一种医用头盔的制作方法

本发明属于医用防护技术领域，具体涉及一种医用头盔。

背景技术：

为了保护广大医务人员的工作安全，减少不规范的医疗操作造成的医源性感染，医护人员在进行手术时，通常会佩戴头盔与手术衣相结合的头套式手术衣，从而使医护人员与患者全面隔离，由于该种结构的手术衣在头盔部存在透气性差的问题，致使医护人员在手术过程中的舒适感降低。为实现头盔内的通风性，现有技术公开了一种医用个人防护系统，在头盔中设置送风模块，通过与送风模块相连的控制按键以手动控制送风模块的开启和关闭，当医护人员在手术过程中因温度过高或过低时还需要手动调节风速的大小，势必会影响手术的正常进行。

技术实现要素：

为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的是提供一种医用头盔，能够在使用者佩戴该医用头盔后，智能开启选择模块，尤其是控温模块以使其内腔中的温度始终处于人体舒适温度范围，避免了手术过程中再去手动操作医用头盔的情况发生。

本发明提供了一种医用头盔，包括：盔体；设在所述盔体上的选定模块，其包括控温模块；设在所述盔体上的体温传感器，用于检测使用者的体温；设在所述盔体上的控制模块，与所述选定模块和体温传感器连接；其中，所述控制模块能够根据所述体温传感器的检测结果控制所述选定模块的开和关。

进一步地，所述控制模块设置成既能够在所述体温传感器所检测的体温落入设定体温范围时开启所述选定模块，又能在所述体温传感器所检测的体温未落入设定体温范围时关闭所述选定模块。

进一步地，还包括设在所述盔体上且与所述控制模块相连的检测模块，用于检测所述医用头盔与使用者头部之间的空气温度，所述控制模块构造成能够根据所述检测模块的检测结果控制所述控温模块调整所述医用头盔与使用者头部之间的空气温度并使该空气温度处于在预定区间内。

进一步地，所述控温模块包括具有流量调节阀且用于调整所述医用头盔与使用者头部之间的空气温度的吹风单元，所述控制模块设置成能够根据所述检测模块所检测的空气温度基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法来调整使所述空气温度达到预定区间所需的所述流量调节阀的开度。

进一步地，所述检测模块包括第一组测温模块和第二组测温模块，所述吹风单元包括设置在所述盔体的内侧的出风口，所述第二组测温模块中包括一个靠近所述出风口的测温模块，所述控制模块能够根据所述第一组测温模块所检测的空气温度与预设温度的第一差值基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法获得所述流量调节阀的开度，然后在所述第一组测温模块所检测的空气温度落入所述预定区间后，根据所述第二组测温模块所检测的空气温度和第一组测温模块所测空气温度的平均值与预设温度的第二差值基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法获得所述流量调节阀的开度。

进一步地，所述第一组测温模块包括两个测温模块，两个所述测温模块分别设在所述盔体的左端和右端；所述第二组测温模块包括两个测温模块，两个所述测温模块分别设在所述盔体的前端和后端，位于前端或后端的所述测温模块靠近所述出风口。

进一步地，所述控制模块选用的传递函数是：

其中，u为流量调节阀的开口比例；e为偏差值；kp为比例系数；t1为积分时间常量；td为积分时间常量；u0为初始量；t为时间。

进一步地，所述盔体包括盔壳、与所述盔壳可拆卸连接的头箍以及可拆卸包覆在所述头箍上且沿着所述头箍的周向间隔开的吸汗带，所述体温传感器设在所述头箍上且位于相邻两个的所述吸汗带之间，所述检测模块设置在所述盔壳上，所述选定模块设置在所述盔壳上。

进一步地，所述盔壳与头箍之间的可拆卸连接结构包括卡接组件和/或磁吸组件。

进一步地，所述头箍为设置有开口的塑料件，所述选定模块还包括照明模块、显示模块和/或发声模块。

本发明的医用头盔能够根据体温传感器所检测的使用者的体温信息来控制选定模块如：控温模块的开和关，进而实现医用头盔的智能控制，尤其在使用者佩戴该医用头盔后，基于体温传感器的智能检测，控制模块能够智能开启控温模块以实现对医用头盔中的温度的调整，进而使得使用者在摘取该医用头盔之前能够一直处于较为舒适的温度环境中，避免了手术过程中再去手动操作医用头盔的情况发生。本发明的医用头盔相较于现有技术具有操作简单、使用便捷和智能化程度高等特点，具有很好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明实施例所述医用头盔的一种方框图；

图2是本发明实施例所述医用头盔的又一种方框图；

图3是本发明实施例所述医用头盔的立体结构示意图；

图4为图3所示医用头盔的俯视结构示意图；

图5为图3所示医用头盔的仰视结构示意图；

图6为图3所示头箍的立体结构示意图。

附图标记说明：

医用头盔001；体温传感器3；控制模块4；选定模块2，吹风单元201，出风口211；检测模块5：第一组测温模块501，第二组测温模块502；盔体1；盔壳101，头箍102，吸汗带103，卡接组件104，磁吸组件105。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

