CN109243142A - 一种防跌倒装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防跌倒装置，涉及防护用品领域，包括控制手环、背心以及安装于背心的加速传感器和若干第一安全气囊，控制手环与加速传感器信号连接，若干第一安全气囊分布于背心的前部，加速传感器用于监测穿戴者的加速度数据并将该加速度数据传递至控制手环，控制手环用于接收来自加速传感器的加速度数据，经过与预设值进行比对后进行语音播报。该装置能够在当老人处于一个较为危险的状态时，及时提醒老人，防止意外跌倒的发生。当老人跌倒以后，安全气囊会瞬间打开，安全气囊的设置能够起到缓冲作用，有效降低跌倒给老人带来的伤害，同时可以及时提醒身边人以及家属和护工，使老人得到及时的救助。

Description

一种防跌倒装置

技术领域

本发明主要涉及防护用品领域，具体而言，涉及一种防跌倒装置。

背景技术

全世界每年有约424000人死于跌倒，跌倒已经成为意外伤害致死的第二大成因，仅次于交通事故。在这些受伤害人群中，六十岁以上的人口占大多数。因此，研究如何防止老人跌倒以及降低跌倒带来的伤害显得尤为重要。而市面上还未出现可以有效的防跌倒的装置。

中国专利，防跌倒机器人(CN106618973A)，包括主支撑体以及与其连接的附属支撑体，所述附属支撑体上设置固定部件，所述固定部件包括与所述附属支撑体相配套的关节元件和缓冲元件，所述主支撑体为记忆合金制件，沿人体脊柱曲度贴合，所述主支撑体上设置主控芯片以及与其连接的加压装置，所述加压装置为电磁阀启动式，所述附属支撑体为记忆合金制件，与人体四肢及各关节部位贴合，所述附属支撑体上设置压力传感装置与安全气囊，所述压力传感装置与所述主控芯片连接，所述安全气囊与所述加压装置连接。该装置设计了符合人体直立运动工学原理的部件，而且，还设置由智能判断保护装置，当判定用户有跌倒倾向时，打开防护部件，可以防止用户直接着地而受伤。但是该装置需要将支撑体与人体紧密结合在一起，使人体正常活动受到限制，并且当老人安装该防跌倒机器人之后，非常影响人体的美观，有可能会致使他人认为老人具有身体残疾，对老人的心理造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防跌倒装置，使上述的问题得到有效改善。

本发明是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种防跌倒装置，包括控制手环、背心以及安装于所述背心内的加速传感器和若干第一安全气囊，所述控制手环与所述加速传感器信号连接，若干所述第一安全气囊分布于所述背心的前部，所述加速传感器用于监测穿戴者的加速度数据并将该加速度数据传递至所述控制手环，所述控制手环用于接收来自所述加速传感器的加速度数据，经过与预设值进行比对后进行语音播报。

在本发明的可选实施例中，所述控制手环包括电池、信号接收器、中央处理器、蜂鸣器、蓝牙报警器以及用于监测老人心率的心率监测器，所述电池用于提供电能，所述加速传感器设置有与所述信号接收器相匹配的信号发射器，所述信号接收器、所述蜂鸣器、所述蓝牙报警器和所述心率监测器均与所述中央处理器电连接，所述蜂鸣器用于接收所述中央处理器的指令并进行警报，所述蓝牙报警器还与护工或家属所携带的电子设备建立蓝牙信号连接，且蓝牙报警器用于接收中央处理器发出的报警指令并将该报警指令传输至护工或家属所携带的电子设备。

在本发明的可选实施例中，所述背心还安装有高压气瓶，所述高压气瓶通过第一气管与若干第一安全气囊连通，所述第一气管安装有第一充气开关，所述第一充气开关与所述中央处理器信号连通，且所述中央处理器用于控制所述第一充气开关的开启。

在本发明的可选实施例中，所述背心从内向外设置的内层、柔性缓冲层和外层，所述气囊安装于所述外层，所述柔性缓冲层用于缓冲所述第一安全气囊瞬间充气所产生的压力。

在本发明的可选实施例中，所述加速传感器为三轴加速度计和三轴陀螺仪。

在本发明的可选实施例中，所述背心的顶部还设置有颈部防护装置，所述颈部防护装置为长条形，所述颈部防护装置包括安装袋以及收容于所述安装袋内的第二安全气囊，所述第二安全气囊具有收容于所述安装袋内的第一状态以及充气饱满并将老人的头部从后颈部至额头包覆住的第二状态。

