CN114191595A - 穿戴式空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿戴式空气净化器，包括壳体，壳体内由上部的负氧离子产生仓和下部的电路控制仓组成，壳体上设有系绳孔；所述负氧离子产生仓包括催化剂仓、负氧离子产生装置，催化剂仓内产生的负氧离子通过负氧离子产生装置与外界空气进行交换；所述电路控制仓包括主控线路板、充电线路板、充电电池、开关按钮，充电线路板为充电电池充电，开关按钮与充电电池接触连接，主控线路板用于控制负氧离子产生装置动作，并与充电线路板连接。本发明结构合理，携带方便，能在室内外进行有效的空气净化，通过电子电路、特殊的结构和催化剂产生满足人体需求的小颗粒负氧离子，减少污染空气以及空气中病毒对人身体的伤害，利于民生，有效满足市场需要。

Description

穿戴式空气净化器
技术领域
本发明涉及一种空气净化器，特别是涉及一种穿戴式空气净化器。
背景技术
由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)已迅速蔓延到世界各地，并导致全球范围内的大规模流行。因此，提倡对严重哮喘和COPD等呼吸道慢性疾病进行防护，以降低感染SARS-CoV-2的风险。
然而严重哮喘和COPD等呼吸道慢性疾病除本身过敏性体质、呼吸道感染外，一个重要影响因素即是环境因素。室外空气污染是成年人、儿童和老人呼吸***健康的主要影响因素。
针对这种状况，市面上出现了各种防雾霾口罩，但是口罩一般不能沾水，不能清洗，也不美观。口罩多为一次性，穿戴时间4—10小时就需要抛弃，长时间穿戴细菌会很快繁殖起来，而且口罩的过滤效率越高，造成的呼吸阻力就越大，长时间戴着对身体也有影响。因此市场上迫切需要开发设计新的户外空气净化产品。负氧离子的好处除了被称为“空气维生素”对人体有益以外，它还具有消烟、除尘、灭杀病毒病菌能力。然而现有的空气净化器体积较大，携带不方便，不能随时随地对人体进行保护。
因此亟需提供一种新型的穿戴式空气净化器来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种穿戴式空气净化器，携带方便的同事能够提供空气净化功能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种穿戴式空气净化器，包括壳体，壳体内由上部的负氧离子产生仓和下部的电路控制仓组成，壳体上设有系绳孔；
所述负氧离子产生仓包括催化剂仓、负氧离子产生装置，催化剂仓内产生的负氧离子通过负氧离子产生装置与外界空气进行交换；
所述电路控制仓包括电池仓、主控线路板、充电线路板、充电电池、开关按钮，充电线路板为置于电池仓内的充电电池充电，开关按钮与充电电池接触连接，主控线路板用于控制负氧离子产生装置动作，并与充电线路板连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述负氧离子产生装置包括第一簧片、第二簧片、碳刷；
所述碳刷与第二簧片连接、并置于负氧离子产生仓的通气孔处；
所述第一簧片与主控线路板连接、设置于远离第二簧片的一端。
在本发明一个较佳实施例中，所述电路控制仓还包括USB接口，USB接口与充电线路板连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述壳体由上壳体和下壳体组成；
在上壳体和下壳体的负氧离子产生仓上部均设有系绳孔，用于系挂绳/带；
在上壳体的底部设有USB插孔，主控线路板与充电线路板置于上壳体的电路控制仓内；
在下壳体的底部设有按钮操作孔，用于对开关按钮进行操作，充电电池置于下壳体的电路控制仓内。
进一步的，所述下壳体设有按钮操作孔的内侧面设有放置开关按钮的卡槽，以及便于开关按钮与充电电池接触连接的弹片。
在本发明一个较佳实施例中，所述主控线路板包括主控电路、与主控电路连接的震动传感器电路、按键电路、电池电压检测电路、功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路、LED灯指示电路、充电电压检测电路；所述功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路依次连接，所述主控电路包括主控芯片U1。