由图1所示，本实施例提供了一种医用头盔001，包括：盔体1；设在盔体上的选定模块2，其包括控温模块；设在盔体1上的体温传感器3，用于检测使用者的体温；设在盔体1上的控制模块4，与选定模块2和体温传感器3连接；其中，控制模块4能够根据体温传感器3的检测结果控制选定模块2的开和关。

本实施例的医用头盔001能够根据体温传感器3所检测的使用者的体温信息来控制选定模块2如：控温模块的开和关，进而实现医用头盔001的智能控制，尤其在使用者佩戴该医用头盔001时，基于体温传感器的智能检测，控制模块能够智能开启控温模块以实现对医用头盔001中的温度的调整，进而使得使用者在摘取该医用头盔001之前能够一直处于较为舒适的温度环境中，避免了手术过程中再去手动操作医用头盔001的情况发生。本实施例的医用头盔001相较于现有技术具有操作简单、使用便捷和智能化程度高等特点，具有很好的应用前景。

本实施方式中的控制模块4设置成既能够在体温传感器3所检测的体温落入设定体温范围时开启选定模块2，又能在体温传感器3所检测的体温未落入设定体温范围时关闭选定模块2。本实施方式中体温传感器3可以为红外传感器、热电阻传感器或压电式传感器，优选红外传感器；并优选设定温度范围为36℃-40℃，当红外传感器的检测温度落入36℃-40℃的范围内时，表明有使用者佩戴该医用头盔001，此时控制模块4会开启选定模块2如控温模块的开关，以实现对医用头盔001中的温度的实时调整，从而使得使用者能够始终处于舒适的温度状态。此外，本实施方式中的选定模块还包括照明模块、显示模块和/或发声模块，当红外传感器的检测温度落入36℃-40℃的范围内时，控制模块4会开启选定模块2如照明模块、显示模块和/或发声模块的开和关；本实施方式中的医用头盔001的控制模块4能控制照明模块的照明，如安装于医用头盔001前端的照明灯，待使用者佩戴该医用头盔001后，照明灯点亮，利于提高使用者在手术过程中的视野清晰度；显示模块的显示，如待手术患者的信息及病况以及手术的持续时长等信息，便于使用者实时观看；发生模块的语音播报及语音提示等功能。

在一个实施例中，参见图2，还包括设在盔体1上且与控制模块4相连的检测模块5，用于检测医用头盔与使用者头部之间的空气温度，以实时监控使用者所处的环境温度状态。当使用者佩戴该医用头盔001后，体温传感器3的检测温度能够落入36℃-40℃的范围内，此时控制模块4开启检测模块5，本实施方式中的控制模块4构造成能够根据检测模块5的检测结果控制控温模块调整医用头盔与使用者头部之间的空气温度并使该空气温度处于在预定区间内，从而使使用者在佩戴医用头盔001后能始终处于较舒适的温度环境。本实施方式中的预定区间优选为25℃-27℃，其可根据外界的环境温度以及使用者的衣着情况适当调整该预定的温度区间，以满足使用者的舒适度需求。

参见图2，本实施例中的医用头盔001中的控温模块包括具有流量调节阀且用于调整医用头盔与使用者头部之间的空气温度的吹风单元201，吹风单元201能够向医用头盔001与使用者头部之间的空间吹风，从而实现对该空间温度的降温。本申请中的控制模块4设置成能够根据检测模块5所检测的空气温度基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法来调整使空气温度达到预定区间所需的流量调节阀的开度。本实施方式中的控温模块选择具有流量调节阀的吹风单元201，通过调节流量调节阀的开度以调整吹风单元201向医用头盔001内所吹入的风速，从而实现对医用头盔001与使用者头部之间的空气温度的有效调整。本实施方式中通过将检测模块5所获取的医用头盔001与使用者头部之间的空气温度基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法，从而实现对所需流量调节阀的开度的计算，以及对流量调节阀开度的实时调整，以实现对医用头盔001与使用者头部之间的空气温度的稳定降温的过程，直至满足预定区间的温度，避免手动控制送风模块的开启和关闭而影响手术的正常进行。

在一个具体的实施例中，参见图4和图5，检测模块5包括第一组测温模块501和第二组测温模块502，吹风单元201包括设置在盔体1的内侧的出风口211，在盔体1的周向上第二组测温模块502包括一个靠近出风口211的测温模块，控制模块能够根据第一组测温模块所检测的空气温度与预设温度的第一差值基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法获得流量调节阀的开度，然后在第一组测温模块所检测的空气温度落入预定区间后，根据第二组测温模块所检测的空气温度和第一组测温模块所测空气温度的平均值与预设温度的第二差值基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法获得流量调节阀的开度。

