主动送风智能电动口罩

西安思源学院工学院 曹 凯 张宏林 李 博 李智林 刘 博 史庆林

本设计目的是解决传统口罩憋闷的问题，打造一款美观实用防憋闷新型口罩。其可外设连接氧气瓶，以应对高原反应，提供一种防尘效果好、口罩内空气新鲜、使用者呼吸顺畅且不会感到闷热的电动送风口罩。该产品口罩滤芯为可更换滤芯，符合美国CDC下属的职业安全与健康研究所(NIOSH)制定的标准N95，N95口罩的最大特点就是可以预防由患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染。飞沫的大小为直径1至5μm。可有效的隔离病毒，可用于医护人员。借助外在动力送风，提高口罩安全等级。提高口罩寿命，防病毒续航能力强、可更换换滤芯，产品利用率高，节约材料。解决闷热感，去处眼镜水雾。

1 主动送风智能电动口罩

1.1 主动送风智能电动口罩的工作原理

解决口罩的憋闷问题。风扇主动供气，口罩内形成正压，单向排气阀将呼出的废气马上排出，使人呼吸毫不费力。可外设连接氧气瓶，以应对高原反应，可用于医护人员。

壳体要设导流板，防止进入罩体的新鲜空气和人体呼出的废气混合，从而保持罩腔内的空气新鲜。

口罩符合标准N95.可以预防由患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染。

滤芯采用微型RESDR滤芯过滤效率高于95%。这种滤芯四重过滤，层层净化，滤芯为可更换滤芯。

1.2 主动送风智能电动口罩与传统口罩优缺点比较

借助外在动力送风，提高口罩安全等级；提高口罩寿命，防病毒续航能力强；可更换换滤芯，产品利用率高，节约材料；解决闷热感，去处眼镜水雾；解决呼吸是的负压问题，使呼吸顺畅，甚至体育运动时佩戴。缺点：笨重，没有一次性口罩轻便，需要充电。

传统口罩的优点：质地轻，手感好，柔软，充满弹性，透气性良好，可以保温，可以伸缩，可以吸水，防水，可以排除有毒气体，价格也比较低。

传统口罩的缺点：一次性使用口罩不可以用来清洗，其强度和耐久力比较差，很容易被撕裂，一般只能使用八个小时。

口罩涉及的场所及区域很广比如学校，食品加工，电子制造企业等。这些都是人员密集的地方，病毒很容易传染所以当佩戴上口罩是不仅是对个人的保护，也是在保护个人的同时也保护了其他人，很大程度上降低了病毒，疾病的传播性。

2 主动送风智能电动口罩与传统口罩的结构比较相比

2.1 传统口罩的结构特点

医用口罩由口罩面体和松紧带组成。其中，口罩面体分为内、中、外三层。内层为亲肤材质，普通卫生纱布或无纺布；中层为隔离过滤层，超细聚丙烯纤维熔喷材料层；外层为特殊材料抑菌层，无纺布或超薄聚丙烯熔喷材料层。

普通医用口罩用于阻隔口腔和鼻腔呼出的喷溅物，可用于普通医疗环境下的一次性卫生护理。只适用于一般卫生护理活动。

2.2 主动送风智能电动口罩的结构特点

提供一种电动送风口罩，所述电动送风口罩构成：

（1）壳体，其一端端面上设有一进风口，另一端设有一与壳体一体成型的导流板，导流板与壳体形成至少一出风口，且出风口设在使用者的鼻部上方。根据人体工学设计，舒服贴合脸部，长时间佩戴不易累，密合无异味。材料设置为PP安全材质，孕妇儿童也可以安心使用。

（2）罩体，其端面上设有一套孔，下缘面设有至少一个单向排气阀，所述套孔套于壳体出风口端。

（3）风扇，其设在所述壳体的进风口中。出风口。

（4）滤芯，滤芯采用微型RESDR滤芯过滤效率高于95%。这种滤芯四重过滤，层层净化，第一层为守护长丝聚脂钎维层，阻隔大颗粒容尘量大，第二层纳米熔喷过滤层，阻隔小颗粒，第三层纳米熔喷过滤层，二次筛选确保清洁，第四层，长丝聚脂钎维层，内部支撑，简单塑性。滤芯采用2CM圆柱式，采用旋转上盖的方式固定。滤芯为可更换滤芯。

（5）电源，其固定设置在壳体内缘适当处。所述电源由聚合物软包锂电池安装在电池盒中组成，为可充电式电源。

（6）拉绳，拉绳采用绷带设计，一拉一扣，采用富有弹性的硅胶，不仅可以调节长度，也不会因长时间配带产生疲劳感。

壳体进风口端设有外螺纹，滤罐固定盖设有内螺纹，滤罐通过固定盖螺固在壳体进风口端。壳体出风口端设有定位凸起，罩体套孔端设有定位凹陷，套孔套于壳体使所述定位凸起与定位凹陷紧密配合。导流板内侧装，香气缓释盒。滤罐与壳体间设一垫圈，可增加气密性。在进风口出留有外接口，可外设连接氧气瓶，以应对高原反应。该口罩符合N95口罩标准，其最大特点可以预防飞沫传染。

