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口罩装置及其控制方法与流程

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

口罩装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及口罩装置及其控制方法。


背景技术:

2.一般而言,口罩(mask)是为了避免因病菌、灰尘等的吸入或者病毒或细菌引起的飞沫传播而遮挡用户的鼻部和嘴部的装置。口罩为了遮挡用户的鼻部和嘴部而紧贴用户的脸部。口罩过滤向用户的鼻部和嘴部流入的空气中包含的病菌、灰尘等,并使被过滤的空气流入到用户的嘴部和鼻部。空气和空气中包含的病菌、灰尘等通过包括过滤器的口罩的本体,病菌、灰尘等被口罩的本体过滤。
3.但是,由于空气在通过口罩的本体后向用户的鼻部和嘴部流入,用户吐出的空气也在通过口罩的本体后向外部流出,因而发生用户无法顺畅地呼吸的问题。最近,为了消除以上提及的呼吸的不便,开发出具有马达、风扇、过滤器的口罩。
4.在专利文献韩国公开专利公报第10

2019

0100605号(公开日:2019年08月29日)中公开了“设有压差传感器的电动式防尘口罩”。
5.所述专利文献所公开的防尘口罩包括:口罩本体;过滤器,形成在所述口罩本体;马达,控制通过所述过滤器流入的空气的流量;以及压差传感器,用于测量所述口罩本体内部的压力变化。
6.所述防尘口罩可以基于由所述压差传感器测量到的压力差来设定动作模式,并且可以根据所设定的动作模式来改变所述马达的最大输出或最小输出。因此,可以根据用户的呼吸状态实时地确定动作模式,并且可以根据所确定的动作模式适当地控制马达的输出,从而能够改善口罩的佩戴环境。
7.但是,所述专利文献中公开的防尘口罩仅利用口罩内部空间的压力差来判断用户是在进行呼吸还是在说话,并根据此来恒定地控制马达的输出,存在不会具体考虑用户的呼吸状态的问题。
8.例如,用户开始吸气时和开始呼气时的风扇的旋转速度被控制为相同,因此存在用户实际吸气或呼气时呼吸困难的问题。即,当风扇的旋转速度快时,吸气容易,但是呼气困难,而当风扇的旋转速度慢时,呼气容易,但是吸气困难。
9.结果,由于风扇的旋转速度不会准确地考虑用户的呼吸状态,因此存在不能根据呼吸状态适当地提供风量的问题。


技术实现要素:

10.本发明是为了解决如上所述的问题而提出的,本发明的目的在于,提供一种能够通过感测口罩的内部压力来准确地判断用户的呼吸状态的口罩装置及其控制方法。
11.本发明的另一目的在于,提供一种能够根据用户的呼吸状态适当地提供吸入流量(外部空气)的口罩装置及其控制方法。
12.本发明的又一目的在于,提供一种能够基于口罩内部的压力状态来适当地改变风
扇的旋转速度的口罩装置及其控制方法。
13.本发明的又一目的在于,提供一种分析用户的呼吸周期或模式(吸气或呼气等)并能够根据分析结果来辅助用户的呼吸的口罩装置及其控制方法。
14.本发明的实施例的口罩装置可以包括:口罩本体;风扇模块,与所述口罩本体相结合;密封部,与所述口罩本体的背面相结合,以形成呼吸空间;压力传感器,与所述口罩本体相结合,以感测所述呼吸空间的压力;口罩本体盖,与所述口罩本体的正面相结合,以覆盖所述风扇模块;以及控制模块,与所述口罩本体相结合,并且包括基于在所述压力传感器感测到的压力值来控制所述风扇模块的旋转速度的控制部。
15.另外,本发明的实施例的口罩装置的所述控制部从通过所述压力传感器感测到的压力值中提取最大压力值和最小压力值来计算呼吸周期。
16.所述控制部计算感测到所述最大压力值的时间点和感测到所述最小压力值的时间点之间时间差。
17.所述控制部基于所述呼吸周期和所述时间差来判断下一个呼吸周期中的吸气预估时间点。
18.在下一个呼吸周期中所述吸气预估时间点到来时,所述控制部增加所述风扇模块的旋转速度。
19.根据如上所述的本发明的构成具有如下效果。
20.第一,根据口罩内部压力来判断用户的呼吸状态(吸气、呼气),并基于所判断的信息来改变风扇模块的旋转速度,由此能够在呼吸时适当地提供吸入流量(外部空气)。因此,具有在佩戴口罩装置的状态下容易进行呼吸的优点。
21.第二,通过估计由风扇驱动引起的压力变化值并将该压力变化值反映到压力传感器的感测值,从而具有能够准确地感测口罩压力的优点。
22.第三,通过适当地调节输入到风扇马达的脉冲(pulse)的占空比(duty ratio),从而具有使用户的呼吸更加顺畅的优点。
附图说明
23.图1是本发明的实施例的口罩装置的左侧立体图。
24.图2是本发明的实施例的口罩装置的右侧立体图。
25.图3是本发明的实施例的口罩装置的后视图。
26.图4是本发明的实施例的口罩装置的仰视图。
27.图5是本发明的实施例的口罩装置的分解立体图。
28.图6和图7是示出本发明的实施例的口罩装置运转时的空气的流动的图。
29.图8是示出本发明实施例的口罩装置的控制方法的流程图。
30.图9是在本发明实施例的压力传感器感测到的呼吸空间的压力变化的曲线图。
31.图10是示出在佩戴本发明的实施例的口罩装置的状态下的一个呼吸周期期间,在口罩装置的呼吸空间中发生的压力变化循环的图。
32.图11是详细地示出本发明实施例的口罩装置的控制方法的流程图。
33.图12是示出本发明的风扇模块中根据输入的占空比的风扇旋转速度的曲线图。
具体实施方式
34.图1是本发明的实施例的口罩装置的左侧立体图,图2是本发明的实施例的口罩装置的右侧立体图,图3是本发明的实施例的口罩装置的后视图,图4是本发明的实施例的口罩装置的仰视图。
35.参照图1至图4,本发明的实施例的口罩装置1可以包括口罩本体10和结合在所述口罩本体10的口罩本体盖20。
36.所述口罩本体10和所述口罩本体盖20可以以能够分离的方式相结合。通过将所述口罩本体10和所述口罩本体盖20相结合,能够在所述口罩本体10和所述口罩本体盖20之间形成内部空间。在所述内部空间可以配置有用于驱动所述口罩装置1的结构元件。所述内部空间可以形成在所述口罩本体10的正面和所述口罩本体盖20的背面之间。可以由所述口罩本体10定义所述口罩装置1的背面,而所述口罩本体盖20可以定义所述口罩装置1的正面。
37.所述口罩装置1的后方被定义为与用户的脸部相对的口罩装置1的背面所处的方向,所述口罩装置1的前方为所述后方的相反方向,其被定义为向外部露出的口罩装置1的正面所处的方向。
38.所述口罩装置1还可以包括密封托架30和以能够分离的方式结合在所述密封托架30的密封部40。
