用于呼吸设备的发光器的制作方法

用于呼吸设备的发光器
1.本公开涉及用于呼吸设备的发光器。


背景技术：

2.诸如自携式呼吸设备的呼吸设备通常包括可佩戴的背板，该背板支撑呼吸气体的容器，并且该背板通过肩带和腰带佩戴在使用者的背部上。现代呼吸设备可能具有板载电子器件，例如通信装置、遥测装置、灯、相机、传感器等其他电子系统。这些电子系统可以由设置在例如背板上的板载电池供电。
3.位于呼吸设备的背板上的发光器通常不用于对佩戴者的周围环境进行照明，而是用于向其他团队成员指示报警情况，例如低空气压或佩戴者丧失能力。然而，当前用于呼吸设备的发光器解决方案在某些情况下(例如，在浓烟中或者当佩戴者不在直视线中时)可能是不可见的或不够显眼的，或者可能无法提供有关佩戴者的状态的足够的信息。
4.因此，应理解，可期望用于呼吸设备的发光系统的改进。


技术实现要素：

5.根据本公开的一方面，提供了一种呼吸设备，该呼吸设备包括可佩戴的背板，该可佩戴的背板包括纵向延伸的框架，该框架构造成支撑在使用者的背部上。框架包括用于支撑呼吸气瓶的瓶支撑部并且具有上端和下端，其中上端构造成在使用中布置在使用者的肩部附近，下端构造成在使用中布置在使用者的下背部或腰部附近。背板包括位于瓶支撑部的相对的两个侧边上的第一发光模块和第二发光模块。这些发光模块包括构造成朝向背板的上端纵向地投射光的竖直发光阵列以及/或者构造成垂直于背板投射光的水平发光阵列。呼吸设备还包括控制器，该控制器配置成：接收指示呼吸设备和/或使用者的状态的数据；确定呼吸设备和/或使用者的状态状况；以及对发光模块进行控制以使发光模块用以下模式进行照明：第一发光模式，如果所确定的状态状况是正常状态状况，则以第一发光模式进行照明；以及第二发光模式，如果所确定的状态状况是警报状态状况，则以第二发光模式进行照明。
6.应理解，光可以由竖直发光阵列和水平发光阵列以大致在竖直方向或水平方向上延伸的受限扇形、弧形或锥形的方式发出。框架可以包括一个或多个大致纵向地延伸的支架，一个或多个交叉元件例如以梯状布置的方式在这些支架之间延伸。还应理解，发光阵列是构造成在相应的方向上发出光的一个或多个发光部件的构造。在一些实例中，发光部件的单个构造可以提供两个阵列，对于这两个阵列而言，分开的发光元件不是必须的(尽管在一些实例中，阵列可以包括分开的发光部件)。
7.第一发光模式和第二发光模式将是独特的发光模式。发光模式可以包括以下一种或多种：(频率恒定或变化频率的)闪烁照明、连续照明、使用不同颜色的发光器、使发光模块/阵列按一定顺序发光。使用不同的发光模式来指示不同的状态可以向观察者提供使用者和/或呼吸设备的当前状态的清晰指示。
8.第一发光模块和第二发光模块可以布置在框架的下端附近。发光模块在使用中可
以布置在瓶支撑部下方或在瓶下方。“下方”应理解为发光模块比瓶或瓶支撑部更靠近背板的下端。
9.第一发光模块和第二发光模块包括竖直发光阵列和水平发光阵列二者，其中竖直发光阵列构造成主要朝向背板的上端纵向地投射光，水平发光阵列构造成主要垂直于背板投射光。
10.第一发光模块和第二发光模块包括竖直发光阵列和水平发光阵列二者，其中竖直发光阵列构造成朝向背板的上端纵向地投射光，水平发光阵列构造成垂直于背板投射光。
11.可佩戴的背板还可以包括电子模块，该电子模块包括发光模块、控制器和电池中的一者或多者。电子模块可以布置在背板的下端附近。电子模块可以是可拆卸模块。
12.通过将一些或全部电子部件(诸如发光模块和/或电子模块)设置在背板的下端附近，发光模块可以更靠近其他电子器件，这可以减少所需要的电线，并且可以有助于增加在使用者的脊柱的基部处的板载电子器件的重量。呼吸设备的重心低可以减轻使用者的总负载或者使用者所感受到的负载重量。
