CN109998870B - 一种防摔倒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防摔倒装置，包括腰部固定环，套在使用者腰部，所述腰部固定环的内侧设有防护带，所述防护带上设有心率传感器、陀螺仪传感器、控制器，所述腰部固定环一侧通过转动轴一连接第一支撑杆，所述第一支撑杆一端与固定杆上部铰接，所述固定杆的一端通过转动件连接手杖头，所述固定杆通过转动件实现水平面内的转动及垂直于水平面的方向转动，所述固定杆下部与第二支撑杆一端铰接，所述第二支撑杆另一端与脚固定环通过转动轴二连接，所述固定杆上靠近固定杆与第二支撑杆铰接的一端为伸缩杆结构，所述伸缩杆结构的末端铰接有支撑座，第一支撑杆、第二支撑杆均为伸缩杆。减轻腰部作用力，避免腰部损伤，同时解放腿部支撑，作为医疗康复设备。

Description

一种防摔倒装置

技术领域

本发明属于助力工具设备，属于医疗器械领域，具体涉及一种防摔倒装置。

背景技术

随着老龄化的日趋严重，针对老年人群的医疗设备迎来了更多的需求。对于老年人来 说，腿部肌肉的老化是一个比较常见的问题，腿部肌肉老化以后，老年人会比较容易摔倒， 而且由于老年人多有骨质疏松的情况，因此摔倒后可能会带来其它的损伤，同时，由于部 分老年人的腿部肌肉老化，以及体弱病人，经常会因为腿部无力而跌倒，现有的技术通过 检测腿部的肌电信息、通过陀螺仪来判断人体摔倒倾向，配合支撑腰带来进行支撑防止摔 倒，而因为老年人尤其是体弱者，本身腿部肌肉无力，依靠腰带上设计的多个支撑件支撑， 除了给腿部肌肉带来负担压力，同时也会使得腰部因为突然摔倒时支撑件产生支撑力带来 损伤，带来极大的不舒适性。

如申请号为CN201610494633.1的一篇专利公开了基于肌电信号的防跌倒设备及防跌 倒方法，包括：腰部固定环；两个腿部固定环；支撑件，两端分别与两个腿部固定环固定 连接；第一转轴，上端与腰部固定环转动连接；第二转轴，设置在第一转轴的下端；第一支撑杆，上端与第二转轴转动连接；第三转轴，设置在支撑件上；第四转轴，设置在第三 转轴的下端；第二支撑杆，上端与第四转轴转动连接；电极片，设置在两个腿部固定环的 内侧；六轴陀螺仪；第一支撑杆的下端转动连接在第二支撑杆的中部，控制模块，控制第 二支撑杆转向跌倒方向，并且将第二支撑杆的前端向前伸出。通过检测腿部肌肉肌电信息， 进而判断是否摔倒，同时通过陀螺仪来判断摔倒倾向，通过控制器来进行调节第二支撑杆 转向跌倒方向，依靠第二支撑杆和第一支撑杆来支撑使得人体保持平衡，一方面这种支撑 方式会给予使用者腰部过多的负担，甚至造成损伤，另一方面，对于腿部无力的老年人而 言，往往会造成肌电信息的检测结果不准确。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种防摔倒装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防摔倒装置，包括腰部固定环，套在使用者腰部，所述腰部固定环的内侧设有防 护带，所述防护带上设有心率传感器、陀螺仪传感器、控制器，所述腰部固定环一侧通过转动轴一连接第一支撑杆，所述第一支撑杆一端与固定杆上部铰接，所述固定杆的一端通过转动件连接手杖头，所述固定杆通过转动件实现水平面内的转动及垂直于水平面的方向转动，所述固定杆下部与第二支撑杆一端铰接，所述第二支撑杆另一端与脚固定环通过转动轴二连接，所述固定杆上靠近固定杆与第二支撑杆铰接的一端为伸缩杆结构，所述伸缩杆结构的末端铰接有支撑座，所述第一支撑杆、第二支撑杆均为伸缩杆。

