过蓝牙模块连接有手环，用于获取手环上的心率，电路板主芯片根据心率控制第一电磁阀和第二电磁阀，调节氧气输送量和新风输送量，所述盒体内还设置有用于为电路板主芯片供电的蓄电池。
18.与现有技术相比，本发明通过电路板主芯片获取手环测得心率或压差传感器测得压差值未处于正常范围内，电路板主芯片主动控制第一电磁阀或第二电磁阀调节氧气或新风风量，实现智能抢救的功能。
附图说明
19.图1为本发明提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩的结构示意图；
20.图2为本发明所述的动力送风供氧组件的正面结构示意图；
21.图3为本发明所述的动力送风供氧组件的背面结构示意图；
22.图4为本发明所述的第一滤尘防毒组件的内部结构示意图；
23.图5为本发明所述的第二滤尘防毒组件的内部结构示意图；
24.图6为本发明提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩控制系统的结构示意图。
25.图中：1-面罩本体、5-压差传感器、7-电路板、8-蓄电池、9-盒体、10-第一滤尘防毒膜、11-第二滤尘防毒膜、12-气体检测仪、21-第一滤尘防毒壳体、22-第一进气网孔、23-氧气接口、31-第二滤尘防毒壳体、32-第二进气网孔、33-新风接口、61-卡扣、62-氧气管、63-新风管、64-第一接口、65-第二接口、66-氧气瓶、67-新风机、68-第一电磁阀、69-第二电磁阀。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例一：
28.本发明实施例提供一种滤尘防毒自调节送风式口罩，如图1-图5所示，包括呼吸面罩机构和动力送风供氧组件；
29.所述呼吸面罩机构设置于人体面部，用于过滤尘土及有毒气体；
30.所述动力送风供氧组件与呼吸面罩机构连接，用于为呼吸面罩机构供氧或输送新鲜空气；
31.所述呼吸面罩机构包括面罩本体1以及设置于面罩本体1上的第一滤尘防毒组件、第二滤尘防毒组件和排气阀4，所述第一滤尘防毒组件和第二滤尘防毒组件分别设置于面罩本体1的左右两侧，所述排气阀4设置于面罩本体1的中下方。
32.如图1和图4所示，所述第一滤尘防毒组件包括第一滤尘防毒壳体21、氧气接口23、第一进气网孔22和第一滤尘防毒膜10，所述第一滤尘防毒壳体21设置于面罩本体1的左侧，所述第一滤尘防毒壳体21的中心位置设置有与动力送风供氧组件连接的氧气接口23，所述第一滤尘防毒壳体21上沿氧气接口23的外围设置有第一进气网孔22，所述第一滤尘防毒壳体21的内壁上设置有用于与第一进气网孔22对称设置的第一滤尘防毒膜10，用于过滤第一进气网孔22进入的气体。
33.如图1和图5所示，所述第二滤尘防毒组件包括第二滤尘防毒壳体31、新风接口33、第二进气网孔32和第二滤尘防毒膜11，所述第二滤尘防毒壳体31设置于面罩本体1的左侧，所述第二滤尘防毒壳体31的中心位置设置有与动力送风供氧组件连接的新风接口33，所述第二滤尘防毒壳体31上沿新风接口33的外围设置有第二进气网孔32，所述第二滤尘防毒壳体31的内壁上设置有用于与第二进气网孔32对称设置的第二滤尘防毒膜11，用于过滤第二进气网孔32进入的气体。
34.上述中第一滤尘防毒膜10和第二滤尘防毒膜11均为椰壳活性炭材质用于吸附有
毒有害气体，所述第一滤尘防毒膜10和第二滤尘防毒膜11的外侧均依次设置有熔喷布和无纺布用于滤尘。
35.如图1-图5所示，所述动力送风供氧组件包括盒体9、马甲6、新风机67、氧气瓶66、氧气管62和新风管63，所述盒体9设置于马甲6的背部，所述马甲6的前部通过卡扣61固定，所述盒体9内设置有新风机67和氧气瓶66，所述氧气瓶66的输出端通过氧气管62与氧气接口23连接，所述新风机67的输出端通过新风管63与新风接口33连接。
36.如图2所示，所述氧气管62与氧气接口23连接的一端设置有第一接口64，所述第一接口64与氧气接口23通过螺纹连接；所述新风管63与新风接口33连接的一端设置有第二接口65，所述第二接口65与新风接口33通过螺纹连接。