39.所述密封托架30以能够分离的方式结合在所述口罩本体10的背面,从而能够将所述密封部40固定在所述口罩本体10的背面。此外,当所述密封托架30从所述口罩本体10的背面分离时,所述密封部40能够从所述口罩本体10脱离。
40.所述密封部40利用所述密封托架30支撑在所述口罩本体10的背面,并可以在所述密封部40和所述口罩本体10的背面之间定义用于呼吸的呼吸空间s。所述密封部40紧贴在用户的脸部,并通过包覆用户的鼻部和嘴部能够限制外部空气向所述呼吸空间s流入。
41.在所述口罩本体盖20可以包括第一过滤器安装部21和第二过滤器安装部22。所述第一过滤器安装部21可以位于所述口罩本体盖20的右侧,所述第二过滤器安装部22可以位于所述口罩本体盖20的左侧。
42.以佩戴在用户的脸部的口罩装置1为基准定义左侧方向(左侧)和右侧方向(右侧)。即,在用户佩戴口罩装置1的状态下,将用户的右侧定义为口罩装置1的右侧,将用户的左侧定义为口罩装置1的左侧。
43.并且,以佩戴在用户的脸部的口罩装置1为基准定义上侧方向(上方)和下侧方向(下方)。
44.可以在所述第一过滤器安装部21安装有第一过滤器盖25,而在所述第二过滤器安装部22安装有第二过滤器盖26。在所述第一过滤器安装部21和所述第二过滤器安装部22的内侧可以配置有过滤器(23、24:参照图5),所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26可以覆盖所述过滤器。
45.所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26可以以能够分离的方式分别结合在所述第一过滤器安装部21和所述第二过滤器安装部22。例如,所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26可以分别与所述第一过滤器安装部21和所述第二过滤器安装部22过盈配合。
46.所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26各自可以包括正面部和沿着所述正
面部的边缘或背面边缘向后侧延伸的侧面部。
47.所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26各自的侧面部可以由四个侧面构成,所述四个侧面可以包括上侧面、下侧面、左侧面以及右侧面。
48.在所述第一过滤器盖25的侧面部可以形成有一个或复数个第一空气流入口251(a first air inlet)。在所述第二过滤器盖26的侧面部也可以形成有一个或复数个第二空气流入口261(a second air inlet)。
49.在所述第一过滤器安装部21安装了所述第一过滤器盖25的状态下,所述第一空气流入口251可以形成为向外部露出。在所述第二过滤器安装部22安装了所述第二过滤器盖26的状态下,所述第二空气流入口261可以形成为向外部露出。
50.所述第一空气流入口251和所述第二空气流入口261可以形成在所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26的侧面。虽未图示,但所述第一空气流入口251和第二空气流入口261也可以分别形成在所述第一过滤器盖25和第二过滤器盖26的正面部。
51.所述第一空气流入口251和所述第二空气流入口261可以形成在从将所述侧面部进行二等分的线更靠近所述正面部的位置处。
52.在所述第一过滤器盖25的侧面部提供有复数个所述第一空气流入口251的情况下,所述第一空气流入口251可以包括形成在右侧面的第一空气吸入孔(suction hole)251a、形成在左侧面的第二空气吸入孔251b以及形成在上侧面的第三空气吸入孔251c。
53.与此同样地,在所述第二过滤器盖26的侧面部提供有复数个所述第二空气流入口261的情况下,所述第二空气流入口261可以包括形成在左侧面的第一空气吸入孔261a、形成在右侧面的第二空气吸入孔261b以及形成在上侧面的第三空气吸入孔261c。
54.另外,在所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26中的任意一个可以形成有开口250,所述开口250可以形成在所述第一过滤器盖25和所述第二过滤器盖26中的任意一个的边缘。此外,在所述开口250可以安装有用于控制所述口罩装置1的运转的操作部195。在本实施例中,以所述操作部195安装在第一过滤器盖25的情形为例进行说明。
55.所述操作部195可以作用为用于接通/关闭所述口罩装置1的电源的操作开关。所述操作部195在安装在所述开口250的状态下,可以露出到所述口罩装置1的前方。
56.所述口罩本体10可以包括挂件安装部108。所述挂件安装部108可以提供在所述口罩本体10的左侧和右侧。
57.即,所述挂件安装部108可以包括:第一挂件安装部108a,提供在所述口罩本体10的右侧;第二挂件安装部108b,提供在所述口罩本体10的左侧。
58.所述第一挂件安装部108a和所述第二挂件安装部108b分别在所述口罩本体10的上下方向上可以隔开提供有复数个。详细而言,所述第一挂件安装部108a可以提供在所述口罩本体10的右侧上方和右侧下方,所述第二挂件安装部108b可以提供在所述口罩本体10的左侧上方和左侧下方。
59.在所述挂件安装部108可以安装有用于维持所述口罩装置1紧贴在用户的脸部的状态的带。
60.例如,带的两端部可以将所述第一挂件安装部108a和所述第二挂件安装部108b相连接,或者可以将在上下方向上隔开的两个第一挂件安装部108a和在上下方向上隔开的两个第二挂件安装部108b分别相连接。
61.在前者的情况下,所述带将呈包覆用户的后脑部的形态,在后者的情况下,所述带将呈挂在用户的两侧耳部的形态。
62.所述挂件安装部108可以由所述口罩本体10的一部分被切开而形成。因此,空气也可以通过形成在所述挂件安装部108的间隙向所述口罩本体10和所述口罩本体盖20之间的内部空间流入。
63.详细而言,通过所述挂件安装部108流入到所述内部空间的外部空气可以冷却所述内部空间配置的电子部件。此外,通过冷却所述电子部件而温度上升的空气可以再次通过所述挂件安装部108向所述口罩本体10的外部排出。此外,为了限制通过所述挂件安装部108流入到所述内部空间的空气向所述呼吸空间流入,所述口罩装置1的内部可以具有密封结构。
