一种智能通讯多功能拐杖 |
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| 申请号 | CN201610187523.0 | 申请日 | 2016-03-29 | 公开(公告)号 | CN105725389A | 公开(公告)日 | 2016-07-06 |
| 申请人 | 同济大学; | 发明人 | 司慧萍; 陈杰; 吴军辉; 林开颜; 李引; 周晨; 刘豫川; 施建锋; 周全; 杨洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种智能通讯多功能拐杖，包括杖体和安装于杖体两端的把手和脚垫，把手上设有照明灯(1)、心率监测 传感器 (3)和 生物 磁疗单元(2)，杖体上设有供电电源(7)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元、远程报警单元(15)和 控制器 (13)，供电电源(7)连接照明灯(1)、心率监测传感器(3)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元、远程报警单元(15)和控制器(13)，心率监测传感器(3)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元和远程报警单元(15)均连接控制器(13)。与 现有技术 相比，本发明具有结构简单、功能多样、使用方便等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种智能通讯多功能拐杖，包括杖体和安装于杖体两端的把手和脚垫，其特征在于，所述的把手上设有照明灯(1)、心率监测传感器(3)和生物磁疗单元(2)，所述的杖体上设有供电电源(7)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元、远程报警单元(15)和控制器(13)，所述的供电电源(7)分别连接照明灯(1)、心率监测传感器(3)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元、远程报警单元(15)和控制器(13)，所述的心率监测传感器(3)、红外线测距传感器(5)、跌倒检测单元(10)、本地报警单元和远程报警单元(15)均连接所述的控制器(13)； |
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| 说明书全文 | 一种智能通讯多功能拐杖技术领域[0001] 本发明涉及一种拐杖，尤其是涉及一种智能通讯多功能拐杖。 背景技术[0002] 目前，随时社会的不断发展，人口老龄化趋势日益严重，拐杖对于老人的需求也是越来越急切，它为老人的行走提供了极大的便利。传统拐杖的设计一般仅仅是起到支撑老人行走的目的，然而这种传统的拐杖不具有照明、置物、智能通讯多功能定位和跌落报警功能。因此当老人由于迷路或摔倒等突发状况时，这种传统的拐杖是无法很好地帮助老人；因此设计一种智能通讯多功能拐杖迫在眉睫。 发明内容[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： [0005] 一种智能通讯多功能拐杖，包括杖体和安装于杖体两端的把手和脚垫，所述的把手上设有照明灯、心率监测传感器和生物磁疗单元，所述的杖体上设有供电电源、红外线测距传感器、跌倒检测单元、本地报警单元、远程报警单元和控制器，所述的供电电源分别连接照明灯、心率监测传感器、红外线测距传感器、跌倒检测单元、本地报警单元、远程报警单元和控制器，所述的心率监测传感器、红外线测距传感器、跌倒检测单元、本地报警单元和远程报警单元均连接所述的控制器； [0006] 所述的红外线测距传感器检测拐杖至拐杖前方障碍物距离，并发送至控制器，当检测的距离小于安全距离后，控制器控制本地报警单元工作； [0007] 所述的心率监测传感器监测使用者心率状态并发送至控制器，当心率状态为异常状态且持续时间超过设定值后，控制器控制远程报警单元工作； [0008] 所述的跌倒检测单元检测跌倒状态，所述的控制器根据检测的跌倒状态判断远程报警单元的工作与否并进行相应控制。 [0011] 所述的跌倒检测单元包括倾斜角检测传感器和加速度传感器，所述的倾斜角检测传感器和加速度传感器均连接至控制器； [0012] 倾斜角检测传感器检测拐杖的倾斜角度，加速度传感器检测拐杖的瞬时加速度，当所述的倾斜角度和瞬时加速度均大于设定阈值，控制器发出远程报警控制信号至远程报警单元，同时控制器控制远程报警单元工作，否则控制器不动作。 [0013] 所述的本地报警单元包括与所述的控制器连接的音响。 [0014] 所述的远程报警单元还通信连接远程监控器，该远程报警单元包括与所述的控制器连接GPS模块和无线通信模块，控制器发出远程报警控制信号后，控制器将GPS模块的位置信息通过无线通信模块发送至所述的远程监控器。 [0015] 该多功能拐杖还设有闪光警示单元，所述的闪光警示单元包括设置在杖体上的闪光警示灯和把手上的控制开关，所述的闪光警示灯连接供电电源，所述的控制开关和闪光警示灯均连接至所述的控制器，手动按下控制开关，控制器控制闪光警示灯闪动。 [0016] 所述的供电电源包括锂电池、多输出电压转换电路和USB充电模块，所述的多输出电压转换电路输入端连接锂电池，输出端对应连接照明灯、心率监测传感器、红外线测距传感器、跌倒检测单元、本地报警单元、远程报警单元、控制器和闪光警示灯，所述的USB充电模块包括充电电路和USB充电接口，所述的充电电路连接锂电池，所述的USB充电接口设置在杖体上并连接所述的充电电路。 [0017] 所述的杖体侧面还设有一置物篮。 [0018] 所述的脚垫为拆卸式防滑脚垫并活动连接仗体下端。 [0019] 与现有技术相比，本发明具有如下优点： [0020] (1)本发明的多功能拐杖上设有照明灯、心率监测传感器、生物磁疗单元、红外线测距传感器、跌倒检测单元、本地报警单元和远程报警单元，使得该拐杖具有照明、避障、心率状态异常报警以及跌倒远程等功能，该多功能拐杖功能多样，更加适合老人使用，同时也适合盲人使用； [0021] (2)跌倒检测单元采用双传感器的方式来检测跌倒状态，其中倾斜角检测传感器检测倾斜角度，加速度传感器测量瞬时加速度，当两者均大于设定阈值采判断使用者处于跌倒状态，这样大大提高了判断的正确度，防止使用单个传感器导致的误判断； [0023] (4)供电电源采用锂电池，具有节能环保和效率高等优点，同时该多功能拐杖上设置USB充电模块，使得该拐杖能够给外接移动设备充电，解决了紧急情况下移动设备因没电而无法使用的问题； [0025] 图1为本发明多功能拐杖的结构示意图； [0026] 图2为本发明实现避障本地报警时智能拐杖各部件之间的工作框图； [0027] 图3为本发明实现心率异常状态远程报警时智能拐杖各部件之间的工作框图； [0028] 图4为本发明实现跌倒远程报警时智能拐杖各部件之间的工作框图。 [0029] 图中，1为照明灯，2为生物磁疗单元，3为心率监测传感器，4为USB充电模块，5为红外线测距传感器，6为闪光警示灯，7为供电电源，8为置物篮，9为高度调节单元，10为跌倒检测单元，11为单脚三脚可互换式防滑脚垫，12为电源开关，13为控制器，14为音响，15为远程报警单元，16倾斜角检测传感器，17为加速度传感器。 具体实施方式[0030] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 [0031] 实施例 [0032] 如图1所示的一种智能通讯多功能拐杖，包括杖体和安装于杖体两端的把手和脚垫，该多功能拐杖杖体上设有高度调节单元9，高度调节单元9为杖体的一部分，即将仗体中下部设置成可伸缩形式，具体的，该部分包括外部套杆、内部固定杆，所述的内部固定杆内套在外部套杆内，内部固定杆上设有调节按钮，该调节按钮通过一弹簧固定在固定杆侧面，外部套杆上设有多个位于同一垂直线的调节孔，通过调节外部套杆高度，将调节按钮嵌入不同高度的调节孔内实现杖体高度的调节，通过使用者可以根据自身需求调节拐杖的高度，从而方便使用。另外该拐杖脚垫为拆卸式防滑脚垫并活动连接仗体下端，该实施例中脚垫为单脚三脚可互换式防滑脚垫11，用于防滑防摔，同时当脚垫长时间使用后会发生磨损，导致防滑效果较差，此时设置的拆卸式脚垫便能方便替换，提高安全性。