可穿戴空气净化器的制作方法

1.本公开涉及与可穿戴空气净化系统或“净化器”有关的改进。


背景技术：

2.我们都越来越意识到空气质量问题，尤其是在较大的城市区域，更普遍的是当在个人之间的空间可能有限的公共场所时，如在公共交通工具上。空气质量问题可以涉及各种类型的空气污染物，如潜在的有毒气体和花粉，仅举几个例子。
3.佩戴各种形式的面罩，作为一种提供对至少一种形式的空气污染物和毒物一定程度防护的手段，已普遍得到越来越多的接受。然而，通常这种面罩是被动的，简单地配置为单层或多层材料的组装，其通过某种可调节的带子固定到用户的面部。一些人更喜欢佩戴提供更全面的过滤功能的更复杂的面罩和呼吸器，但这通常是以舒适和时尚为代价的。它们也是清晰沟通的障碍。
4.各种方法在本领域中是明显的，旨在提供类似或更好水平的空气净化功能，但其不需要用户通过紧密配合的面罩完全地遮挡他们的鼻子和口部区域。例如，一种方法涉及可穿戴支撑件(如颈带或头带)，条状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，并输送过滤空气射流。与传统的布料面罩相比，这种方法显示出一些希望，但它们仍然倾向于显著遮挡用户的面部特征。它们也倾向于庞大，其有时被视为限制其作为日常佩戴对象的实用性。目前的公开至少解决了其中的一些挑战。


技术实现要素：

5.根据本发明的第一方面，提供了一种可穿戴空气净化系统，包括可穿戴支撑件，可穿戴支撑件配置为支撑在用户的头部区域上并且具有连接到第一音频耳罩的第一端和连接到第二音频耳罩的第二端；细长条形式的空气输送面罩，包括连接到可穿戴支撑件的第一端和第二端，并成形为界定空气输送区域并向空气输送区域输送气流。可穿戴支撑件和空气输送面罩包括各自的柔性区域，柔性区域允许可穿戴支撑件和空气输送面罩两者折叠成紧凑配置。
6.因此，有益的是，本发明提供了一种特别方便的可穿戴空气净化器产品，其可以从适合用户佩戴的“使用中”配置转换为产品占用较少空间的折叠或存储配置。因此，产品可以以较小的体积收纳在袋子或专用的手提箱中。
7.在特别柔性的配置中，可穿戴支撑件的第一端和第二端通过各自的可移动联接部连接到第一和第二音频耳罩。因此，耳罩能够相对于可穿戴支撑件弯曲或旋转，这提供了额外的折叠选项。
8.可以以各种方式限定柔性区域。在一个示例中，可穿戴支撑件的柔性区域可以大约限定在其长度的中间。相似地，空气输送面罩的柔性区域可以限定在其长度的中间。柔性区域可以是任何合适类型的铰链形式，例如旋转铰链或所谓的“活动铰链”，其中可穿戴支撑件或面罩的柔性区域视情况比周围部分相对更柔性。
9.在可以构造为限定内部空气管道的空气输送面罩的情况下，柔性区域还可以限定空气管道的一部分，无论其具有何种形式的铰链结构。
10.在一个示例中，空气输送面罩经由第一和第二音频耳罩连接到可穿戴支撑件。这为产品提供了特别方便的结构。然而，其他示例配置为面罩直接连接到可穿戴支撑件。
11.当联接到耳罩时，空气输送面罩可以通过合适的可移动联接部联接到耳罩，可移动联接部允许空气输送面罩相对于耳罩枢转。优选地，这种可移动联接部可以限定空气通道以允许空气从耳罩导入到空气输送面罩中。
12.尽管在各种示例中，空气输送面罩的柔性区域大约位于其中心，但在其他示例中，柔性区域可以位于其一端或两端。这为面罩如何折叠提供了不同的选项。
13.此外，尽管柔性区域可以由离散的铰链点限定，但在其他示例中，柔性区域可以沿面罩的预定长度延伸，例如面罩长度的30％或50％。