13.竖直发光阵列和/或水平发光阵列可以均包括用于发出不同颜色的光的两个或更多个不同颜色的发光元件。例如，除了用于改进状态指示的间隔程度的不同的发光模式之外，还可以使用第一颜色和第二颜色来指示不同的状态或者针对不同的状况。可以在每个阵列中设置三个不同颜色的发光元件以用于状态指示的进一步间隔程度。
14.竖直发光阵列可以包括光引导器件。光引导器件可以包括导光管。竖直发光阵列光引导器件可以构造成主要朝向背板的上端纵向地投射光。竖直发光阵列可以包括用于从发光元件朝向背板的上端纵向地引导光的导光管。发光元件可以有效地布置并且一个或多个导光管可以引导或聚焦所发出的光。
15.水平发光阵列可以包括光引导器件。水平发光阵列光引导器件可以构造成主要垂直于背板投射光。
16.可以在可佩戴的背板上设置有一个或多个纵向延伸的反射元件。在一些实例中，可以在瓶支撑部的相对的两个侧边上设置第一反射元件和第二反射元件，以反射由竖直发光阵列纵向投射的光。反射元件可以设置在框架的纵向延伸的支架上。
17.可佩戴的背板可以具有：面向使用者的一侧，构造成在使用中覆盖使用者的背部；以及面向外的一侧，构造成在使用中背离使用者的背部。发光模块可以从背板的面向外的一侧突出。
18.发光模块可以延伸通过位于可佩戴的背板中的孔口以便从该孔口突出。
19.每个发光模块可以由外围阻挡壁至少部分地环绕，该外围阻挡壁构造成阻挡发光模块在一些方向上投射的光。
20.每个发光模块的外围阻挡壁可以围绕发光模块的下侧以及左侧和右侧延伸以使得发光模块构造成朝向背板的上端基本上纵向地投射光并且基本上垂直于背板的面向外的一侧投射光。
21.阻挡壁可以至少部分地阻挡向下以及侧向向左或向右侧投射的光。
22.呼吸设备还可以包括布置在瓶支撑部上的呼吸气瓶。在呼吸气瓶或用于呼吸气瓶的覆盖件上可以设置有一个或多个反射元件，以用于反射由发光模块发出的光。
23.在呼吸气瓶或覆盖件的相对的两个侧边上可以设置有第一瓶上反射元件和第二
瓶上反射元件，以反射由竖直发光阵列纵向地投射的光。在一些实例中，这些瓶上反射元件可以沿着呼吸气瓶或覆盖件的侧边纵向地延伸。
24.根据第二方面，提供了一种呼吸设备，该呼吸设备包括可佩戴的背板，该背板包括纵向延伸的框架，该框架构造成支撑在使用者的背部上。框架包括用于支撑呼吸气瓶的瓶支撑部并且具有上端和下端，其中上端构造成在使用中布置在使用者的肩部附近，下端构造成在使用中布置在使用者的下背部或腰部附近。背板还包括：发光元件，构造成朝向背板的上端纵向地投射光；以及方位传感器。呼吸设备还包括控制器，该控制器配置成从方位传感器接收数据并确定背板的取向，并且如果确定可佩戴的背板处于基本上水平的取向时，则使发光元件进行照明。
25.从水平取向上的发光元件发出的光可以是白光。光可以在水平时基本上持续进行照明。当使用者正在爬行或弯腰时，这可以产生“前照灯效果”以提供改进的可见性。通过仅在水平时进行照明，当不需要“前照灯”时，可以维持电池电量。发光元件还可以在处于水平位置中而照明时以其他颜色间歇性地闪烁，例如，就上述第一方面所描述的，以继续指示使用者状态或设备状态。
26.为了避免说明书中的不必要的效果重复和文本重复，仅就本发明的一个或多个方面或实施方式来描述某些特征。然而，应理解，在技术上可行的情况下，就本发明的任一方面或实施方式来描述的特征也可以与本发明的任何其他方面或实施方式一起使用。
27.特别地，第一方面和第二方面中的一者或二者可以在同一背板或呼吸设备中实施。
附图说明
28.为了更好地理解本发明并且为了更清晰地示出可以如何实行本发明，现在请参阅作为实例的附图，在附图中：
29.图1是包括可佩戴的背板的呼吸设备的立体图；
30.图2是图1的背板的侧视图；
