CN114237027A - 一种保护人体用防摔气囊控制装置 - Google Patents

Abstract

一种保护人体用防摔气囊控制装置，包括蓄电池、充电插座、电源开关、气泵、水银开关、压力开关，还具有探测电路、控制电路和提示电路；气泵的气体输出管和一只电磁阀A进气管连接，电磁阀A的气体输出管、防摔气囊的气瓶电磁阀气体输出管和三通管两端并联连接，三通管第三端和防摔气囊的进气管连接，压力开关安装在三通管的第三端上；蓄电池、充电插座、电源开关、电磁阀、气泵、水银开关、探测电路、控制电路和提示电路、电磁阀A安装元件盒内并和电磁阀、电磁阀A、气泵、压力开关电性连接。本新型使用者向任何方向倾倒都会探测到并能第一时间为气囊内充气，对使用者起到了好的保护作用。本新型不使用时，使用者能对气囊密封性能进行检测。

Description

一种保护人体用防摔气囊控制装置

技术领域

本发明涉及人体防护用品配套设备技术领域，特别是一种保护人体用防摔气囊控制装置。

背景技术

人体防摔气囊是一种个人防护用品，主要用于老年人或因各种疾病导致行走异常的人群使用，其应用中通过穿戴或者绑缚的方式固定在人身体需要保护的部位，通过气囊控制系统的位置探头探测人体的行走姿态，当人体摔倒后接通气瓶(气瓶一次为气囊充气、气体排完后一般刚好保证气囊充满气)的电磁阀电源，进而电磁阀打开、气瓶内的气体快速进入气囊内，气囊充气后起到缓冲作用，防止了人直接接触地面或异物带来的伤害。

现有防摔气囊控制系统的探头(类似于台式取暖器的保护探头，取暖器前或后倾倒后整机失电)由滚珠和滚槽及壳体等构成，行走正常前提下滚珠不接触滚槽的上端导电部分，那么控制系统(一般垂直安装在气囊侧端的袋内元件盒内)不控制电磁阀得电，当人往一个方向摔倒后滚珠接触滚槽上端、进而控制系统控制电磁阀得电气囊充气。目前的控制系统的探头虽然实现了人体摔倒方位的探测，但是只能由于结构所限，只能探测两个方位的摔倒姿势，比如说探测向前及向后摔倒，或者探测向左或向右摔倒，当使用者比如向左右或者向前后摔倒时，由于探头无法有效探测，那么会对气囊的正常充气保护工作带来影响；虽然在电路板上可以安装两组探测四个方位的探头，可以解决存在不能有效探测多角度方位的问题，但是，采用相对多的探头不但造成成本增加、控制系统整体结构也会不紧凑，或多或少会对防摔气囊的有效应用带来影响。最后就是，现有的防摔气囊不具备检测系统，也就是说不能根据需要对其密封性进行检测，这样，当其存在漏气现象、使用者摔倒时气瓶的充气会从漏气位置泄出，那么就起不到好的防护作用(气瓶的充气一般需要专门的售后机构及技术人员操作，因此平时不可能随时模拟摔倒使气囊充气，进而监测其密封性)。综上所述，提供一种协同人体用防摔气囊使用，一个探头就能探测人体向任何方向摔倒的姿态，且平时使用者能根据需要不采用气瓶气体的前提下，能方便检测气囊密封性的控制装置显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有人体用防摔气囊配套使用的控制系统由于结构所限，采用两只探头探测人体方位存在成本相对增加、导致整体设备结构不紧凑的缺点，以及使用者不能方便测试气囊密封性的弊端，本发明提供了协同人体用防摔气囊使用，采用成本低、探测效果好的水银开关作为探头，在相关机构及电路共同作用下，能有效探测人体向任何方向摔倒的姿态进而触发气瓶的电磁阀有效打开，且使用者还能随时根据需要不采用气瓶内的气体前提下，对气囊的密封性能进行检测，检测到密封效果不好时能及时提示使用者维护或更换，保证了气囊在使用者摔倒时能及时、有效充气对人体起到保护作用的一种保护人体用防摔气囊控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种保护人体用防摔气囊控制装置，包括蓄电池、充电插座、电源开关、气泵、水银开关、压力开关，其特征在于还具有探测电路、控制电路和提示电路；所述气泵的气体输出管和一只电磁阀A进气管连接，电磁阀A的气体输出管、防摔气囊的气瓶电磁阀气体输出管和一只三通管两端并联连接，三通管第三端和防摔气囊的进气管连接，压力开关安装在三通管的第三端上；所述蓄电池、充电插座、电源开关、电磁阀、气泵、水银开关、探测电路、控制电路和提示电路、电磁阀A、气瓶安装元件盒内；所述水银开关和探测电路信号输入电性连接，探测电路的电源输出端和气瓶电磁阀电源输入端电性连接；所述控制电路的电源输出端和电磁阀A、气泵的电源输入端电性连接，控制电路的信号输出端和压力开关一端电性连接，压力开关另一端和提示电路的信号输入端电性连接。