64.所述口罩本体10可以包括用于将被过滤的空气向呼吸空间供应的空气吐出口129。用户可以吸入通过所述空气吐出口129供应到所述呼吸空间的被过滤的空气而进行呼吸。
65.所述空气吐出口129可以包括:第一空气吐出口129a,将流入到所述第一空气流入口251而被过滤的空气向所述呼吸空间吐出;第二空气吐出口129b,将流入到所述第二空气流入口261而被过滤的空气向所述呼吸空间吐出。
66.以所述口罩本体10的中心为基准,所述第一空气吐出口129a可以配置在右侧,所述第二空气吐出口129b可以配置在左侧。流入到所述第一空气流入口251的空气可以在通过过滤器23后向所述第一空气吐出口129a流动。流入到所述第二空气流入口261的空气可以在通过过滤器24后向所述第二空气吐出口129b流动。
67.所述口罩本体10可以包括用于将用户呼出的空气向外部空间排出的空气排出口154、155。所述空气排出口154、155可以位于所述口罩本体10的下部。
68.所述空气排出口154、155可以包括:第一空气排出口154,形成在所述口罩本体10的正面下端;第二空气排出口155,形成在所述口罩本体10的底面。
69.详细而言,在所述口罩本体10的正面下端可以形成有向前方延伸的筋,可以将由所述筋定义的面定义为口罩本体10的底面。
70.在所述口罩本体10和所述口罩本体盖20之间可以形成供空气通过所述第一空气排出口154并朝向所述第二空气排出口155下降流动的流动空间。
71.在所述第一空气排出口154和所述第二空气排出口155中的一个以上可以形成有单向阀。利用所述单向阀能够防止外部空气向所述呼吸空间流入,或者通过所述第二空气排出口155排出的空气逆流的现象。所述单向阀可以位于所述第一空气排出口154和所述第二空气排出口155之间的流动空间。
72.作为一例,可以提供具有与所述第一空气排出口154的大小和形状对应的大小和形状的扁平的翻板(flap)状的单向阀。
73.详细而言,所述翻板的上端与所述第一空气排出口154的上侧边缘相连接,当用户呼气时,所述翻板会弯曲或转动而开放所述第一空气排出口154,当用户吸气时,所述翻板紧贴到所述第一空气排出口154,从而能够防止外部空气或被排出的空气再流入到呼吸空间的现象。
74.所述口罩本体10可以包括传感器安装部109。在所述传感器安装部109可以安装有
用于从所述呼吸空间获取各种信息的传感器。所述传感器安装部109可以位于所述口罩本体10的上部。考虑到在用户呼吸时能够恒定地感测出所述呼吸空间的压力变化的位置,所述传感器安装部109可以位于所述口罩本体10的上部。
75.所述口罩本体10可以包括连接器孔135。所述连接器孔135可以被理解为设置用于向所述口罩装置1进行供电的连接器192的开口。所述连接器孔135可以形成在所述口罩本体10的左侧边缘和右侧边缘中的任意一侧。
76.在本实施例中,由于所述操作部195和所述连接器192连接在后述的电源模块19(参照图5),因而所述连接器孔135可以提供在与设置有所述电源模块19的位置相应的口罩本体10的左侧和右侧中的任意一侧。
77.以下,基于分解立体图对所述口罩装置1的结构元件进行详细说明。
78.图5是本发明的实施例的口罩装置的分解立体图。
79.参照图5,本发明的口罩装置1可以包括口罩本体10、口罩本体盖20、密封托架30以及密封部40。
80.详细而言,所述口罩本体10和所述口罩本体盖20可以彼此结合而形成所述口罩装置1的外形。
81.在所述口罩本体10和所述口罩本体盖20之间可以形成有用于容置用于使所述口罩装置1进行运转的结构元件的内部空间。所述密封托架30和所述密封部40结合在所述口罩本体10的背面并在用户的脸部和所述口罩本体10之间形成呼吸空间,能够防止外部空气向所述呼吸空间流入。
82.所述口罩本体10可以包括盖结合槽101。所述盖结合槽101可以沿着所述口罩本体10的正面边缘形成。所述盖结合槽101可以具有阶差而形成。所述盖结合槽101可以与所述口罩本体盖20的边缘对应地形成。所述盖结合槽101可以由所述口罩本体10的正面一部分向后方凹陷而形成。通过将所述口罩本体盖20朝向所述口罩本体10的盖结合槽101移动,能够在所述盖结合槽101插入所述口罩本体盖20。
83.所述口罩本体10可以包括第一盖结合部102。在所述第一盖结合部102可以支撑所述口罩本体盖20的上部。所述第一盖结合部102可以形成在所述口罩本体10的正面上部。
84.例如,所述第一盖结合部102可以由能够结合卡钩的结构构成。在所述口罩本体盖20的背面可以形成有结合在所述第一盖结合部102的卡钩。
85.所述第一盖结合部102可以提供有复数个,所述卡钩也与所述第一盖结合部102对应地提供有复数个。在本实施例中,所述第一盖结合部102可以以所述口罩本体10的中心为基准分别提供在左侧和右侧。所述第一盖结合部102可以被称为上侧盖结合部。
86.所述口罩本体10可以包括第一托架结合部103。所述第一托架结合部103可以位于所述口罩本体10的上部。所述第一托架结合部103可以支撑所述密封托架30的上部。
87.所述第一托架结合部103可以形成在所述口罩本体10的背面上部。
88.例如,所述第一托架结合部103可以由构成所述口罩本体10的部分从所述口罩本体10的背面向前方凸出而形成。因此,当从所述口罩本体10的后方观察时,所述第一托架结合部103可以被理解为凹陷部,而从前方观察时,可以被理解为凸出部。
89.在所述密封托架30可以形成有第一本体结合部304,其形成为与所述第一托架结合部103的凹陷的形状相同的形状,并安置在所述第一托架结合部103。
90.所述第一托架结合部103可以以所述口罩本体10的中心为基准分别提供在左侧和右侧。所述第一托架结合部103可以被定义为上侧托架结合部。
91.所述口罩本体10可以包括支撑筋104。
92.所述支撑筋104可以从所述口罩本体10的正面向前方凸出而形成。当在所述口罩本体10结合所述口罩本体盖20时,所述支撑筋104可以接触到所述口罩本体盖20的背面。
93.所述口罩本体10和所述口罩本体盖20可以利用所述支撑筋104抵抗沿着前后方向作用的外力。所述支撑筋104可以在所述口罩本体10的正面提供有复数个。
94.另外,所述支撑筋104可以执行用于固定所述口罩本体10上安装的控制模块18的一部分的功能。为此,所述支撑筋104可以由卡钩形状构成。换言之,可以在所述支撑筋104的端部凸出有卡止凸起,从而固定所述控制模块18的端部。
95.所述口罩本体10可以包括第二盖结合部106。