进一步的，所述电池电压检测电路包括电阻R1、R2，电阻R1的一端与主控芯片的第1 引脚及直流电压VDD连接，电阻R2的一端与主控芯片的第3引脚连接，电阻R1的另一端与电阻R2的另一端并联后与主控芯片的第2引脚连接。
进一步的，所述震动传感器电路包括震动传感器ZD1、电阻R6，震动传感器ZD1的一端与电阻R6的一端并联后与主控芯片U1第6引脚连接，电阻R6的另一端与直流电压VDD 连接。
进一步的，所述功率输出控制电路包括电阻R3、R4、N沟道MOS管Q1，电阻R3的一端与主控芯片U1的第7引脚连接、另一端与电阻R4的一端及N沟道MOS管Q1的栅极并联，N沟道MOS管Q1的源极接地、漏极与变压器升压电路连接。
进一步的，所述充电线路板包括电源管理电路，电源管理电路包括电源管理芯片U2、 USB接口、电容C1、电阻R8、电池BT1，USB接口、充电电压检测电路、电容C1均与电源管理芯片U2的第4引脚连接，电阻R8的一端与电源管理芯片U2的第6引脚连接，电池 BT1与直流电压VDD连接。
本发明的有益效果是：本发明结构合理，携带方便，能在室内外进行有效的空气净化，通过电子电路、特殊的结构和催化剂产生满足人体需求的小颗粒负氧离子，减少雾霾、PM2.5、汽车尾气等污染空气以及空气中病毒对人身体的伤害，利于民生，有效满足市场需要。
附图说明
图1是本发明穿戴式空气净化器的立体结构示意图；
图2是所述穿戴式空气净化器的分解示意图之一；
图3是所述穿戴式空气净化器的分解示意图之二；
图4是所述下壳体的电路控制仓的结构示意图；
图5是所述穿戴式空气净化器的电路框图；
图6是所述穿戴式空气净化器的电路原理图；
图7是所述充电线路板的电路结构图。
附图中各部件的标记如下：1、系绳孔，101、方形槽，102、圆孔，2、上壳体，3、USB 插孔，4、主控线路板，5、USB接口，6、开关按钮，7、电池仓，8、按钮操作孔，9、下壳体，10、催化剂仓，11、充电电池，12、第一簧片，13、第二簧片，14、碳刷，15、负氧离子产生仓，16、电路控制仓，17、充电线路板，18、卡槽，19、弹片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种穿戴式空气净化器，包括壳体，壳体内由上部的负氧离子产生仓15和下部的电路控制仓16组成。壳体由上壳体2和下壳体9组成，在上壳体2和下壳体9的负氧离子产生仓 15上部均设有系绳孔1，用于系挂绳/带。具体的，系绳孔1设计为一方形槽101及与方形槽 101垂直的圆孔102，挂绳先由圆孔102窜入方形槽101后在绳头处打结使绳不得脱离壳体。该空气净化器还可做成手表样式戴在手腕处，携带方便。
所述负氧离子产生仓15包括催化剂仓10、负氧离子产生装置，催化剂仓10中注入催化剂，催化剂的作用是产生小颗粒负氧离子，包括沸石、活性炭等高比表面积物质。催化剂仓 10内产生的负氧离子通过负氧离子产生装置与外界空气进行交换。所述电路控制仓16包括电池仓7、主控线路板4、充电线路板17、充电电池11、开关按钮6，充电线路板17为置于电池仓7内的充电电池11充电，开关按钮6与充电电池11接触连接，主控线路板4用于控制负氧离子产生装置动作，并与充电线路板17连接。
结合图2和图3，所述主控线路板4与充电线路板17置于上壳体2的电路控制仓16内；在上壳体2的底部设有USB插孔3(即充电电源插孔)，内部设有USB接口5，USB接口5 与充电线路板17连接。在上壳体2的负氧离子产生仓15中置有负氧离子产生装置，所述负氧离子产生装置包括第一簧片12、第二簧片13、碳刷14，所述碳刷14与第二簧片13连接、并置于负氧离子产生仓15的通气孔处，所述碳刷为放电电极；所述第一簧片12与主控线路板4的PORT端连接、设置于远离第二簧片13的一端。
所述下壳体9的电路控制仓16为电池仓7，电池仓7内置有充电电池11。优选的，所述充电电池11选用可充电锂电池。在下壳体9的底部设有按钮操作孔8，用于对开关按钮6进行操作。优选的，所述开关按钮6选用薄膜按钮。结合图4，在下壳体9的底部设有按钮操作孔8的内侧面设有放置薄膜按钮的卡槽18，以及便于开关按钮6与充电电池11接触连接的弹片19。通过按钮操作孔8用针或牙签可对薄膜按钮进行操作，进而使开关按钮6与充电电池11接触通电。首次开机时这样操作，当长期不用或运输时长按3秒关机，进入低功耗状态。
