1.本实用新型涉及玩具领域，尤指一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具。
背景技术：2.相关技术中的玩具棒通常是简单的棒体结构，没有其他的变化状态，使得儿童的玩耍过程比较单一枯燥，娱乐性、变化性不强，也让儿童对该类玩具降低了玩耍兴趣。
技术实现要素：3.为解决上述问题，本实用新型提供一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，即当用户开始对玩具吹气时，主控ic可以在吹气全程控制发光组件发光，可以增加整体趣味性。而且主控ic可以将所采集的数据进行分析处理，可以计算出用户的肺活量数值，并在控制面板显示。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，包括管状外壳、第一导流装置、第二导流槽装置、叶片、压力传感器、电气单元、进气嘴；其中所述第一导流装置安装在管状外壳的一端并用于使进气流沿预设方向旋转，第二导流槽装置安装在管状外壳的另一端并用于将出气流沿预设方向导出，所述压力传感器设置在第二导流槽装置的出气端处并用于检测是否存在气体流出，所述进气嘴设置在第一导流装置的末端；该叶片布置在管状外壳内部的腔体内以响应于旋转气流而被引起旋转；其中该叶片设置有一磁块；其中管状外壳的表面设置有电气腔体，电气单元均设置在该电气腔体内，其中电气单元包括控制组件、电源组件、发光组件、控制面板、一个或多个用于检测叶片磁块的霍尔传感器，其中所述控制组件包括主控ic、计时器、a/d转换电路、非易失性数据存储单元，其中所述电源组件的输出端与主控ic电性连接，所述霍尔传感器的输出端通过a/d转换电路与主控ic的输入端连接，压力传感器的输出端也通过a/d转换电路与主控ic的输入端连接；所述主控ic的输出端分别与发光组件的输入端以及计时器的输入端连接，且该发光组件延伸出电气腔体外；所述主控ic还与控制面板双向通信连接；所述主控ic的输出端与非易失性数据存储单元的输入端连接。
5.进一步，所述发光组件包括若干个发光二极管。
6.进一步，电气腔体内部还设置有蜂鸣器，所述主控ic的输出端与蜂鸣器的输入端电性连接。
7.进一步，所述控制面板包括显示屏、操作按键，所述主控ic的输出端与显示屏的输入端连接，所述操作按键与主控ic的输入端连接。
8.进一步，所述控制组件还包括无线通信单元，所述无线通信单元与主控ic双向通信连接。
9.进一步，所述叶片包括转轴和设置于所述转轴周向上的若干块翼片，且一块翼片为磁块构成，各块所述翼片以所述转轴为轴中心对称，且所述转轴的两端分别与所述第一导流装置和所述第二导流装置转动连接。
10.进一步，各块所述翼片的厚度自其与所述转轴的连接端至其末端渐薄。
11.进一步，第一导流装置包括第一外圆筒、第一内圆筒以及若干块沿第一内圆筒周向分布的弯曲的第一辐条，其中第一内圆筒设置在第一外圆筒内，第一辐条的末端延伸至第一外圆筒的内壁；其中相邻的辐条之间构成第一导流槽，且第一导流槽的出口与翼片相互垂直。
12.进一步，第二导流装置包括第二外圆筒、第二内圆筒以及若干块沿第二内圆筒周向分布的弯曲的第二辐条，其中第二内圆筒设置在第二外圆筒内，第二辐条的末端延伸至第一外圆筒的内壁；其中相邻的第二辐条之间构成第二导流槽，且第二导流槽的出口与翼片相互垂直。
13.进一步，第一内圆筒以及第二内圆筒内均设置有阻尼轴承，所述转轴的两端分别与第一内圆筒以及第二内圆筒内的阻尼轴承配合。