在本发明的可选实施例中，所述安装袋的底部还设置有长条形高压气袋，所述高压气袋与所述第二安全气囊通过第二气管连通，所述第二气管安装有第二充气开关，且所述第二充气开关与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于控制所述第二充气开关的开启。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的实施例提供的一种防跌倒装置，当老人处于一个较为危险的状态时，能够及时提醒老人，防止意外跌倒的发生。当老人跌倒以后，安全气囊会瞬间打开，安全气囊的设置能够起到缓冲作用，有效降低跌倒给老人带来的伤害，同时可以及时提醒身边人以及家属和护工，使跌倒的老人得到及时的救助。同时，为了防止安全气囊迅速打开给老人带来二次伤害，背心内层设有柔性缓冲层，可以缓冲安全气囊瞬间充气带来的冲击力。并且安全气囊均采用多个小气囊的设置，使该装置更加贴合人体构造，同时也减小了安全气囊的体积。本装置可以有效地预防老人跌倒，并在老人跌倒后大幅度的减轻跌倒给老人带来的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的防跌倒装置的结构示意图；

图2是图1的控制手环的内部结构示意图；

图3是图1的背心的内部结构示意图；

图4是图1的颈部防护装置的第一状态的结构示意图；

图5是图1的颈部防护装置的第二状态的结构示意图。

图标：10-背心；11-高压气瓶；12-内层；13-柔性缓冲层；14-外层；20-控制手环；21-电池；22-信号接收器；23-中央处理器；24-蜂鸣器；25-心率监测器；26-第一气管；27-第一充气开关；28-蓝牙报警器；30-加速传感器；40-第一安全气囊；50-颈部防护装置；51-纽扣；52-安装袋；53-第二安全气囊；54-开口；55-连接绳；56-第二充气开关；57-第二气管；58-高压气袋。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

实施例

请参照图1所示，本发明的实施例提供了一种防跌倒装置，包括控制手环20、背心10以及安装于背心10的加速传感器30和若干第一安全气囊40，老人在带上控制手环20的同时还应该穿上背心10，加速传感器30用于监测老人在某个方向上的加速度，若干第一安装气囊有两个状态，也就是充气状态和未充气状态，当老人处于安全状态的时候，第一安全气囊40内未冲入气体，背心10处于正常形态，当老人处于即将跌倒的状态的时候，第一安全气囊40会通过充气的设备快速充气，充满气体的时间控制在0.1秒以内，当第一安全气囊40充气完成后可以使老人在接触地面之前具备很大的缓冲力，从而可以防止老人跌倒摔伤，该装置尤其适合六十岁以上的老年人，因为老年人的骨质比较疏松并且也比较脆，在摔倒的时候如果没有任何防护措施，很容易造成粉碎性的骨折，后果非常的严重。

控制手环20与加速传感器30信号连接。若干第一安全气囊40分布于背心10的前部，当然，背心10的背部也相应设置若干第一安全气囊40，既可以保护老人的胸腔又可以保护老人的后背和脊椎。加速传感器30用于监测穿戴者的加速度数据并将该加速度数据传递至控制手环20，控制手环20用于接收来自加速传感器30的加速度数据，经过与预设值进行比对后进行语音播报。

需要说明的是，上述预设值也就是加速度和角速度的阈值，包括加速传感器30的实时加速度和实时角速度，并且这里的阈值有两个，分别可以看作是阈值a和阈值b，阈值a代表老人处于比较危险状态，阈值b代表，老人处于即将跌倒的状态，该阈值a和阈值b需要通过反复的实验确定，设置阈值a主要是进行跌倒风险的排出，当老人正在进行一些比较危险的活动或者动作的时候，如果其动作幅度比较大时，会大于或者等于阈值a的范围但是又小于阈值b的大小，此时，如果不停止上述危险动作，将可能存在很大的跌倒风险，所以，此时控制手环20会将老人正在进行的动作进行警告，提醒老人，让老人停止该危险动作或者降低动作幅度。而当老人的动作幅度已经达到或者超过阈值b时，说明老人必然会出现跌倒的结果，此时，控制手环20会触发充气的装置，使充气的装置向第一安全气囊40内冲入气体，第一安全气囊40在短时间内迅速充气膨胀，并形成老人与地面之间的缓冲结构，以降低老人跌倒的损伤。

