一种被窝负压检测换气装置

1.本实用新型属涉及小型家用电器领域，尤其涉及一种被窝负压检测换气装置。


背景技术：

2.生活中有些人有蒙头睡觉的习惯，天气冷、怕光、怕吵甚至是缺乏安全感，都是导致蒙头睡觉的原因。虽然蒙头睡觉时呼出的气体会给被窝提供额外的热量，蒙头睡觉会使得被子内的二氧化碳富集，从而对人的健康产生危害甚至危及生命。
3.以往的一些改善蒙头睡觉弊端的设计都是以恒定速率向被窝鼓风(cn 109339740a)或者抽气(cn 205403019 u)，被窝内空气的实时二氧化碳浓度与温湿度都不得而知，这样使用者容易着凉或者吸入不完全清新的空气。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中换气装置缺陷，即未考虑被窝内实时二氧化碳浓度与温湿度，提出一种被窝负压检测换气装置，将传感器安装在抽气腔内，在风扇的配合下，达到检测被窝和室内二氧化碳浓度与温湿度，且可以预设空气条件阈值，根据阈值来启停风扇，达到控制被窝内二氧化碳浓度与温湿度的目的。
5.为达成上述目的，本实用新型采取的技术方案是：设计一种被窝负压检测换气装置，其特征在于，包括换气盒、移动电源、吸气垫和吸气管，所述换气盒包含抽气腔、电路板仓、移动电源放置平台，所述吸气垫通过吸气管与换气盒的抽气腔相连通，所述电路板仓内安装有电路板，电路板通过usb电源线与移动电源相连，所述移动电源放置平台用来放置移动电源；
6.所述抽气腔的顶部设置有换气盒气口，下部通过一个隔板与电路板仓隔开，其前侧面开口且为朝后的坡度斜面，抽气腔由内朝外一次安装有气体传感器、风扇，抽气腔的坡度斜面的底部设置有风扇固定板插槽，风扇通过风扇固定插板倾斜的固定安装在该坡度斜面上；气体传感器包括二氧化碳传感器与温湿度传感器，两者通过粘胶固定在抽气腔后侧的内壁面上；换气盒气口与吸气管的一端相接；
7.抽气腔与电路板仓之间的隔板上设置有小孔，风扇、二氧化碳传感器与温湿度传感器分别通过穿过小孔的导线与电路板仓内的电路板电连接；该小孔处涂布有胶水使得导线固定且小孔密封；
8.所述电路板仓内的电路板通过螺纹或者绝缘粘胶的方式固定，电路板仓的上部设置有显示屏，显示屏通过usb接口与电路板电连接；电路板仓的前侧面开口且设置有挡光板插槽，挡光板安装在挡光板插槽内；
9.所述吸气垫包括抽气外壳和底座，两部分边缘采用间隙配合进行连接；所述抽气外壳的中部为设置有等间距分布的抽气孔的圆形平面，圆形平面的四周为椭圆倒角过渡；所述抽气外壳在椭圆倒角处设有吸气垫气口，所述吸气垫气口与吸气管的另一端相接；
10.所述电路板是以esp
‑
12f模组为核心的电路板模块结构，具体包括电源转换模块、
程序下载模块、esp
‑
12f处理器模块，esp
‑
12f处理器模块中设置有电源指示灯d1、复位按钮s1、程序下载按钮s2以及esp
‑
12f模组；程序下载模块、二氧化碳传感器、温湿度传感器、风扇、显示屏均与esp
‑
12f模组电连接，电源转换模块分别与程序下载模块、二氧化碳传感器、温湿度传感器、风扇、显示屏、esp
‑
12f处理器模块电连接；
11.移动电源通过usb电源线与电源转换模块电连接，为电源转换模块提供 5v的输入电压，电源转换模块内设置有电源转换芯片，使得电源转换模块的输出电压为5v和3.3v；
12.程序下载模块包括ch340c芯片，esp
‑
12f模组的txd的接线点与 ch340c芯片的rxd接线点连接，esp
‑
12f模组的rxd接线点与ch340c芯片的txd接线点连接；esp
‑
12f模组的gpio2、gpio14接线点分别与显示屏内部电路中的gpio2、gpio14接线点对应连接，esp
‑
12f模组的gpio12接线点与二氧化碳传感器的内部电路中的gpio12接线点对应连接；esp
‑
12f模组的gpio5接线点与温湿度传感器内部电路中的gpio5接线点对应连接； esp
‑
12f模组的gpio4接线点与风扇的内部电路中gpio4接线点对应连接。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型一种被窝负压检测换气装置通过在抽气腔内嵌入传感器，在风扇不工作时能检测室内空气的二氧化碳与温湿度，在风扇工作时又能形成负压，把被窝内的空气抽出来检测，这样当被窝内的二氧化碳浓度偏高时继续抽气，把被窝内的二氧化碳抽出被窝。当二氧化碳浓度降低到阈值之下且温度到温度阈值之下时，风扇关停；间隔一定时间后再次开启，循环过程，达到监控和调节被窝内空气环境的目的；同时，抽气腔工作时，风扇排出的风与水平地面有一个夹角，达到减少室内扬尘的目的。