14.为实现上述目的，本实用新型采用的还提供一种骑行头盔，包括头盔本体、上述的新型玩具，其中所述新型玩具装配在头盔本体的顶部或两侧，且新型玩具中述第一导流装置朝向前方。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.1.本实用新型提供的新型玩具，可以作为基本的玩具使用，而且由于第一导流装置设置在管状外壳的进气端，而第二导流装置设置在管状外壳的出气端。其中，第一导流装置的作用主要是承接用户向管状外壳内吹入的进气流，并改变进气流的流向，使其沿预设方向旋转形成旋向，即旋流。叶片连接在第一导流装置与第二导流装置之间，自然状态下，三者在管状外壳内垂向并列设置，进气流的进气方向平行于叶片，但是在经过第一导流装置对进气流的旋转作用形成旋流后，进气流的旋向将垂直于叶片的表面，对叶片形成力矩作用，从而在进气流经过叶片时，对叶片产生沿周向的推力，推动叶片进行旋转，第二导流装置位于管状外壳的出气端，在进气流形成旋流并对叶片做功后将从第二导流装置处流出至外界，即为出气流，而第二导流装置主要的作用在于将出气流沿着预设方向导出至外界，该预设方向与第一导流装置对进气流的旋向改变相关，即进气流如何在第一导流装置处进行旋向改变的，那么也在第二导流装置处以同样的旋向前进方式导出至外界。而叶片上设置有一磁块，当叶片带动磁块经过一个或多个霍尔传感器，a/d转换电路将霍尔传感器采集的数据进行信号转换反馈至主控ic，主控ic根据其数据统计叶片旋转圈数同时启动计时器，当压力传感器检测不到存在气体流出，则计时器关闭同时主控ic不再统计叶片旋转圈数，以减少叶片由于惯性继续旋转而导致统计数据有误的情况；计时器所记录的时长即为呼气时长；主控ic可以在吹气全程控制发光组件发光，可以增加整体趣味性。而且主控ic可以将霍尔传感器所采集的数据进行分析处理，可以计算出用户的肺活量数值，并在控制面板显示。
17.2.利用第一导流装置的作用将平行风的进气流流向改变为旋流，以提高对叶片表面的推动效果，同时利用第二导流装置的作用将推动叶片做功后的出气流按照其流动方向导致出外界，避免出气流在第二导流装置处产生气壁碰撞、气流散射现象，进而防止出气流对叶片的旋转造成干扰。相比于现有技术，本发明所提供的结构简单，装配方便，造价成本低，并且能够有效提高对肺活量的测量精度。
18.3.将该玩具管与骑行头盔相结合，将玩具的第一导流装置朝向前方，使得在骑行
过程中，气流可以从第一导流装置吹气，触发计时器开始计时，计时器与主控ic连接，主控ic可以在吹气全程控制发光组件发光，而且发光组件在骑行中可以起到警示作用，使得用户更加安全。
附图说明
19.图1 是本实用新型中玩具的结构示意图。
20.图2 是本实用新型中玩具内部模块框图。
21.图3 是本实用新型中玩具第一导流装置的结构示意图。
22.图4 是本实用新型中玩具叶片的结构示意图。
23.附图标号说明：压力传感器1、电源组件2、发光组件3、计时器4、a/d转换电路5、无线通信单元6、霍尔传感器7、显示屏8、操作按键9、蜂鸣器10、管状外壳11、进气嘴12、数据存储单元13、阻尼轴承141、第一外圆筒142、第一导流槽143、第一内圆筒144、第一辐条145、转轴151、翼片152。
具体实施方式
24.请参阅图1-4所示，本实用新型关于一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，包括管状外壳11、第一导流装置、第二导流槽装置、叶片、压力传感器1、电气单元、进气嘴12；其中所述第一导流装置安装在管状外壳11的一端并用于使进气流沿预设方向旋转，第二导流槽装置安装在管状外壳11的另一端并用于将出气流沿预设方向导出，所述压力传感器1设置在第二导流槽装置的出气端处并用于检测是否存在气体流出，所述进气嘴12设置在第一导流装置的末端；该叶片布置在管状外壳11内部的腔体内以响应于旋转气流而被引起旋转；其中该叶片设置有一磁块；其中管状外壳11的表面设置有电气腔体，电气单元均设置在该电气腔体内，其中电气单元包括控制组件、电源组件2、发光组件3、控制面板、一个或多个用于检测叶片磁块的霍尔传感器7，其中所述控制组件包括主控ic、计时器4、a/d转换电路5、非易失性数据存储单元13，其中所述电源组件2的输出端与主控ic电性连接，所述霍尔传感器7的输出端通过a/d转换电路5与主控ic的输入端连接，压力传感器1的输出端也通过a/d转换电路5与主控ic的输入端连接；所述主控ic的输出端分别与发光组件3的输入端以及计时器4的输入端连接，且该发光组件3延伸出电气腔体外；所述主控ic还与控制面板双向通信连接；所述主控ic的输出端与非易失性数据存储单元13的输入端连接。
