CN107961525B - 一种与滑雪靴结合的智能保护设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种与滑雪靴结合的智能保护设备，包括连接机构、保护机构以及控制机构，控制机构包括处理器、驱动装置、定位装置、导航装置以及警示装置，定位装置向处理器发送位置信息，处理器在导航装置中设定运动范围，导航装置确认用户的位置信息以及提供方向引导，警示装置设置为佩戴式麦克风，向用户发送语音信息，保护机构包括金属支撑杆、旋转装置以及锁定装置，旋转装置连接金属支撑杆的两端，金属支撑杆拼接为一个金属支架，锁定装置控制的旋转装置的活动，金属支撑杆包括压强传感器，压强传感器位于金属支架的外部，检测从外到内的压强并将压强发送给处理器，压强传感器与锁定装置建立一一对应的关系，所述关系预存在处理器中。

Description

一种与滑雪靴结合的智能保护设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及滑雪设备领域，特别涉及一种与滑雪靴结合的智能保护设备及其工作方法。

背景技术

滑雪作为一项新兴运动，一方面人们对滑雪运动很陌生，另一方面有资格有经验的铰链很少，大多数人参加滑雪运动都是自己摸索，在雪地上摸爬滚打，甚至是一路摔出来的，滑雪作为高危运动之一，多数人在学会滑雪之前或多或少都受过伤，即使在学会滑雪之后仍会经常受伤，造成伤害的原因的多种，其一，人们缺乏安全意识，其二，由于滑雪运动在中国不普及，安全知识普及不够，其三，滑雪护具不专业。

滑雪护具包括头盔、护甲、护臀、护掌、护膝等等，而一般滑雪受伤的情况大多为扭伤或骨折，目前的护具无法保持身体灵活的情况下具备防撞击的功能。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种与滑雪靴结合的智能保护设备及其工作方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：一种与滑雪靴结合的智能保护设备，包括连接机构、保护机构以及控制机构，所述控制机构包括处理器、驱动装置、定位装置、导航装置以及警示装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述定位装置、所述导航装置以及所述警示装置连接，所述定位装置用于向所述处理器发送位置信息，所述处理器在所述导航装置中设定运动范围，所述导航装置用于确认用户的位置信息以及提供方向引导，所述警示装置设置为佩戴式麦克风，用于向用户发送语音信息，所述保护机构包括金属支撑杆、旋转装置以及锁定装置，所述旋转装置连接所述金属支撑杆的两端，所述金属支撑杆受到内部压力时可绕所述旋转装置变形，所述金属支撑杆通过所述旋转装置竖直拼接为一个金属支架，所述金属支架通过所述连接机构与滑雪靴连接，所述金属支架呈一内部中空且无底面的柱体结构，所述锁定装置与所述驱动装置连接，所述锁定装置设置于所述旋转装置上，用于控制的旋转装置的活动，所述金属支撑杆包括压强传感器，所述压强传感器与所述处理器连接，所述压强传感器位于所述金属支架的外部，用于检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器，所述压强传感器与锁定装置建立一一对应的关系，所述关系预存在所述处理器中。

作为本发明的一种优选方式，所述保护机构还包括亮度传感器与聚光灯，所述亮度传感器与所述处理器连接，用于检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器，所述聚光灯与所述驱动装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述保护机构还包括速度传感器，所述速度传感器与所述处理器连接，用于测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，所述保护机构还包括风速测量仪，所述风速测量仪与所述处理器连接，用户测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，所述金属支架内侧设置有弹性防护材料，所述弹性防护材料用于减震缓冲。

作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：

a)所述定位装置定时将位置信息发送给所述处理器，所述处理器将接收到的位置信息导入所述导航装置；

b)所述处理器判断所述位置信息是否位于所述运动范围内；

c)若否，所述处理器向所述警示装置输出第一警示信号，所述警示装置播放第一警示语音；

d)所述导航装置定时将方向信息发送给所述处理器，所述处理器将所述方向信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述方向信息；

e)所述压强传感器实时检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器；

f)所述处理器判断接收到的压强是否大于等于预设压强；

g)若是，所述处理器提取出与所述压强传感器对应的锁定装置，并向所述驱动装置输出锁定信号，所述驱动装置驱动所述锁定装置启动。

作为本发明的一种优选方式，在用户运动过程中，所述亮度传感器实时检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器；