31.图3是图2的背板的前视图；以及
32.图4是图2和图3的背板的俯视图；
33.图5是图2至图4的背板的后视图；
34.图6a和图6b示出了背板的不具有导光管和具有导光管的发光模块的详细视图；以及
35.图7示出了沿图4中所示的平面a-a截取的背板的发光模块以及周围部分的详细截面图。
具体实施方式
36.图1示出了呼吸设备1。该呼吸设备1包括可佩戴的背板10，特别是这样的背板10，该背板构造成通过肩带12和腰带13而支撑在使用者的背部上。背板12包括大致纵向地延伸的框架14。该框架14构造成将呼吸气瓶16(具有瓶阀22)支撑在居中定位的瓶支撑部18上，使得瓶16固定至背板。瓶支撑部18包括支撑带20和瓶托架28。
37.图2至图5中更详细地示出了背板10，为了便于理解，未示出肩带12和腰带13。如可
以观察到的，背板10的框架14包括位于背板10的左侧边和右侧边上的两个纵向延伸的支架24。应理解，“纵向延伸”是指所讨论的部分是细长的，其最长的尺寸是“纵向”方向。背板10以及框架14也纵向地延伸，它们的长度明显地大于它们的宽度。在使用中，在使用者带上背带12和腰带13后，背板10以及由此框架14构造成覆盖并支撑在佩戴者的背部上。当使用者佩戴呼吸设备1时，框架14(以及由此瓶16)大致竖直地延伸并且基本上平行于使用者的脊柱。
38.框架14还包括交叉元件26，该交叉元件在支架24之间侧向地延伸，并且其包括瓶托架28，气瓶16位于该瓶托架上。瓶托架28与支撑带20(该支撑带使瓶抵靠托架28)一起形成瓶支撑部18的一部分并且使瓶16及其阀22正确地定位。
39.背板10在上端30和下端32之间延伸。由于肩带12的上端固定至上端30，因此上端30构造成在使用中布置在使用者的肩部附近。由于腰带13在下端32处固定至背板10，因此下端32构造成在使用中布置在使用者的下背部或腰部附近。应理解，这里所描述的是在正常使用中的上端和下端，其中，背板10在使用者的背部上大致竖直地延伸。应理解，在这种正常使用中，上端30竖直地位于下端32上方。在其他取向中，背板10的上端和下端可能布置在不同的相对位置中。
40.在图5中，示出了背板10的后部。在使用中，背板10的这一侧将覆盖使用者的背部。在背板的下端处，在背板10的后侧中的凹部中布置有电子模块34。电子模块34容纳用于背板10的大部分板载电子器件，例如控制器、多个传感器以及发光模块，这将在下面更详细地讨论。电子模块34利用可拆卸的固定件(例如螺栓)附接至背板10，以便该电子模块可以被拆卸。因此，对于其中背板10包括电子模块34的电子构造或者未使用电子模块34的所谓的“机械”构造，可以使用或销售同一背板10。通过将背板10的大部分电子部件定位在紧凑的电子模块34中(该电子模块位于背板上的非常低的位置处并且在使用中靠近使用者的下背部)，减轻了使用者的负载并使所需的线缆等的量最小化。
41.参考图6a、图6b和图7，现在将更详细地描述背板10的发光系统。
42.参考图3，背板包括第一发光模块36a和第二发光模块36b。这些发光模块36设置在背板10的相对的两个侧边上，并且特别地设置在瓶支撑部18的相对的两个侧边上。发光模块36a布置在左侧上并且发光模块36b布置在右侧上。
43.如图3中可以看出的，发光模块36布置在框架14的下端32附近。在该实例中，发光模块36在使用中布置在瓶支撑部下方或者在压力容积瓶下方。“下方”应理解为发光模块比瓶16或瓶支撑部18更靠近背板的下端。
44.在图5中可见的背板的面向使用者的一侧38构造成在使用中覆盖使用者的背部，并且在图3中可见的背板的面向外的一侧40构造成在使用中背离使用者的背部。发光模块36布置在面向外的一侧40上，并且在该实例中从背板10的面向外的一侧40突出。通过从背板10突出，发光模块36可以在大致平行于背板10的平面的方向上(即，斜向、向上和向下)更有效地发光。