附图说明
14.图1为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的装配示意图。
15.图2为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的换气盒部分装配示意图。
16.图3为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的换气盒结构示意图。
17.图4为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的吸气垫正面结构示意图。
18.图5为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的吸气垫立体结构示意图。
19.图6为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的吸气垫的底座结构示意图。
20.图7为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的挡光板结构示意图。
21.图8为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的风扇固定插板结构示意图。
22.图9为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的电路板结构框图。
23.图10为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的电源转换模块电路图。
24.图11为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的esp
‑
12f处理器模块电路图。
25.图12为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的程序下载模块电路图。
26.图13为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的显示屏内部电路图。
27.图14为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的二氧化碳传感器内部电路图。
28.图15为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的温湿度传感器内部电路图。
29.图16为本实用新型一种被窝负压检测换气装置一种实施例的风扇内部电路图。
30.图中标号说明：1
‑
1、吸气垫；1
‑
2、吸气管；1
‑
3、换气盒；1
‑
4、usb电源线；1
‑
5、移动电源；2
‑
1、换气盒气口；2
‑
2、风扇；2
‑
3、显示屏；2
‑
4、usb 接口；2
‑
5、电路板；3
‑
1、二氧化碳传感器；3
‑
2、抽气腔；3
‑
3、小孔；3
‑
4、风扇固定板插槽；3
‑
5、电路板仓；3
‑
6、挡光板插槽；3
‑
7、移动电源放置平台； 3
‑
8、温湿度传感器；4
‑
1、椭圆倒角；4
‑
2、圆形平面；4
‑
3、底座；4
‑
4、吸气垫气口；4
‑
5、抽气外壳；5
‑
1、挡光板；6
‑
1、风扇固定插板；d1、电源指示灯； s1、复位按钮；s2、程序下载按钮。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型具体技术方案，下面结合图1至图16具体实施例进一步说明。
32.本实用新型提供一种被窝负压检测换气装置，包括换气盒1
‑
3、移动电源 1
‑
5、吸气垫1
‑
1和吸气管1
‑
2，所述换气盒1
‑
3包含抽气腔3
‑
2、电路板仓3
‑
5、移动电源放置平台3
‑
7，所述吸气垫1
‑
1通过吸气管1
‑
2与换气盒1
‑
3的抽气腔 3
‑
2相连通，所述电路板仓3
‑
5内安装有电路板2
‑
5，电路板2
‑
5通过usb电源线1
‑
4与移动电源1
‑
5相连，所述移动电源放置平台3
‑
7用来放置移动电源1
‑
5。
33.所述抽气腔3
‑
2的顶部设置有换气盒气口2
‑
1，下部通过一个隔板与电路板仓3
‑
5隔开，其前侧面开口且为朝后的坡度斜面，抽气腔3
