CN105688398A - 一种能随机响应的运动防护设备 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊，固位装置，设置于气囊上的爆炸发生装置，引爆爆炸发生装置的电点火器，识别装置，控制单元；固位装置用以把气囊固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元根据识别装置的输入来控制电点火器，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元控制电点火器点火，以促成爆炸发生装置爆炸，如此使气囊瞬间膨胀。本发明具有以下优点：保护效果佳，能随机响应。
Description
技术领域
本发明涉及一种运动防护设备的制造。
背景技术
随着职业体育的不断发展，职业运动员的身价越来越高，以足球为例，梅西、C罗的身价已接近一亿欧元，运动员一旦受伤，会给俱乐部带来巨大的损失，有些甚至会上升到国家层面，如南非世界杯前贝克汉姆的受伤，给英格兰队造成了不可估量的损失，如此，设计一些运动防护设备对运动员进行保护势在必行，现有技术的运动防护设备无非是一些简单的隔离设备，如护膝、护腕、护腰等，但这些设备有一共同的不足，由于要顾及运动员动作的灵活性，这类隔离设备不能做得太过厚实，相应的，保护效果就差，经常有运动员在赛季中受伤，这一现象有必要得到改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种保护效果佳，能随机响应的运动防护设备。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊，固位装置，设置于气囊上的爆炸发生装置，引爆爆炸发生装置的电点火器，识别装置，控制单元；固位装置用以把气囊固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元与识别装置相联系以获得其识别结果，控制单元与电点火器相联系以对其实现控制，控制单元根据识别装置的输入来控制电点火器，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元控制电点火器点火，以促成爆炸发生装置爆炸，如此使气囊瞬间膨胀。本发明的运动防护设备在使用时，识别装置随时处于监控状态，当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元控制电点火器点火，以促成爆炸发生装置爆炸，如此使气囊瞬间膨胀，有效地保护了运动员的安全。相比于已有技术，本发明保护效果佳，能随机响应，本发明的运动防护设备属于穿戴设备，可以在现场便利地更换，用过的运动防护设备只要更换爆炸发生装置就可再次循环使用，成本不高。气囊，爆炸发生装置，电点火器属于已有技术，在汽车的防撞领域被广泛使用，近年来，随着穿戴设备的兴起，各种电子原件都实现了小型化，本发明的各部件可集约化制作在一起并穿戴在人身上，既不影响动作的灵活性，又达到了很好的保护效果。
识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性，对本发明来说尤为重要，应尽量使识别装置简单，合理。
优选的，识别装置包括一第一微型摄像头，第一视频信息分析系统；第一微型摄像头设置于待保护部位上；第一视频信息分析系统对第一微型摄像头摄得的视频信息进行分析，当视频图像中出现的黑影面积变大速率超过预定设置且黑影的面积大于预设值时，第一视频信息分析系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。一般来说，会对待保护部位造成伤害的来袭物尺寸不会太大，如钉鞋，对手的膝盖骨等，这类目标接近待保护部位时，在遮光效应的作用下，会在第一微型摄像头摄得的视频信息中生成黑影，黑影面积变大速率代表来袭物接近待保护部位的速度，黑影面积代表来袭物接近待保护部位的程度，当视频图像中出现的黑影面积变大速率超过预定设置且黑影的面积大于预设值时，说明来袭物十分接近待保护部位且速度很快，第一视频信息分析系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
当然，上述识别方法比较粗糙，有必要得到改进。
优选的，识别装置包括一第二微型摄像头，第二视频信息分析系统；第二微型摄像头设置于待保护部位上；第二视频信息分析系统对第二微型摄像头摄得的视频信息进行分析以获得三个信息，第一个信息，视频图像中是否存在危险目标，第二个信息，根据危险目标变大的速率得出危险目标的接近速度，第三个信息，危险目标的面积大小，当危险目标的接近速度超过预定设置且危险目标的面积大于预设值时，第二视频信息分析系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。对一项运动来说，其潜在的危险目标是可预测的，如以足球运动为例，钉鞋是对球员造成伤害的首要因素，因此，可把不同角度摄得的钉鞋图像作为危险目标，把危险目标从视频图像中识别出来涉及已有技术，在中国专利网上可搜索到上千项相关技术，如申请号为201410055252.4的中国专利公开了一种图像识别系统及方法，申请号为201310262454.1的中国专利公开了一种图像识别方法，危险目标的面积大小与危险目标与待保护部位的距离是相关的，因此，可通过分析一段时间内危险目标面积变大的速率得出危险目标的接近速度，当视频图像中出现的危险目标的接近速度超过预定设置且危险目标的面积大于预设值时，说明危险目标十分接近待保护部位且速度很快，第二视频信息分析系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。为了防止危险目标接近第二微型摄像头时产生黑影，可在第二微型摄像头上加设红外系统，另外，为了从多角度保护待保护部位，第二微型摄像头也可以是多个，彼此朝向不同。如果为了获得更好的拍摄角度，第二微型摄像头也可以不设置在待保护部位，如待保护部位为脚腕，第二微型摄像头可设置在膝部，其镜头对准脚腕。