96.在所述第二盖结合部106可以支撑所述口罩本体盖20的下部。所述第二盖结合部106可以在所述口罩本体10的正面下端以卡钩形态凸出。所述第二盖结合部106可以以所述口罩本体10的中心为基准分别提供在左侧和右侧。所述第二盖结合部106可以被定义为下侧盖结合部。
97.在所述口罩本体盖20可以形成有用于结合所述第二盖结合部106的卡钩卡止部,所述卡钩卡止部可以分别形成在所述口罩本体盖20的左侧和右侧。
98.所述口罩本体10可以包括第二托架结合部107。
99.在所述第二托架结合部107可以支撑所述密封托架30的下部。所述第二托架结合部107可以由所述口罩本体10呈开口而形成。所述第二托架结合部107可以位于所述口罩本体10的下部。例如,所述第二托架结合部107可以被定义为形成在所述口罩本体10的贯穿孔。
100.在所述密封托架30可以形成有插入到所述第二托架结合部107的第二本体结合部305。所述第二托架结合部107提供有复数个,所述第二本体结合部305也可以与所述第二托架结合部107对应地提供有复数个。在本实施例中,所述第二托架结合部107可以以所述口罩本体10的中心为基准分别提供在左侧和右侧。所述第二托架结合部107可以被定义为下侧托架结合部。
101.所述口罩本体10可以包括以上提及的传感器安装部109。
102.所述传感器安装部109可以由所述口罩本体10的正面一部分向前方凸出的筋状构成。详细而言,所述传感器安装部109由沿着传感器的边缘包围的筋形态构成,在所述传感器安装部的内部形成有用于设置传感器的设置空间。
103.在相当于所述传感器安装部109的内侧的所述口罩本体10形成有用于使所述设置空间和所述呼吸空间相连通的孔。配置在所述设置空间的传感器包括压力传感器,所述压力传感器可以通过所述孔感测所述呼吸空间的压力信息。
104.所述口罩本体10可以包括风扇模块安装部110。
105.所述风扇模块安装部110可以包括:第一风扇模块安装部,用于安装第一风扇模块16;第二风扇模块安装部,用于安装第二风扇模块17。
106.所述第一风扇模块安装部和所述第二风扇模块安装部可以形成在所述口罩本体10的正面。详细而言,所述第一风扇模块安装部可以配置在所述口罩本体10的右侧,所述第
二风扇模块安装部可以配置在所述口罩本体10的左侧。
107.所述第一风扇模块16和所述第二风扇模块17可以分别以能够分离的方式结合在所述第一风扇模块安装部和所述第二风扇模块安装部。
108.所述口罩本体10可以包括空气通道部120。
109.所述空气通道部120可以形成在所述口罩本体10的正面。在所述空气通道部120的内部可以形成有能够使空气通过的流路。
110.所述空气通道部120可以包括:第一空气通道部120a,连接在所述第一风扇模块安装部;第二空气通道部120b,连接在所述第二风扇模块安装部。
111.为使所述第一空气通道部和所述第二空气通道部位于所述第一风扇模块安装部和第二风扇模块安装部之间,所述第一空气通道部和所述第二空气通道部可以分别配置在与所述口罩本体10的正面中心相邻的第一风扇模块安装部的边缘和第二风扇模块安装部的边缘。
112.另外,所述第一风扇模块安装部和所述第二风扇模块安装部可以构成为,以经过所述口罩本体10的正面中心的垂直面(或者垂直线)为基准呈对称的形状。与此相同地,所述第一空气通道部和所述第二空气通道部也可以构成为,以经过所述口罩本体10的正面中心的垂直面或垂直线为基准呈对称的形状。
113.所述空气通道部120的一端部与所述风扇模块16、17的吐出口相连通,从而使外部空气向所述空气通道部120的内部流入。此外,所述空气通道部120的另一端部与所述空气吐出口129相连通,从而使流入到所述空气通道部120的空气向所述呼吸空间s吐出。
114.在所述空气通道部120的正面可以安装有控制模块18。
115.在所述空气通道部120的正面可以形成有用于安装控制模块18的控制模块安装部128。所述空气通道部120的正面一部分由可以安置所述控制模块18的平面部构成,可以将所述平面部定义为所述控制模块安装部128。
116.所述控制模块安装部128可以包括:第一控制模块安装部128a,提供在所述第一空气通道部;第二控制模块安装部128b,提供在所述第二空气通道部。在所述第一控制模块安装部128a和所述第二控制模块安装部128b可以固定有一个控制模块18,或者复数个控制模块可以分别固定在所述第一控制模块安装部128a和第二控制模块安装部128b。
117.所述口罩本体10可以包括用于安装电源模块19的电源模块安装部130。
118.所述电源模块安装部130可以形成在所述口罩本体10的正面。所述电源模块安装部130可以提供在所述口罩本体10的左侧和右侧中的任意一侧。
119.所述电源模块安装部130可以位于所述风扇模块安装部110的侧方。具体而言,所述电源模块安装部130可以提供在所述风扇模块安装部110和所述口罩本体10的侧端部之间。所述口罩本体10的侧端部可以被定义为在佩戴时与用户的耳部相邻的端部。此外,在口罩本体10的提供有所述电源模块安装部130的侧端部可以布置所述连接器孔135。
120.所述口罩本体10可以包括用于安装电池的电池安装部140。
121.所述电池安装部140可以形成在所述口罩本体10的正面。所述电池安装部140可以从所述口罩本体10的正面向前方凸出,并形成为包覆所述电池。
122.例如,所述电池安装部140可以包括:一对引导筋,从所述口罩本体10的正面向前方凸出;连接筋,将所述一对引导筋的前端部相连接。此外,可以在由所述一对引导筋和所
述连接筋定义的电池容置空间安装所述电池。
123.所述电池从所述电池容置空间的上侧向下侧移动而插入到电池容置空间,并可以向逆方向移动而进行分离。插入到所述电池安装部140的电池的下部可以被后述的空气排出部150支撑。
124.所述口罩本体10可以包括空气排出部150。
125.所述空气排出部150可以形成在所述口罩本体10的下部。所述空气排出部150形成用于使从所述第一空气排出口154朝向所述第二空气排出口155流动的空气流动的流动空间。
126.所述空气排出部150可以从所述口罩本体10的正面向前方凸出而形成。此外,所述空气排出部150可以呈拱形且以具有弧度的方式延伸,或者弯曲多次而延伸。
127.当在所述口罩本体10结合所述口罩本体盖20时,所述空气排出部150的前端部接触到所述口罩本体盖20的背面,从而划分所述口罩本体10的内部空间和所述流动空间。所述空气排出部150可以定义所述流动空间的顶面和两侧面,所述口罩本体盖20的背面可以定义所述流动空间的正面。此外,所述口罩本体10的正面可以定义所述流动空间的背面,形成有所述第二空气排出口155的所述口罩本体10的底面可以定义所述流动空间的底面。