所述处理器判断接收到的亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出照明信号，所述驱动装置驱动所述聚光灯启动。

作为本发明的一种优选方式，在用户运动过程中，所述速度传感器实时测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器；

所述处理器判断接收到的运动速度是否大于等于预设速度；

若是，所述处理器向所述警示装置输出第二警示信号，所述警示装置播放第二警示语音，提示用户降低运动速度。

作为本发明的一种优选方式，在用户运动过程中，所述风速测量仪实时测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器；

所述处理器将所述风速信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述风速信息；

若是所述风速大于等于预设风速，所述处理器向所述警示装置输出第三警示信号，所述警示装置播放第三警示语音。

作为本发明的一种优选方式，用户通过增加或减少所述弹性防护材料的填充量来调整所述保护机构的包裹性。

本发明实现以下有益效果：

本发明提供的智能保护设备适合应用于滑雪运动，连接机构连接保护机构与滑雪靴，所述连接机构放便于拆卸；金属支撑杆通过旋转装置拼接成一个金属支架，所述金属支架构成所述保护机构的框架，可佩戴在用户的各个部位，起到保护作用；每一截金属支撑杆外表面都设置有一个压强传感器，因此，所述金属支架内部受力时，所述金属支撑杆可绕所述旋转装置旋转，不会影响用户的正常操作；配备有锁定装置与所述旋转装置一一对应，当所述锁定装置启动时，所述旋转装置被锁死，所述旋转装置两端的金属支撑杆无法绕其旋转；所述压强传感器只会检测由外向内的作用效果，当检测的压强大于或等于预设压强时，与所述压强传感器对应的锁定装置启动，所述金属支撑杆无法变形。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的结构示意图；

图2为本发明提供的控制机构的结构示意图；

图3为本发明提供的保护机构的俯视图；

图4为本发明提供的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法流程图；

图5为本发明提供的亮度传感器的工作方法流程图；

图6为本发明提供的速度传感器的工作方法流程图；

图7为本发明提供的风速测量仪的工作方法流程图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1、2、3所示，一种与滑雪靴结合的智能保护设备，包括连接机构1、保护机构以及控制机构2，所述控制机构2包括处理器3、驱动装置4、定位装置5、导航装置6以及警示装置，所述处理器3分别与所述驱动装置4、所述定位装置5、所述导航装置6以及所述警示装置连接，所述定位装置5用于向所述处理器3发送位置信息，所述处理器3在所述导航装置6中设定运动范围，所述导航装置6用于确认用户的位置信息以及提供方向引导，所述警示装置设置为佩戴式麦克风，用于向用户发送语音信息，所述保护机构包括金属支撑杆7、旋转装置8以及锁定装置9，所述旋转装置8连接所述金属支撑杆7的两端，所述金属支撑杆7受到内部压力时可绕所述旋转装置8变形，所述金属支撑杆7通过所述旋转装置8竖直拼接为一个金属支架，所述金属支架通过所述连接机构1与滑雪靴连接，所述金属支架呈一内部中空且无底面的柱体结构，所述锁定装置9与所述驱动装置4连接，所述锁定装置9设置于所述旋转装置8上，用于控制的旋转装置8的活动，所述金属支撑杆7包括压强传感器10，所述压强传感器10与所述处理器3连接，所述压强传感器10位于所述金属支架的外部，用于检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器3，所述压强传感器10与锁定装置9建立一一对应的关系，所述关系预存在所述处理器3中。

所述保护机构还包括亮度传感器11与聚光灯12，所述亮度传感器11与所述处理器3连接，用于检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器3，所述聚光灯12与所述驱动装置4连接。

所述保护机构还包括速度传感器13，所述速度传感器13与所述处理器3连接，用于测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器3。

所述保护机构还包括风速测量仪14，所述风速测量仪14与所述处理器3连接，用户测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器3。