主板设计。一种用于智能电动送风口罩的控制板，包括控制板本体(1)，其特征在于，所述控制板本体(1)的内侧设置有USB母座(3)，所述USB母座(3)的顶端设置有轻触开关(2)，所述轻触开关(2)的一侧设置有第一IC(4)，所述第一IC(4)的一侧设置有电容(8)，所述USB母座(3)的一侧设置有电阻(6)，所述电阻(6)的顶端设置有第二IC(5)，所述控制板本体(1)的外侧设置有定位孔(7)。控制板本体的内侧设置有USB母座，USB母座的顶端设置有轻触开关，轻触开关的一侧设置有第一IC，第一IC的一侧设置有电容，USB母座的一侧设置有电阻，电阻的顶端设置有第二IC，控制板本体的外侧设置有定位孔。本实用新型是一种用于智能电动送风口罩的控制板，可以有效的提高风扇控制板的使用范围以及便捷性，实现三挡送风控制，按压按键3s才能启动或停止电机，风扇卡滞停止，消除卡滞因素后自动回复电机风扇转动，有效的防止偶然的按键触碰而启动或停止电机，保护风扇卡滞，造成电机电流增大，导致电池过热出现损坏的风险。

3 主动送风智能电动口罩设计背景

目前大部分口罩存在憋闷问题，导致戴上口罩会有轻微缺氧情况，即使部分商家给口罩外加一个风扇，使人呼吸通畅，但其效果微乎其微，不美观，因此使用频率较低。纱布口罩(或普通无纺布口罩)不仅过滤效率低，而且通常也不能很好的与佩戴者的脸部密合，这样粉尘就容易从脸部和口罩之间的缝隙泄漏，进入人体呼吸系统，威胁健康。纱布口罩的过滤率还不到 30%,而且带过的人都知道,它对面部效果的贴合并不太好,周边会有漏气的现象,脏空气会从周边漏出去，进而进一步降低过滤的效果。因此早在 2000年,国家经贸委就在《劳动防护用品配备标准(试行）》中明令禁止纱布口罩作为防尘口罩使用了。那么,什么样的口罩才能有效防尘呢？这款电动防尘口罩，颠履传统口罩,主动送风，选用食品级硅胶材质，完美贴合面部，呼吸清爽不憋闷,5层复合滤网可达到99%的高效过滤。智能电动,防雾霾、防尘、防PM2.5、防流感病菌、防花粉,尤其适用于过敏儿童、孕妇及骑行户外爱好者。主机排风口根据流体力学设计,新风向两侧循环供送,缓和风力之后再进入鼻腔,避免了风力直击人休肌肤造成的面部痉挛等问题。灵活的排风鳃阀、排气阀，吸气时闭合，防止污染空气进入，呼气时张开，排出浊气及冷凝水，增加透气性，减少湿闷感，呼吸更倾畅。 总结：该创新项目结合各界人士所需研发一款新型口罩，保留口罩原有功能和美观性，提供一种防尘效果好、口罩内空气新鲜、使用者呼吸顺畅且不会感到闷热的电动送风口罩。在口罩前加进气与排气装置，将装置微型化，增加防憋闷功能，还可外设连接氧气瓶，以应对高原反应。本发明主要解决的问题为：

（1）降低闷热感:自上而下的气流使使用者不会感到闷热。

（2）提高防尘效果:由于采用风扇将过滤后的空气主动送入口罩内，使口罩内部形成正压，未经过滤的空气无法从其他部位进入口罩，因此具有良好的防尘效果。

（3）滤芯：滤芯采用微型RESDR滤芯过滤效率高于95%。这种滤芯四重过滤，层层净化，第一层为守护长丝聚脂钎维层，阻隔大颗粒容尘量大，第二层纳米熔喷过滤层，阻隔小颗粒，第三层纳米熔喷过滤层，二次筛选确保清洁，第四层，长丝聚脂钎维层，内部支撑，简单塑性，滤芯为可更换滤芯。

（4）呼吸顺畅:风扇主动供气，口罩内形成正压，单向排气阀将呼出的废气马上排出，使人呼吸毫不费力。

（5）环保材质：口罩材料设置为PP安全材质，孕妇儿童也可以安心使用。每次使用前后都可以将其拆下，用清水，酒精清洗或放入沸水中杀菌。

（6）口罩内空气新鲜：壳体设有导流板，导流板能防止进入罩体的新鲜空气和人体呼出的废气混合，并且导流板能将从进风口进来的新鲜空气导向位于鼻子上方的出风口，新鲜空气从出风口进入罩体，并自上而下流动，将人体呼出的废气导向下方的单向排气阀排出，从而保持罩腔内的空气新鲜。

（7）去除口罩异味：在导流板上设置香气缓释盒，则进入的空气带有清新芳香，可以去除口罩异味。

（8）应对高原反应：设连接氧气瓶，可用于医护人员。