25.由于在本技术中，管状外壳11内部管口的横截面面积、第一导流装置的出气口面积均是一个定值，可以根据该出气口面积、横截面面积录入到主控ic中，在被测量者向管中吹气时，便可通过叶片旋转的圈数计算出出气体总流量；同时可以检测通过计时器4计算每个时间段叶片旋转的情况，计算出对应的气流速度，已知横截面面积、出气口面积的前提下，通过主控ic计算出气体流速，是本领域技术常规的技术手段。
26.本实用新型提供的新型玩具，可以作为基本的玩具使用，而且由于第一导流装置设置在管状外壳11的进气端，而第二导流装置设置在管状外壳11的出气端。其中，第一导流装置的作用主要是承接用户向管状外壳11内吹入的进气流，并改变进气流的流向，使其沿预设方向旋转形成旋向，即旋流。叶片连接在第一导流装置与第二导流装置之间，自然状态下，三者在管状外壳11内垂向并列设置，进气流的进气方向平行于叶片，但是在经过第一导
流装置对进气流的旋转作用形成旋流后，进气流的旋向将垂直于叶片的表面，对叶片形成力矩作用，从而在进气流经过叶片时，对叶片产生沿周向的推力，推动叶片进行旋转，第二导流装置位于管状外壳11的出气端，在进气流形成旋流并对叶片做功后将从第二导流装置处流出至外界，即为出气流，而第二导流装置主要的作用在于将出气流沿着预设方向导出至外界，该预设方向与第一导流装置对进气流的旋向改变相关，即进气流如何在第一导流装置处进行旋向改变的，那么也在第二导流装置处以同样的旋向前进方式导出至外界。而叶片上设置有一磁块，当叶片带动磁块经过一个或多个霍尔传感器7，a/d转换电路5将霍尔传感器7采集的数据进行信号转换反馈至主控ic，主控ic根据其数据统计叶片旋转圈数同时启动计时器4，当压力传感器1检测不到存在气体流出，则计时器4关闭同时主控ic不再统计叶片旋转圈数，以减少叶片由于惯性继续旋转而导致统计数据有误的情况；计时器4所记录的时长即为呼气时长；主控ic可以在吹气全程控制发光组件3发光，可以增加整体趣味性。而且主控ic可以将霍尔传感器7所采集的数据进行分析处理，可以计算出用户的肺活量数值，并在控制面板显示。
27.利用第一导流装置的作用将平行风的进气流流向改变为旋流，以提高对叶片表面的推动效果，同时利用第二导流装置的作用将推动叶片做功后的出气流按照其流动方向导致出外界，避免出气流在第二导流装置处产生气壁碰撞、气流散射现象，进而防止出气流对叶片的旋转造成干扰。相比于现有技术，本发明所提供的结构简单，装配方便，造价成本低，并且能够有效提高对肺活量的测量精度。
28.进一步，所述发光组件33包括若干个发光二极管。具体地，多个发光二极管可以按照一定顺序排列，例如扇形、圆弧等有规则并且美观的排列形状；例如，可以设置多个发光器件，可以在壳体上的发光二极管旁标注对应的肺活量，发光二极管亮起则表示达到肺活量；例如设置3个发光二极管，第1个发光二极管旁标注肺活量500-1000ml，第2个发光二极管旁标注肺活量1000-3000ml，第3个发光二极管旁标注肺活量3000-5000ml.则主控ic1在计算出用户肺活量在500-1000ml时，则控制第一个发光二极管亮起；当主控ic1在计算出用户肺活量在1000-3000ml时，则控制第二个发光二极管亮起；当主控ic1在计算出用户肺活量在3000-5000ml时，则控制第三个发光二极管亮起；从而对测量者进行提示。
29.进一步，电气腔体内部还设置有蜂鸣器10，所述主控ic的输出端与蜂鸣器10的输入端电性连接。具体地，还可以采用发声的方式对呼气进行指示；例如在设定的时刻发出声音以对测量者进行时长提示。蜂鸣器10的设置与发光器件类似，并且主控ic1可以在指定时刻控制蜂鸣器10发声。
30.进一步，所述控制面板包括显示屏8、操作按键9，所述主控ic的输出端与显示屏8的输入端连接，所述操作按键9与主控ic的输入端连接。户可以通过操作按键99选择合适的工作模式，比如可以通过控制按键控制蜂鸣器10关闭；或者可以控制用户再吹气时，发光二极管不工作。