进一步地，所述水银开关在元件盒内处于垂直状态且触点位于上端、水银液面位于下端。

进一步地，所述压力开关是常闭触点型压力开关。

进一步地，所述探测电路包括电性连接的电阻、可控硅，电阻一端和可控硅阳极连接。

进一步地，所述控制电路包括电性连接的电阻、电容、继电器、NPN三极管，继电器正极及控制电源输入端和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端、正极连接，第二只电阻另一端和 NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器电源输入端连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述提示电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和蜂鸣器，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接。

本发明有益效果是：本发明协同人体用防摔气囊使用，采用成本低、探测效果好的水银开关作为探头，当使用者穿戴防摔气囊跌倒后，身体向任何方向倾倒水银开关都会探测到并经探测电路第一时间接通气瓶的电磁阀，这样，气瓶内的气体能第一时间进入气囊内为其充气，对使用者起到了好的保护作用。本新型中，不使用时，使用者还能随时根据需要不采用气瓶内的气体前提下，对气囊的密封性能进行检测，检测时，气泵会自动为气囊内充入气体，当气囊完好时蜂鸣器不发声，当气囊漏气时蜂鸣器能及时提示使用者维护或更换气囊。基于以上，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明整体及局部放大结构示意图。

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种保护人体用防摔气囊控制装置，包括蓄电池G1、充电插座CZ、电源开关S1、微型气泵M、水银开关SQ、压力开关W，还具有探测电路1、控制电路2和提示电路3；所述微型气泵M 的气体输出管和一只微型电磁阀ADC1进气管经管道接头连接，电磁阀ADC1的气体输出管、防摔气囊的气瓶4电磁阀DC气体输出管和一只三通管7两端分别经管道接头连接，三通管7第三端和防摔气囊的进气管5经软管连接，三通管7第三端左上部有一个内螺纹开孔，压力开关W的进气管经其外螺纹安装在三通管7的第三端左上部；所述蓄电池G1、充电插座CZ、电源开关S1、电磁阀DC、微型气泵M、水银开关SQ、探测电路1、控制电路2和提示电路3、电磁阀ADC1安装在防摔气囊的元件盒6内电路板上。