‑
2由内朝外一次安装有气体传感器、风扇2
‑
2，抽气腔3
‑
2的坡度斜面的底部设置有风扇固定板插槽3
‑
4，风扇2
‑
2通过风扇固定插板6
‑
1倾斜的固定安装在该坡度斜面上。气体传感器包括二氧化碳传感器3
‑
1与温湿度传感器3
‑
8，两者通过粘胶固定在抽气腔3
‑
2后侧的内壁面上。换气盒气口2
‑
1与吸气管1
‑
2的一端相接。
34.抽气腔3
‑
2与电路板仓3
‑
5之间的隔板上设置有小孔3
‑
3，风扇2
‑
2、二氧化碳传感器3
‑
1与温湿度传感器3
‑
8分别通过穿过小孔3
‑
3的导线与电路板仓 3
‑
5内的电路板2
‑
5电连接；该小孔3
‑
3处涂布有胶水使得导线固定且小孔3
‑
3 密封。
35.所述电路板仓3
‑
5内的电路板2
‑
5通过螺纹或者绝缘粘胶的方式固定，电路板仓3
‑
5的下部设置有显示屏2
‑
3，显示屏2
‑
3通过usb接口2
‑
4与电路板 2
‑
5电连接；电路板仓3
‑
5的前侧面开口且设置有挡光板插槽3
‑
6，挡光板5
‑
1 安装在挡光板插槽3
‑
6内，以实现对显示屏遮光；
36.所述吸气垫1
‑
1包括抽气外壳4
‑
5和底座4
‑
3，两部分边缘采用间隙配合进行连接；所述抽气外壳4
‑
5的中部为设置有等间距分布的抽气孔的圆形平面 4
‑
2，圆形平面4
‑
2的四周为椭圆倒角过渡；所述抽气外壳4
‑
5在椭圆倒角处设有吸气垫气口4
‑
4，所述吸气垫气口
4
‑
4与吸气管1
‑
2的另一端相接。
37.所述抽气腔3
‑
2的宽度比风扇2
‑
2的宽度宽大约3
‑
5mm，用来容纳换气盒1
‑
3壳体与空出少量配合间隙。所述换气盒1
‑
3可以采用比热容较小的塑料材质；；所述换气盒气口2
‑
1与抽气腔3
‑
2连接,外部直径与吸气管1
‑
2内径一致，四周有纹理增大摩擦，伸出约3cm；
38.所述吸气垫1
‑
1可以采用较软的尼龙或者橡胶材质；所述吸气垫1
‑
1的尺寸可以根据需要定制，建议直径25cm、厚度18mm；所述圆形平面4
‑
2直径大约20cm；所述吸气垫气口4
‑
4的直径与吸气管1
‑
2内径一致，四周有纹理增大摩擦，伸出约3cm。
39.由于风扇2
‑
2是倾斜安装，电路板仓3
‑
5与抽气腔3
‑
2之间的隔板可以对其底部限位，然后在外侧风扇固定板插槽3
‑
4插上风扇固定插板6
‑
1对其上表面限位，从而达到固定的目的。风扇2
‑
2工作时，吹出的风与水平地面有一个夹角，达到减少室内扬尘的目的。
40.在本实用新型的具体实施例中，电路板仓3
‑
5的电路板2
‑
5连接有一块显示屏2
‑
3，用来显示装置检测信息，外侧有专门的挡光板插槽3
‑
6，人休息时，将挡光板5
‑
1插入挡光板插槽3
‑
6进行遮光。
41.所述风扇2
‑
2位方形风扇，所述挡光板和风扇固定插板厚度均为1mm左右，宽度均为方形风扇的边长。其中挡光板5
‑
1高度可选择在70mm左右，风扇固定插板6
‑
1高度为8mm左右。
42.在本实用新型的具体实施例中，电路板可以采用市场上可扩展性强的单片机最小系统，成本低，功耗小，有专门的usb接口，可以直接用5v的移动电源供电。本实用新型具体实施例中电路板采用esp
‑
12f最小系统，它还具有接入物联网云平台、传输实时测量数据与接收云端控制指令的功能，根据需要进行设置。
43.如图9所示，在本实用新型的具体实施例中，为了实现上述功能，所述电路板2
‑
5是以esp
‑
12f模组为核心的电路板模块结构，具体包括电源转换模块、程序下载模块、esp
‑
12f处理器模块，电源转换模块、程序下载模块、二氧化碳传感器3
‑
1、温湿度传感器3
‑
8、风扇2
‑
2、显示屏2
‑
3均与esp
‑
12f处理器模块电连接，电源转换模块分别与程序下载模块、二氧化碳传感器3
‑
1、温湿度传感器3
‑
8、风扇2
‑
2、显示屏2
‑
3、esp
‑
12f处理器模块电连接。
44.移动电源1
‑
5通过usb电源线1
‑
4与电源转换模块电连接，为电源转换模块提供5v的输入电压，电源转换模块内设置有电源转换芯片，使得电源转换模块的输出电压为5v和3.3v；所述电源转换芯片的型号为ams1117
‑
3.3芯片；电源转换模块的电路图参见图10；
45.esp
‑
12f处理器模块中设置有电源指示灯d1、复位按钮s1、程序下载按钮s2以及esp
‑
12f模组，电源指示灯d1的开关显示esp
‑