37.实施例二：
38.如图1-6所示，一种滤尘防毒自调节送风式口罩的控制系统，包括如实施例一所述的滤尘防毒自调节送风式口罩以及设置于面罩本体1内的呼吸面罩控制组件和设置于电路板上的送风供氧控制组件，所述呼吸面罩控制组件和送风供氧控制组件通过蓝牙模块连接。
39.如图3和图6所示，所述送风供氧控制组件包括电路板主芯片、定位器和无线通讯模块，所述电路板主芯片、定位器和无线通讯模块均镶嵌于设置于盒体9内的电路板7上，所述电路板主芯片分别与定位器和无线通讯模块通讯连接。
40.如图1-6所示，所述呼吸面罩控制组件包括压差传感器5、气体检测仪12、音频采集器13和扬声器，压差传感器5和扬声器均设置于面罩本体1内，所述气体检测仪12设置于第一滤尘防毒壳体21的外壁上，所述音频采集器13设置于第二滤尘防毒壳体31的内壁上，所述压差传感器5的信号输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，用于检测面罩本体1内和面罩本体1外的压差，所述气体检测仪12的信号输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，用于检测矿井下的瓦斯中的甲烷等有害气体，所述音频采集器13的输出端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输入端连接，所述扬声器的信号输入端通过无线通讯模块与电路板主芯片的信号输出端连接。
41.如图2和图6所示，所述氧气管62上设置有第一电磁阀68，所述新风管63上设置有第二电磁阀69，所述电路板主芯片的信号输出端分别与第一电磁阀68和第二电磁阀69的信号输入端连接，用于调节氧气输送量和新风输送量。
42.如图6所示，所述电路板主芯片上还通过无线通讯模块连接有报警器，所述电路板主芯片还通过蓝牙模块连接有手环，用于获取手环上的心率，电路板主芯片根据心率控制第一电磁阀和第二电磁阀，调节氧气输送量和新风输送量，所述盒体9内还设置有用于为电路板主芯片供电的蓄电池8。
43.其中电路板主芯片采用1212c，无线通信模块采用本安型融合wifi6的uwb基站进行无线通讯，蓄电池8采用锰酸锂矿用电池，选择电压12.6v和容量为4000mah大容量电池，充电3h,持续续航时间为8-9h。
44.本发明的工作原理如下：
45.如图1-6所示，在正常使用本口罩时，压差传感器5实施检测口罩本体1的内外压差，由无线通讯模块传递压差至电路板主芯片，电路板主芯片可以控制第二电磁阀68的大小控制新风机输送的新风气体量的大小，同时也可根据，气体检测装置10监测到空气指标
超过某一安全值时，发送信号至电路板主芯片，电路板主芯片通过无线通讯模块传递报警信号至报警器报警，实现远程报警，同时电路板主芯片通过无线通讯模块传输报警信号至扬声器给使用者报警，达到警示使用者尽快离开危险地带的目的；此外，电路板主芯片通过蓝牙模块还连接有手环，手环测得的心率信号传输给电路板主芯片，当使用者的心率超过正常范围时，也会触发自动报警，同时会加大新风的送风量，达到报警和抢救的目的；当地面控制器通过无线通信模块和定位器监测到使用者在矿井下的身体特征和具体位置，再通过扬声器和音频采集器进行实时信息交互，当发生突发状况时，地面专家能够及时对使用者进行远程协助，锁定问题关键，提高工作效率。
46.综上所述，本发明通过电路板主芯片获取手环测得心率或压差传感器测得压差值未处于正常范围内，电路板主芯片主动控制第一电磁阀或第二电磁阀调节氧气或新风风量，实现智能抢救的功能。
47.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
48.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
49.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。