在本实施例中，控制手环20包括电池21、信号接收器22、中央处理器23、蜂鸣器24、蓝牙报警器28以及用于监测老人心率的心率监测器25，中央处理器23为单片机，电池21用于提供电能，控制手环20设置成可充电的结构，可反复充电使用，加速传感器30设置有与信号接收器22相匹配的信号发射器，控制手环20和加速传感器30之间的信号连接为局域网连接，无需连接外部网络。信号接收器22、蜂鸣器24、蓝牙报警器28和心率监测器25均与中央处理器23电连接，蜂鸣器24用于接收中央处理器23的指令并进行警报，蓝牙报警器28还与护工或家属所携带的电子设备建立蓝牙信号连接，且蓝牙报警器28用于接收中央处理器23发出的报警指令并将该报警指令传输至护工或家属所携带的电子设备。

上述蜂鸣器24用于产生高频率的蜂鸣提示声音，若老人处于危险状态则打开安全气囊，蜂鸣器24启动，提醒身边人对老人进行救助，并启动蓝牙报警装置，及时通知护工或家属。当然，这里的蜂鸣器24和蓝牙报警器28都是可以手动关闭的，因为，本装置设置了安全气囊，可以大大降低老人跌倒损伤的危险，大多数时候，老人都可以自行起身，老人在站立起来之后如果发现身体并与任何损伤，此时就可以手动关闭蜂鸣器24和蓝牙报警器28，因为蜂鸣器24的高频声音有可能会造成老人的不适，及时关闭使老人能够保持更加舒适的状态，并且也是作为一个信号，告知护工和家属，此时老人处于安全状态。

在本实施例中，背心10还安装有高压气瓶11，高压气瓶11设计成具有一定弧度的结构，恰好能够与人体的外形相吻合。高压气瓶11通过第一气管26与若干第一安全气囊40连通，第一气管26安装有第一充气开关27，第一充气开关27与中央处理器23信号连通，且中央处理器23用于控制第一充气开关27的开启。第一充气开关27为电动阀，可以通过电能驱动，当中央处理器23接收到加速传感器30的加速度信号之后，会将该加速信号与在中央处理器23内设置的阈值b进行比对，如果加速度信号大于或者等于阈值b的数值时，中央处理器23就会驱动第一充气开关27打开，使高压气瓶11为第一安全气囊40快速充气。

请参照图3所示，在本实施例中，背心10从内向外设置的内层12、柔性缓冲层13和外层14，内层12为透气层，可以采用棉料、纤维等透气材料制成，在保证具有透气性的前提下，能够使老人穿戴起来更加的舒适。气囊安装于外层14，柔性缓冲层13用于缓冲第一安全气囊40瞬间充气所产生的压力，柔性缓冲层13为波浪形的带孔薄海绵，具有缓冲作用，防止跌倒过程中安全气囊的迅速打开给老人带来二次伤害，同时，柔性缓冲层13还可以缓冲由于第一安全气囊40瞬间充气带来的瞬时压力，波浪形的设计具有一定程度的按摩功能，薄海绵上的小孔，有效增强了该装置的透气性。吸汗纤维或者棉料层包裹在柔性缓冲层13上。。

在本实施例中，加速传感器30为三轴加速度计和三轴陀螺仪。加速度传感器30用来测线加速度的，所谓三轴是指X/Y/Z三个方向组合，而陀螺仪是用来测角速率变化的，即测绕轴线旋转角速度变化的，二者结合在一起，可以将角加速度和先加速度同时测出，这样，可以将测量出的先加速度和角加速度合并在一起进行分析，可以更加准确的分析出老人说出的实时状态，避免误操作。柘林的加速传感器30选择mpu6050，其可以通过与单片机的联合实现对加速度的实时监测。

请参照图4和图5所示，在本实施例中，背心10的顶部还设置有颈部防护装置50，颈部防护装置50为长条形，颈部防护装置50通过纽扣51与老人的颈部固定；颈部防护装置50是专为保护老人的颈部而设计的，因为，老年人身体反应相对于年轻人来说更缓慢，在跌倒的时候来不及进行头部的支撑和保护，很有可能会造成头部或颈椎的损伤，另外，由于老人的上半身已经受到了第一安全气囊40的保护，当第一安全气囊40充气之后，会有很大的缓冲作用，但是，头部未设置任何防护装置，当老人摔倒之后，身体部分会首先接触地面，而身体的部分在第一安全气囊40的保护作用下安全落地并且有一定的反弹作用，而头部和颈部会在惯性作用下继续向下运动，并且，在第一安全气囊40的反弹作用下，会增强头部和颈部的惯性作用，使得头部与地面发生碰撞，直接损伤头部，而颈部也会相应受到伤害。这里的颈部防护装置50可以很好的保护老人的颈部和头部。