128.所述空气排出部150的顶面可以支撑所述电池的下端。由拱形或隧道形状构成的所述空气排出部150的两侧下端连接在所述口罩本体10的底面,所述口罩本体10的底面可以由从所述口罩本体10的正面下端向前方延伸的筋定义。所述盖结合槽101可以沿着形成所述口罩本体10的底面的筋的前端凹陷形成,所述口罩本体盖20的背面下端结合在所述盖结合槽101。
129.在定义所述流动空间的背面的所述口罩本体10的正面可以形成有所述第一空气排出口154。
130.如上所述,所述口罩本体盖20可以包括一对过滤器安装部21、22。
131.所述过滤器安装部21、22可以由所述口罩本体盖20的正面朝向背面凹陷规定深度而形成。在凹陷形成的所述过滤器安装部21、22的内侧容置过滤器23、24,在容置有所述过滤器23、24的状态下,在所述过滤器安装部21、22的边缘可以安装过滤器盖25、26。
132.在所述过滤器安装部21、22可以形成有空气吸入口211、221。所述空气吸入口211、221可以与形成在所述风扇模块16、17的正面的吸入口相连通。所述空气吸入口211、221的边缘可以具有倾斜面,所述倾斜面从正面越靠近背面时其越向直径减小的方向倾斜。
133.在所述过滤器安装部21、22的侧面可以形成有用于固定所述过滤器盖25、26的过滤器盖安装槽212。在所述过滤器盖25、26可以形成有插入到所述过滤器盖安装槽212的结合凸起。虽然图5中仅示出形成在左侧过滤器盖26的结合凸起262,但是在右侧过滤器盖25也形成有与之相同的结合凸起。在所述过滤器安装部21、22的空气吸入口211、221的背面边缘和所述风扇模块16、17的风扇吸入口之间提供有用于密封的密封件。所述密封件包覆所述空气吸入口211、221和所述风扇模块16、17的风扇吸入口的边缘,从而能够防止外部空气流入。
134.所述过滤器安装部21、22可以包括:第一过滤器安装部21,提供在所述口罩本体盖20的右侧;第二过滤器安装部22,提供在所述口罩本体盖20的左侧。
135.可以将形成在所述第一过滤器安装部21的空气吸入口定义为第一空气吸入口
211,将形成在所述第二过滤器安装部22的空气吸入口定义为第二空气吸入口221。
136.所述过滤器23、24可以包括:第一过滤器23,容置在所述第一过滤器安装部21的内侧;第二过滤器24,容置在所述第二过滤器安装部22的内侧。
137.所述过滤器盖25、26可以包括:第一过滤器盖25,安装在所述第一过滤器安装部21;第二过滤器盖26,安装在所述第二过滤器安装部22。在所述第一过滤器盖25可以形成有用于使外部空气流入的复数个第一空气流入口251,在所述第二过滤器盖26可以形成有用于使外部空气流入的复数个第二空气流入口261。
138.所述控制模块18可以被称为第一电路部件,所述电源模块19可以被称为第二电路部件。
139.所述风扇模块16、17可以包括风扇、风扇马达以及容置所述风扇和所述风扇马达的风扇壳体。在所述风扇壳体可以形成有用于使空气向所述风扇流入的吸入口和用于吐出被所述风扇强制流动的空气的吐出口。
140.所述风扇包括从所述口罩本体盖20的前方吸入空气并向所述口罩本体10的侧方吐出的离心式风扇,但是并不排除轴流式风扇或横流式风扇。
141.流入到所述第一空气流入口251并通过了所述第一过滤器23的空气将被吸入到所述第一空气吸入口211。此外,流入到所述第二空气流入口261并通过了所述第二过滤器24的空气将被吸入到所述第二空气吸入口221。
142.所述第一风扇模块16的风扇吐出口与所述第一空气通道部相连通,从而向所述呼吸空间吐出空气,所述第二风扇模块17的吐出口与所述第二空气通道部相连通,从而向所述呼吸空间吐出空气。
143.所述控制模块18可以控制所述口罩装置1的运转。所述控制模块18可以固定在所述控制模块安装部128。
144.所述控制模块18可以包括通信模块以收发各种信息。所述控制模块18可以包括数据存储模块以存储各种信息。
145.所述控制模块18可以控制所述风扇模块16、17的运转。详细而言,所述控制模块18可以基于从传感器感测出的信息来控制所述风扇模块16、17的运转。
146.所述控制模块18可以与所述电源模块19、所述风扇模块16、17以及电池电连接而进行联动。
147.所述电源模块19可以从外部接受供电。所述电源模块19可以包括用于对所述电池进行充电的充电电路。所述电源模块19可以包括所述连接器192和所述操作部195。因此,所述控制模块18可以利用电池电源或通过所述连接器192被供应外部电源而进行运转。
148.所述电源模块19可以通过所述操作部195的操作来控制向所述口罩装置1的供电。详细而言,所述电源模块19可以控制从所述电池向所述控制模块18和所述风扇模块16、17的供电。
149.所述密封部40可以利用所述密封托架30结合在所述口罩本体10的背面,从而紧贴到用户的脸部。
150.在所述密封部40的作用下,所述口罩本体10的背面可以从用户的脸部隔开。
151.所述密封托架30可以由形成闭环的环形状形成。所述密封部40可以以能够分离的方式结合在所述密封托架30。
152.另外,所述密封托架30以能够从所述口罩本体10分离的方式结合,从而能够将所述密封托架30从所述口罩本体10分离。利用这样的结构,可以仅分离所述密封托架30,或者将所述密封部40和所述密封托架30的结合体从所述口罩本体10分离,从而仅清洗密封托架30或将所述密封托架30和所述密封部40都进行清洗。
153.在将所述密封部40结合在所述密封托架30后,当将所述密封托架30结合在所述口罩本体10时,能够使所述密封部40稳定地固定在所述口罩本体10。
154.所述密封托架30可以包括插入到所述密封部40的内侧边缘的密封插入部301。
155.所述密封部40的内侧边缘由分成两个部分的密封唇(seal lips)形状构成,并且可以是所述密封插入部301插入到所述密封唇的结构。
156.所述密封插入部301可以具有厚度恒定的截面形状,或者具有厚度从内侧边缘朝向外侧边缘逐渐减小的截面形状。可以由所述密封插入部301和后述的固定引导件302形成所述密封托架30的本体。
157.所述密封托架30可以包括固定引导件302。
158.所述固定引导件302可以从所述密封插入部301的内侧端部弯曲而形成。当所述密封插入部301完全插入到所述密封部40的密封唇时,所述两个密封唇中的任意一个与所述固定引导件302接触。即,当所述密封部40的内侧边缘与所述固定引导件302接触时,可以视为所述密封部40与所述密封托架30完全结合。
