CN108720434B - 一种用于学步教育的自动化防摔设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种用于学步教育的自动化防摔设备及其工作方法，包括第一安装部、第二安装部以及控制机构，控制机构包括处理器以及驱动装置，第一安装部包括保护罩以及第一绑定装置，保护罩包括储物腔，储物腔包括第一伸缩杆、轴间距调节装置以及加速度传感器，第一伸缩杆设置为三轴伸缩杆，第一伸缩杆包括折叠垫片，第一伸缩杆用于支撑保护罩与地面，轴间距调节装置用于调整第一伸缩杆各轴之间的角度，加速度传感器用于检测用户运动状态，保护罩通过第一绑定装置与膝盖绑定，第一绑定装置包括环形滑动轨道以及电动滑块，电动滑块用于驱动保护罩沿环形滑动轨道变换位置，第二安装部包括第二伸缩杆以及第二绑定装置，第二伸缩杆通过第二绑定装置与手臂内侧绑定。

Description

一种用于学步教育的自动化防摔设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及互联网教育领域，特别涉及一种用于学步教育的自动化防摔设备及其工作方法。

背景技术

目前，用于儿童学步的学步车的使用率已经越来越广泛，乘坐在学步车上的儿童可以随意滑行，游走于任何场所而不会跌倒，通过儿童的自主学习来达到学步的功能。但是这非常不安全，在房间内会堆放许多杂物，障碍物会给儿童带来危险，而且学步车滑行速度非常快，在倾斜的地面上，对于儿童而言，儿童腿部力量不足，可能会造成无法及时刹车。且学步车会对儿童腿部的塑形造成影响，容易造成罗圈腿等畸形腿型。

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用于学步教育的自动化防摔设备及其工作方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：一种用于学步教育的自动化防摔设备，包括第一安装部、第二安装部以及控制机构，所述控制机构包括处理器以及驱动装置，所述驱动装置与所述处理器连接，所述第一安装部包括保护罩以及第一绑定装置，所述保护罩设置为半球体结构，所述保护罩包括储物腔，所述储物腔包括第一伸缩杆、轴间距调节装置以及加速度传感器，所述第一伸缩杆设置为三轴伸缩杆，所述第一伸缩杆包括折叠垫片，所述第一伸缩杆、所述轴间距调节装置以及所述折叠垫片分别与所述驱动装置连接，所述第一伸缩杆用于支撑所述保护罩与地面，所述轴间距调节装置用于调整所述第一伸缩杆各轴之间的角度，所述折叠垫片用于调整所述第一伸缩杆与地面的接触面，所述加速度传感器与所述处理器连接，用于检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器，所述第一绑定装置设置为环形结构，所述保护罩通过所述第一绑定装置与膝盖绑定，所述第一绑定装置包括环形滑动轨道以及电动滑块，所述电动滑块与所述保护罩的内侧相连，所述电动滑块与所述驱动装置连接，用于驱动所述保护罩沿所述环形滑动轨道变换位置，所述第二安装部包括第二伸缩杆以及第二绑定装置，所述第二伸缩杆通过所述第二绑定装置与手臂内侧绑定，所述第二伸缩杆包括垂直握把，所述第二伸缩杆与所述驱动装置连接，用于支撑手掌与地面，所述垂直握把与所述第二伸缩杆垂直。

作为本发明的一种优选方式，还包括第三安装部，所述第三安装部包括第三伸缩杆以及第三绑定装置，所述第三伸缩杆包括翻转垫片，所述第三伸缩杆通过所述第三绑定装置与脚腕后侧绑定，所述第三伸缩杆以及所述翻转垫片分别与所述驱动装置连接，所述第三伸缩杆用于支撑脚底与地面，所述翻转垫片设置为脚掌形状。

作为本发明的一种优选方式，所述第一安装部还包括摄像装置，所述摄像装置与所述处理器连接，用于拍摄所述保护罩前方的影像并将所述影像发送给所述处理器。

作为本发明的一种优选方式，所述第三安装部还包括激光测距仪以及警示装置，所述激光测距仪以及所述警示装置分别与所述处理器连接，所述激光测距仪用于检测脚部与前方障碍物之间的距离并将所述距离发送给所述处理器，所述警示装置用于向用户输出警示信息。

