可穿戴空气净化系统

技术领域

本发明涉及一种可穿戴空气净化系统或可穿戴“净化器”。

背景技术

空气污染是现代社会日益严重的问题，越来越多的各种污染物已知或怀疑对人类有害。在空气污染水平特别高的区域，或在封闭的室内空间，许多人开始戴面罩，目的是在空气中存在的污染物到达鼻子和口部之前过滤掉至少一部分污染物。然而，面罩并不总是好的解决方案，因为戴面罩时呼吸受到限制，而且在交谈中，戴面罩时难以使自己被听到，也难以听到别人说的话。

更复杂的解决方案是使用可穿戴空气净化器，可穿戴空气净化器可以戴在头部上并且包括电机和过滤元件。例如，一种方法涉及可穿戴支撑件(如颈带或头带)，条状的面罩或面甲附接到可穿戴支撑件，可穿戴支撑件在口部的前方伸展，并向佩戴者提供过滤空气射流。这种方法比传统的布料面罩更有潜力，但它们往往体积庞大，限制了它们作为日常佩戴物品的实用性。

在一个已知的示例中，可穿戴空气净化器采用一对耳机的一般形式，并且确实可以组合成具有音频功能的耳机组件。耳机组件包括戴在用户的第一耳部上的一个扬声器组件和戴在用户的第二耳部上的另一扬声器组件。扬声器的一个或两个包括用于从气流过滤污染物的过滤器、用于创建穿过过滤器的气流的叶轮和用于驱动叶轮的电机。扬声器组件承载在以常规方式环绕用户头部的上部的弯曲头带上。虽然这种组件提供了比基本面罩更复杂的解决方案，但对于一些佩戴者使用这种组件可能不舒服，而且来自电机的背景噪音使佩戴者分散注意力。

本发明在该背景下设计。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种可穿戴空气净化系统，包括配置为支撑在用户的头部上的可穿戴支撑件；和成形为至少部分地界定空气输送区域并向空气输送区域输送气流的空气输送面罩。可穿戴支撑件包括左侧支撑件和右侧支撑件，左侧支撑件和右侧支撑件在系统的前侧支撑在其之间的空气输送面罩。系统还包括用于电机的电机壳体，电机配置为在使用中驱动气流流向空气输送区域，其中，当系统在使用中支撑在用户的头部上时，电机壳体位于用户的头部的后侧。

本发明的一个益处是，电机在系统后侧的位置从佩戴者的耳部附近消除了电机的运行噪音。如果系统与音频功能组合，电机的噪音因此不干扰通过音频系统的扬声器接收的音频。即使没有提供音频功能，电机在系统后侧的位置确保由于电机噪音对用户听力的干扰有限或没有干扰。

可穿戴净化系统可以进一步包括用于安装在用户的耳部上的音频扬声器组件。音频扬声器组件用于将声音传送到用户的耳部。例如，音频扬声器组件可以包括安装在左侧支撑件和右侧支撑件的每个中的音频扬声器。通过进一步示例的方式，左侧支撑件和右侧支撑件的每个可以包括耳罩，相应左侧扬声器组件和右侧扬声器组件安装在耳罩内。

在一个实施例中，左侧支撑件和右侧支撑件的每个的后部部分可以通过可移动联接部联接到相关联的音频扬声器组件，以便允许相对于相关联的音频扬声器调节左侧支撑件和右侧支撑件的每个的后部部分和电机壳体。这使得电机壳体能够相对于音频扬声器上下移动，使得如果用户希望将其头部靠在停靠表面上，电机壳体可以移出用户头部的后侧。

在一个实施例中，左侧支撑件和右侧支撑件可以与电机壳体一起一体形成。

替代地，在另一实施例中，左侧支撑件和右侧支撑件可以通过电机壳体在系统的后侧连接在一起。

在更进一步替代实施例中，左侧支撑件和右侧支撑件可以一起一体形成为单一部件。电机壳体可以在系统后侧由单一部件承载或以其他方式安装在单一部件上。在该布置中，气流路径至少部分地限定在单一路径内。电机壳体与单一部件之间存在连通通道，以确保电机生成的空气到达气流路径。

可以有益的是，左侧支撑件和右侧支撑件通过可移动联接部联接到空气输送面罩，以便允许相对于空气输送面罩调节左侧支撑件和右侧支撑件以及电机壳体。可移动联接部可以位于侧支撑件的耳罩中或耳罩上。

可穿戴支撑件可以进一步包括支撑装置，例如在使用中跨越头部的顶部的弯曲头带。头带可以具有第一端和第二端，第一端和第二端与左侧支撑件和右侧支撑件的相应一个连接。

例如，头带的第一端和第二端可以通过相应的可移动联接部连接到左侧支撑件和右侧支撑件。以这种方式，头带能够在用户的头部前后移动，以当装置被佩戴时调节头带的位置，或者当装置未使用中时提供一种收纳头带的方法。