具体的，第一颈部防护装置50包括安装袋52以及收容于安装袋52内的第二安全气囊53，安装袋52的顶部设置有开口54，开口54采用多根连接绳55间隔连接，连接绳55采用容易断裂的细纤维制成，当第二安全气囊53充气的时候会将连接绳55冲开，并从开口54处伸出。第二安全气囊53具有收容于安装袋52内的第一状态以及充气饱满并将老人的头部从后颈部至额头包覆住的第二状态。当第二安装气囊处于第一状态时，也对应于老人处于安全的状态，此时，第二安全气囊53完全收纳于安装袋52内。当第二安全气囊53处于第二状态时，老人处于即将跌倒的状态，此时第二安全气囊53处于充气的状态，并且将老人的头部包覆起来，包覆范围从老人的后颈部开始依次至后脑、头顶和额头，这样可以全方位的保护老人的颈部和头部，避免受到损伤。

进一步的，第二安全气囊53包括若干个依次连接的小气囊，若干个小气囊连接成与头部匹配的形状，第二安全气囊53充气的方向为从下端至上端。

在本实施例中，安装袋52的底部还设置有长条形高压气袋58，高压气袋58用于在紧急情况下向第二安全气囊53内快速充气，高压气袋58与第二安全气囊53通过第二气管57连通，第二气管57安装有第二充气开关56，且第二充气开关56与中央处理器23信号连接，也就是说，第二充气开关56和第一充气开关27都是通过中央处理器23直接控制的，并且第一充气开关27和第二充气开关56是同时开启的，中央处理器23用于控制第二充气开关56的开启。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防跌倒装置，其特征在于，包括控制手环、背心以及安装于所述背心内的加速传感器和若干第一安全气囊，所述控制手环与所述加速传感器信号连接，若干所述第一安全气囊分布于所述背心的前部，所述加速传感器用于监测穿戴者的加速度数据并将该加速度数据传递至所述控制手环，所述控制手环用于接收来自所述加速传感器的加速度数据，经过与预设值进行比对后进行语音播报。

2.根据权利要求1所述的防跌倒装置，其特征在于，所述控制手环包括电池、信号接收器、中央处理器、蜂鸣器、蓝牙报警器以及用于监测老人心率的心率监测器，所述加速传感器设置有与所述信号接收器相匹配的信号发射器，所述信号接收器、所述蜂鸣器、所述蓝牙报警器和所述心率监测器均与所述中央处理器电连接，所述蜂鸣器用于接收所述中央处理器的指令并进行警报，所述蓝牙报警器还与护工或家属所携带的电子设备建立蓝牙信号连接，且蓝牙报警器用于接收中央处理器发出的报警指令并将该报警指令传输至护工或家属所携带的电子设备。

3.根据权利要求2所述的防跌倒装置，其特征在于，所述背心还安装有高压气瓶，所述高压气瓶通过第一气管与若干第一安全气囊连通，所述第一气管安装有第一充气开关，所述第一充气开关与所述中央处理器信号连通，且所述中央处理器用于控制所述第一充气开关的开启。

4.根据权利要求1所述的防跌倒装置，其特征在于，所述背心从内向外设置的内层、柔性缓冲层和外层，所述气囊安装于所述外层，所述柔性缓冲层用于缓冲所述第一安全气囊瞬间充气所产生的压力。

5.根据权利要求1所述的防跌倒装置，其特征在于，所述加速传感器为三轴加速度计和三轴陀螺仪。

6.根据权利要求2所述的防跌倒装置，其特征在于，所述背心的顶部还设置有颈部防护装置，所述颈部防护装置为长条形，所述颈部防护装置包括安装袋以及收容于所述安装袋内的第二安全气囊，所述第二安全气囊具有收容于所述安装袋内的第一状态以及充气饱满并将老人的头部从后颈部至额头包覆住的第二状态。

7.根据权利要求6所述的防跌倒装置，其特征在于，所述安装袋的底部还设置有长条形高压气袋，所述高压气袋与所述第二安全气囊通过第二气管连通，所述第二气管安装有第二充气开关，且所述第二充气开关与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于控制所述第二充气开关的开启。