作为本发明的一种优选方式，所述第一安装部还包括滑轮装置，所述滑轮装置设置于所述保护罩的上方，且位于腿部外侧，所述滑轮装置包括若干横向布置的滑轮。

作为本发明的一种优选方式，包括以下工作步骤：

a)所述加速度传感器检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器；

b)所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势；

c)若是，所述处理器向所述驱动装置输出第一伸长信号，所述驱动装置驱动所述第一伸缩杆伸长；

d)所述处理器向所述驱动装置输出第一折叠信号，所述驱动装置驱动所述折叠垫片向周围延伸；

e)所述处理器根据受力平衡计算所述第一伸缩杆各轴之间的平衡角度，并向所述驱动装置输出调整信号，所述驱动装置驱动所述轴间距调整装置将所述第一伸缩杆的各轴之间的夹角调整为所述平衡角度；

f)所述处理器向所述驱动装置输出第二伸长信号，所述驱动装置驱动所述第二伸缩杆伸长；

g)所述处理器判断接收到的运动状态是否为站立状态；

h)若是，所述处理器向所述驱动装置输出第二折叠信号，所述驱动装置驱动所述折叠垫片向中心折叠；

i)所述处理器向所述驱动装置输出第一收缩信号，所述驱动装置驱动所述第一伸缩杆收缩；

j)所述处理器向所述驱动装置输出第二收缩信号，所述驱动装置驱动所述第二伸缩杆收缩。

作为本发明的一种优选方式，所述加速度传感器检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器还包括：

所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否在下楼梯；

若是，所述处理器进一步判断用户的身体重心是否过度前倾；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出第三伸长信号，所述驱动装置驱动所述第三伸缩杆伸长；

所述处理器向所述驱动装置输出第一翻转信号，所述驱动装置驱动所述翻转垫片正向翻转270度；

当用户的动态状态稳定后，所述处理器向所述驱动装置输出第三收缩信号，所述驱动装置驱动所述第三伸缩杆收缩；

所述处理器向所述驱动装置输出第二翻转信号，所述驱动装置驱动所述翻转垫片逆向翻转270度。

作为本发明的一种优选方式，若所述处理器根据接收到的运动状态判定用户有摔倒的趋势时还包括：

所述摄像装置拍摄所述保护罩前方的影像并将所述影像发送给所述处理器；

所述处理器根据接收到的影像判断与地面的距离是否有减小的趋势；

若是，再执行步骤c至步骤j；

若否，则暂停判断。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

所述激光测距仪检测脚部与前方障碍物之间的距离并将所述距离发送给所述处理器；

所述处理器判断所述距离是否小于或等于预设距离；

若是，所述处理器向所述警示装置输出警示信号，所述警示装置向用户输出警示信息。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势还包括：所述摔倒的趋势包括向前摔倒的趋势以及向后摔倒的趋势；

所述处理器判断用户是否有向前摔倒的趋势；

若是，则执行步骤c至步骤j；

若否，所述处理器判断用户是否有向后摔倒的趋势；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出第一移动信号信号，所述驱动装置驱动所述电动滑块移动至所述环形滑动轨道的后侧；

在执行步骤c至步骤j。

本发明实现以下有益效果：

本发明提供的一种用于学步教育的自动化防摔设备能够帮助儿童摆脱学步车而自由练习行走；通过设置于第一安装部内的加速度传感器检测用户的运动状态，当用户出现摔倒趋势时，启动第一安装部以及第二安装部，第一安装部内的第一伸缩杆支撑膝盖与地面，所述第一伸缩杆设置为三轴伸缩杆，所述第一伸缩杆的各轴之间通过轴间距调整装置进行夹角与伸长速度的调整，使用三角支撑模型到达稳定状态，能够有效防止儿童摔伤，设置于小臂内侧的第二安装部，以第一安装部形成前后呼应；在脚腕后侧设置有第三安装部，所述第三安装部在用户下楼梯踩空时启动，模拟脚部落地以支撑脚底与地面；脚腕前侧设置有激光测距仪，所述激光测距仪发射水平方向的射线，能够准确测得地表障碍物并向用户输出警示信息；腿部两侧的滑轮装置能够减小腿部与墙体或其他障碍物之间的摩擦力，防止用户被擦伤。