在示例中，头带可以包括调节器来调节头部的顶部上头带的跨越长度。

系统还可以包括用于在电机运行下生成气流的电机驱动叶轮，其中左侧支撑件和右侧支撑件的每个限定了在电机驱动叶轮与空气输送区域之间的气流路径的至少一部分。

电机驱动叶轮通常与电机一起安装在电机壳体内。

系统还可以包括与电机相关联的过滤器，用于过滤吸入气流路径中的空气。

过滤器可以与电机一起安装在电机壳体内，使得在电机之前，气流通过过滤器。

方便地，空气输送面罩可以采用细长条的形式。细长条可以环绕在用户面部的两侧周围。

在一些实施例中，左侧支撑件和右侧支撑件可以与空气输送面罩一体形成。

通过示例的方式，空气输送面罩可以相对于左侧支撑件和右侧支撑件可滑动地安装，以便允许调节前侧和后侧之间的系统长度。这提供了调节系统的方法，使得系统适合不同的头部形状和大小。

附图说明

现在将参照以下附图仅通过示例的方式来描述本发明，其中：

图1是根据本发明的实施例的佩戴净化装置的用户的侧视图；以及

图2是替代实施例的净化装置的穿过水平面的横截面。

具体实施方式

参考图1，可穿戴空气净化系统(一般标记为10)包括用户在其头部12上支撑的头戴装置。头戴装置包括在系统的前侧上的空气输送面罩14，空气输送面罩覆盖用户的口部并界定装置的空气输送区域。可穿戴支撑件，包括左侧支撑件和右侧支撑件，将空气输送面罩14支撑到前方。左侧支撑件16在图1的侧视图中可见，该支撑件与右侧支撑件相同，右侧支撑件在头部的另一侧在图1中被遮挡。因此，右侧支撑件由虚线所标识的特征来标识，标记为18。为简洁起见，这里将仅详细描述左手侧上的侧支撑件16。

左手侧支撑件16包括后部部分20，后部部分在用户的耳部后方延伸，并在远离输气面罩14的一端终止于电机安装件或电机壳体30。在图1所示的实施例中，侧支撑件16的前部部分与空气输送面罩一体地形成到用户的头部的一侧。电机壳体30包括大致圆形基座区域28，基座区域与用户的头部接触，以及锥形部分26，锥形部分从圆形基座区域28向外延伸，远离用户的头部12，朝向电机壳体30的平坦顶部32。

空气输送面罩14采用U形结构的细长条的形式，面罩的左侧部分34围绕用户的面部的左侧延伸，在支撑件16的左侧耳罩36处与左侧支撑件16连接。左侧耳罩36与左侧支撑件16的后部部分20的前端连接。U形空气输送面罩14在右手侧是相同的，包括与空气输送面罩14的右侧部分连接的右侧耳罩33。

空气输送面罩14与左侧支撑件16和右侧支撑件18可以是分离的部件，当佩戴时，空气输送面罩14与左侧支撑件16和右侧支撑件18连接在一起以形成环绕用户的头部12的大致圆形“环路”配置。在其他实施例中，左侧支撑件16和右侧支撑件18可以与空气输送面罩14一体形成，使得电机与空气输送面罩14之间的整个气流路径限定在穿过装置的单个和一体形成的通道内。应当理解的是，图1中所示的左侧支撑件16和右侧支撑件18的向前程度可以从耳罩33、36的前边缘之间的任何地方变化到支撑件与空气输送面罩14相遇的、面部侧面更下方的点。

在进一步的实施例中(未显示)，左侧支撑件16和右侧支撑件18可以相对于空气输送面罩14滑动地安装，使得装置的前后长度是可变的。这提供了可以取决于用户为不同的头部大小调节装置的优点。

左侧耳罩36容纳扬声器组件37，以为装置提供音频功能。右侧耳罩33以类似的方式容纳右侧扬声器组件35。扬声器组件35、37可以采用常规扬声器组件的形式，例如在一对音频耳机中使用的扬声器组件。

空气输送面罩14和耳罩33、36可以一体形成，而不是如图1所示为分离的部件。同样，耳罩33、36和侧支撑件16、18的后部部分(例如20)可以一体形成。

电机壳体30可以与侧支撑件的后部部分一体形成，或者替代地，电机壳体可以是单独的部件，其在装置的后侧中心地连接到侧支撑件的后部部分。在一些实施例中，电机壳体30、空气输送面罩14、侧支撑件和耳罩可以都形成为一体。然而，将耳罩33、36形成为单独的部件提供了这样的优点，即如果装置中不需要音频功能，则耳罩可以拆卸以从装置10移除。