159.所述密封托架30可以包括结合在所述口罩本体10的托架插入部306。所述托架插入部306插入到形成在口罩本体10的背面的切开部,从而遮蔽所述切开部的一部分边缘。
160.所述切开部可以被理解为与所述空气通道部120相连通以供空气通过的开口。在所述切开部的一侧边缘,具体而言在外侧边缘可以放置所述托架插入部306。
161.以上说明的所述空气吐出口129可以被理解为,在所述托架插入部306插入到所述切开部的一侧的状态下,未被所述托架插入部306遮挡的所述切开部的其余部分。
162.因此,当所述托架插入部306插入或结合在所述切开部的一侧而遮蔽所述切开部的一侧时,从所述风扇模块16、17吐出的空气可以通过所述空气通道部120和所述托架插入部306之间并向所述空气吐出口129流动。
163.所述托架插入部306可以执行在形成所述空气通道部120的一面的同时还将所述密封托架30固定在所述口罩本体10的功能。详细而言,所述密封托架30的上部可以利用所述第一本体结合部304固定在所述口罩本体10的上部,所述密封托架30的下部可以利用所述第二本体结合部305固定在所述口罩本体10的下部,所述密封托架30的中间部分利用所述托架插入部306固定在所述口罩本体10的中间部分。
164.所述密封部40可以由具有弹性的材质形成。所述密封部40紧贴在用户的脸部,并且可以根据用户的脸部轮廓变形。所述密封部40可以由形成闭环的环形状形成。所述密封部40可以形成为能够覆盖用户的鼻部和嘴部。
165.所述密封部40可以包括:结合部400a,结合在所述口罩本体10;侧面部400c,从所述结合部400a朝向用户的脸部延伸;以及紧贴部400b,从所述侧面部400c的端部弯曲并朝向所述结合部400a延伸。
166.所述紧贴部400b为紧贴在用户的脸部的部分,所述侧面部400c和紧贴部400b可以构成小于90度的角度,从而在所述侧面部400c和紧贴部400b之间形成空间。
167.在所述密封部40的结合部400a的内侧可以形成有第一开口,在紧贴部400b的内侧可以形成有第二开口。如图3所示,所述第二开口可以由用户的鼻部的正面和嘴部所处的主开口、以及从所述主开口的上端延伸并位于用户的鼻梁部的副开口构成。
168.另外,紧贴在所述主开口的下部即用户的颚部正面的部分可以被设计为,比紧贴在用户的脸颊部正面的部分更靠近所述口罩本体10。
169.另外,在所述紧贴部400b形成有复数个通气孔(未图示),从而能够使用户的脸颊部充满湿气的现象最小化。复数个所述通气孔可以具有彼此不同的大小,作为一例,通气孔可以形成为,从所述紧贴部400b的内侧边缘越靠近外侧边缘其直径越大。
170.所述空气吐出口129和所述空气排出口154、155可以位于所述第一开口的内侧,用户的鼻部和嘴部可以位于所述第二开口的内侧。
171.所述密封部40位于用户的脸部和所述口罩本体10之间,并在所述密封部40的结合部400a、紧贴部400b以及所述侧面部400c的内侧定义所述呼吸空间s。
172.在所述密封部40的结合部400a的端部可以形成有托架插入槽401。
173.当所述结合部400a由上述的分成两个密封唇的形状构成时,所述托架插入槽401可以被理解为形成在所述两个密封唇之间的槽或空间,所述密封托架30的密封插入部301插入到所述托架插入槽401。
174.所述密封部40可以包括:第一安置部404,用于安置所述第一本体结合部304;第二安置部405,用于安置所述第二本体结合部305;以及第三安置部406,用于安置所述托架插入部306。
175.所述第一安置部404和第三安置部406可以被理解为,由所述密封部40的一部分被切开而形成用于容置所述第一本体结合部304和托架插入部306的容置空间的槽。此外,所述第二安置部405可以被理解为,为了供所述第二本体结合部305贯穿而由所述密封部40的一部分被切开而形成的孔。
176.在另一方面,也可以是所述第一安置部404被定义为第一开口,所述第二安置部405被定义为第二开口,第三安置部406被定义为第三开口。
177.图6和图7是示出在使本发明的实施例的口罩装置运转时的空气的流动的图。
178.参照图6和图7,本发明的口罩装置1可以通过形成在过滤器盖25、26的空气流入口251、261吸入外部空气。吸入到所述口罩装置1的外部空气的流动方向用箭头“a”表示。通过使所述空气流入口251、261由复数个构成以能够从各个方向吸入空气,能够增加外部空气的流入量。
179.例如,所述空气流入口251、261可以包括:上部空气流入口251a、261a,用于吸入在所述过滤器盖25、26的上部流动的空气;侧部空气流入口251b、261b,用于吸入在所述过滤器盖25、26的侧方流动的空气;以及下部空气流入口251c、261c,用于吸入在所述过滤器盖25、26的下部流动的空气。所述侧部空气流入口251b、261b可以形成在所述过滤器盖25、26的左侧和右侧中的任意一侧或两侧。
180.由于形成有所述空气流入口251、261的过滤器盖25、26分别配置在所述口罩装置1的正面左侧和右侧,因而能够从所述口罩装置1的正面左右侧顺畅地吸入外部空气。
181.通过所述空气流入口251、261流入的外部空气可以在经过所述过滤器安装部21、22的内侧所安装的过滤器23、24的过程中过滤杂质。在将所述过滤器盖25、26从所述口罩装
置1分离后,可以更换所述过滤器23、24。
182.通过了所述过滤器23、24的空气可以通过空气吸入口211、221向风扇模块16、17的吸入口流入。由于形成有所述空气吸入口211、221的过滤器安装部21、22和所述风扇模块16、17以彼此紧贴的状态组装,因而能够防止通过了所述过滤器的空气泄漏,或者外部空气从所述过滤器安装部21、22和风扇模块16、17之间流入。
183.通过所述风扇模块16、17的风扇吐出口排出的空气可以在经过空气通道部120后,通过空气吐出口129向呼吸空间s流入。将通过所述空气吐出口129向所述呼吸空间s流入的空气的流动方向用箭头“b”表示。
184.所述呼吸空间s可以由所述口罩本体10和所述密封部40进行定义。当将所述口罩本体10紧贴在用户的脸部时,所述密封部40紧贴到所述口罩本体10和用户的脸部,从而能够形成与外部空间分开的独立的呼吸空间。
185.在用户吸入通过所述空气吐出口129供应的被过滤的空气后,用户呼出的空气可以通过空气排出口154、155向外部空间排出。