14.在本技术的范围内，明确表示上述各段、权利要求书和/或以下说明书和附图中所述的各个方面、实施例、示例和替代方案，特别是其中的各个特征，可以单独或任意组合采用。即，任何实施例的所有实施例和/或特征可以以任何方式和/或组合来组合，除非这种特征是不相容的。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新权利要求的权利，包括修改任何原始提交的权利要求以引用和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管原始权利要求不是那种方式。
附图说明
15.现在将参照附图仅通过示例来描述本发明的以上和其他方面，其中：
16.图1是个人空气净化器的示例的透视图，其中可以应用本发明的示例；
17.图2是作为图1中的空气净化器的部分的空气输送面罩或面甲的透视图；
18.图3是图1的空气净化器的耳罩的内部视图；
19.图4a-d是显示空气净化器的示例的折叠操作的一系列视图；
20.图5和图6是空气净化器的铰链方案的示例的示意图；以及
21.图7a-c和图8a-b是本发明的空气净化器的另外两个示例的顺序折叠动作的示意图。
22.注意的是，不同附图中相同或相似的特征由类似参考标记表示。
具体实施方式
23.现在将详细描述本发明的示例，以便提供对如所权利要求中所限定的发明构思的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有特定细节的情况下实施本发明，并且在某些情况下，为了不使发明不必要地不清楚，没有详细描述公知的方法，技术和结构。
24.总而言之，本发明提供了一种可穿戴产品或物口，其将音频功能和个人空气净化结合到方便的可收纳包装中。该产品现在被称为空气净化器，可在可穿戴配置和存储或“折叠”配置之间配置，在折叠配置中，产品采用更紧凑的包装，占据更小的空间，可以在手提箱、背包、手提包或其他地方。在可穿戴配置中，用户将净化器戴在头部上或头部周围，以享受清洁过滤空气的现成来源，以及可选的音乐或其他音频输入来源。传统的可穿戴空气净
化器，特别是组合了净化和音频系统的空气净化器，往往相当庞大，这损害了产品的合适的可便携性，因此本发明的示例提供了一种方便且简练的解决方案。进一步的特征和优点将从下面的讨论中变得显而易见。
25.图1显示了与本发明的示例相关的可穿戴空气净化器10。这里显示的空气净化器10非常类似于属于申请人的在先出版物中公开的装置，例如gb2582372和wo2020021231。为了简洁起见空气净化器的完整讨论将不在这里提供，但为了完整性以下提供概要。
26.可穿戴空气净化器10配置为像一副常规的耳机戴在用户的头部上。因此，为此目的，可穿戴空气净化器10包括具有第一端14和第二端16的可穿戴支撑件或“头带”12，第一端和第二端连接到各自的音频耳罩或耳杯18。耳罩18通过常规的可移动或可旋转联接部联接到头带12，联接部在这里通过弧形臂部17体现，弧形臂部围绕各自耳罩18的一部分延伸并通过旋转枢轴销19与该耳罩18接合。为简洁起见，将省略对该联接部的进一步讨论。
27.耳罩18提供了提供音频播放和净化气流的双重功能。在该示例中，音频播放功能由耳罩18中提供的合适的扬声器系统提供，气流由集成在耳罩中的合适的气流发生器或压缩机提供。在这一点，应注意的是，在本发明的其他示例中，设想气流发生可以与耳罩分离。