下面具体说明该空气净化器的电路结构：
参阅图5，所述主控线路板4包括主控电路、与主控电路连接的震动传感器电路、按键电路、电池电压检测电路、功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路、LED灯指示电路、充电电压检测电路；所述功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路依次连接。所述充电线路板17包括电源管理电路，用于为可充电锂电池充电。
结合图6，各电路元器件及其连接关系如图所示。所述主控电路包括主控芯片U1，优选的，所述主控芯片U1的型号为JZ8P2605。
所述按键电路由按钮S1、主控芯片U1的第4脚组成。上电后长按S1大于2秒，***开始工作，此时***输出高压。如果要停用此***或运输时，长按S1关闭***，此时震动信号被屏蔽。
所述电池电压检测电路包括电阻R1、R2，电阻R1的一端与主控芯片的第1引脚及直流电压VDD连接，电阻R2的一端与主控芯片的第3引脚连接，电阻R1的另一端与电阻R2 的另一端并联后与主控芯片的第2引脚连接。此设计的目的是为节省电能，即R2接在主控芯片的第3脚是为省电考虑。在主控芯片U1的软件中设计有监测程序，当需要检测锂电池电压时，主控芯片的第3脚被置地，当电池电压低于3.2V时，主控芯片的第5脚输出信号给 LED灯提示电路，LED灯D3闪烁，提示为电池充电，同时***的高压停止工作。
所述震动传感器电路包括震动传感器ZD1、电阻R6，震动传感器ZD1的一端与电阻R6 的一端并联后与主控芯片U1第6引脚连接，电阻R6的另一端与直流电压VDD连接。只要有震动信号高压就会工作5分钟，如果5分钟后无震动信号，则高压停止工作。
所述功率输出控制电路包括电阻R3、R4、N沟道MOS管Q1，电阻R3的一端与主控芯片U1的第7引脚连接、另一端与电阻R4的一端及N沟道MOS管Q1的栅极并联，N沟道 MOS管Q1的源极接地、漏极与变压器升压电路连接。
所述变压器升压电路由电阻R5、电容C2、C3、变压器T1组成，Q1工作时，在变压器T1的次级有高压输出。
所述倍压整流电路由二极管D1、D2、电阻R7、电容C4、C5组成，变压器T1次级的电压经倍压整流电路整流后输出负高压。
所述LED灯指示电路由LED灯D3、电阻R9、主控芯片U1的第5脚组成，LED灯D3 设置在充电线路板17上，如图7所示。当***有高压输出时，LED灯D3每3秒亮一次，提示***在工作；当***检测到锂电池电压低于3.2V时，LED灯D3闪烁，提示为锂电池充电。
所述充电电压检测电路由电阻R10、R11、主控芯片U1的第5脚组成，用于主控线路板检测有无插适配器。当主控芯片U1检测到适配器接入后即检测到高电平时，***停止工作，关闭高压。
所述电源管理电路包括电源管理芯片U2、USB接口、电容C1、电阻R8、电池BT1， USB接口、充电电压检测电路、电容C1均与电源管理芯片U2的第4引脚连接，电阻R8的一端与电源管理芯片U2的第6引脚连接，电池BT1与直流电压VDD连接。优选的，所述电源管理芯片U2的型号为AP5056。当USB接口接上适配器时，电源管理电路为电池BT1 充电，当电池电压达到4.2V时，停止充电。
该空气净化器的电路原理为：
(1)上电后按S1后主控开始工作，主控芯片U1的第7脚输出方波，Q1工作，此信号经变压器T1升压后，由电容C4、C5、二极管D1、D2、电阻R7组成的倍压电路整流为负高压，由PORT端输出。
(2)主控芯片U1的第2脚检测锂电池电压VCC是否为3.2V，如果小于3.2V，***停止工作，主控芯片U1的第5脚输出信号，LED灯D3闪烁提示为锂电池充电。
(3)因是穿戴应用，震动传感器ZD1在***中检测是否有信号，若有震动信号说明***是随着人体在运动，此时就有高压输出，电路工作。当高压电路工作5分钟后无震动信号说明***处在静止状态(净化器被摘下或用户处在睡眠状态)，高压电路停止工作。即***只要有震动信号高压就工作，此设计的目的，一个是不需要频繁的按按钮，另外一个不会因为忘记关机将电池的电放尽。