所述金属支架内侧设置有弹性防护材料15，所述弹性防护材料15用于减震缓冲。

具体地，本发明提供的智能保护设备适合应用于滑雪运动，通过连接机构1能够与滑雪靴结合使用，所述连接机构1可设置为拉链或搭扣，所述控制机构2设置于滑雪靴上方所述控制机构2的外壳具备防水功能，所述控制机构2设置在滑雪靴上的部分包括驱动装置4、定位装置5以及导航装置6，所述定位装置5获取所述保护设备的位置并将位置信息发送给所述处理器3，所述导航装置6与互联网连接，并从互联网获取预设范围的地理信息，所述控制机构2还包括独立的一部分，就是警示装置，所述警示装置设置为无线佩戴式麦克风，用户使用本发明之前，先佩戴所述警示装置，所述警示装置与所述处理器3无线连接，能够接收所述处理器3发送的工作信号，并发出与所述工作信号对应的语音信息或是警示语音，所述警示语音预存在所述警示装置中，其中，第一警示语音与第一工作信号对应，第二警示语音与第二工作信号对应，第三警示语音与第三工作信号对应。

护机构用于保护用户的四肢，在本实施例中，仅例举用于腿部的保护机构，所述保护机构包括金属支撑杆7、旋转装置8以及锁定装置9，其中，每两根金属支撑杆7使用一个旋转装置8连接，所述旋转装置8在外力作用下可自由活动，所述金属支撑杆7在水平方向环绕成一个空心金属支架，所述金属支撑杆7可绕所述旋转装置8任意旋转，所述锁定装置9设置于所述旋转装置8两侧，所述金属支架作用于用户身体外部，当所述锁定装置9启动时，所述锁定装置9将所述旋转装置8夹紧，此时，所述金属支撑杆7无法绕所述旋转装置8旋转，所述金属支撑杆7的长度根据用户的身材设置，膝盖处使用护膝，因此，所述保护机构无需覆盖用户膝盖，同理，肘关节也无需覆盖，所述金属支架外侧设置有压强传感器10、亮度传感器11、聚光灯12、速度传感器13、风速测量仪14，所述金属支架内侧设置有弹性防护材料15，所述聚光灯12照亮用户运动方向前方，所述处理器3中预存所述压强传感器10与所述锁定装置9的关系表，所述弹性防护材料15的填充量由用户设置。

实施例二

如图4所示，一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，包括以下工作步骤：

a)所述定位装置5定时将位置信息发送给所述处理器3，所述处理器3将接收到的位置信息导入所述导航装置6；

b)所述处理器3判断所述位置信息是否位于所述运动范围内；

c)若否，所述处理器3向所述警示装置输出第一警示信号，所述警示装置播放第一警示语音；

d)所述导航装置6定时将方向信息发送给所述处理器3，所述处理器3将所述方向信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述方向信息；

e)所述压强传感器10实时检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器3；

f)所述处理器3判断接收到的压强是否大于等于预设压强；

g)若是，所述处理器3提取出与所述压强传感器10对应的锁定装置9，并向所述驱动装置4输出锁定信号，所述驱动装置4驱动所述锁定装置9启动。

如图5所示，在用户运动过程中，所述亮度传感器11实时检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器3；

所述处理器3判断接收到的亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，所述处理器3向所述驱动装置4输出照明信号，所述驱动装置4驱动所述聚光灯12启动。

如图6所示，在用户运动过程中，所述速度传感器13实时测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器3；