图1、2中所示，水银开关SQ在电路板上处于垂直状态且两个触点位于玻璃外壳内上端、水银液面位于玻璃外壳内下端，水银开关SQ是万向水银开关，当其向任一方向偏移超过30度时其内下部水银液面会将内上端两个触点淹没。蓄电池G1是型号5V/3Ah的锂蓄电池，充电插座CZ是同轴电源插座、其充电插孔位于元件盒前端第一个开孔外，电源开关S1是拨动电源开关、其操作手柄位于元件盒前端第二个开孔外，微型气泵M是型号D35S-22X的微型气泵成品；压力开关W是微型常闭触点型压力开关。探测电路包括经电路板布线连接的电阻R1、可控硅VS，电阻R1一端和可控硅VS1阳极连接。控制电路包括经电路板布线连接的电阻R2、R3，电容C1，继电器K，NPN三极管Q1，继电器K正极及控制电源输入端和第一只电阻R2一端连接，第一只电阻R2另一端和第二只电阻R3一端、电容C1正极连接，第二只电阻 R3另一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器K负极电源输入端连接，电容C1负极和NPN三极管Q1发射极连接。提示电路包括经电路板布线连接的电阻R6、NPN三极管Q3和蜂鸣器B，电阻R6一端和NPN三极管Q3基极连接，NPN三极管Q3和蜂鸣器B负极电源输入端连接。

图1、2所示，蓄电池G1两极和充电插座CZ两端分别经导线连接(蓄电池G1无电时可把外部12V 充电电源插头插入充电插座CZ内为蓄电池G1充电)。蓄电池G1正极和电源开关S1一端经导线连接，电源开关S1的第一个输出端和探测电路正极电源输入端可控硅VS阳极经导线连接，水银开关SQ一端和电阻R1另一端连接，水银开关SQ另一端和探测电路信号输入端经可控硅VS控制极经导线连接。探测电路的电源输出端可控硅VS阴极、蓄电池G1负极和防摔气囊的气瓶电磁阀DC电源输入两端经导线连接。电源开关S1的第二个电源输出端和控制电路正极电源输入端电阻R2一端、提示电路的正极电源输入端蜂鸣器B正极电源输入端经导线连接，控制电路的电源输出端继电器K的常闭出触点端及NPN三极管Q1发射极和电磁阀ADC1、气泵M的电源输入端经导线连接，控制电路的信号输出端继电器K常开触点端和压力开关W一端经导线连接，压力开关W另一端和提示电路的信号输入端电阻R6另一端经导线连接。蓄电池G负极和控制电路负极电源输入端NPN三极管Q1发射极、提示电路负极电源输入端NPN三极管 Q3发射极经导线连接。

图1、2所示，本新型安装在防摔气囊的元件盒6内，协同人体用防摔气囊使用，结构紧凑，工作可靠。每次使用者穿戴好防摔气囊后，把电源开关S1的手柄向左拨动，于是电源开关S1电源输入端和第一个输出端连通，探测电路得电工作。本新型中，使用者穿戴好防摔气囊后(元件盒一般位于腰部上端位置)，只要身体不发生任一方向超过30度角度变化(正常行走不会导致超过此角度)，水银开关SQ内部水银液面不会将触点淹没，那么可控硅VS不会被触发导通，气瓶4内的气体也不会进入防摔气囊内。当实际应用中，使用者只要身体因各种原因向任一方向摔倒等超过30度角度变化(正常行走不会导致超过此角度)，水银开关SQ内部水银液面会将触点瞬间淹没，这样12V电源正极会经电阻R1降压限流瞬间触发可控硅 VS导通，进而，气瓶的电磁阀DC得电工作其内部阀芯打开(只要不断开电源，由于可控硅VS的自锁性，电磁阀DC会一直得电)，这样气瓶4内的气体会马上经气囊进气管5进入气囊内，于是气囊快速充气膨胀 (刚好保证充满气)，这样，即使使用者摔倒在地上，由于充气气囊的保护也不会造成身体大的损伤。