由于近邻出风口211附近的空气流动性较大，易导致该位置的温度测量误差偏大，因此当选定模块2开启后，吹风单元201先根据远离出风口211位置的第一组测温模块501所检测的空气温度与预设温度的第一差值来调整至预定区间温度所需要的流量调节阀的开度即风速，在一个优选的实施例中，第一组测温模块501包括两个测温模块，两个测温模块分别设在盔体的左端和右端，吹风单元201则根据第一组测温模块501的两个测温模块所检测的空气温度的平均值与预设温度的第一差值来调整至预定区间温度所需要的流量调节阀的开度即风速，流量调节阀的开度大小能够控制吹风单元201向医用头盔001内吹入的风速大小。

本实施方式中第一差值e1的计算式为：

e1＝p1测-p设

其中，p1测为第一组测温模块501在设备工作时的检测值；p设为需要设备达到的预设温度值。

此时控制器选用的传递函数为：

其中，u1为以第一组测温模块501的检测值所对应的吹风单元201的流量控制阀的开度；e1为第一差值；kp为比例系数；t1为积分时间常量；td为积分时间常量；u0为初始流量控制阀的开度；t为时间。

在对医用头盔001与使用者头部之间的空气温度的调整过程中，第一组测温模块501所检测到的温度始终处于上下浮动的变化中，但随着控温模块调整时间的延长，第一组测温模块501所检测到的温度与预设温度的第一差值处于逐渐减小的状态，当该第一组测温模块501所检测到的温度落入预定区间时，表明第一组测温模块501所检测位置的温度处于相对稳定的状态，此时可进一步对空气流动性较大位置处的温度做进一步调整，以使得医用头盔001与使用者头部之间的空气温度处于整体平稳的状态。在一个优选的实施例中，第二组测温模块也包括两个测温模块，两个测温模块分别设在盔体的前端和后端，位于前端或后端的所述测温模块靠近所述出风口；此时控制模块根据两个测温模块所检测的空气温度的平均值和第一组测温模块所测空气温度的平均值的平均值与预设温度的第二差值基于比例控制算法、pi控制算法、pd控制算法或pid控制算法获得流量调节阀的开度。

具体表现为：

此时第二差值e2的计算式为：

其中，p2测为第二组测温模块502中两个测温模块所检测空气温度的平均值；p1测为第一组测温模块501所检测空气温度的平均值落入预定区间时的温度；p设为需要设备达到的预定区间。

此时控制器选用的传递函数为：

其中，u2为以第二组测温模块502的检测值所对应的吹风单元201的流量控制阀的开度；e2为第二差值；kp为比例系数；t1为积分时间常量；td为积分时间常量；u1为第一组测温模块501所测温度达到预定区间时的吹风单元201的流量控制阀的开度。

本实施方式中的第一组测温模块501为红外传感器、热电阻传感器或热电偶传感器；第二组测温模块502为红外传感器、热电阻传感器或热电偶传感器。

参见图3和图6，本实施例的盔体1包括盔壳101、与盔壳101可拆卸连接的头箍102以及可拆卸包覆在头箍102上且沿着头箍102的周向间隔开的吸汗带103，体温传感器3设在头箍102上且位于相邻两个的吸汗带103之间，检测模块设置在盔壳101上，选定模块设置在盔壳101上。

用于包裹头箍102的吸汗带103，能够吸附使用者在佩戴医用头盔时头部出现的汗液，能够避免在控温模块未快速将医用头盔001与使用者头部间的空气温度调整至预定区间温度时，使用者因汗液流动而不方便擦拭的问题的产生。本实施方式中设置头箍102的前端设有开口的塑料件，优选为塑料注塑件，具有良好的回弹特性适用于不同头围的使用者，具有通用性高的特点。通过吸汗带103包裹该塑料注塑成型的头箍102，一方面起到吸汗的作用；另一方面能够使得使用者不直接接触塑料，避免刺激皮肤。本实施方式中的吸汗带103与头箍102的连接方式为粘接，每次使用完毕后直接更换吸汗带103即可，具有干净、卫生且成本低等特点。本实施方式中的吸汗带103的材质可以为具有吸汗、透气和/或降温性能且可清洗的棉、麻织品、橡胶制品或纤维材质。

盔壳101与头箍102之间的可拆卸连接结构包括卡接组件104和/或磁吸组件105。卡接组件104包括用于连接头箍102且位于相邻吸汗带103之间的卡带，其能够将头箍102卡接于盔体1的内腔；磁吸组件105包括安装于卡带上用于将头箍102吸附于盔体1的内腔的磁吸连接器。便于头箍1与头盔主体5间的快速拆装，一方面便于零部件的快速更换，另一方面便于各部件的分别批量生产后再组装，利于降低制备成本。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“周向”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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。