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为本发明提供的第一安装部结构示意图；

图2为本发明提供的第一安装部工作时的结构示意图；

图3为本发明提供的第二安装部工作时的结构示意图；

图4为本发明提供的第三安装部结构示意图；

图5为本发明提供的第三安装部工作时的结构示意图；

图6为本发明提供的滑轮装置结构示意图；

图7为本发明提供的控制机构结构框图；

图8为本发明提供的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法流程图；

图9为本发明提供的第三安装部工作方法流程图；

图10为本发明提供的障碍物警示方法流程图；

图11为本发明提供的摄像装置辅助判断方法流程图；

图12为本发明提供的向后摔倒时的工作方法流程图。

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至图7所示，一种用于学步教育的自动化防摔设备，包括第一安装部、第二安装部以及控制机构，控制机构包括处理器1以及驱动装置2，驱动装置2与处理器1连接，第一安装部包括保护罩3以及第一绑定装置4，保护罩3设置为半球体结构，保护罩3包括储物腔5，储物腔5包括第一伸缩杆6、轴间距调节装置7以及加速度传感器8，第一伸缩杆6设置为三轴伸缩杆，第一伸缩杆6包括折叠垫片9，第一伸缩杆6、轴间距调节装置7以及折叠垫片9分别与驱动装置2连接，第一伸缩杆6用于支撑保护罩3与地面，轴间距调节装置7用于调整第一伸缩杆6各轴之间的角度，折叠垫片9用于调整第一伸缩杆6与地面的接触面，加速度传感器8与处理器1连接，用于检测用户的运动状态并将运动状态发送给处理器1，第一绑定装置4设置为环形结构，保护罩3通过第一绑定装置4与膝盖绑定，第一绑定装置4包括环形滑动轨道10以及电动滑块11，电动滑块11与保护罩3的内侧相连，电动滑块11与驱动装置2连接，用于驱动保护罩3沿环形滑动轨道10变换位置，第二安装部包括第二伸缩杆12以及第二绑定装置13，第二伸缩杆12通过第二绑定装置13与手臂内侧绑定，第二伸缩杆12包括垂直握把14，第二伸缩杆12与驱动装置2连接，用于支撑手掌与地面，垂直握把14与第二伸缩杆12垂直。

还包括第三安装部，第三安装部包括第三伸缩杆15以及第三绑定装置16，第三伸缩杆15包括翻转垫片17，第三伸缩杆15通过第三绑定装置16与脚腕后侧绑定，第三伸缩杆15以及翻转垫片17分别与驱动装置2连接，第三伸缩杆15用于支撑脚底与地面，翻转垫片17设置为脚掌形状。

第一安装部还包括摄像装置18，摄像装置18与处理器1连接，用于拍摄保护罩3前方的影像并将影像发送给处理器1。

第三安装部还包括激光测距仪19以及警示装置20，激光测距仪19以及警示装置20分别与处理器1连接，激光测距仪19用于检测脚部与前方障碍物之间的距离并将距离发送给处理器1，警示装置20用于向用户输出警示信息。

第一安装部还包括滑轮装置21，滑轮装置21设置于保护罩3的上方，且位于腿部外侧，滑轮装置21包括若干横向布置的滑轮。

具体地，本发明提供的一种用于学步教育的自动化防摔设备包括第一安装部、第二安装部、控制机构以及第三安装部，控制机构包括处理器1以及驱动装置2，第一安装部包括保护罩3、第一绑定装置4、摄像装置18以及滑轮装置21，保护罩3包括储物腔5，储物腔5包括第一伸缩杆6、轴间距调节装置7以及加速度传感器8，第一伸缩杆6包括折叠垫片9，第一绑定装置4包括环形滑动轨道10以及电动滑块11，第二安装部包括第二伸缩杆12以及第二绑定装置13，第二伸缩杆12包括垂直握把14，第三安装部包括第三伸缩杆15、第三绑定装置16、激光测距仪19以及警示装置20，第三伸缩杆15包括翻转垫片17。