将腰部固定环和脚固定环分别固定在使用者的腰部和腿部，先采集一段时间的正常心 电信号曲线，作为正常参照，采集时间可以为一小时或二小时，控制器连续采集使用者心 电信号，并与预置在控制器中的心电信息特征曲线进行对比，如果心电信号符合心电特征 曲线，则控制器根据陀螺仪传感器检测的跌倒方向，控制第一支撑杆和第二支撑杆转向跌 倒方向，并且控制第一支撑杆、第二支撑杆、伸缩杆结构伸长，伸缩杆结构带动支撑座向 地面移动，当支撑座接触地面时，伸缩杆结构保持当前长度，第一支撑杆、第二支撑杆在转动的过程中，固定杆也通过转动件实现水平面内的同步转动，同时第一支撑杆和第二支撑杆在伸长过程中，带动固定杆通过转动件实现垂直水平面的方向转动，使得固定杆与水平方向呈一定的夹角，人体通过手杖头和固定杆支撑，保证平稳，由于力集中在使用者腋下的手杖头，所以对使用者的腰部伤害较小，同时，在摔倒支撑时，使用者的腿部无需较 大的支撑力，避免使用者在摔倒时因为腿部无力支撑，造成对腿部肌肉的进一步损伤，减 轻了使用者的腿部负担，而且，当使用者正常行走时，可以控制固定杆末端的伸缩杆结构 伸长，从而将装置当做拐杖使用，可以用作医疗康复设备，帮助腿脚不便的人进行行走康 复锻炼，若使用者双脚不便则只需在腰部固定环另一侧加设同样的手杖头、第一支撑杆、 第二支撑杆、固定、脚部固定环等结构即可。

进一步的，所述支撑座为仿脚踝结构的三角橡胶底座。

进一步的，所述支撑座的末端具有防滑头，可进一步防止滑动，增强防摔倒的支撑能 力。

进一步的，所述防护带上设有皮电传感器。通过皮电传感器测定人体皮表信号，与预 置皮表信号特征曲线对比，进一步判断是否摔倒。

进一步的，所述手杖头采用T型把手设计，且手杖头上部呈弧形。

进一步的，所述手杖头上包裹有海绵套。

进一步的，所述防护带由硅胶材质制备。带给人舒适性，同时在摔倒支撑时能够减缓 对腰部的压力。

进一步的，所述转动件包括与手杖头连接的转动轴三及与所述转动轴三转动连接的转 动轴四，所述转动轴四与固定杆相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过皮电信号和心电信号双重检测判断人体是否摔倒，同时将支撑作用力集中在人体 腋下，减缓腰部的压力，增加支撑力度，同时可作为手脚不便者的医疗康复设备，有助于 手脚不便者锻炼身体。

附图说明

图1为本发明防摔倒装置结构示意图；

图2为本发明防护带展开结构示意图；

图3为本发明固定杆剖视图；

图4为本发明转动件结构示意图；

图5为本发明第一支撑杆、第二支撑杆与固定杆铰接处的结构示意图；

图中：1、腰部固定环；2、防护带；3、心率传感器；4、陀螺仪传感器；5、控制器； 6、转动轴一；7、第一支撑杆；8、固定杆；9、转动件；10、手杖头；11、第二支撑杆； 12、脚固定环；13、转动轴二；14、伸缩杆结构；15、支撑座；16、皮电传感器；17、转 动轴三；18、转动轴四；19、铰接轴；20、铰接座。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发 明保护的范围。