12f模组是否接通电源，复位按钮s1按下则重启设备；程序下载按钮s2按下时，esp
‑
12f模组为程序下载模式，程序下载完后松开，再按下复位按钮s1重启，esp
‑
12f模组恢复为程序运行模式；esp
‑
12f处理器模块的电路图参见图11。
46.程序下载模块包括ch340c芯片，esp
‑
12f模组的txd的接线点与 ch340c芯片的rxd接线点连接，esp
‑
12f模组的rxd接线点与ch340c芯片的txd接线点连接；esp
‑
12f模组的gpio2、gpio14接线点分别与显示屏 2
‑
3内部电路中的gpio2、gpio14接线点对应连接，esp
‑
12f模组的gpio12 接线点与二氧化碳传感器3
‑
1的内部电路中的gpio12接线点对应连接； esp
‑
12f模组的gpio5接线点与温湿度传感器3
‑
8内部电路中的gpio5接线点对应连接；esp
‑
12f模组的gpio4接线点与风扇2
‑
2的内部电路中gpio4接线点对应连接。
47.程序下载模块的电路图如图12所示，程序下载模块的电路采用ch340c 芯片，将外接usb数据线里传输的程序通过串口txd、rxd接线点烧录到 esp
‑
12f模组。
48.显示屏2
‑
3的内部电路图如图13所示，显示屏2
‑
3采用0.96'oled(4pin) 显示屏，用来显示esp
‑
12f模组通过gpio2、gpio14接线点输出的抽气腔实时温湿度与二氧化碳浓度。
49.二氧化碳传感器3
‑
1的内部电路图如图14所示，二氧化碳传感器3
‑
1采用 mhz
‑
19b传感器，量程为0
‑
5000ppm，esp
‑
12f模组通过gpio12接线点读取其输出的pwm，得到测量数据。
50.温湿度传感器3
‑
8的内部电路图如图15所示，所述温湿度传感器3
‑
8采用 dht11传感器，测量范围为：湿度20
‑
90％rh、温度0～50℃，通过单根数据线gpio5与esp
‑
12f模组交换数据。
51.所述风扇2
‑
2为市售的低压小功率直流风扇，外形为方形，成本低，噪音小，调速简单。为了有效换气又不能使得被子内温度下降过快，对于单人被窝，通过控制管脚gpio4输出的pwm占空比，控制风扇2
‑
2内部的电机的转速，从而控制排气量。风扇2
‑
2的内部电路图如图16所示。
52.本实用新型的工作原理与工作流程：将吸气垫1
‑
1放入被窝内，换气盒1
‑
3 的背面通过双面胶固定在床的侧板，移动电源1
‑
5通过usb电源线1
‑
4与电路板的电源转换模块电连接，电源转换模块提供输出电压为5v和3.3v的两者电源，分别为程序下载模块、显示屏2
‑
3、esp
‑
12f处理器模块、二氧化碳传感器 3
‑
1、温湿度传感器3
‑
8以及风扇2
‑
2供电；电源指示灯d1的开关显示esp
‑
12f 模组是否接通电源，复位按钮s1按下则重启设备；程序下载按钮s2按下时， esp
‑
12f模组为程序下载模式，程序下载模块通过外接的usb接口往esp
‑
12f 模组内烧录控制程序，程序下载完后松开，再按下复位按钮s1重启，esp
‑
12f 模组恢复为程序运行模式；esp
‑
12f模组根据预先设定的控制模式，根据二氧化碳传感器3
‑
1、温湿度传感器3
‑
8采集的数据，对风扇2
‑
2发送控制指令，进而控制风扇的转速与启停。
53.当风扇不工作超过一段时间后，在抽气腔内，二氧化碳传感器3
‑
1能够测到室内二氧化碳浓度，温湿度传感器3
‑
8能够测到室内的温湿度；而风扇2
‑
2 工作超过一段时间后，在抽气腔内，二氧化碳传感器3
‑
1能够测到被窝内二氧化碳浓度，温湿度传感器3
‑
8测到被窝内的温度，如果被窝内的二氧化碳浓度超过警戒阈值，esp
‑
12f模组根据室内的空气指标控制风扇继续抽气，将被窝内的空气抽出被窝外，直到被窝内的二氧化碳浓度降低到警戒值以下且被窝内的温度降到温度阈值之下才停止；以此类推，通过上述工作模式启停风扇2
‑
2，可以实现对室内与被窝内空气指标的交替测量与被窝内二氧化碳浓度的合理调节。作为参考，二氧化碳浓度降警戒值设置为800ppm，温度阈值设置为26℃，可以预先在esp
‑
12f模组中设定。
54.最后声明，本实用新型不局限于上述实施方式。在本实用新型的启示下，相关领域人员可得出其他类似产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准。
55.本实用新型未述及之处适用于现有技术。