其中，本发明包括佩戴于人体三个不同部位的三个安装部，第一安装部佩戴于膝盖上，第二安装部佩戴于小臂内侧，第三安装部佩戴于脚腕后侧，第一安装部、第二安装部以及第三安装部均包括两组完全相同的独立组件，两组独立组件分别佩戴于对称的身体部位。在佩戴时，保护罩3覆盖于膝盖正面，保护罩3包括设置于其正面的电动窗口，电动窗口与驱动装置2连接，电动窗口用于控制储物腔5的开闭，环形滑动轨道10通过软体组织呈360度环绕膝关节，电动滑块11内嵌于环形滑动轨道10，电动滑块11的另一端与保护罩3内侧相连，在默认状态下，电动滑块11位于膝盖的正面，即保护罩3位于膝盖的正面，当出现意外情况时，通过调整电动滑块11在环形滑动轨道10上的位置来调整保护罩3与膝盖的位置，从而调整保护罩3的保护范围，第一收缩杆默认收纳于储物腔5内，在用户即将摔倒时， 第一收缩杆从储物腔5内伸出，第一收缩杆可设置为多轴伸缩杆，多轴伸缩杆至少包括三根独立轴，且第一收缩杆的各轴可独立设置角度以及长度，使得保护罩3达到受力平衡的状态。与第一安装部对应的，第二安装部也在用户即将摔倒时提供保护措施，第二安装部的佩戴位置固定于小臂内侧，且第二伸缩杆12的初始长度位于手腕上方，在第二安装部未启动时不会影响到正常的手部活动。在高低不平的地形行走时，例如上下楼梯，经常会发生踩空的情况，第三安装部即在踩空的情况下提供脚下支撑物，第三伸缩杆15的位于脚后面，第三收缩杆伸长时不会在竖直空间内抵触到用户的鞋或脚，翻转垫片17在默认状态下贴合与第三收缩杆的后部，第三安装部启动时，翻转垫片17翻转270度后与脚底或鞋底平行，模拟落脚的姿势，以提供脚下支撑。第三安装部还包括设置于脚腕前侧的激光测距仪19，通过激光测距仪19监控前方的障碍物。当用户靠近障碍物边缘行走时，滑轮装置21可减小与障碍物之间的摩擦力，防止擦伤。

实施例二

如图8所示，一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，包括以下工作步骤：

a)加速度传感器8检测用户的运动状态并将运动状态发送给处理器1；

b)处理器1根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势；

c)若是，处理器1向驱动装置2输出第一伸长信号，驱动装置2驱动第一伸缩杆6伸长；

d)处理器1向驱动装置2输出第一折叠信号，驱动装置2驱动折叠垫片9向周围延伸；

e)处理器1根据受力平衡计算第一伸缩杆6各轴之间的平衡角度，并向驱动装置2输出调整信号，驱动装置2驱动轴间距调整装置将第一伸缩杆6的各轴之间的夹角调整为平衡角度；

