一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩的制作方法

本发明涉及一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩，更具体地说它是一种民用密闭可视、可重复使用的浮潜防护装备，可以提供面部水下密封防护、智能防呛水、自动除雾、呼吸顺畅、佩戴舒适的解决方案。

背景技术：

目前的面部隔离防护装备存在下述不足：

1、缺少保证自动除雾的浮潜面罩方案；

2、欠缺可以自动防止呛水的浮潜面罩执行方案；

3、缺少可以密封性好、呼吸顺畅、佩戴舒适的浮潜面罩解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩，能够密封性好、安全性好、视线清晰、呼吸顺畅、体感舒适、防呛水、便于携带、可重复使用，尤其适用于浮潜和其他浅度潜水人员，且可实现对使用者定位等相关信息的监测，为相关安全监测系统和救险物联网提供支撑。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩，包括装置仓、面罩、进气装置、排气装置、密封机构、控制组件、固定件和防呛水呼吸管装置，所述面罩的上端设有装置仓，所述装置仓内设有进气装置和控制组件，所述面罩的边缘设有与进气装置的一输出端连接的密封机构，所述面罩上设有固定件，所述面罩对应于眼睛的位置设有透明部，所述进气装置的另一输出端设有吹风管，所述吹风管上设有若干出风口朝向透明部，所述面罩对应于口鼻位置设有排气装置，所述装置仓上设有防呛水呼吸管装置，所述进气装置、排气装置、密封机构和防呛水呼吸管装置均与控制组件连接，所述防呛水呼吸管装置包括空心体、隔挡机构、进气阀、排气阀、单向活瓣、进气出口、排气入口和测水装置，所述空心体内设有隔挡机构将其内部分隔成进气通道和排气通道，所述进气通道内的水可通过隔挡机构进入排气通道，所述空心体的下部后端设有分别与进气通道和排气通道连通的进气出口和排气入口，所述排气入口与排气装置的输出端连接，所述进气出口与进气装置的输入端连接，所述进气通道内由上到下依次设有测水装置和进气阀，所述排气通道内由上到下依次设有单向活瓣和排气阀，所述排气阀的其中一输出端与进气阀上方的进气通道连通，所述空心体的上端设有若干通孔用于进气通道和排气通道与外界连通。

作为优选，所述控制组件包括微控制器、非接触可充电电池、启动开关和无线收发模块，所述非接触可充电电池、启动开关和无线收发模块均与微控制器连接，所述控制组件与rfid系统进行无线数据通信，发出定位信息，并接入相关救险物联网。

作为优选，所述进气装置包括气道、进气扇和三通电磁阀，所述气道内设有进气扇，所述三通电磁阀的输入端与气道的下端连通，所述三通电磁阀的一输出端与密封机构连通，另一输出端设有吹风管。

作为优选，所述排气装置包括管体、排气扇和防护罩，所述管体内设有排气扇，所述管体的输出端设有防护罩。

作为优选，所述密封机构由高弹无毒医用橡胶充气管构成，且表面设有超柔敷层，所述橡胶充气管上设有气压传感器。

作为优选，所述面罩内设有与控制器连接且用于测量面罩内的温度、湿度和压力的多用传感器。

作为优选，所述固定件由高弹耐用橡胶带和用于调节橡胶带松紧的调节扣构成。

作为优选，所述隔挡机构包括竖向隔板和导水板，所述进气出口和排气入口之间的空心体上设有前端与竖向隔板连接的导水板，所述导水板倾斜设置，所述导水板与竖向隔板的连接处设有排水孔，所述排水孔内设有可以使进气通道内的水流到排气通道的吸渗体。

作为优选，所述吸渗体为具有高吸水、渗水功能的海绵体，所述进气出口上设有过滤网。

作为优选，所述测水装置包括接水槽、浮球、应变传感器、限位网和流水孔，所述接水槽内设有浮球，所述接水槽的上端设有限位网，所述限位网上设有可被浮球顶压的应变传感器，所述接水槽的槽底设有流水孔，所述浮球为掺有磁粉的无毒塑料制成的空心球，所述接水槽的槽底设有吸引浮球的永磁铁。

本发明的有益效果：本发明能够密封性好、安全性好、视线清晰、呼吸顺畅、体感舒适、防呛水、便于携带、可重复使用，尤其适用于浮潜和其他浅度潜水人员，且可实现对使用者定位等相关信息的监测，为相关安全监测系统和救险物联网提供支撑。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩的结构示意图；