首次开机通过按钮操作孔8用针或牙签对薄膜按钮进行操作，开机后由主控线路板输出负高压，第一簧片12接受高压输出，将高压电场的能量通过催化剂仓10传递给第二簧片12。当第一簧片12和第二簧片13之间有负高压时，两簧片之间产生强电场(如何产生强电场) 电离空气中的氧气为负离子氧，由催化剂催化产生小颗粒负氧离子。当长期不用或运输时可长按开关按钮3秒关机，进入低功耗状态。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种穿戴式空气净化器，其特征在于，包括壳体，壳体内由上部的负氧离子产生仓和下部的电路控制仓组成，壳体上设有系绳孔；
所述负氧离子产生仓包括催化剂仓、负氧离子产生装置，催化剂仓内产生的负氧离子通过负氧离子产生装置与外界空气进行交换；
所述电路控制仓包括电池仓、主控线路板、充电线路板、充电电池、开关按钮，充电线路板为置于电池仓内的充电电池充电，开关按钮与充电电池接触连接，主控线路板用于控制负氧离子产生装置动作，并与充电线路板连接。
2.根据权利要求1所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述负氧离子产生装置包括第一簧片、第二簧片、碳刷；
所述碳刷与第二簧片连接、并置于负氧离子产生仓的通气孔处；
所述第一簧片与主控线路板连接、设置于远离第二簧片的一端。
3.根据权利要求1所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述电路控制仓还包括USB接口，USB接口与充电线路板连接。
4.根据权利要求1所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述壳体由上壳体和下壳体组成；
在上壳体和下壳体的负氧离子产生仓上部均设有系绳孔，用于系挂绳/带；
在上壳体的底部设有USB插孔，主控线路板与充电线路板置于上壳体的电路控制仓内；
在下壳体的底部设有按钮操作孔，用于对开关按钮进行操作，充电电池置于下壳体的电路控制仓内。
5.根据权利要求4所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述下壳体设有按钮操作孔的内侧面设有放置开关按钮的卡槽，以及便于开关按钮与充电电池接触连接的弹片。
6.根据权利要求1所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述主控线路板包括主控电路、与主控电路连接的震动传感器电路、按键电路、电池电压检测电路、功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路、LED灯指示电路、充电电压检测电路；所述功率输出控制电路、变压器升压电路、倍压整流电路依次连接，所述主控电路包括主控芯片U1。
7.根据权利要求6所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述电池电压检测电路包括电阻R1、R2，电阻R1的一端与主控芯片的第1引脚及直流电压VDD连接，电阻R2的一端与主控芯片的第3引脚连接，电阻R1的另一端与电阻R2的另一端并联后与主控芯片的第2引脚连接。
8.根据权利要求6所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述震动传感器电路包括震动传感器ZD1、电阻R6，震动传感器ZD1的一端与电阻R6的一端并联后与主控芯片U1第6引脚连接，电阻R6的另一端与直流电压VDD连接。
9.根据权利要求6所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述功率输出控制电路包括电阻R3、R4、N沟道MOS管Q1，电阻R3的一端与主控芯片U1的第7引脚连接、另一端与电阻R4的一端及N沟道MOS管Q1的栅极并联，N沟道MOS管Q1的源极接地、漏极与变压器升压电路连接。
10.根据权利要求6所述的穿戴式空气净化器，其特征在于，所述充电线路板包括电源管理电路，电源管理电路包括电源管理芯片U2、USB接口、电容C1、电阻R8、电池BT1，USB接口、充电电压检测电路、电容C1均与电源管理芯片U2的第4引脚连接，电阻R8的一端与电源管理芯片U2的第6引脚连接，电池BT1与直流电压VDD连接。
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