优选的，识别装置包括一微型雷达，雷达数据处理系统；微型雷达对来袭物的大小、接近速度、与待保护部位的距离进行测定并把这三个参数输入雷达数据处理系统，当这三个参数符合预设关系时，雷达数据处理系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。随着穿戴设备的普及，雷达的小型化势在必行，本世纪初，德国的法兰克福诞生第一款微型雷达，其只有指甲盖大小，却拥有优异的性能，探测半径为3米，解析度为1毫米，非常适合穿戴在身上。
优选的，所述识别装置包括一弹性棉块，信息处理系统；弹性棉块设置在待保护部位上，弹性棉块的底面设置有若干压力感应片；信息处理系统与压力感应片相连接以得出来袭物的接近速度，当来袭物的接近速度大于预设值时，信息处理系统判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。当来袭物触接弹性棉块时，压力感应片感应到压力，来袭物进入弹性棉块越深，压力感应片感应到的压力越大，且来袭物进入弹性棉块的深度与压力感应片感应到的压力相对应，因此，信息处理系统可通过分析一段时间内压力感应片感应到的压力变化得出来袭物的接近速度。
当然，识别装置还可有更多的技术方案，这里不一一赘述。
进一步的技术，固位装置为一护膝，气囊呈环带状设置在护膝的夹层中。
进一步的技术，固位装置为一护腕，气囊呈环带状设置在护腕的夹层中。
进一步的技术，固位装置为一护腰，气囊设置在护腰的中央。
与现有技术相比，本发明为一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊，固位装置，设置于气囊上的爆炸发生装置，引爆爆炸发生装置的电点火器，识别装置，控制单元；固位装置用以把气囊固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元根据识别装置的输入来控制电点火器，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元控制电点火器点火，以促成爆炸发生装置爆炸，如此使气囊瞬间膨胀。本发明具有以下优点：保护效果佳，能随机响应。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体结构示意图。
图2为本发明实施例1的视频图像中出现黑影P的情景。
图3为本发明实施例1中黑影面积变大速率曲线。
图4为本发明实施例2的整体结构示意图。
图5为本发明实施例2的视频图像中出现危险目标钉鞋V。
图6为本发明实施例2的视频图像中危险目标钉鞋V面积大于预设值时的情景。
图7为本发明实施例3的整体结构示意图。
图8为本发明实施例4的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊1，固位装置，设置于气囊1上的爆炸发生装置3，引爆爆炸发生装置3的电点火器4，识别装置，控制单元6；固位装置用以把气囊1固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元6与识别装置相联系以获得其识别结果，控制单元6与电点火器4相联系以对其实现控制，控制单元6根据识别装置的输入来控制电点火器4，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀。
其中，识别装置包括一第一微型摄像头A1，第一视频信息分析系统A2；第一微型摄像头A1设置于待保护部位上；第一视频信息分析系统A2对第一微型摄像头A1摄得的视频信息进行分析，当视频图像中出现的黑影面积变大速率超过预定设置且黑影的面积大于预设值时，第一视频信息分析系统A2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
其中，固位装置为一护膝H，气囊1呈环带状设置在护膝H的夹层中。
本发明是这样实现的：本发明的运动防护设备在使用时，识别装置随时处于监控状态，当视频图像中出现的黑影面积变大速率超过预定设置且黑影的面积大于预设值时，如图2所示，视频图像中出现一个面积大于预设值的黑影P，黑影面积变大速率如图3中曲线X1所示，其明显超过曲线X2，在图3中，曲线X2代表预定设置的黑影面积变大速率，T代表时间，M代表黑影的面积，第一视频信息分析系统A2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀，运动员的膝盖部位得到有效保护，避免了受伤。
实施例2
