一种老年人摔倒防护装置 |
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| 申请号 | CN202311634379.7 | 申请日 | 2023-11-30 | 公开(公告)号 | CN117652736A | 公开(公告)日 | 2024-03-08 |
| 申请人 | 山东大学; | 发明人 | 张洪浩; 于东涛; 肖兴源; 王凌宇; 李方义; 李燕乐; 李奎; 石亮亮; 黄忠伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种老年人摔倒防护装置，包括穿戴部件，穿戴部件内设有跌倒检测元件，穿戴部件对应于人体待保护部位的 位置 设有气囊，气囊与气路连接，气路通过触发装置与气瓶连接，触发装置及气瓶均安装在穿戴部件上，触发装置包括与穿戴部件固定的安装筒，安装筒一端与气瓶的出气端连接，另一端连接气路，安装筒内设有转动驱动件，转动驱动件与 凸轮 连接，凸轮与推板的一侧 接触 ，推板与安装筒滑动连接，推板的另一侧设有刺针，本发明的防护装置可靠性高，且具有预警功能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种老年人摔倒防护装置，其特征在于，包括穿戴部件，穿戴部件内设有跌倒检测元件，穿戴部件对应于人体待保护部位的位置设有气囊，气囊与气路连接，气路通过触发装置与气瓶连接，触发装置及气瓶均安装在穿戴部件上，触发装置包括与穿戴部件固定的安装筒，安装筒一端与气瓶的出气端连接，另一端连接气路，安装筒内设有转动驱动件，转动驱动件与凸轮连接，凸轮与推板的一侧接触，推板与安装筒滑动连接，推板的另一侧设有刺针； |
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| 说明书全文 | 一种老年人摔倒防护装置技术领域[0001] 本发明涉及安全防护技术领域，具体涉及一种老年人摔倒防护装置。 背景技术[0002] 这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。 [0003] 跌伤是世界各地意外或非故意伤害导致老年人死亡的第二大原因，且随着人口老龄化程度增长，老年人占人口比例日渐增加，老年人口对跌倒安全防护的需求也愈加显现，专利申请CN111296915A公开了一种老年人防摔跌伤人工智能保护装置，3D加速传感器检测到老年人跌倒后，控制器能够控制充气瓶对用于保护老年人臀部及髋部的第一折叠气囊和用于保护老人胸部以及腹部的第二折叠气囊进行充气，对老年人进行全面的保护，但是，上述方案中，控制器通过控制充气阀打开来对折叠气囊进行充气，老年人跌倒是一个不常发生的过程，电控充气阀如果长时间不使用的话会产生阀芯卡住的问题，导致出现跌倒时无法顺畅工作，装置的可靠性低，而且上述方案侧重于防护，无法实现预警功能。 发明内容[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种老年人摔倒防护装置，可靠性高，而且能够实现预警功能。 [0005] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： [0006] 本发明的实施例提供了一种老年人摔倒防护装置，包括穿戴部件，穿戴部件内设有跌倒检测元件，穿戴部件对应于人体待保护部位的位置设有气囊，气囊与气路连接，气路通过触发装置与气瓶连接，触发装置及气瓶均安装在穿戴部件上，触发装置包括与穿戴部件固定的安装筒，安装筒一端与气瓶的出气端连接，另一端连接气路，安装筒内设有转动驱动件，转动驱动件与凸轮连接，凸轮与推板的一侧接触，推板与安装筒滑动连接，推板的另一侧设有刺针； [0008] 可选的，所述推板与安装筒内侧面的台肩结构之间设置有弹簧，弹簧套在刺针外周。 [0009] 可选的，所述穿戴部件对应于使用人员胸部的位置设置有摄像头、雷达和报警器，摄像头、雷达和报警器均与控制模块连接，雷达和报警器用于检测使用人员前方障碍物信息以通过控制模块控制报警器工作。 [0011] 可选的，穿戴部件设有展开出口，展宽出口与设置在穿戴部件内部的气囊相对应，展开出口处设有密封磁条以进行密封。 [0012] 可选的，所述穿戴部件包括两个主连接带，主连接端的顶端与肩部对应并设有肩部气囊，底端延伸至腰部位置，两个主连接带顶部之间设有颈部护带，颈部护带内设有颈部气囊，主连接带和颈部气囊之间通过气路连接，两个主连接带底端之间设有紧固腰带，紧固腰带包括可拆卸连接的第一部分和第二部分，穿戴部件还包括腰部护带，腰部护带的端部与同侧的主连接带底部之间通过气路连接胯部气囊，腰部护带内设有腰部气囊。 [0013] 可选的，所述主连接带包括位于外层的涤纶材质层和位于内层的尼龙材质层，涤纶材质层和尼龙材质层之间通过海绵填充。 [0014] 可选的，所述穿戴部件上设置有口袋，气瓶放置于口袋内部。 [0015] 可选的，所述穿戴部件还设有定位模块，定位模块与控制模块连接，控制模块通过通信组件与移动终端连接。 [0016] 可选的，所述气路采用扁平软管制成。 [0017] 本发明的有益效果如下： [0018] 1.本发明的摔倒防护装置，触发装置采用凸轮、顶板和刺针，凸轮的转动推动顶板运动，利用刺针刺破气瓶出气口处的封堵膜以实现气瓶的打开，与采用充气阀相比，不会出现阀门密封不良而产生的漏气现象，同时，不会出现长时间不使用由于阀芯卡住而导致的运行不畅问题，提高了整个摔倒防护装置的使用可靠性。 [0019] 2.本发明的摔倒防护装置，具有摄像头、雷达和报警器，能够对使用人员前方的障碍物进行检测并报警，使得整个装置不仅具有防护功能，还具有预警功能，避免了老年人的跌倒。 [0020] 3.本发明的摔倒防护装置，主连接带和颈部护带之间通过气路连接，胯部气囊和主连接带、腰部护带通过气路连接，整个穿戴部件只在需要重点保护的部位设置护带，其余部分为气路，而且气路采用扁平软管，使得整个穿戴部件更加轻便，穿戴更加方便，适宜任何季节穿戴。附图说明 [0022] 图1是本发明实施例1整体结构示意图； [0023] 图2是本发明实施例1控制原理示意图； [0024] 图3是本发明实施例1整体结构主视图； [0025] 图4是本发明实施例1整体结构后视图； [0026] 图5是本发明实施例1触发装置结构示意图； [0027] 图6是本发明实施例1多通管结构示意图； [0028] 图7是本发明实施例1图6中的A向截面示意图； [0029] 图8是本发明实施例1中的气路线路图。 [0030] 其中，1.穿戴部件，2.控制盒，3.触发装置，4.背部护带，5.主连接带，6.紧固腰带，7.电源，8.控制模块，9.交互模块，10.传感模块，11.预警模块，12.蜂窝网络模块，13.按钮， 14.显示屏，15.摄像头，16.雷达，17.报警器，18.定位模块，19.通信组件，20.气瓶，21.气路，22.气囊，23.多通管； [0031] 301.安装筒，302.凸轮，303.顶板，304.刺针，305.弹簧； [0032] 101.三轴重力加速度传感器，102.三轴重力加速度传感器，103.三轴重力加速度传感器； [0033] 2201.肩部气囊，2202.肩部气囊，2203.颈部气囊，2204.腰部气囊，2205.胯部气囊，2206.胯部气囊； [0034] 2301.进气口，2302.出气口，2303.出气口，2304.出气口。 具体实施方式[0035] 为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0036] 实施例1 [0037] 本实施例提供了一种老年人摔倒防护装置，如图1‑图4所示，包括穿戴部件1，穿戴部件1用于穿戴在使用人员的身体上，穿戴部件1对应于使用人员肩部、颈部、腰部和胯部的位置设置有气囊22，气囊22与气路21连接，气路21通过触发装置与固定在穿戴部件的气瓶20连接，日常状态时，气囊22呈折叠状态，所述穿戴部件还设置有跌倒状态检测元件10，跌倒状态检测元件10以及触发装置均与连接在佩戴部件的控制模块连接，当跌倒状态检测元件检测到使用人员处于跌倒状态时，向控制模块发送信号，控制模块控制触发装置工作，将气瓶20的出气口打开，通过气路21对气囊22进行充气，气囊22膨胀，对使用人员进行跌倒防护。 [0038] 所述穿戴部件包括两个主连接带1，两个主连接带1的顶端与使用人员的肩部相配合用于覆盖使用人员的肩部，两个主连接带1的底端延伸至使用人员的腰部位置。 [0039] 所述主连接带1具有三层，其中外层为涤纶材质层，内层采用相对柔软的尼龙材质，增加使用人员的穿戴舒适性，所述外层和内层之间采用海绵进行填充。 [0040] 两个主连接带1的底端之间设有紧固腰带6，紧固腰带6包括与一侧主连接带连接的第一部分和与另一侧主连接带连接的第二部分，其中第一部分和第二部分可拆卸连接以实现将整个穿戴部件紧固在使用人员的身体上。 [0041] 所述紧固腰带6采用现有的非弹性织物材料制成，具体材料在此不进行详细叙述。 [0042] 所述第一部分和第二部分之间通过塑料插扣实现可拆卸连接，塑料插扣采用现有塑料插扣即可，其具体结构在此不进行详细叙述，所述第一部分和第二部分还设有紧固环，用于调节紧固腰带的松紧程度，所述紧固环与第一部分和第二部分的连接方式采用现有技术即可，在此不进行详细叙述。 [0043] 两个主连接带5之间还设有胸部护带，胸部护带的设置位于与使用人员的胸部位置相对应，能够对使用人员的胸部进行覆盖。 [0044] 胸部护带的前侧面设置有控制模块8，控制模块8设置在控制盒2中，所述控制盒的前侧设置有摄像头15，控制盒2内部设置有雷达16，摄像头15和雷达16与控制模块连接，能够捕捉路上车辆和行人等障碍物的慢镜头，优选的，所述摄像头15采用高速摄像头，所述雷达16采用激光雷达，用于感知使用人员前方范围内的潜在威胁，所述控制盒2还安装有报警器17，当摄像头15和雷达16检测到使用人员前方范围内车辆及行人以快速的速度移动且在使用人员的安全范围内时，会向控制模块传递信号，控制模块收到信号后控制报警器17工作，提醒使用人员或行人注意安全，雷达和摄像头组成了预警模块11。 [0045] 所述控制盒2还安装有显示屏14及按钮13，显示屏14及按钮13与控制模块连接，所述显示屏14可显示控制模块状态，即正常、危险、预警、呼叫等状态。当系统显示预警状态时，按下所述按钮将停止报警器工作，终止预警状态；当系统意外进入呼叫状态时，按下所述按钮将发送短信至关联的移动设备。显示屏14和按钮13组成了交互模块9。 [0047] 所述控制盒2内还安装有定位模块18，定位模块18与控制模块连接，优选的，所述定位模块18采用GPS定位器，控制模块通过无线传送模块与移动终端连接，无线传送模块包括与控制模块连接的通信组件19，所述通信组件19采用SIM芯片，所述SIM芯片通过无线传送与移动终端(例如手机)连接，定位模块和通信组件组成了蜂窝网络模块12。 [0048] 当控制模块接收到跌倒检测元件发出的摔倒信号时，触发呼叫状态，GPS定位器通过控制模块和无线传送模块将定位信息发送给移动终端，同时对使用人员绑定的运动终端进行呼叫，及时与使用人员的亲属取得联系。 [0049] 所述紧固腰带的对侧设置有腰部护带，腰部护带与同侧的主连接带1底端之间设有胯部气囊，两个胯部气囊分别为胯部气囊2205和胯部气囊2206，两个主连接带1顶端之间设置有颈部护带，颈部护带内部设有颈部气囊2203，胯部气囊通过气路21与腰部护带和主连接带1底端连接，颈部气囊2203通过气路两个主连接带1顶端连接，颈部气囊2203下方位于胸部护带的对侧设置有背部护带4。 [0050] 主连接带1、胸部护带、腰部护带、颈部护带以及背部护带4均采用空心结构，用于进行穿过气路和相应的线缆。 [0051] 所述主连接带1与肩部对应位置处内部设置有肩部气囊，相应的主连接带1设有与肩部气囊对应的展开出口，展开出口处设置有密封磁条，以对展开出口进行密封。 [0052] 两个肩部气囊分别为肩部气囊2201和肩部气囊2202。 [0053] 当肩部气囊充气后，能够迅速展开，其冲力将磁条顶开，达到肩部气囊展开的效果，对使用人员进行防护，使用结束后，肩部气囊泄气并折叠收回胯部护带内部，并使用密封磁条封住，可供下次继续使用。 [0054] 采用密封磁条，减少了材料的损耗。 [0055] 所述腰部护带设置有腰部气囊2204，颈部护带内设有颈部气囊2203，腰部气囊2204和颈部气囊2203的设置方式与肩部气囊的设置方式相同，在此不进行重复叙述。 [0056] 优选的，所有的气囊采用尼龙材质制成，能够多次重复使用。 [0057] 两个主连接带1的前侧面均设置有气瓶20和触发装置3，气瓶与20触发装置连接，触发装置3通过气路21与多个气囊连接。 [0058] 优选的，所述气瓶20采用压缩氦气气瓶，其出气口处设置有封堵膜，气瓶为一次性使用。 [0059] 为了方便对气瓶20进行更换，所述主连接带1的前侧面设置有口袋，气瓶20放置在口袋中。 [0061] 安装筒301内设置有转动驱动件，转动驱动件采用电机，电机与安装筒301内筒面固定连接，电机的输出轴与凸轮302连接，凸轮302与顶板303接触，顶板303与安装筒301的内筒面通过导轨滑动连接，凸轮302的转动能够带动顶板303沿安装筒301的轴线方向运动。 [0062] 所述顶板303的一侧与凸轮302接触，另一侧板面中心位置与刺针304的一端连接，刺针304的位置与气瓶20出气口的位置对应，凸轮302通过顶板303带动刺针304运动，刺针304能够刺破气瓶20出气口处的封堵膜，进而实现气瓶20内气体的送出。 [0063] 进一步的，为了对刺针304进行复位，所述顶板303与安装筒301内侧面设置的台肩结构之间设有弹簧305，弹簧305套在刺针304外周，其一端与顶板303连接，另一端与台肩结构连接。 [0064] 采用凸轮302带动刺针304运动打开气瓶20，与采用充气阀门相比，结构简单，不会产生阀门由于密封不良导致的漏气现象，同时，不会出现长时间不使用由于阀芯卡住而导致的运行不畅问题，提高了整个摔倒防护装置的使用可靠性。 [0065] 所述安装筒301的一端与气瓶的出气端连接，另一端连接有一个多通管23，多通管23设置在主连接带1的内部空腔内，如图6‑图7所示，多通管23具有一个进口2301和三个出口，其中进口与安装筒的出气端连接。 [0066] 如图8所示，其中多通管23位于中间的第一出口2303通过位于主连接带1内的气路与主连接带1内对应于人体肩部的肩部气囊连接。 [0067] 位于一侧第二出口2302的气路经过主连接带1内部空间后与颈部气囊连通。 [0068] 另一侧的第三出口2304的气路经过主连接带1内部空间后进入背部护带，然后穿过背部护带后依次经过胯部气囊、主连接带底端和腰部气囊并与胯部气囊和腰部气囊连通。 [0069] 颈部气囊2203通过气路21与两个主连接带1的顶端连接，背部护带通过气路与两个主连接带1的顶端以及颈部气囊2203连接，胯部气囊通过气路21与腰部护带和主连接带1的底端连接。 [0070] 整个穿戴部件只在胸部、腰部、背部以及肩部部位设置护带，其余部分为气路21，而且气路21采用扁平软管，使得整个穿戴部件更加轻便，穿戴更加方便，适宜任何季节穿戴，保证穿戴者舒适性的同时确保气体能通过气路顺利输送。 [0071] 由于气路21为扁平软管，因此多通管23的三个出口为扁平口。 [0072] 所述跌倒状态检测元件采用三轴重力加速度传感器，优选的，采用GY‑61三轴重力加速度传感器，三个三轴重力加速度传感器共同构成了传感模块10。 [0073] 三个三轴重力加速传感器分别设置在两个主连接带内部和背部护带内部，其中，设置在两个主连接带1内部的分别为三轴重力加速度传感器101、三轴重力加速度传感器102，设置在背部护带内的为三轴重力加速度传感器103，主连接带1内部的三轴重力加速度传感器的线缆经过主连接带和胸部护带内部空间后与控制模块连接，背部护带的三轴重力加速度传感器的线缆经过背部护带、主连接带以及胸部护带后与控制模块连接。 [0074] 所述的三个三轴重力加速度传感器用于补偿监测老年人使用人员的重力加速度信息，当检测到使用人员的重力加速度超过正常行走的阈值，三轴重力加速度传感器就向控制模块传递信息，证明使用人员处于跌倒状态。 [0075] 所述控制模块与电机连接，用于控制电机工作，控制模块与电机的连接线缆设置在主连接带以及胸部护带内部。 [0076] 本实施例的防护装置的工作方法为： [0077] 使用人员穿戴好穿戴部件，然后通过塑料卡扣将穿戴部件在身体上紧固。 [0078] 使用人员摔倒时，三轴重力加速度传感器检测到使用人员的跌倒状态，并向控制模块发出信号，控制模块控制电机工作，电机带动凸轮转动，凸轮带动顶板运动，顶板带动刺针运动，刺针刺破气瓶的出气口处的封堵膜，凸轮继续转动，在弹簧的作用下，刺针复位，气瓶内的气体经过安装筒和气路进入多个位置的气囊，折叠状态的气囊冲破密封磁条后展开，对使用人员进行防护。 [0079] 同时系统进入呼叫状态，定位模块采集使用人员的位置信息，通过无线传输模块将位置信息传递给移动终端，及时与使用人员的家属取得联系。如果确保使用人员没有造成身体上的损伤，按下按钮会停止呼叫状态，并且装置会向绑定的移动终端(例如手机等)发送平安短信。 [0080] 使用人员穿戴本实施例的防护装置行走时，摄像头和雷达探测使用人员周围的威胁，当发现使用人员周围存在危险状况时，控制模块控制报警器报警，提醒使用人员和行人注意安全，显示屏显示预警状态，按下按钮后会中断预警状态，报警器停止工作。 [0081] 使用完成后，拧开使用过的气瓶，挤压出气囊中的气体即可。 [0082] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。 |
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