f)处理器1向驱动装置2输出第二伸长信号，驱动装置2驱动第二伸缩杆12伸长；

g)处理器1判断接收到的运动状态是否为站立状态；

h)若是，处理器1向驱动装置2输出第二折叠信号，驱动装置2驱动折叠垫片9向中心折叠；

i)处理器1向驱动装置2输出第一收缩信号，驱动装置2驱动第一伸缩杆6收缩；

j)处理器1向驱动装置2输出第二收缩信号，驱动装置2驱动第二伸缩杆12收缩。

如图9所示，加速度传感器8检测用户的运动状态并将运动状态发送给处理器1还包括：

处理器1根据接收到的运动状态判断用户是否在下楼梯；

若是，处理器1进一步判断用户的身体重心是否过度前倾；

若是，处理器1向驱动装置2输出第三伸长信号，驱动装置2驱动第三伸缩杆15伸长；

处理器1向驱动装置2输出第一翻转信号，驱动装置2驱动翻转垫片17正向翻转270度；

当用户的动态状态稳定后，处理器1向驱动装置2输出第三收缩信号，驱动装置2驱动第三伸缩杆15收缩；

处理器1向驱动装置2输出第二翻转信号，驱动装置2驱动翻转垫片17逆向翻转270度。

如图10所示，还包括：

激光测距仪19检测脚部与前方障碍物之间的距离并将距离发送给处理器1；

处理器1判断距离是否小于或等于预设距离；

若是，处理器1向警示装置20输出警示信号，警示装置20向用户输出警示信息。

具体地，第一安装部内置加速度传感器8，加速度传感器8生成用户学步时的运动状态，处理器1根据上述运动状态分析用户是否有摔倒的趋势，若是，处理器1控制第一伸缩杆6持续伸长并控制各轴的伸长速度，在第一伸缩伸长的过程中，折叠垫片9向周围延伸，扩大与地面的接触面积以与地面之间的摩擦力，为了使得用户更容易在摔倒过程中保持稳定状态，处理器1根据接收到的运动状态对用户以及第一安装部整体所在的物体模型进行受力分析，使得支撑杆在触及地面时，整体达到受力平衡的状态，计算各轴之间的平衡角度以及伸长速度，再控制轴间距调整装置调整各轴之间夹角，第一安装部与第二安装部同步启动，第二安装部起到辅助作用，处理器1控制第二伸缩杆12持续伸长，在第二伸缩杆12伸长的过程中，垂直握把14随第二伸缩杆12的伸长而向用户的手部转移，在垂直握把14移动到用户手掌位置时，抓住垂直握把14，垂直握把14在第二伸缩杆12上包括若干固定档位，垂直握把14可在与第二伸缩杆12伸长方向相反的外力作用下在固定档位内进行切换。

当第一伸缩杆6与第二伸缩杆12均与地面接触时，处理器1控制第一伸缩杆6与第二伸缩杆12停止伸长，用户在此期间调整身体姿势，处理器1根据接收到的运动状态判断是否达到稳定状态，若是，处理器1继续控制第一伸缩杆6与第二伸缩杆12继续伸长，处理器1继续判断是否达到站立状态，若是，在第一伸缩杆6以及第二伸缩杆12收缩时，处理器1保持判断接收到的运动状态是否处于稳定状态，若否，处理器1控制第一伸缩杆6与第二伸缩杆12暂停收缩，当运动状态重回稳定状态时，处理器1控制第一伸缩杆6以及第二伸缩杆12继续收缩，防止用户在第一收缩杆与第二收缩杆在收缩过程中再次摔倒。综上，第一伸缩杆6与第二伸缩杆12包括两个工作进程，在第一个工作进程中，第一伸缩杆6与第二伸缩杆12阻止用户摔倒，在第二个工作进程中，在阻止用户摔倒后将其推回原位。

在用户下楼梯时，处理器1根据加速度传感器8的检测结果自动识别下楼梯状态，在稳定在楼梯时，用户的身体重心具有稳定的变化规划，若是出现踩空的状况，则会导致身体重心前倾，处理器1进一步判断用户的身体重心是否过度前倾，若是，处理器1控制第三伸缩杆15伸长，第三伸缩杆15沿竖直向下的方向伸长，此外，处理器1还控制翻转垫片17正向旋转270度，此时，翻转垫片17与第三伸缩杆15垂直且与地面平行，当翻转垫片17与地面接触时，处理器1控制第三伸缩杆15停止伸长，并判断此时的运动状态是否稳定，若是，处理器1控制第三伸缩杆15收缩，当用户抬脚时，处理器1控制翻转垫片17逆向旋转270度，翻转垫片17重新与第三伸缩杆15贴合。