28.空气净化器10还包括弯曲的空气输送面罩或面贾20，其延伸至头带12和耳罩18的前方，以便环绕并限定空气输送区域22。在该示例中，空气输送面罩20是细长且条状形式的，并且由刚性塑料材料制成，如聚碳酸酯，尽管这只是可选的。如图2所示，空气输送面罩20包括合适的气流路径、管道和通道24，其沿空气输送面罩20传送来自压缩机的气流，并通过至少一个喷嘴26将气流引导至用户的口部。根据需要，至少一个喷嘴26可以通过格栅或孔阵列来体现。气流在这里用“27”表明。
29.尽管在该示例中，空气净化器10被设计使得可穿戴支撑件适合用户的头部，但设想这并非必要的情况，并且在一些示例中，可穿戴支撑件可以适合于头部的后部周围，甚至适合于颈部区域周围。然而，出于该讨论的目的，可穿戴支撑件通常称为“头带”，尽管这应该被解释为类似的带、条或类似结构，其围绕或安装在用户头部区域的其他部分上。
30.在该示例中，该一对音频耳罩18大致相同，通过其中一个耳罩18的横截面如图3所示。为了提供音频和气流双重功能，如图所示的耳罩18包括在径向向内位置的扬声器组件30和在径向向外位置的紧凑型空气净化器单元32。这里，术语“径向向内”和“径向向外”是相对于佩戴空气净化器的用户的头部而言的。提供耳垫33，以为用户的耳部提供软的缓冲接口。
31.扬声器组件30包括扬声器单元40，扬声器单元包括扬声器和扬声器电子器件。可以提供蓝牙或其他类型的无线通信发射器/接收器，用于与音频播放设备无线通信。扬声器单元40和空气净化器单元32可以共享电池组和控制电子器件(这里未显示)的一部分。
32.空气净化器单元32包括气流发生器或压缩机42，用于通过其在耳罩18的外表面的环形入口44吸入空气。进入空气45由靠近空气净化器单元32的入口44的过滤器46过滤。压缩机42压缩进入空气45，进入空气然后通过连接器48从耳罩18排出，连接器用于将空气输送面罩20联接到各自的耳罩18。因此，压缩机42的操作将空气吸入耳罩18并迫使空气进入空气输送面罩20中并通过喷嘴26排出，以便向用户提供新鲜的气流。
33.连接器48在这里显示为大致矩形的端口，端口成形为便于接收空气输送面罩20的相应端部，端部限定了配合插头或连接器50。如图2所示，那些相应端部也是矩形的形式，但
是具有略微更小的几何形状，使得那些端部可由耳罩18中的相应连接器48接收。在该示例中，空气输送面罩20的连接器50是公端部，其与耳罩18的连接器48提供的母端部或插口相匹配。空气输送面罩20的两端与耳罩18的连接器48之间的联接部可以是柔性的，以允许空气输送面罩20相对于耳罩的一定程度的枢转或旋转。例如，空气输送面罩的端部连接器50可以由柔性软管的短段形成，例如硅橡胶。虽然没有显示在这里，联接部也可以体现为旋转接头，以允许空气输送面罩20向下旋转地枢转避开用户的口部。
34.当考虑图1所示的空气净化器10时，可以理解的是，设备显示为处于可穿戴配置，如同其佩戴在用户的头部上时一样。在该配置中，头带和空气输送面罩以大约垂直的方向远离耳罩18延伸。因此，参考每个耳罩18，凭借枢轴销19与头带12的连接大约在3点钟位置，而头带12的主要部分在12点钟位置远离耳罩18延伸，与空气输送面罩20的连接大约在9点钟位置。虽然该配置在将空气净化器支撑在用户上和向需要的地方提供新鲜气流方面是有益的，造成的产品的包装尺寸相当大，因此当不使用时将其储存在袋子或口袋中可能有问题。
35.为了解决这个问题，空气净化器可以折叠成更紧凑的配置。如图1所示，头带12和空气输送面罩20的每个设有各自的柔性区域52、54，柔性区域效果上使其能够枢转。
36.柔性区域52、54可以以各种不同的方式配置，现在将讨论各种选项。然而，从广义上看，柔性区域52、54使头带12和空气输送面罩20的相对刚性构件沿其轴线折叠。