图2是防呛水呼吸管装置的结构示意图。

图中：1-装置仓、2-面罩、3-进气装置、4-排气装置、5-密封机构、6-控制组件、7-固定件、8-防呛水呼吸管装置、9-吹风管、10-气压传感器、11-多用传感器、12-镜片固定组件、13-出风口、14-透明部、31-气道、32-进气扇、33-三通电磁阀、41-管体、42-排气扇、43-防护罩、61-微控制器、62-非接触可充电电池、63-启动开关、64-无线收发模块、71-橡胶带、72-调节扣、121-镜片托架、122-镜片夹、81-空心体、82-隔挡机构、83-进气阀、84-排气阀、85-单向活瓣、86-进气出口、87-排气入口、88-通孔、89-测水装置、810-过滤网、811-进气通道、812-排气通道、821-竖向隔板、822-导水板、823-排水孔、824-吸渗体、891-接水槽、892-浮球、893-应变传感器、894-限位网、895-流水孔。

具体实施方式

参阅图1、2，本发明一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩，包括装置仓1、面罩2、进气装置3、排气装置4、密封机构5、控制组件6、固定件7和防呛水呼吸管装置8，所述面罩2的上端设有装置仓1，所述装置仓1内设有进气装置3和控制组件6，所述面罩2的边缘设有与进气装置3的一输出端连接的密封机构5，所述面罩2上设有固定件7，所述面罩2对应于眼睛的位置设有透明部14，所述进气装置3的另一输出端设有吹风管9，所述吹风管9上设有若干出风口13朝向透明部14，所述面罩2对应于口鼻位置设有排气装置4，所述装置仓1上设有防呛水呼吸管装置8，所述进气装置3、排气装置4、密封机构5和防呛水呼吸管装置8均与控制组件6连接，所述防呛水呼吸管装置8包括空心体81、隔挡机构82、进气阀83、排气阀84、单向活瓣85、进气出口86、排气入口87和测水装置89，所述空心体81内设有隔挡机构82将其内部分隔成进气通道811和排气通道812，所述进气通道811内的水可通过隔挡机构82进入排气通道812，所述空心体81的下部后端设有分别与进气通道811和排气通道812连通的进气出口86和排气入口87，所述排气入口87与排气装置4的输出端连接，所述进气出口86与进气装置3的输入端连接，所述进气通道811内由上到下依次设有测水装置89和进气阀83，所述排气通道812内由上到下依次设有单向活瓣85和排气阀84，所述排气阀84的其中一输出端与进气阀83上方的进气通道811连通，所述空心体81的上端设有若干通孔88用于进气通道811和排气通道812与外界连通，所述控制组件6包括微控制器61、非接触可充电电池62、启动开关63和无线收发模块64，所述非接触可充电电池62、启动开关63和无线收发模块64均与微控制器61连接，所述控制组件6与rfid系统进行无线数据通信，发出定位信息，并接入相关救险物联网，所述进气装置3包括气道31、进气扇32和三通电磁阀33，所述气道31内设有进气扇34，所述三通电磁阀33的输入端与气道31的下端连通，所述三通电磁阀33的一输出端与密封机构5连通，另一输出端设有吹风管9，所述排气装置4包括管体41、排气扇42和防护罩43，所述管体41内设有排气扇42，所述管体41的输出端设有防护罩43，所述密封机构5由高弹无毒医用橡胶充气管构成，且表面设有超柔敷层，所述橡胶充气管上设有气压传感器10，所述面罩2内设有与控制器61连接且用于测量面罩2内的温度、湿度和压力的多用传感器11，所述固定件7由高弹耐用橡胶带71和用于调节橡胶带71松紧的调节扣72构成，所述隔挡机构82包括竖向隔板821和导水板822，所述进气出口86和排气入口87之间的空心体81上设有前端与竖向隔板821连接的导水板822，所述导水板822倾斜设置，所述导水板822与竖向隔板821的连接处设有排水孔823，所述排水孔823内设有可以使进气通道811内的水流到排气通道812的吸渗体824，所述吸渗体824为具有高吸水、渗水功能的海绵体，所述进气出口86上设有过滤网810，所述测水装置89包括接水槽891、浮球892、应变传感器893、限位网894和流水孔895，所述接水槽891内设有浮球892，所述接水槽891的上端设有限位网894，所述限位网894上设有可被浮球892顶压的应变传感器893，所述接水槽891的槽底设有流水孔895，所述浮球892为掺有磁粉的无毒塑料制成的空心球，所述接水槽891的槽底设有吸引浮球的永磁铁。

为了便于镜片的安装，将面罩2内设有镜片固定组件12，所述镜片固定组件12由镜片托架121和设在镜片托架121上的镜片夹122构成，所述吹风管9上还设有若干朝向镜片固定组件12的出风口13，镜片夹122可以夹镜片也可以直接夹眼镜。

密封机构5由高弹无毒医用橡胶充气管构成，且表面设有超柔敷层，易于实现和接触体紧密贴合。

固定件7由高弹耐用橡胶带71和用于调节橡胶带71松紧的调节扣72构成用于将面罩紧固在用户头上。

吹风管9对应透明部14和镜片固定组件12上固定的镜片内侧均设有多个出风口13，保证透明部14和眼镜片不会有水汽凝结，达到自动除雾的目的。

进气扇32和排气扇42均为直流驱动可变速双向微型电风扇。

多用传感器11可测量面罩2内的温度、湿度和压力，并将相关信号传送给控制组件6，这些检测信息可以使控制组件6调整进气和排气操作，保证使用者的舒适呼吸和面罩2目视区域的除雾效果。气压传感器10测量橡胶充气管内的压力，并将信号传送给控制组件6，该检测用以保障密封机构5有效的与人体接触密封，又不会因为压力过大产生皮肤压痕。