所述处理器3判断接收到的运动速度是否大于等于预设速度；

若是，所述处理器3向所述警示装置输出第二警示信号，所述警示装置播放第二警示语音，提示用户降低运动速度。

用户通过增加或减少所述弹性防护材料15的填充量来调整所述保护机构的包裹性。

具体地，用户在室外练习滑雪，风雪弥漫时，容易迷失方向，用户在使用本发明之前，先在所述导航装置6中设置本次的运动范围，设置定位装置5间隔发送位置信息的时间，例如，设置间隔时间为10分钟，所述定位装置5自动用户开始运动后，每隔10分钟向所述处理器3发送一次用户的位置信息，所述处理器3将接收到的位置信息导入所述导航装置6中，所述处理器3获取所述导航装置6中的数据，并判断所述位置信息是否位于所述运动范围内，若是，则表明用户的滑雪路线并无异常；若否，则表明用户的滑雪路线超出合理范围，需要对其进行提醒，所述处理器3向所述警示装置输出第一警示信号，所述警示装置播放第一警示语音，所述第一警示语音可设置为“您已超出预设运动范围，请及时更正运动方向”等等。为了让用户更加了解当前的位置信息，设置所述导航装置6间隔发送方向信息的时间，例如，设置间隔时间为10分钟，所述导航装置6自用户开始运动后，每隔10分钟向所述处理器3发送一次方向信息，所述方向信息为用户当前的运动方向，所述处理器3将接收到的方向信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述方向信息，例如，所述警示装置播放“您当前的运动方向为北偏东15°”。

本发明提供的保护设备用于在用户遭受到外物撞击的情况下提供保护功能，在所述金属支撑杆7的外表面设置有压强传感器10，所述压强传感器10实时检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器3，所述处理器3判断接收到的压强是否大于等于预设压强，所述预设压强可通过用户提前测得，若否，则表明用户当前受到的力并不会产生影响，若是，则表明用户遭受到较大的冲击力，所述处理器3提取出与所述压强传感器10对应的锁定装置9，并向所述驱动装置4输出锁定信号，所述驱动装置4驱动所述锁定装置9启动，所述锁定装置9将与其对应的旋转装置8夹紧锁死，所述旋转装置8连接的两根金属支撑杆7无法旋转，避免撞击引起骨折等现象。

户外运动受天气影响比较严重，户外滑雪时，光线明暗对用户判断方向具有极大的影响，因此，需要保证用户的视线足够清晰，所述处理器3中设置有预设亮度值，自用户开始运动后，所述亮度传感器11实时检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器3，所述处理器3判断接收到的亮度值是否小于等于预设亮度值，若是，所述处理器3向所述驱动装置4输出照明信号，所述驱动装置4驱动所述聚光灯12启动，所述聚光灯12平行照亮用户前方。

对于滑雪初学者来说，学会控制速度是十分重要的，由于高山滑雪是加速运动，太快的速度使滑雪者不易控制滑雪板，新手容易盲目追求高速带来的快感而忽视同时带来的风险，需要时刻进行提醒。自用户开始运动后，所述速度传感器13实时测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器3，所述处理器3判断接收到的运动速度是否大于等于预设速度，若是，所述处理器3向所述警示装置输出第二警示信号，所述警示装置播放第二警示语音，提示用户降低运动速度，例如，所述第二警示语音可设置为“您当前的速度为xxkm/h，超出预设速度，请注意减速。”

所述金属支架内部填充弹性防护材料15，身材不同的人可通过增加或减少所述弹性防护材料15的填充量来调整所述保护机构的包裹性，使其达到最佳的佩戴状态。

实施例三

如图7所示，在用户运动过程中，所述风速测量仪14实时测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器3；

所述处理器3将所述风速信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述风速信息；

若是所述风速大于等于预设风速，所述处理器3向所述警示装置输出第三警示信号，所述警示装置播放第三警示语音。

具体地，风速对于滑雪者的稳定性有较大的影响，对于滑雪者来说，不动的动作需要不同的助滑速度，而风会影响助滑速度。而且滑雪者在不同时间或是区域遭受顺风或逆风的影响，顺风时相应地要减小速度，总体来说，滑雪应在风速小的环境下进行。自用户开始运动后，所述风速测量仪14实时测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器3，所述处理器3将所述风速信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述风速信息，所述风速信息包括风向以及风力等级，同时，所述处理器3还判断所述风速是否大于等于预设风速，若是，所述处理器3向所述警示装置输出第三警示信号，所述警示装置播放第三警示语音，例如，所述第三语音可设置为“当前风速过大，请您暂停滑雪。”