45.参考图6a和图7，多个发光模块36中的每者均包括竖直发光阵列42和水平发光阵列44，其中竖直发光阵列构造成朝向背板10的上端30纵向地投射光，水平发光阵列构造成垂直于背板(即，垂直于面向外的一侧40)投射光。
46.如图2中所示，竖直发光阵列42构造成将呈大致竖直的光弧48的形式的光纵向地
投射在背板10上，并且重要地，超过背板10的上端32。应理解，竖直发光阵列42将发射沿多个方向的光，但是发光模块36的结构使得由竖直发光阵列42发射的大部分光定向为沿基本上向上的纵向方向。
47.水平发光阵列44构造成从背板10的面向外的一侧40水平地投射呈大致水平的光弧50的形式的光。应理解，水平发光阵列44将发射沿多个方向的光，但是发光模块36的结构使得由水平发光阵列44发射的大部分光定向为沿基本上水平的方向。
48.来自发光模块36的竖直定向的光和水平定向的光提供从多个角度可见的非常显眼的光阵列，并且甚至在没有到背板10的直视线时也是如此。
49.当背板10或其一部分处于直视线中时，由于发光模块36将是直接可见的，来自水平发光阵列44的光对于观察者来说将是可见的。此外，背板10的位于发光模块36上方的部件将反射由竖直发光阵列42发射在背板10上的一些光使得背板10自身看上去进行照明。因此，即使到发光模块36的直视线被遮挡，观察者仍应能感知到发光效果，这是因为背板10自身将至少部分地进行照明。此外，即使整个背板10和使用者被遮挡，例如，在观察者和背板的使用者之间有一个大型物体的情况下，只要背板10上方的天花板是可见的，光将仍然是可见的。由于竖直发光阵列42将光竖直地发射经过背板10，背板10和使用者上方的任何天花板或物体也将被照亮。因此，只要背板10或使用者上方的物体是直接可见的，背板上的发对于观察者来说将是可见的且非常显眼的。
50.应理解，存在多种方式来实现使来自发光阵列42、44的光定向。在这一实例中，使用了特定的结构。
51.每个发光模块36包括容纳并保护发光阵列42、44的透明或半透明的覆盖件37。在这一实例中，覆盖件37示出为透明的，使得可以清晰地看出发光模块36的内部结构。
52.每个发光模块36由外围阻挡壁47环绕，该外围阻挡壁构造成阻挡发光模块36在一些方向上投射的光。在这一实例中，外围阻挡壁47围绕发光模块36的左侧、右侧和下侧延伸，而不遮挡发光模块36的上侧和前表面。因此，阻挡壁47基本上防止发光模块36直接侧向地(即，向左侧和向右侧)和向下投射的光。这一结构有助于将由发光阵列42、44发出的光集中在竖直的光弧48和水平的光弧50中。
53.图6a示出了左侧的发光模块36a的平面图。在图6a中，为了可以方便地观察发光阵列42、44，省略了导光管45。在图6b中，示出了导光管45使得可以描述其操作。
54.竖直发光阵列和水平发光阵列二者包括呈发光二极管52形式的三个发光元件52。led 52布置成两排，每排三个，上部的三个led 52a形成水平发光阵列44并且下部的三个led 52b形成竖直发光阵列42。两个阵列中的led 52在侧向方向上稍微错开。如图6b中所示，导光管45包括三个“指状件”45a，这些指状件精确地覆盖形成竖直发光阵列的led 52b。导光管45的指状件45a竖直地定向，使得由竖直发光阵列的led 52b发出的光进入指状件45a并通过指状件45a在内部反射以便如图6b中的箭头所示进行竖直地投射从而形成竖直的光弧48。