37.图1和图2显示了一个选项。这里，柔性区域52、54体现为旋转铰链，该旋转铰链示意性地显示为一种桶状铰链，将被技术人员很好地理解。
38.考虑头带12，其柔性区域52是旋转铰链60，有效地将头带12分成两个部分或“臂部”(这里显示为12a和12b)，两个部分相对于彼此是可旋转的。在所示的示例中，当沿头带的长度考虑时，铰链60大约位于头带12的中间。因此，每个头带部分12a、12b长度相同，并且大约是头带长度的50％。将铰链60定位在头带12的中间提供了均匀的折叠，但该配置是不必要的。例如，铰链60可以朝向头带12的一端定位，如标记为60'的铰链的虚线形式所示。这将导致不均匀的折叠，但是根据所需的包装要求，这可能是有用的，因为它将允许一个耳罩18靠在头带12的下侧。
39.在所示的示例中，头带12以通常的方式弯曲，因此在图1中标记为p1的平面中延伸。此外，铰链60被定向成使得铰链的旋转轴线(标记为x1)基本上垂直于头带的平面p1延伸。凭借这种关系，两个头带臂部12a、12b围绕铰链60折叠以在平面p1中有角度地摆动。
40.然而，头带12和铰链60的布置可以与这里所示的不同。例如，旋转铰链60可以与头带平面p1呈倾斜角度延伸，这将为头带12提供不同的折叠配置。
41.如上所讨论，以类似于头带12的方式，空气输送面罩20也设有允许其折叠的相应柔性区域54。柔性区域54可以沿空气输送面罩20的长度定位在不同位置上，但在所示的示例中，柔性区域54显示在中间。这里，柔性区域54也体现为旋转铰链62。在这种情况下，旋转铰链62具有铰链轴线x2，该轴线定向成使得其基本上垂直于由空气输送面罩20的弯曲形状限定的平面p2。
42.因此，与头带12的方式相同，空气输送面罩20的旋转铰链62将面罩分成两个相等的部分，两个部分可围绕铰链62的轴线x2相对于彼此有角度地移动。有用的是，这也有助于容纳各种头部尺寸，因为铰链62使空气输送面罩20易于弯曲，以容纳相对的耳罩18之间的
不同距离。
43.虽然在该实施例中，空气输送面罩20的铰链62位于中间，但这不是必需的，并且铰链可以定位在不同的位置，例如朝向面罩20的一端。类似地，尽管所示的实施例中的铰链轴线x2垂直于面罩平面p2，但铰链轴线x2的角度可以不同。
44.从以上的讨论可以理解，铰链式头带12和空气输送面罩20相互补充，因为头带和面罩一起移动以允许空气净化器配置成更紧凑的形式，这可以被认为是“收纳”或“存储”配置。这在图4a-d中以视觉形式演示，图4a-d显示了随着空气净化器从可穿戴配置(图4a)移动至存储配置(图4d)，从顶部看(图的下面一行)和从前部看(图的上面一行)的空气净化器的一系列视图。
45.在这一点上需要注意的是，上图所示的空气净化器与前面所示的示例在美观上有所不同，但操作原理是一致的。
46.将图4d与图4a进行比较，可以理解，空气输送面罩20已经折叠在自身上，使得面罩位于耳罩18之间。通过将图4b与图4c进行比较，可以理解，由于可穿戴配置中的面罩20的弯曲，面罩20的折叠移动导致耳罩18在再次向内折叠之前略微向外张开。
47.一旦空气输送面罩20开始被折叠，头带12也可以被压紧，以便将空气净化器置于存储配置中，如图4d所示。
48.应理解的是，头带12和空气输送面罩20的铰链60、62可以配备合适的锁或棘爪，以便将空气净化器可释放地锁定到可穿戴配置中，这为产品提供合适的坚固感。可以提供合适的解锁机构来解锁产品，以便产品被折叠，或者设想铰链可以配备具有合适的释放力的棘爪，使得头带12和空气输送面罩20只有在施加足够的力才开始折叠。