一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊1，固位装置，设置于气囊1上的爆炸发生装置3，引爆爆炸发生装置3的电点火器4，识别装置，控制单元6；固位装置用以把气囊1固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元6与识别装置相联系以获得其识别结果，控制单元6与电点火器4相联系以对其实现控制，控制单元6根据识别装置的输入来控制电点火器4，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀。
其中，识别装置包括一第二微型摄像头B1，第二视频信息分析系统B2；第二微型摄像头B1设置于待保护部位上；第二视频信息分析系统B2对第二微型摄像头B1摄得的视频信息进行分析以获得三个信息，第一个信息，视频图像中是否存在危险目标，第二个信息，根据危险目标变大的速率得出危险目标的接近速度，第三个信息，危险目标的面积大小，当危险目标的接近速度超过预定设置且危险目标的面积大于预设值时，第二视频信息分析系统B2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
其中，固位装置为一护腰Y，气囊1设置在护腰Y的中央。
本发明是这样实现的：本发明的运动防护设备在使用时，识别装置随时处于监控状态，如图5所示，第二视频信息分析系统B2在视频图像中发现危险目标钉鞋V，随着钉鞋V接近待保护部位，钉鞋V在视频图像中迅速变大，如图6所示，这时，视频镜头已容不下整个钉鞋V，但可根据钉鞋V局部的影像推断出整个钉鞋V的大小，如根据鞋钉V1的大小得出钉鞋V的大小，第二视频信息分析系统B2根据危险目标变大的速率得出危险目标的接近速度，当危险目标的接近速度超过预定设置且危险目标的面积大于预设值时，第二视频信息分析系统B2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀，运动员的腰部得到有效保护，避免了受伤。
实施例3
一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊1，固位装置，设置于气囊1上的爆炸发生装置3，引爆爆炸发生装置3的电点火器4，识别装置，控制单元6；固位装置用以把气囊1固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元6与识别装置相联系以获得其识别结果，控制单元6与电点火器4相联系以对其实现控制，控制单元6根据识别装置的输入来控制电点火器4，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀。
其中，识别装置包括一微型雷达D1，雷达数据处理系统D2；微型雷达D1对来袭物的大小、接近速度、与待保护部位的距离进行测定并把这三个参数输入雷达数据处理系统D2，当这三个参数符合预设关系时，雷达数据处理系统D2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
一般来说，来袭物越小，速度越高，离待保护部位越近，危险性越高。
来袭物面积小于9厘米平方，来袭物速度大于每秒2米，来袭物离待保护部位3厘米时，雷达数据处理系统D2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。来袭物面积大于9厘米平方而小于18厘米平方，来袭物速度大于每秒2米，来袭物离待保护部位2厘米时，雷达数据处理系统D2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
其中，固位装置为一护腕W，气囊1呈环带状设置在护腕W的夹层中。
本发明是这样实现的：本发明的运动防护设备在使用时，微型雷达D1随时处于监控状态，微型雷达D1对来袭物的大小、接近速度、与待保护部位的距离进行测定并把这三个参数输入雷达数据处理系统D2，当这三个参数符合预设关系时，雷达数据处理系统D2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀，运动员的膝盖部位得到有效保护，避免了受伤。
实施例4
一种能随机响应的运动防护设备，包括气囊1，固位装置，设置于气囊1上的爆炸发生装置3，引爆爆炸发生装置3的电点火器4，识别装置，控制单元6；固位装置用以把气囊1固定在运动员的待保护部位；识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；控制单元6与识别装置相联系以获得其识别结果，控制单元6与电点火器4相联系以对其实现控制，控制单元6根据识别装置的输入来控制电点火器4，具体为：当识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀。
其中，识别装置包括一弹性棉块M1，信息处理系统M2；弹性棉块M1设置在待保护部位上，弹性棉块M1的底面设置有若干压力感应片M3；信息处理系统M2与压力感应片M3相连接以得出来袭物的接近速度，当来袭物的接近速度大于预设值时，信息处理系统M2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
其中，固位装置为一护腰Y，气囊1设置在护腰Y的中央。
本发明是这样实现的：本发明的运动防护设备在使用时，识别装置随时处于监控状态，信息处理系统M2与压力感应片M3相连接以得出来袭物的接近速度，当来袭物的接近速度大于预设值时，信息处理系统M2判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。控制单元6控制电点火器4点火，以促成爆炸发生装置3爆炸，如此使气囊1瞬间膨胀，运动员的腰部得到有效保护，避免了受伤。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种变化。