用户在学步的过程中，当用户的每一步落地时，设置于第三伸缩杆15对立面的激光测距仪19检测脚部与前方最近障碍物之间的距离并将距离发送给处理器1，当上述距离小于或等于预设距离时，警示装置20向输出预设警报声以及振动，警报声可由家长自定义录制，在本实施例中，将预设距离设定为20厘米。激光测距仪19的激光发射器发射水平射线，且发射的水平射线距离地表的高度较低，能够较准确地测得脚前方的障碍物。

实施例三

如图11所示，若处理器1根据接收到的运动状态判定用户有摔倒的趋势时还包括：

摄像装置18拍摄保护罩3前方的影像并将影像发送给处理器1；

处理器1根据接收到的影像判断与地面的距离是否有减小的趋势；

若是，再执行步骤c至步骤j；

若否，则暂停判断。

如图12所示，处理器1根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势还包括：摔倒的趋势包括向前摔倒的趋势以及向后摔倒的趋势；

处理器1判断用户是否有向前摔倒的趋势；

若是，则执行步骤c至步骤j；

若否，处理器1判断用户是否有向后摔倒的趋势；

若是，处理器1向驱动装置2输出第一移动信号信号，驱动装置2驱动电动滑块11移动至环形滑动轨道10的后侧；

在执行步骤c至步骤j。

具体地，加速度传感器8的检测结果存在一定误差，本发明通过摄像装置18进行辅助判断，当处理器1通过加速度传感器8发送的运动状态判定有摔倒的趋势时，处理器1在进行第二次判断，处理器1根据摄像装置18发送的影像判断与地面的距离是否有减小的趋势，若是，则启动第一安装部与第二安装部，若否，则结束判断。其中，除了向前摔倒之外还包括向后摔倒，本发明上述的工作方法均针对向前摔倒而言。当用户出现向后摔倒的趋势时，处理器1控制电动滑动块移动至环形滑动轨道10后方，此时，保护罩3同样位于膝盖后方，接下来的步骤与上述步骤相同。

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 (10)

1.一种用于学步教育的自动化防摔设备，包括第一安装部、第二安装部以及控制机构，其特征在于，所述控制机构包括处理器以及驱动装置，所述驱动装置与所述处理器连接，所述第一安装部包括保护罩以及第一绑定装置，所述保护罩设置为半球体结构，所述保护罩包括储物腔，所述储物腔包括第一伸缩杆、轴间距调节装置以及加速度传感器，所述第一伸缩杆设置为三轴伸缩杆，所述第一伸缩杆包括折叠垫片，所述第一伸缩杆、所述轴间距调节装置以及所述折叠垫片分别与所述驱动装置连接，所述第一伸缩杆用于支撑所述保护罩与地面，所述轴间距调节装置用于调整所述第一伸缩杆各轴之间的角度，所述折叠垫片用于调整所述第一伸缩杆与地面的接触面，所述加速度传感器与所述处理器连接，用于检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器，所述第一绑定装置设置为环形结构，所述保护罩通过所述第一绑定装置与膝盖绑定，所述第一绑定装置包括环形滑动轨道以及电动滑块，所述电动滑块与所述保护罩的内侧相连，所述电动滑块与所述驱动装置连接，用于驱动所述保护罩沿所述环形滑动轨道变换位置，所述第二安装部包括第二伸缩杆以及第二绑定装置，所述第二伸缩杆通过所述第二绑定装置与手臂内侧绑定，所述第二伸缩杆包括垂直握把，所述第二伸缩杆与所述驱动装置连接，用于支撑手掌与地面，所述垂直握把与所述第二伸缩杆垂直。

2.根据权利要求1所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备，其特征在于：还包括第三安装部，所述第三安装部包括第三伸缩杆以及第三绑定装置，所述第三伸缩杆包括翻转垫片，所述第三伸缩杆通过所述第三绑定装置与脚腕后侧绑定，所述第三伸缩杆以及所述翻转垫片分别与所述驱动装置连接，所述第三伸缩杆用于支撑脚底与地面，所述翻转垫片设置为脚掌形状。