49.在以上讨论的本发明的示例中，头带12和空气输送面罩20的柔性区域52、54被限定为旋转铰链。但是，也可以使用其他各种铰链机构。如上所述的铰链机构设置在离散位置，并且可以体现为简单的销筒布置，以提供所需的枢转移动。然而，其他示例是可能的。在这方面，图5和图6显示了两个示例，其中柔性区域52、54体现为活动铰链70、72。这种活动铰链不像常规的桶式铰链依赖于两个连接的部件相对于彼此旋转，而是依赖于材料的固有弹性来提供所需的柔性。
50.如图所示，这些示例中的活动铰链通过诸如槽和凹槽之类的一行缺口74来实现，其具有向原本坚硬的材料赋予柔性的效果。例如，刚性塑料棒或条可以设有槽、凹槽或通道的合适配置，以便为其提供一定程度的柔性。
51.在图5的示例中，活动铰链70由与铰链相邻的头带12或空气输送面罩20的部分相同的材料形成。相比之下，图6所示的活动铰链72由与头带12或空气输送面罩20的邻近部分分离的部件形成。因此，通过这种方式，活动铰链70的材料和头带/面罩的材料都可以在不损害所需柔性的情况下优化。例如，活动铰链72可以由相对柔性的硅橡胶制成，头带和面罩20可以由更适合其各自任务的坚硬材料制成。虽然这里所示的铰链具有固有的弱线以赋予柔性，但情况不需要如此，所需的柔性可以简单地通过在面罩的某些部分提供比其他部分更大的柔性的材料本身来实现。由于空气输送面罩20形成为用于携带空气的管道，铰链70也可以配置为是中空的，使得铰链允许气流经过铰链。在这些示例中，将理解的是，柔性区域沿部件的长度延伸，无论该部件是面罩20或头带12，而不是像旋转铰链的情况那样在离散的点处限定。因此，柔性区域可以沿所讨论的部件的相当大的长度分布，长度可以大于部
件长度的30％或50％或更大的比例。
52.以上描述了描写本发明的各方面及其变体的各种示例。对那些具体示例的其他改编和修改对于技术人员来说是显而易见的，而不偏离由权利要求所限定的创造性概念。下面将进一步描述两个进一步的示例。
53.图4a-d显示了空气净化器的示例，净化器具有铰链式面罩和头带，其中面罩围绕其中心点折叠在自身上，从而采用紧凑配置。图7a-c显示了不同的示例，其中头带具有如之前示例的中心铰链，但是空气输送面罩在其连接到各自耳罩的两端都具有铰链式部分。
54.首先参考图7a，空气净化器显示为“使用中”配置，如同佩戴在用户的头部上。图7b和7c显示了空气净化器在两个连续的折叠阶段。在图7b中，可以看到耳罩18开始围绕头带12的两端枢转，这在一定程度上具有使弯曲的空气输送面罩20变平的效果。在该示例中，铰链62在空气输送面罩20的两端，因此允许空气输送面罩20在折叠期间保持与头带12基本上对齐。如图7b和7c所示，耳罩18相对于头带12枢转约90度，使得耳罩18的平面大致与头带12对齐。耳罩18的旋转具有将空气输送面罩20拉入更平坦状态的效果，使得面罩采用与耳罩18和头带12对齐的位置。这导致产品深度的显著减少，但其高度的减少较小。
55.转向图8a和图8b，在最终的示例中，可穿戴空气净化器与上述参考图1和图2所述的示例非常相似。可以看到，头带12和空气输送面罩20都具有中心定位的铰链，分别标记为60和62。两个铰链式部分因此向头带赋予显著的柔性。将图8a与图8b进行比较，将理解的是，在该示例中，头带12和空气输送面罩20都以简单的方式折叠，使得其各自的两端更靠近在一起。在整个折叠移动中，耳罩18保持在固定的方向，导致从前部看更紧凑或“狭窄”的配置。