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种与滑雪靴结合的智能保护设备，包括连接机构、保护机构以及控制机构，其特征在于，所述控制机构包括处理器、驱动装置、定位装置、导航装置以及警示装置，所述处理器分别与所述驱动装置、所述定位装置、所述导航装置以及所述警示装置连接，所述定位装置用于向所述处理器发送位置信息，所述处理器在所述导航装置中设定运动范围，所述导航装置用于确认用户的位置信息以及提供方向引导，所述警示装置设置为佩戴式麦克风，用于向用户发送语音信息，所述保护机构包括金属支撑杆、旋转装置以及锁定装置，所述旋转装置连接所述金属支撑杆的两端，所述金属支撑杆受到内部压力时可绕所述旋转装置变形，所述金属支撑杆通过所述旋转装置竖直拼接为一个金属支架，所述金属支架通过所述连接机构与滑雪靴连接，所述金属支架呈一内部中空且无底面的柱体结构，所述锁定装置与所述驱动装置连接，所述锁定装置设置于所述旋转装置上，用于控制的旋转装置的活动，所述金属支撑杆包括压强传感器，所述压强传感器与所述处理器连接，所述压强传感器位于所述金属支架的外部，用于检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器，所述压强传感器与锁定装置建立一一对应的关系，所述关系预存在所述处理器中，所述金属支架内部受力时，所述金属支撑杆可绕所述旋转装置旋转，不会影响用户的正常操作，当检测的压强大于或等于预设压强时，与所述压强传感器对应的锁定装置启动，所述旋转装置被锁死，所述金属支撑杆无法变形，所述金属支架内侧设置有弹性防护材料，所述弹性防护材料用于减震缓冲。

2.根据权利要求1所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备，其特征在于：所述保护机构还包括亮度传感器与聚光灯，所述亮度传感器与所述处理器连接，用于检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器，所述聚光灯与所述驱动装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备，其特征在于：所述保护机构还包括速度传感器，所述速度传感器与所述处理器连接，用于测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器。

4.根据权利要求3所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备，其特征在于：所述保护机构还包括风速测量仪，所述风速测量仪与所述处理器连接，用户测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器。

5.根据权利要求4所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

a)所述定位装置定时将位置信息发送给所述处理器，所述处理器将接收到的位置信息导入所述导航装置；

b)所述处理器判断所述位置信息是否位于所述运动范围内；

c)若否，所述处理器向所述警示装置输出第一警示信号，所述警示装置播放第一警示语音；

d)所述导航装置定时将方向信息发送给所述处理器，所述处理器将所述方向信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述方向信息；

e)所述压强传感器实时检测从外到内的压强并将所述压强发送给所述处理器；

f)所述处理器判断接收到的压强是否大于等于预设压强；

g)若是，所述处理器提取出与所述压强传感器对应的锁定装置，并向所述驱动装置输出锁定信号，所述驱动装置驱动所述锁定装置启动。

6.根据权利要求5所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，其特征在于：

在用户运动过程中，所述亮度传感器实时检测用户周围环境的亮度值并将所述亮度值发送给所述处理器；

所述处理器判断接收到的亮度值是否小于等于预设亮度值；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出照明信号，所述驱动装置驱动所述聚光灯启动。

7.根据权利要求5所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，其特征在于：

在用户运动过程中，所述速度传感器实时测量用户的运动速度并将所述运动速度发送给所述处理器；

所述处理器判断接收到的运动速度是否大于等于预设速度；

若是，所述处理器向所述警示装置输出第二警示信号，所述警示装置播放第二警示语音，提示用户降低运动速度。

8.根据权利要求5所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，其特征在于：

在用户运动过程中，所述风速测量仪实时测量用户周围环境的风速并将风速信息发送给所述处理器；

所述处理器将所述风速信息导入所述警示装置，所述警示装置播放所述风速信息；

若是所述风速大于等于预设风速，所述处理器向所述警示装置输出第三警示信号，所述警示装置播放第三警示语音。

9.根据权利要求5所述的一种与滑雪靴结合的智能保护设备的工作方法，其特征在于：用户通过增加或减少所述弹性防护材料的填充量来调整所述保护机构的包裹性。