31.进一步，所述控制组件还包括无线通信单元6，所述无线通信单元6与主控ic双向通信连接。主控ic1将被测用户肺活量数据通过无线通信单元66发送至计算机终端或移动终端；本实用新型能够方便地测试肺活量，不仅结构简单轻便，而且测量过程方便快捷，测试的结果可同时发送计算机终端以及移动终端，适用范围较为广泛，给人们的工作和生活带来了很大的便利。
32.进一步，所述叶片包括转轴151和设置于所述转轴151周向上的若干块翼片152，且一块翼片152为磁块构成，各块所述翼片152以所述转轴151为轴中心对称，且所述转轴151的两端分别与所述第一导流装置和所述第二导流装置转动连接。在关于叶片4的一种优选实施方式中，各块翼片152具有较大表面积，可方便进气流进行推动。比如，转轴151上可设置2片翼片152，（其中一翼片152为磁块而成，或内置有磁块），且分列转轴151的径向两端位置。当然，3片、4片以及更多数量的翼片152均是可取的。同时，翼片152的本身形状可为普通的平直板，也可以改进为沿一定弧度弯曲的弧形板。转轴151的两端分别与第一导流装置和所述第二导流装置转动连接，在稳定连接的基础上保证叶片的顺畅旋转。
33.进一步，各块所述翼片152的厚度自其与所述转轴151的连接端至其末端渐薄。具体的，各块翼片152的厚度自其余转轴151的连接端开始，至各块翼片152的末端逐渐变薄，也就是各块翼片152的内端最厚，而外端最薄。如此设置，不仅能够减轻叶片4整体的重量，并且能够使旋转起动风量达到最小，提高了测量精密程度。
34.进一步，第一导流装置包括第一外圆筒142、第一内圆筒144以及若干块沿第一内圆筒144周向分布的弯曲的第一辐条145，其中第一内圆筒144设置在第一外圆筒142内，第一辐条145的末端延伸至第一外圆筒142的内壁；其中相邻的辐条之间构成第一导流槽143，且第一导流槽143的出口与翼片152相互垂直。
35.进一步，第二导流装置的结构与第一导流装置的结构类似，其中第二导流装置包括第二外圆筒、第二内圆筒以及若干块沿第二内圆筒周向分布的弯曲的第二辐条，其中第二内圆筒设置在第二外圆筒内，第二辐条的末端延伸至第一外圆筒142的内壁；其中相邻的第二辐条之间构成第二导流槽，且第二导流槽的出口与翼片152相互垂直。
36.进一步，第一内圆筒144以及第二内圆筒内均设置有阻尼轴承141，所述转轴151的两端分别与第一内圆筒144以及第二内圆筒内的阻尼轴承141配合。其中阻尼轴承141的作用在于保证叶片在指定的方向旋转，避免受到外来气流导致出现反转的情况出现。
37.为实现上述目的，本实用新型采用的还提供一种骑行头盔，包括头盔本体、上述的新型玩具，其中所述新型玩具装配在头盔本体的顶部或两侧，且新型玩具中述第一导流装置朝向前方。将该玩具管与骑行头盔相结合，将玩具的第一导流装置朝向前方，使得在骑行过程中，气流可以从第一导流装置吹气，触发计时器4开始计时，计时器4与主控ic连接，主控ic可以在吹气全程控制发光组件3发光，而且发光组件3在骑行中可以起到警示作用，使得用户更加安全。
38.以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：1.一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：包括管状外壳、第一导流装置、第二导流槽装置、叶片、压力传感器、电气单元、进气嘴；其中所述第一导流装置安装在管状外壳的一端并用于使进气流沿预设方向旋转，第二导流槽装置安装在管状外壳的另一端并用于将出气流沿预设方向导出，所述压力传感器设置在第二导流槽装置的出气端处并用于检测是否存在气体流出，所述进气嘴设置在第一导流装置的末端；该叶片布置在管状外壳内部的腔体内以响应于旋转气流而被引起旋转；其中该叶片设置有一磁块；其中管状外壳的表面设置有电气腔体，电气单元均设置在该电气腔体内，其中电气单元包括控制组件、电源组件、发光组件、控制面板、一个或多个用于检测叶片磁块的霍尔传感器，其中所述