可以通过可移动联接部21将左侧支撑件16的后部部分20安装到耳罩36，使得侧支撑件16的后部部分可以相对于耳罩和空气输送面罩14向前枢转。在装置的右手侧提供了类似的布置(未标识)。这允许电机壳体30的位置上下移动，以调节电机壳体30在头部12后方的停靠位置。例如，如果装置10的佩戴者希望向后倾斜并将其头部靠在其身后的停靠表面上，则可以期望将侧支撑件的后部部分向上枢转，以将电机壳体30提升至头部上方更高的位置，离开停靠表面。

在横截面上呈梯形的电机单元38安装在电机壳体30内，电机单元包括电机39和电机驱动叶轮41，它们可操作以驱动气流通过限定在左侧支撑件和右侧支撑件内的气流路径并向前至空气输送面罩14。凭借电机壳体30在装置10后侧的中心安装，气流被平均地引导通过左侧支撑件16和右侧支撑件18。在装置每侧的气流路径在空气输送区域中聚集在一起，以向装置的佩戴者输送空气。在装置10中还提供电池43以向电机单元38供电。电池通常安装在电机壳体30内或靠近电机壳体30，如图1所示。

装置10还容纳过滤器50，当电机38运行时，空气通过过滤器被吸入装置10中。过滤器在图1中显示为两个部分，但这表示穿过电机单元的截面图。过滤器用于从气流去除颗粒物质，以防止损坏电机38，并确保清洁、过滤的空气通过气流路径向前通向空气输送区域。

在一些实施例中，电机后过滤器52也可以并入电机壳体30或电机38下游的气流路径中的其他地方。因此，提供前过滤器50保护了电机免受由于随气流吸入装置的灰尘和颗粒物质而造成的损坏，电机后过滤器52确保通过电机的任何颗粒物质不到达空气输送区域。

可穿戴支撑件进一步包括头带40形式的支撑装置(如图1所示)，头带在左侧支撑件16和右侧支撑件之间跨越用户的头部12。头带40不是装置的必要部分，对于一些佩戴者可能不需要，尽管如果提供头带意味着装置可以更安全地支撑在用户的头部上。头带40可以从装置10拆卸。如果移除头带40，在头部12后方的电机的位置可能需要相对于图1所示的位置提升，使得装置10更牢固地位于用户的头部12上。头带40可以通过可移动联接部安装到耳罩36，以允许头带在用户的头部上前后移动。

本发明的进一步特征是其对由不同用户穿戴的适应性。如果提供，头带40可以包括调节器，调节器允许取决于装置被佩戴的头部的大小来调节头带40的跨越长度。调节器可以包括可调节的上部部分，上部部分可在头带的侧部分内滑动，来以一套常规耳机的方式减少或延长头带长度。这提供了一种取决于要佩戴装置的用户调节可穿戴支撑件的大小的方便方法。

参考图2，在替代实施例中，移除装置10的耳罩，因此装置不具有音频功能。相反，左侧支撑件16和右侧支撑件17分别作为细长的弯曲通道从在装置10后侧的电机壳体30延伸至在前侧的空气输送面罩14。与图1中相似的部分用类似的参考数字表示并且不再详细描述。

在图2中，可以看到过滤器50在电机壳体30内与电机38同心地布置。应理解的是，如图1所示，因为图2所示的横截面视图，过滤器50显示为两个部分，但实际上是一个部分。取决于空间要求，可以采用其他形式的过滤器。为了清晰起见，从图2所示的插图已移除了头带40。后过滤器52位于侧支撑件16、17的每个中，以提供电机38下游的第二级过滤。在没有耳罩的情况下，左侧支撑件16和右侧支撑件18是连续的部件，其从装置的后侧在电机壳体30处延伸到装置的前侧在空气输送面罩14处。左侧支撑件16和右侧支撑件18的每个通常分别设有位于左耳部和右耳部上方并可以抵靠在左耳部和右耳部上的桥接区域60、62。替代地，左侧支撑件16和右侧支撑件18可以在使用期间夹住佩戴者的头部，并且或者净化系统可以通过头带40支撑在佩戴者的头部上。

本发明的一个益处是，用于将气流通过装置驱动到空气输送区域的电机38远离佩戴者的耳部在装置10的后侧安装，而不像在已知的“耳机式”净化器装置中安装在耳部上。电机38在运行中产生可听噪音，因此将电机单元安装在与耳部和耳道开口偏移的位置，提供了由于来自电机运行的噪音对用户的听力损害有限或没有损害的好处。此外，由于人耳的形状，耳部后侧的位置有助于减少在使用期间可以听到的电机的声音。装置10的后侧也是电机38的有利位置，因为电机与在装置前侧的空气输送面罩14平衡，以为用户提供重量舒适。

将理解的是，可以对本发明进行各种更改和修改，而不脱离本申请的范围。