Claims (8)
1.一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：包括气囊(1)，固位装置，设置于所述气囊(1)上的爆炸发生装置(3)，引爆所述爆炸发生装置(3)的电点火器(4)，识别装置，控制单元(6)；所述固位装置用以把所述气囊(1)固定在运动员的待保护部位；所述识别装置用以识别来袭物接近待保护部位的运动是否有危险性；所述控制单元(6)与所述识别装置相联系以获得其识别结果，所述控制单元(6)与所述电点火器(4)相联系以对其实现控制，所述控制单元(6)根据所述识别装置的输入来控制所述电点火器(4)，具体为：当所述识别装置识别到来袭物接近待保护部位的运动有危险性时，所述控制单元(6)控制所述电点火器(4)点火，以促成所述爆炸发生装置(3)爆炸，如此使所述气囊(1)瞬间膨胀。
2.根据权利要求1所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述识别装置包括一第一微型摄像头(A1)，第一视频信息分析系统(A2)；所述第一微型摄像头(A1)设置于所述待保护部位上；所述第一视频信息分析系统(A2)对所述第一微型摄像头(A1)摄得的视频信息进行分析，当视频图像中出现的黑影面积变大速率超过预定设置且黑影的面积大于预设值时，所述第一视频信息分析系统(A2)判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
3.根据权利要求1所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述识别装置包括一第二微型摄像头(B1)，第二视频信息分析系统(B2)；所述第二微型摄像头(B1)设置于所述待保护部位上；所述第二视频信息分析系统(B2)对所述第二微型摄像头(B1)摄得的视频信息进行分析以获得三个信息，第一个信息，视频图像中是否存在危险目标，第二个信息，根据危险目标变大的速率得出危险目标的接近速度，第三个信息，危险目标的面积大小，当危险目标的接近速度超过预定设置且危险目标的面积大于预设值时，所述第二视频信息分析系统(B2)判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
4.根据权利要求1所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述识别装置包括一微型雷达(D1)，雷达数据处理系统(D2)；所述微型雷达(D1)对来袭物的大小、接近速度、与待保护部位的距离进行测定并把这三个参数输入所述雷达数据处理系统(D2)，当这三个参数符合预设关系时，所述雷达数据处理系统(D2)判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
5.根据权利要求1所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述识别装置包括一弹性棉块(M1)，信息处理系统(M2)；所述弹性棉块(M1)设置在待保护部位上，所述弹性棉块(M1)的底面设置有若干压力感应片(M3)；所述信息处理系统(M2)与所述压力感应片(M3)相连接以得出来袭物的接近速度，当来袭物的接近速度大于预设值时，所述信息处理系统(M2)判断为来袭物接近待保护部位的运动有危险性。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述固位装置为一护膝(H)，所述气囊(1)呈环带状设置在所述护膝(H)的夹层中。
7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述固位装置为一护腕(W)，所述气囊(1)呈环带状设置在所述护腕(W)的夹层中。
8.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种能随机响应的运动防护设备，其特征在于：所述固位装置为一护腰(Y)，所述气囊(1)设置在所述护腰(Y)的中央。
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Effective date of registration: 20191220 Address after: 273300 intersection of Yinhua road and Fengshan Road, Pingyi Economic Development Zone, Linyi City, Shandong Province Patentee after: Shandong Linyi Kewei Machinery Co., Ltd. Address before: 315142 Dongshan village, Tong Town, Ningbo, Zhejiang, Yinzhou District Patentee before: Ningbo Yinzhou Leke Mechanical and Electrical Techonlogy Co., Ltd. |
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