控制组件包括主控ic、计时器、a/d转换电路、非易失性数据存储单元，其中所述电源组件的输出端与主控ic电性连接，所述霍尔传感器的输出端通过a/d转换电路与主控ic的输入端连接，压力传感器的输出端也通过a/d转换电路与主控ic的输入端连接；所述主控ic的输出端分别与发光组件的输入端以及计时器的输入端连接，且该发光组件延伸出电气腔体外；所述主控ic还与控制面板双向通信连接；所述主控ic的输出端与非易失性数据存储单元的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：所述发光组件包括若干个发光二极管。3.根据权利要求1所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：电气腔体内部还设置有蜂鸣器，所述主控ic的输出端与蜂鸣器的输入端电性连接。4.根据权利要求1所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：所述控制面板包括显示屏、操作按键，所述主控ic的输出端与显示屏的输入端连接，所述操作按键与主控ic的输入端连接。5.根据权利要求1所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：所述控制组件还包括无线通信单元，所述无线通信单元与主控ic双向通信连接。6.根据权利要求1所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：所述叶片包括转轴和设置于所述转轴周向上的若干块翼片，且一块翼片为磁块构成，各块所述翼片以所述转轴为轴中心对称，且所述转轴的两端分别与所述第一导流装置和所述第二导流装置转动连接。7.根据权利要求6所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：各块所述翼片的厚度自其与所述转轴的连接端至其末端渐薄。8.根据权利要求7所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：第一导流装置包括第一外圆筒、第一内圆筒以及若干块沿第一内圆筒周向分布的弯曲的第一辐条，其中第一内圆筒设置在第一外圆筒内，第一辐条的末端延伸至第一外圆筒的内壁；其中相邻的辐条之间构成第一导流槽，且第一导流槽的出口与翼片相互垂直。9.根据权利要求8所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：第二导流装置包括第二外圆筒、第二内圆筒以及若干块沿第二内圆筒周向分布的弯曲的第二辐条，其中第二内圆筒设置在第二外圆筒内，第二辐条的末端延伸至第一外圆筒的内壁；其中相邻的第二辐条之间构成第二导流槽，且第二导流槽的出口与翼片相互垂直。10.根据权利要求9所述的一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，其特征在于：第一内圆筒以及第二内圆筒内均设置有阻尼轴承，所述转轴的两端分别与第一内圆筒以及第二内
圆筒内的阻尼轴承配合。
技术总结本申请提供一种通过吹气锻炼肺活量的新型玩具，包括管状外壳、第一导流装置、第二导流槽装置、叶片、压力传感器、电气单元、进气嘴；其中所述第一导流装置安装在管状外壳的一端并用于使进气流沿预设方向旋转，第二导流槽装置安装在管状外壳的另一端并用于将出气流沿预设方向导出，所述压力传感器设置在第二导流槽装置的出气端处并用于检测是否存在气体流出，而且主控IC可以将霍尔传感器所采集的数据进行分析处理，可以计算出用户的肺活量数值，并在控制面板显示。将该玩具管与骑行头盔相结合，将玩具管的吹气端朝向前方，使得在骑行过程中，发光组件在骑行中可以起到警示作用，使得用户更加安全。得用户更加安全。得用户更加安全。
技术研发人员：谭雨林
受保护的技术使用者：东莞市斯马特电子有限公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/7/5