3.根据权利要求2所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备，其特征在于：所述第一安装部还包括摄像装置，所述摄像装置与所述处理器连接，用于拍摄所述保护罩前方的影像并将所述影像发送给所述处理器。

4.根据权利要求3所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备，其特征在于：所述第三安装部还包括激光测距仪以及警示装置，所述激光测距仪以及所述警示装置分别与所述处理器连接，所述激光测距仪用于检测脚部与前方障碍物之间的距离并将所述距离发送给所述处理器，所述警示装置用于向用户输出警示信息。

5.根据权利要求4所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备，其特征在于：所述第一安装部还包括滑轮装置，所述滑轮装置设置于所述保护罩的上方，且位于腿部外侧，所述滑轮装置包括若干横向布置的滑轮。

6.根据权利要求5所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

a)所述加速度传感器检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器；

b)所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势；

c)若是，所述处理器向所述驱动装置输出第一伸长信号，所述驱动装置驱动所述第一伸缩杆伸长；

d)所述处理器向所述驱动装置输出第一折叠信号，所述驱动装置驱动所述折叠垫片向周围延伸；

e)所述处理器根据受力平衡计算所述第一伸缩杆各轴之间的平衡角度，并向所述驱动装置输出调整信号，所述驱动装置驱动所述轴间距调整装置将所述第一伸缩杆的各轴之间的夹角调整为所述平衡角度；

f)所述处理器向所述驱动装置输出第二伸长信号，所述驱动装置驱动所述第二伸缩杆伸长；

g)所述处理器判断接收到的运动状态是否为站立状态；

h)若是，所述处理器向所述驱动装置输出第二折叠信号，所述驱动装置驱动所述折叠垫片向中心折叠；

i)所述处理器向所述驱动装置输出第一收缩信号，所述驱动装置驱动所述第一伸缩杆收缩；

j)所述处理器向所述驱动装置输出第二收缩信号，所述驱动装置驱动所述第二伸缩杆收缩。

7.根据权利要求6所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，其特征在于：所述加速度传感器检测用户的运动状态并将所述运动状态发送给所述处理器还包括：

所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否在下楼梯；

若是，所述处理器进一步判断用户的身体重心是否过度前倾；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出第三伸长信号，所述驱动装置驱动所述第三伸缩杆伸长；

所述处理器向所述驱动装置输出第一翻转信号，所述驱动装置驱动所述翻转垫片正向翻转270度；

当用户的动态状态稳定后，所述处理器向所述驱动装置输出第三收缩信号，所述驱动装置驱动所述第三伸缩杆收缩；

所述处理器向所述驱动装置输出第二翻转信号，所述驱动装置驱动所述翻转垫片逆向翻转270度。

8.根据权利要求6所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，其特征在于：若所述处理器根据接收到的运动状态判定用户有摔倒的趋势时还包括：

所述摄像装置拍摄所述保护罩前方的影像并将所述影像发送给所述处理器；

所述处理器根据接收到的影像判断与地面的距离是否有减小的趋势；

若是，再执行步骤c至步骤j；

若否，则暂停判断。

9.根据权利要求6所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，其特征在于：还包括：

所述激光测距仪检测脚部与前方障碍物之间的距离并将所述距离发送给所述处理器；

所述处理器判断所述距离是否小于或等于预设距离；

若是，所述处理器向所述警示装置输出警示信号，所述警示装置向用户输出警示信息。

10.根据权利要求6所述的一种用于学步教育的自动化防摔设备的工作方法，其特征在于：所述处理器根据接收到的运动状态判断用户是否有摔倒的趋势还包括：所述摔倒的趋势包括向前摔倒的趋势以及向后摔倒的趋势；

所述处理器判断用户是否有向前摔倒的趋势；

若是，则执行步骤c至步骤j；

若否，所述处理器判断用户是否有向后摔倒的趋势；

若是，所述处理器向所述驱动装置输出第一移动信号，所述驱动装置驱动所述电动滑块移动至所述环形滑动轨道的后侧；

在执行步骤c至步骤j。

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