实施例1：

一种防摔倒装置，包括腰部固定环1，套在使用者腰部，所述腰部固定环1的内侧设有防护带2，(所述防护带2横截面为圆形，直接胶粘在所述腰部固定环1内侧)，所述 防护带2上设有心率传感器3、陀螺仪传感器4、控制器5，所述腰部固定环1一侧通过转 动轴一6连接第一支撑杆7，所述第一支撑杆7一端与固定杆8上部铰接，所述固定杆8 的一端通过转动件9连接手杖头10，所述固定杆8通过转动件9实现水平面内的转动及垂 直于水平面的方向转动，所述固定杆8下部与第二支撑杆11一端铰接，所述第二支撑杆 11另一端与脚固定环12通过转动轴二13连接，所述固定杆8上靠近固定杆8与第二支撑 杆11铰接的一端为伸缩杆结构14，所述伸缩杆结构14的末端铰接有支撑座15，所述第 一支撑杆7、第二支撑杆11均为伸缩杆，第一支撑杆7、第二支撑杆11与固定杆8的铰 接部分如图5所示，铰接处的固定杆8靠近第一支撑杆7、靠近第二支撑杆11处为空腔结 构，内部设有铰接轴19，第一支撑杆7、第二支撑杆11均通过铰接轴19进行铰接，第一 支撑杆7与第二支撑杆11末端设有与铰接轴19相匹配的铰接座20，本发明中的铰接轴 19横向设置在固定杆8内侧，铰接座20为与铰接轴19相匹配的圆筒状，通过铰接，使得 使用者在行走时，固定杆能够上下进行小幅度的移动，避免腿部弯曲受到影响，在设计时， 手杖头10距离腋下有小段距离，以实现固定杆8上下移动不会受到影响。

将腰部固定环1和脚固定环12分别固定在使用者的腰部和腿部，先采集一段时间的 正常心电信号曲线，作为正常参照，采集时间可以为一小时或二小时，控制器5连续采集使用者心电信号，并与预置在控制器5中的心电信息特征曲线进行对比，如果心电信号符合心电特征曲线，则控制器5根据陀螺仪传感器4检测的跌倒方向，控制第一支撑杆7和 第二支撑杆11转向跌倒方向，并且控制第一支撑杆7、第二支撑杆11、伸缩杆结构14伸 长，伸缩杆结构14带动支撑座15向地面移动，当支撑座15接触地面时，伸缩杆结构14 保持当前长度，第一支撑杆7、第二支撑杆11在转动的过程中，固定杆8也通过转动件9 实现水平面内的同步转动，同时第一支撑杆7和第二支撑杆11在伸长过程中，带动固定 杆8通过转动件9实现垂直水平面的方向转动，使得固定杆8与水平方向呈一定的夹角， 优选的，当固定杆8末端的伸缩杆结构14接触地面，且固定杆8与水平方向的夹角在15° -30°最佳，即此刻停止第一支撑杆7、第二支撑杆11的伸缩，人体通过手杖头10和固定 杆8支撑，保证平稳，由于力集中在使用者腋下的手杖头10，所以对使用者的腰部伤害较 小，同时，在摔倒支撑时，使用者的腿部无需较大的支撑力，避免使用者在摔倒时因为腿 部无力支撑，造成对腿部肌肉的进一步损伤，减轻了使用者的腿部负担，而且，当使用者 正常行走时，可以控制固定杆8末端的伸缩杆结构14伸长，从而将装置当做拐杖使用， 可以用作医疗康复设备，帮助腿脚不便的人进行行走康复锻炼，若使用者双脚不便则只需 在腰部固定环1另一侧加设同样的手杖头10、第一支撑杆7、第二支撑杆11、固定杆8、 脚固定环12等结构即可。

进一步的，所述支撑座15为仿脚踝结构的三角橡胶底座。

进一步的，所述支撑座15的末端具有防滑头，可进一步防止滑动，增强防摔倒的支撑能力。

进一步的，所述防护带2上设有皮电传感器16。通过皮电传感器16测定人体皮表信号，与预置皮表信号特征曲线对比，进一步判断是否摔倒。

进一步的，所述手杖头10采用T型把手设计，且手杖头上部呈弧形。

进一步的，所述手杖头10上包裹有海绵套。

进一步的，所述防护带2由硅胶材质制备。带给人舒适性，同时在摔倒支撑时能够减 缓对腰部的压力。

进一步的，所述转动件9包括与手杖头10连接的转动轴三17及与所述转动轴三17转动连接的转动轴四18，所述转动轴四18与第一支撑杆7相连，具体的，可在固定杆8上固接一个圆形轴套(图中未示出)，圆形圈套接在转动轴四18上，实现固定杆8 绕转动轴四18在垂直水平面方向转动。