186.如上所述,所述空气排出口154、155包括与呼吸空间相连通的第一空气排出口154和与外部空间相连通的第二空气排出口155,所述第一空气排出口154和所述第二空气排出口155可以利用由所述空气排出部150定义的流动空间来彼此连通。即,用户呼出的空气通过第一空气排出口154被引导至所述流动空间。将通过所述第一空气排出口154向所述流动空间流动的空气的流动方向用箭头“c”表示。
187.通过所述第一空气排出口154引导到所述流动空间的空气可以通过所述第二空气排出口155向外部空间排出。将通过所述第二空气排出口155向外部空间流动的空气的流动方向用箭头“d”表示。
188.图8是示出本发明实施例的口罩装置的控制方法的流程图,图9是在本发明实施例的压力传感器感测到的呼吸空间的压力变化曲线图。
189.首先,参照图8,在步骤s1中,所述口罩装置1,具体而言所述口罩装置1的控制部利用所述压力传感器14来感测口罩的内部压力。所述控制部可以是包括安装在所述控制模块18的微型计算机的控制元件。
190.在此,所述口罩的内部压力可以被理解为表示由口罩佩戴者的面部和所述密封部40定义的呼吸空间s的压力。
191.此时,所述压力传感器14可以在所述风扇模块16、17运转的同时动作,并且所述风扇模块16、17可以以预定的rpm旋转,以辅助口罩佩戴者顺畅地进行呼吸。
192.所述口罩装置1的控制部可以通过所述压力传感器14在预定时间内感测口罩的内部压力的变化。由所述压力传感器14感测到的压力的变化可以通过图9所示的曲线图来表示。
193.当所述风扇模块16、17运转时,外部的空气可以在通过所述过滤器盖25、26和所述过滤器23、24后被吸入到所述风扇模块16、17。此外,吸入到所述风扇模块16、17的空气可以通过所述空气通道部120和所述空气吐出口129a、129b而流入到所述呼吸空间。那么,用户可以吸入流入到所述呼吸空间的空气,然后呼出。
194.此时,当用户吸入供应到所述呼吸空间的空气(吸气)时,随着所述呼吸空间内的空气量减少,所述呼吸空间的压力可能会降低。相反,当用户呼出空气(呼气)时,随着所述
呼吸空间内的空气量增加,所述呼吸空间的压力可能会升高。
195.如上所述,所述呼吸空间内的压力可以根据用户的呼吸状态(吸气或呼气)降低或升高。此外,上述呼吸空间内的压力可以由所述压力传感器14感测。在所述压力传感器14感测到的压力信息可以实时地被提供到所述控制模块18。
196.在步骤s2中,所述口罩装置1的控制部从通过所述压力传感器14感测到的压力值中提取最大压力值和最小压力值,以分析呼吸周期。
197.具体而言,所述口罩装置1利用通过所述压力传感器14感测到的压力数据来提取关于用户的吸气和呼气的信息。
198.例如,如图9所示,所述口罩装置1在预定时间内收集由所述压力传感器14感测到的压力数据。所述压力数据包括实时测量的压力值,从所述实时压力数据可以确认一次呼吸(一次吸气和一次呼气)所需的时间、一次呼吸周期以及在进行一次呼吸时的最大压力值和最小压力值等。
199.如上所述,当用户吸入空气(吸气)时,所述呼吸空间的空气向用户的鼻部流入,从而所述呼吸空间的压力逐渐降低,当用户呼出空气(呼气)时,空气流入到所述呼吸空间,从而所述呼吸空间的压力逐渐升高。
200.结果,可以将所述呼吸空间的压力最高的点a1、a2、a3预测为呼气结束的点,将所述呼吸空间的压力最低的点b1、b2、b3预测为吸气结束的点。因此,可以从呼气结束的点a1、a2、a3开始在预定时间内吸气,可以从吸气结束的点b1、b2、b3开始在预定时间内呼气。根据该原理,所述口罩装置1可以预估用户的呼吸周期,即吸气预估时间点a1、a2、a3和呼气预估时间点b1、b2、b3。
201.然而,实际上吸气不会从呼气结束的时间点立即发生。换言之,即使呼气结束,也不会立即开始吸气,而是在经过预定时间后吸气才发生。可以将呼气结束的时间点和吸气开始的时间点之间的时间间隔(time interval)定义为呼吸暂停区间。
202.因此,在本发明中,公开了一种用于准确地判断吸气实际发生的时间点的控制算法。
203.在步骤s3中,所述口罩装置1计算与最大压力值相应的时间点和与最小压力值相应的时间点之间的时间差。
204.此外,在步骤s4中,所述口罩装置1的控制部基于分析出的呼吸周期和计算出的时间差来判断下一个呼吸周期中的吸气预估时间点。
205.在步骤s5中,当吸气预估时间点到来时,所述口罩装置1的控制部增加所述风扇模块的旋转速度。
206.图10是示出在佩戴本发明实施例的口罩装置的状态下的一次呼吸周期期间,在口罩装置的呼吸空间中发生的压力变化循环的图,图11是详细地示出本发明实施例的口罩装置的控制方法的流程图。
207.具体而言,如图10所示,所述口罩装置1的控制部可以计算在一次呼吸周期p中感测到最大压力值a1的时间点ta和感测到最小压力值b1的时间点tb之间的时间差δt。
208.在本发明中,作为一例,感测到最大压力值a1的时间点ta和感测到最小压力值b1的时间点tb之间的时间差δt可以是2秒。
209.具体而言,所述压力传感器14在下一个呼吸周期p的一时间点ta感测出最大压力
值a1。那么,所述口罩装置1的控制部可以将从所述时间点ta经过了与所述计算出的时间差δt的20%至50%相应的时间td的时间点判断为下一个呼吸周期p中的吸气预估时间点t
start

210.例如,当所述计算出的时间差δt为2秒时,可以将吸气预估时间点t
start
估计为从下一个呼吸周期p中感测到最大压力值a1的时间点ta经过了0.4秒至1秒之间的时间的时间点。
211.如上所述,所述口罩装置1的控制部可以通过分析出的呼吸周期来预估用户的下一个呼吸周期。此外,当在下一个呼吸周期感测到最大压力值并从感测到所述最大压力的时间点经过了预定时间td时,所述口罩装置1可以通过增加风扇模块的旋转速度来使用户的呼吸顺畅。所述预定时间是指与从前一个呼吸周期中感测到最大压力的时间点至感测到最小压力值所需的时间δt的20%至50%相应的时间。
212.参照图11,在步骤s11中,接通所述口罩装置1的电源,在步骤s12中,开始风扇模块的低速运行。
213.当接通所述口罩装置1的电源时,所述风扇模块16、17运转。此时,所述风扇模块16、17执行低速运行。
214.使所述风扇模块16、17低速运行的原因不仅是为了辅助用户顺畅地呼吸,而且是为了从口罩装置1的内部去除湿气或水蒸气等。
215.如果从一开始就使所述风扇模块16、17高速运行,则用户可能会在呼吸时感到不适。不仅如此,由于所述风扇模块16、17的高速旋转所引起的空气阻力,在所述压力传感器14感测到的压力值可能会不稳定。