55.因为水平发光阵列44的led 52a与竖直发光阵列42的led侧向地错开，所以导光管45的指状件45a不直接覆盖led 52a，并且这些led 52布置成在指状件45a之间的间隙中发出光。因此，由水平阵列44的led 52a发出的大部分光未通过导光管45重新定向，而是以水平的光弧50的形式水平地发射。应理解，由发光阵列42、44二者发出的一些光将用于照明竖
直的光弧48和水平的光弧50二者，但每个阵列42、44为其各自的光弧提供大部分光。
56.如上所述，呼吸设备1还包括控制器46。在这一实例中，控制器46被包括在位于背板10上的电子模块34内。然而，在其他实例中，控制器可以设置在pass装置中，该pass装置以有线或无线的方式连接至背板或者以某些其他方式与呼吸设备1和发光模块相关联。
57.控制器46与一个或多个传感器49通信，该一个或多个传感器感测有关背板10和/或使用者的状态指示信息。例如，传感器可以包括指示瓶16内的压力的压力传感器、指示使用者是否移动的运动传感器、指示使用者的生理状况的生理传感器(诸如心率传感器、呼吸频率传感器等)、温度传感器、电池电量传感器、使用者可以激活的“紧急按钮”、方位传感器等。应理解，一个或多个传感器配置成生成指示呼吸设备1的状态和/或使用者的状态的数据。
58.控制器46配置成从指示呼吸设备的状态和/或使用者的状态的至少一个传感器49接收数据。然后，控制器46分析所接收到的数据以确定呼吸设备的状态状况和/或使用者的状态状况。然后，控制器46对发光模块36进行控制以使发光模块以指示所确定的状态的发光模式进行照明。存在至少两个发光模式：如果所确定的状态状况是正常状态状况，则进行第一发光模式；并且如果所确定的状态状况是警报状态状况，则进行第二发光模式。重要的是发光系统指示正常状态状况是因为这可以向其他人员提供使用者安全且良好的保证，并且使团队的人员能够进行更有效且有信心的操作。
[0059]“正常”状态状况应理解为呼吸设备1和/或使用者的功能是允许状态状况。例如，正常状态状况可以是气瓶16中剩余的呼吸气体处于允许水平且使用者的生理状况处于允许限度内的状态状况。
[0060]“警报”状态状况应理解为呼吸设备1和/或使用者的功能超出允许限度使得应当对使用者的状态向其他服务人员发送警报的状态状况。例如，警报状态状况可以是气瓶16中的剩余的呼吸气体处于不允许水平且/或使用者的生理状况超出允许限度的状态状况。
[0061]
在一些实例中，可能还存在状态状况的间隔程度。例如，警报状态状况可以进一步分为“预警报”状况和“完全警报”状况，其中，预警报指示即将转变为不允许状况(例如，剩余的呼吸气体低但不是极低)，并且完全警报指示不允许状况(例如，剩余的呼吸气体极低)。可以为不同确定的状态状况提供不同的发光模式。
[0062]
为了能够对各种不同状态进行通信，竖直发光阵列42和水平发光阵列44分别包括用于发出不同颜色的光的两个或更多个不同颜色的发光元件，并且在这一实例中，是蓝色的、黄色的和红色的发光元件。如下方所讨论的，不同的发光模式可以包括不同的颜色光和/或不同的发光顺序二者以指示不同的状态，或者针对不同的状况以用于改进状态指示的间隔程度。在一些实例中，可以使用独特的发光模式以指示特定的使用者，例如团队领导。
[0063]
此外，可以组合不同的发光模式以指示并发状态指示，该并发状态指示可以包括对于一个或多个所测量的变量来说正常的量以及对于其他所测量的变量来说的警报。例如，闪烁蓝色光可以指示剩余的呼吸气体量是允许的，闪烁黄色光可以指示呼吸气体量低，并且闪烁红色光可以指示使用者的心率过快。可以组合这些不同的指示，使得交替闪烁的蓝色光和红色光指示同时发生剩余的气体量是允许的(正常)但心率过快(警报)，而交替闪烁的黄色光和红色光指示呼吸气体量低(警报)和心率过快(警报)二者。
[0064]