该多功能拐杖把手上设有照明灯1、心率监测传感器3和生物磁疗单元2，杖体上设有供电电源7、红外线测距传感器5、跌倒检测单元10、本地报警单元、远程报警单元15和控制器13，供电电源7分别连接照明灯1、心率监测传感器3、红外线测距传感器5、跌倒检测单元10、本地报警单元、远程报警单元15和控制器13，心率监测传感器3、红外线测距传感器5、跌倒检测单元10、本地报警单元和远程报警单元15均连接控制器13；红外线测距传感器5检测拐杖至拐杖前方障碍物距离，并发送至控制器13，当检测的距离小于安全距离后，控制器13控制本地报警单元工作；心率监测传感器3监测使用者心率状态并发送至控制器13，当心率状态为异常状态且持续时间超过设定值后，控制器13控制远程报警单元15工作；跌倒检测单元10检测跌倒状态，控制器13根据检测的跌倒状态判断远程报警单元15的工作与否并进行相应控制。另外，该多功能拐杖还设有闪光警示单元，闪光警示单元包括设置在杖体上的闪光警示灯6和把手上的控制开关，闪光警示灯6连接供电电源7，控制开关和闪光警示灯6均连接至控制器13，使用者过马路时，如果需要警示过往车辆，使用者可通过把手上的控制开关来控制闪光警示灯6的闪动。另外的杖体侧面还设有一置物篮8，可供使用者存放物品。 [0033] 具体的，供电电源7包括锂电池、多输出电压转换电路和USB充电模块4，多输出电压转换电路输入端连接锂电池，输出端对应连接照明灯1、心率监测传感器3、红外线测距传感器5、跌倒检测单元10、本地报警单元、远程报警单元15、控制器13和闪光警示灯6，另外该多功能拐杖上还设有电源开关12，当需要使用时打开电源开关12，供电电源7才能给各部件供电。USB充电模块4包括充电电路和USB充电接口，充电电路连接锂电池，USB充电接口设置在杖体上并连接充电电路。 [0034] 把手上的照明灯1包括灯座以及安装在灯座内的4颗LED灯珠，灯座活动安装在把手侧面，使用者手动调节灯座角度，进而调节照明灯1照射角度，该灯座的调节范围为水平上下45度，此多功能拐杖上设置的照明灯1提供了使用者黑暗前进行走时可为其提供照明功能。 [0036] 跌倒检测单元10包括倾斜角检测传感器16和加速度传感器17，倾斜角检测传感器16和加速度传感器17均连接至控制器13；倾斜角检测传感器16检测拐杖的倾斜角度，加速度传感器17检测拐杖的瞬时加速度，当倾斜角度和瞬时加速度均大于设定阈值，控制器13发出远程报警控制信号至远程报警单元15，同时控制器13控制远程报警单元15工作，否则控制器13不动作。 [0037] 上述的本地报警单元包括与控制器13连接的音响14，远程报警单元15还通信连接远程监控器，该远程报警单元15包括与控制器13连接GPS模块和无线通信模块，控制器13发出远程报警控制信号后，控制器13将GPS模块的位置信息通过无线通信模块发送至远程监控器。本实施例中控制器13采用TMS320C5000系列控制器。 [0038] 本发明的只能拐杖能够实现三种报警功能，第一为避障本地报警，第二为心率异常状态远程报警，第三为跌倒远程报警。 [0039] 图2为实现避障本地报警功能时该智能拐杖各部件之间的连接框图，这种情况下，电源开关12打开，供电电源7分别给红外线测距传感器5、控制器13以及本地报警单元的音响14供电，红外线测距传感器5检测拐杖至拐杖前方障碍物距离，并发送至控制器13，当检测的距离小于安全距离后，音响14发出声音，提醒使用者注意避障。 [0040] 图3为实现心率异常状态远程报警时该智能拐杖各部件之间的工作框图，这种情况下，电源开关12打开，供电电源7分别给心率监测传感器3、控制器13以及远程报警单元15供电，心率监测传感器3监测使用者心率状态并发送至控制器13，控制器13判断心率状态是否异常，若为异常监测异常心率状态持续的时间，当异常心率持续的时间超过设定值后，控制器13控制远程报警单元15工作，此时远程报警单元15的GPS模块定位实用者当前位置信息，控制器13将该位置信息通过无线通信模块发送至远程监控器，此远程监控器可以是使用者家人的手机等，从而及时通知使用者家人。 [0041] 图4为实现跌倒远程报警功能时该智能拐杖各部件之间的工作框图，这种情况下，电源开关12打开，供电电源7分别给倾斜角检测传感器16、加速度传感器17、控制器13以及远程报警单元15供电，当倾斜角度和瞬时加速度均大于设定阈值，控制器13发出远程报警控制信号至远程报警单元15，同时控制器13控制远程报警单元15工作。 |
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