216.在步骤s13中,如上所述,所述口罩装置1的控制部可以在预定时间内通过所述压力传感器14感测口罩的内部压力。当在所述压力传感器14感测到压力值时,如图9所示,可以生成压力变化曲线图并存储到所述口罩装置1的控制部。此外,提取如图10所示的呼吸周期曲线图。
217.在步骤s14中,所述口罩装置1通过从感测到的压力值中提取最大压力值和最小压力值来分析并计算呼吸周期。具体而言,呼吸周期可以被理解为从感测到当前最大压力值(或最小压力值)的时间点至感测到下一个最大压力值(或最小压力值)所需的时间。
218.具体而言,所述口罩装置1利用通过所述压力传感器14感测到的压力数据来提取关于用户的吸气和呼气的信息。
219.在步骤s15中,所述口罩装置1计算与最大压力值相应的时间点和与最小压力值相应的时间点之间的时间差。
220.在步骤s16中,所述口罩装置1基于分析出的呼吸周期和计算出的时间差来判断吸气预估时间点。
221.在步骤s17中,所述口罩装置1判断是否感测到与下一个呼吸周期相应的最大压力值。
222.如图9所示,所述口罩装置1可以感测与下一个呼吸周期相应的最大压力值a2。
223.例如,所述口罩装置1在感测出与前一个呼吸周期相应的最大压力值a1之后,可以感测出与前一个呼吸周期相应的最小压力值b1,接着,可以感测出与下一个呼吸周期相应的最大压力值a2。
224.当感测到与下一个呼吸周期相应的最大压力值a2时,在步骤s18中,所述口罩装置1基于在前一个呼吸周期期间提取的数据来判断吸气预估时间点是否到来。
225.如上所述,所述口罩装置1的控制部判断是否经过了相当于前一个呼吸周期的对应于最大压力值a1的时间点和对应于最小压力值b1的时间点之间的时间差的20%至50%的时间(例如:0.4秒至1秒)。
226.在判断为吸气预估时间点到来时,在步骤s19中,所述口罩装置1的控制部改变风扇模块的运行速度。
227.具体而言,当吸气预估时间点到来时,所述口罩装置1的控制部使所述风扇模块16、17的动作模式从低速运行模式转换到高速运行模式。
228.将所述风扇模块16、17转换到高速运行的原因是,当佩戴者吸气时,通过将外部的空气快速地吹入口罩装置1的内部来使佩戴者的呼吸顺畅。
229.所述口罩装置1可以在从吸气预估时间点开始的预定时间内,保持所述风扇模块16、17的高旋转速度。
230.在步骤s20中,所述口罩装置1判断压力传感器14是否感测到最小压力值,当感测到最小压力值b2时,在步骤s21中,所述口罩装置1的控制部使风扇模块再次转换到低速运行。
231.将所述风扇模块16、17转换到低速运行的原因是,为了使由佩戴者呼出的空气被快速地排出到口罩装置1的外部。如果在佩戴者呼气时风扇模块16、17保持高速运行,则从外部流入的空气可能会起到阻力作用,从而使用户难以进行呼气。
232.所述口罩装置1可以在从呼气预估时间点开始的预定时间内,保持所述风扇模块16、17的低旋转速度。
233.之后,在步骤s22中,所述口罩装置1判断是否输入了口罩电源关闭命令。
234.例如,佩戴者可以在想要移除口罩装置1或停止使用口罩时输入口罩电源关闭命令。
235.口罩电源关闭命令可以通过设置在所述口罩装置1的外表面的操作部195来输入。
236.当输入口罩电源关闭命令时,在步骤s23中,所述口罩装置1关闭口罩和风扇模块的电源。
237.如果没有输入口罩电源关闭命令,则所述口罩装置1将返回步骤s13并反复步骤s13之后的动作。
238.另一方面,所述口罩装置1的控制部针对每个呼吸周期重新判断吸气预估时间点的原因是,佩戴者的呼吸状态可能实时改变。
239.例如,佩戴者的呼吸状态可能根据佩戴者正在走路的状态、正在跑步的状态或正在运动的状态等而不同。因此,当完成一次呼吸周期的分析时,在下一个呼吸周期中的吸气预估时间点增加风扇模块的旋转速度,接着可以分析下一个呼吸周期,以重新判断再下一个呼吸周期中的吸气预估时间点。
240.另一方面,在本实施例中,还可以包括监控风扇模块16、17的旋转速度的步骤。尤其,在利用压力传感器来感测口罩装置1内部的压力的步骤s13中,还可以包括将根据风扇模块16、17的旋转速度引起的压力变化量反映到所感测到的口罩的内部压力的步骤。
241.根据这种本发明的构成,通过估计由风扇驱动引起的压力变化值并将该压力变化
值反映到压力传感器的感测值,从而具有能够准确地感测口罩压力的优点。
242.图12是示出本发明的风扇模块中根据输入的占空比的风扇旋转速度的曲线图。
243.参照图12,上部曲线图示出了本发明的风扇模块的旋转速度(rpm),下部曲线图示出了针对本发明的风扇模块的脉冲(pulse)的占空比(duty ratio)。
244.具体而言,当风扇模块从低速运行f1转换到高速运行f2时,在开始高速运行的时间点d1将占空比从现有的30%改变为70%,以调整旋转速度。
245.此时,所述口罩装置1可以通过过量输入比与风扇模块的目标旋转速度相应的占空比(50%)更高的占空比(70%)来快速地增加风扇的旋转速度。
246.在该情况下,实质上从低旋转速度f1达到作为目标旋转速度的高旋转速度f2所需的时间可能需要第一时间t1。
247.在此,第一时间t1可以是0.2秒。
248.此外,在风扇模块达到目标旋转速度f2的时间点d2,将占空比改变为正常比率50%,以保持旋转速度。
249.相反,当风扇模块从高速运行f2转换到低速运行f1时,在开始低速运行的时间点d3将占空比从现有的50%改变为20%,以调整旋转速度。
250.此时,所述口罩装置1可以通过输入比与风扇模块的目标旋转速度相应的占空比(30%)更低的占空比(20%)来快速地降低风扇的旋转速度。
251.在该情况下,实质上从高旋转速度f2达到作为目标旋转速度的低旋转速度f1所需的时间可能需要第二时间t2。
252.在此,第二时间t2可以是0.2秒。
253.此外,在风扇模块达到目标旋转速度f1的时间点d4,将占空比改变为正常比率30%,以保持旋转速度。
254.整理而言,在本发明中,当增加旋转速度的时间点到来时,可以将占空比设定为高于根据目标旋转速度的占空比,以缩短达到目标旋转速度所需的时间。
255.另外,当降低旋转速度的时间点到来时,可以将占空比设定为低于根据目标旋转速度是占空比,以缩短达到目标旋转速度所需的时间。
256.根据这种本发明的构成,由于可以通过适当地调整输入到风扇马达的脉冲(pulse)的占空比来显著缩短达到目标旋转速度所需的时间,因此具有使基于风扇旋转的佩戴者的呼吸更加顺畅的优点。