替代地，例如，为了简便起见，在正在确定仅一个状态(例如剩余的呼吸气体量)的情况下，发光模式可以是互斥的。例如，闪烁蓝色光可以指示剩余的呼吸气体量是允许的，闪烁黄色光可以指示呼吸气体量低，并且闪烁红色光可以指示呼吸气体量极低。因此，这些状态不会同时发生，并且观察者可以更容易理解并区分这些状态。
[0065]
在这一实例中，发光模块与电子模块34形成整体。发光模块36从电子模块34突出并延伸通过位于背板10中的孔口54以从背板10的面向外的一侧的表面40突出。如上所述，孔口54被外围阻挡壁47部分地包围。
[0066]
在这一实例中，为了进一步提高光的可见性，设置多种附加部件。在背板上设置有纵向延伸的反射元件56。反射元件设置在瓶支撑部的相对的两个侧边上，特别地在支架24上，以反射由竖直发光阵列42纵向地投射的光。此外，在呼吸气瓶的相对的两个侧边上设置有瓶上反射元件58以反射由竖直发光阵列42纵向地投射的光。在这一实例中，瓶上反射元件58沿着呼吸气瓶16的侧边纵向地延伸。在一些国家中，可以使用瓶覆盖件或套筒，因此瓶上反射元件58可以替代地或另外地设置在瓶覆盖件或套筒上。
[0067]
现在将描述背板的另一特征。应理解，该特征可以在上述发光系统之外另外设置或者可以单独设置。
[0068]
如上所述，背板包括传感器48。在这一实例中，设置有方位传感器60。控制器46配置成从方位传感器60接收数据并确定背板的取向，并且如果确定可佩戴的背板处于基本上水平的取向，则使竖直发光阵列42进行照明。
[0069]
从在水平取向上的发光元件发出的光可以是白光，例如通过使全部三个led 52b进行照明以提供组合的白光颜色来提供。发光阵列42在水平时可以基本上持续进行照明。当使用者在穿着背板10的同时爬行或弯腰时，这可能会产生“前照灯效果”，这可以提供改进的使用者前方环境的可见性。然后，应理解，当背板10处于水平位置时，竖直发光阵列42实际上在向前的方向上引导光。通过仅在水平时进行照明，当不需要“前照灯”时，可以保留电池电量。发光阵列42、44还可以在处于水平位置中而照明时以如上所述的状态-指示光模式继续进行照明，以继续指示使用者的状态或设备的状态。
[0070]
通过提供本文中所公开的发光系统，可以在不明显地增加电池功耗率的情况下实现改进的发光器和状态指示。应理解，通过在背板的下端处的特定位置中设置发光模块，并且通过有效地引导光，较少数量的发光模块可以照亮背板自身和背板上方的物体二者。在现有技术系统中，显眼的发光器只能通过在背板上设置多个发光位置来实现，这是低效的、重型的并且消耗额外的功率。此外，照明状态指示在过去仅用于“警报”状态。然后，由于本公开的背板更有效地使用了发光器，因此可以在降低电池消耗电量的情况下显眼地指示“正常”状态，而无需担心过快地耗尽电池容量。
[0071]
为了避免说明书中的不必要的效果重复和文本重复，仅就本发明的一个或多个方面或实施方式来描述某些特征。然而，应理解，在技术上可行的情况下，就本发明的任一方面或实施方式来描述的特征也可以与本发明的任何其他方面或实施方式一起使用。
[0072]
除非另有说明，否则例如下部、上部、向下、向上、侧向、左、右、向前和向后的基于取向的术语应在呼吸设备或背板在使用中的通常位置中进行解释，即，当使用者直立时，在使用者的背部上。因此，除非另有说明，否则例如“竖直地向上”的术语应解释为远离地球表面向外指向。
[0073]
本领域技术人员应理解，虽然已经参考一个或多个示例性的实例通过实例的方式描述了本发明，但是本发明不限于所公开的实例，并且在不背离由权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以构造替代的实例。