在通过心率传感器3和皮电传感器16双重检测判断使用者是否摔倒后，通过陀螺仪 传感器4检测使用者摔倒方向，控制器5控制第一支撑杆7、第二支撑杆11转向摔倒方向，同时带动固定杆8同步转向摔倒方向，(固定杆8通过转动轴三17实现水平面方向的转 动，通过转动轴三17上的转动轴四18实现垂直水平面方向的转动)控制第一支撑杆7、 第二支撑杆11伸长，控制固定杆8末端的伸缩杆向地面方向伸缩，带动支撑座15向地面 移动直至接触地面，此时停止第一支撑杆7、第二支撑杆11的伸长，通过腋下的手杖头 10、固定杆8、支撑座15支撑使用者的身体，为保证固定杆8的支撑效果，因此在支撑座 15接触地面时，第一支撑杆7和第二支撑杆11的长度比优选为1:2。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解 在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变 型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种防摔倒装置，其特征在于，包括腰部固定环，套在使用者腰部，所述腰部固定环的内侧设有防护带，所述防护带上设有心率传感器、皮电传感器、陀螺仪传感器、控制器，所述腰部固定环一侧通过转动轴一连接第一支撑杆，所述第一支撑杆一端与固定杆上部铰接，所述固定杆的一端通过转动件连接手杖头，所述固定杆通过转动件实现水平面内的转动及垂直于水平面的方向转动，所述固定杆下部与第二支撑杆一端铰接，所述第二支撑杆另一端与脚固定环通过转动轴二连接，所述固定杆上靠近固定杆与第二支撑杆铰接的一端为伸缩杆结构，所述伸缩杆结构的末端铰接有支撑座，所述第一支撑杆、第二支撑杆均为伸缩杆，使用者在行走时，固定杆能够上下进行小幅度的移动，避免腿部弯曲受到影响，手杖头距离腋下有小段距离，以实现固定杆上下移动不会受到影响；控制器连续采集使用者心电信号，并与预置在控制器中的心电信息特征曲线进行对比，通过皮电传感器测定人体皮表信号，与预置皮表信号特征曲线对比，通过心率传感器和皮电传感器双重检测判断使用者是否摔倒后，通过陀螺仪传感器检测使用者摔倒方向，控制器控制第一支撑杆、第二支撑杆转向摔倒方向，同时带动固定杆同步转向摔倒方向，并且控制第一支撑杆、第二支撑杆、伸缩杆结构伸长，伸缩杆结构带动支撑座向地面移动，当支撑座接触地面时，伸缩杆结构保持当前长度，第一支撑杆、第二支撑杆在转动的过程中，固定杆也通过转动件实现水平面内的同步转动，同时第一支撑杆和第二支撑杆在伸长过程中，带动固定杆通过转动件实现垂直水平面的方向转动，使得固定杆与水平方向呈一定的夹角，此刻停止第一支撑杆、第二支撑杆的伸缩，人体通过手杖头和固定杆支撑，力集中在使用者腋下的手杖头。

2.如权利要求1所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述支撑座为仿脚踝结构的三角橡胶底座。

3.如权利要求1或2所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述支撑座的末端具有防滑头。

4.如权利要求1所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述手杖头采用T型把手设计，且手杖头上部呈弧形。

5.如权利要求4所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述手杖头上包裹有海绵套。

6.如权利要求1所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述防护带由硅胶材质制备。

7.如权利要求1所述的一种防摔倒装置，其特征在于，所述转动件包括与手杖头连接的转动轴三及与所述转动轴三转动连接的转动轴四，所述转动轴四与固定杆相连。

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