控制组件6是实现智能控制的核心，按照设定指令实现规定的运行操作，并与rfid系统进行无线数据通信，发出定位等信息，并接入相关救险物联网。

电源由非接触可充电电池62构成，为智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩提供电力支持。当电池电量不足时，相应的led指示灯会不断闪耀，此时将面罩放置于无线充电基座上，就可为非接触可充电电池自动充电，直到充满。

吸渗体824可以使进气通道811的水流到排气通道812，一旦有水进入进气通道811，导水板822会把水导向吸渗体824，水通过吸渗体824流到排气通道812的接水凹(空心体81的下端)，而不会通过排气入口87进入装备内部，过滤网810可以过滤掉外部空气中的杂质和水汽。

单向活瓣85有气体排出时打开，其他时候关闭，外部有水也不能进入排气通道812。

排气阀84为三通阀门，所述排气阀84用于选择性地导通排气通道812或导通排气通道812与进气通道811。

本发明工作过程：

本发明一种基于救险物联网的智能调节防呛水自动除雾浮潜面罩在工作过程中，1、调整好固定件7松紧，将面罩固定在头上；

2、把启动开关63拨动到开启位置，微控制器61开始自动开展工作。

3、微控制器61指令启动排气扇42和进气扇34工作，三通电磁阀33默认输入端接通到吹风管9，开启自动除雾模式。

4、开始密封作业，微控制器61指令三通电磁阀33将输入端接通到橡胶充气管，为橡胶充气管充气，直到气压传感器10反馈信号表示充气可以结束。三通电磁阀33被指令重新接回到吹风管9。此时密封作业完成，佩戴者可以进水下区域。

5、多用传感器11检测面罩2内的温度、湿度、压力参数，并将信息反馈给微控制器61，微控制器61调整进气扇34和排气扇42各自的运行速度、改善面罩2内的气流、气压和湿度，保证呼吸顺畅和良好的防呛水、除雾效果。一旦防呛水呼吸管装置8全部浸入水中，微控制器61指令进行防呛智能联动作业。如果微控制器61只是瞬间进水，进行防呛、排水作业后，恢复到正常工作状态；如果防呛水呼吸管装置8在一定时间内无法完成排水作业，微控制器61会关闭进气阀83，并产生蜂鸣报警，通知使用者浮出水面。进气阀83和rfid监测系统进行无线通信，将所处位置、面部温度和其他信息传送给rfid监测系统，并接入救险物联网，面罩佩戴者有关信息可被监测系统和救险物联网知晓，需要时采取必要的救险行动。

6、面罩佩戴者返回正常区域后，关闭启动开关63，微控制器61命令三通电磁阀33将输入端接通到橡胶充气管，橡胶充气管排气，然后摘掉面罩。

7、对面罩进行清理和消毒处理、充电，准备下次使用。

当进气通道811有水涌入时，接水槽891内瞬间充水，浮球892浮力增加，因而克服永磁铁吸引力迅速浮升，浮球892上浮触发应变传感器893，应变传感器893发出有水信号到微控制器61，微控制器61启动防呛水联动运行方式，而进气通道811内的水通过吸渗体824进入排气通道812，微控制器61防呛水联动运行方式包括：(一)进气扇32停止工作、关闭进气阀83、排气阀84切换到导通排气通道812与进气通道811；(二)排气扇42加速，加大排气力度，将防呛水呼吸管装置内的存水由与进气通道811连通的通孔88排出，持续2秒；(三)排气扇42停运1秒，如果浮球892没有下落，说明防呛水呼吸管装置仍在水中；(四)再次启动排气扇42高速运行，强力排气，将防呛水呼吸管装置内的存水由通孔88排出，持续2秒；(五)排气扇52停运1秒，如果浮球892没有下落，说明防呛水呼吸管装置仍在水中，启动进水报警，进水报警蜂鸣器持续鸣响；(六)如果浮潜人员听到报警信息，抬头脱离水面，通孔88将不再进水，当防呛水呼吸管装置内的水排出后，浮球892回落，应变传感器893发出无进水信息给微控制器61，微控制器61接到无进水信号后，进入恢复正常运行操作，进气阀83打开、排气阀84切换到导通排气通道812、排气扇42恢复正常运行、进气扇32启动运行，报警解除；(七)如果微控制器61指令再重复一次四、五步骤操作，浮潜人员仍然未抬头，微控制器61任未接到无进水信号后，则微控制器61立即发送救险和位置信号给rfid监测系统，并接入相关救险物联网，通知救险人员前来支援。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。