图1、2所示，本新型平时不使用时电源开关S1关闭，如果需要检测气囊的密封性，把电源开关S1的手柄向右拨动，于是电源开关S1电源输入端和第二个输出端连通，控制电路和提示电路得电工作。控制电路得电工作后，蓄电池G输出的12V电源经电阻R2降压限流为电容C1充电，刚开始的一段时间内(比如15秒钟，此时刚好保证气泵为气囊内充满气)，电容C1没有充满电时，NPN三极管Q1的基极电压低于0.7V处于截止状态，那么继电器K不会得电吸合。12V电源正极经继电器K控制电源输入端及常闭触点端进入气泵M及电磁阀ADC1的电源输入端，电磁阀ADC1得电工作其内部阀芯打开，气泵M得电工作为气囊内充入压缩空气。15秒钟后(时间等于1.1*电阻R2阻值*电容C1容量)气囊将要充满气的同时，12V电源经电阻R2、R3降压限流进入NPN三极管Q1的基极电压高于0.7V，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K负极电源输入端，继电器K得电其控制电源输入端和常开触点端闭合，控制电源输入端和常闭触点端开路，这样电磁阀ADC1及气泵M均会失电不再工作，同时12V电源正极会进入压力开关W一端，此刻，由于气囊内充满空气压力且高于一定(比如高于0.2MPa)、压力开关W内部触点开路，这样蜂鸣器B不发声、代表气囊密封性好。当实际情况下，如果压力开关W一端得电，而此刻气囊密封性不好漏气压力低于0.2MPa时，那么压力开关W内部触点会闭合，12V电源正极会经压力开关 W、电阻R6降压限流进入NPN三极管Q3基极，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平进入蜂鸣器B负极电源输入端，于是，蜂鸣器B得电发出响亮提示声音，提示气囊密封性不好，后续使用者可维护或更换气囊，保证了实际使用中，气囊能有效充气起到保护作用。使用者听到蜂鸣器B发声或没有发声测试一段时间后(比如1分钟)，就可关闭电源开关S完成气囊密封测试。电路中，电阻R1、R2、R3、R6阻值分别是1K、1.37M、470K、50K；NPN三极管Q1、Q3型号是9013；可控硅VS是MCR100-1塑封单向可控硅；电容C1型号是10μF/25V；继电器K型号是DC12V；蜂鸣器B是微型SF12V型号的有源连续声蜂鸣报警器成品；电磁阀DC、电磁阀ADC1是12V、0.5W小型电磁阀；压力开关W是型号SY-S20的小型可调压力式气压开关。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种保护人体用防摔气囊控制装置，包括蓄电池、充电插座、电源开关、气泵、水银开关、压力开关，其特征在于还具有探测电路、控制电路和提示电路；所述气泵的气体输出管和一只电磁阀A进气管连接，电磁阀A的气体输出管、防摔气囊的气瓶电磁阀气体输出管和一只三通管两端并联连接，三通管第三端和防摔气囊的进气管连接，压力开关安装在三通管的第三端上；所述蓄电池、充电插座、电源开关、电磁阀、气泵、水银开关、探测电路、控制电路和提示电路、电磁阀A、气瓶安装元件盒内；所述水银开关和探测电路信号输入电性连接，探测电路的电源输出端和气瓶电磁阀电源输入端电性连接；所述控制电路的电源输出端和电磁阀A、气泵的电源输入端电性连接，控制电路的信号输出端和压力开关一端电性连接，压力开关另一端和提示电路的信号输入端电性连接。

2.根据权利1所述的一种保护人体用防摔气囊控制装置，其特征在于，水银开关在元件盒内处于垂直状态且触点位于上端、水银液面位于下端。

3.根据权利1所述的一种保护人体用防摔气囊控制装置，其特征在于，压力开关是常闭触点型压力开关。

4.根据权利1所述的一种保护人体用防摔气囊控制装置，其特征在于，探测电路包括电性连接的电阻、可控硅，电阻一端和可控硅阳极连接。

5.根据权利1所述的一种保护人体用防摔气囊控制装置，其特征在于，控制电路包括电性连接的电阻、电容、继电器、NPN三极管，继电器正极及控制电源输入端和第一只电阻一端连接，第一只电阻另一端和第二只电阻一端、正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器电源输入端连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

6.根据权利1所述的一种保护人体用防摔气囊控制装置，其特征在于，提示电路包括电性连接的电阻、NPN三极管和蜂鸣器，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接。

Images