CN210203443U - 一种防护气囊衣 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防护气囊衣，该气囊衣包括：衣服本体，用于人体穿戴；跌倒检测控制模块，用于检测人体的跌倒动作，在出现所述跌倒动作时，发出预警信号；气体发生器，与所述跌倒检测控制模块连接，用于接收所述预警信号，并产生气体；和气囊，设置于所述衣服本体的下部内侧，所述气体发生器的排气孔连通至所述气囊内，用于接收所述气体，在人体跌倒落地之前展开，并包裹在人体的髋关节部位。本实用新型的跌倒检测控制模块自动实时监测人体动作并在跌倒动作同时发出预警信号，气体发生器接收预警信号快速释放气体并进入气囊，气囊可以在人体接触地面之前全部展开，提供缓冲防护，从根本上避免和减轻跌倒带来的伤害。

Description

一种防护气囊衣

技术领域

本实用新型涉及人体防护穿戴设备技术领域，特别涉及一种防护气囊衣。

背景技术

我国随着人口老龄化进程加快，对国家、社会和家庭构成极大的负担，医疗保健护理系统首当其冲地迎接着挑战。跌倒作为人体伤害的一种形式，由于其发生率高、后果严重，已经成为威胁人特别是老年人生命和健康的重要因素。在我国每年有4000万65岁以上的老年人意外跌倒，特别是若伤及髋骨可能因此丧命。随着我国人口老龄化、高龄化、空巢化形式的加剧，发展跌倒防护系统，在人体跌倒落地前提供缓冲防护，从根本上避免或减轻伤害，具有很重要的意义。

现有技术多为跌倒后的检测报警，在一定程度上虽可减少跌倒带来的伤害，但无法从根本上减轻或避免伤害。例如，现有专利申请中CN108433211A、CN108095894A、CN207425073U和CN107170199A，其中更多地介绍了控制器、传感器等传感、控制部分，而产品的具体结构及摔倒后的保护措施并未具体提及。

与本申请最接近的现有技术为，专利申请CN207425073U，其存在以下缺陷：(1)安全气囊、传爆管及传感器等部件不可与外衣分离，不便清洗外衣；(2)传爆管设置于气囊中，给更换气囊造成不便；(3)传爆管直接引爆安全气囊中的化学物质反应产生气体，虽然产气速度快，但化学药剂燃烧气体温度高，声音剧烈，危险性较高，安全可靠性低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种用于跌倒时防护髋关节的气囊衣。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种防护气囊衣，该气囊衣包括：

衣服本体，用于人体穿戴；

跌倒检测控制模块，用于检测人体的跌倒动作，在出现所述跌倒动作时，发出预警信号；

气体发生器，与所述跌倒检测控制模块连接，用于接收所述预警信号，并产生气体；和

气囊，设置于所述衣服本体的下部内侧，用于接收所述气体，在人体跌倒落地之前展开，并包裹在人体的髋关节部位。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述气囊为以插扣连接的环形，其包括接收所述气体的内胆和包裹于折叠状态的所述内胆外侧的布套。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述内胆上设置进气口，所述气体发生器通过安装在所述进气口的进气连接件与所述内胆连通；所述进气连接件与设置于所述内胆内的内压板通过若干螺丝连接。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述进气连接件包括一安装所述气体发生器的安装座，和连通所述气体发生器的排气孔与所述内胆的开口。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，至少一所述螺丝的中轴位置设置通孔，所述通孔连通所述内胆内部。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述布套包括一封闭边和其他敞口边，所述内胆连接于所述封闭边内侧，所述其他敞口边设置磁扣或魔术贴。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述内胆包括一横向气柱和连通至所述横向气柱的若干纵向气柱。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，若干所述纵向气柱包括两组对称设置的倾斜气柱组和设置于两组所述倾斜气柱组之间的短气柱；所述倾斜气柱组包括从所述横向气柱向下并彼此靠近延伸的两长气柱，所述倾斜气柱组与所述横向气柱组成倒三角形。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述横向气柱的内侧设置若干纵向弯曲经络，所述纵向气柱的内侧设置若干横向弯曲经络。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述跌倒检测控制模块包括加速度传感器、角速度传感器、磁场传感器、电池、处理器芯片、蜂鸣器和按钮开关，所述加速度传感器、所述角速度传感器、所述磁场传感器、所述电池、所述蜂鸣器和所述按钮开关分别连接至所述处理器芯片。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述跌倒检测控制模块设置于所述插扣内；所述按钮开关设置于所述插扣的被插端内，并部分伸出所述被插端，所述插扣的插头端设置一外突的顶头，所述顶头和所述按钮开关相对。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述气体发生器包括：

阀体，其内为空腔，所述空腔包括相互连通的上部高压腔和下部排气腔，所述下部排气腔设置刺针机构；

阀盖，连接于所述阀体的上端，其内部连通于所述上部高压腔；所述阀盖内顶部设置短路环座，所述阀盖内设置与所述短路环座连接的电爆管；和

压缩气瓶，连接于所述阀体的下端。

进一步的，所述的一种防护气囊衣，所述压缩气瓶内的气体包括二氧化碳和氮气中的至少一种。

本实用新型的优点与效果是：

1.本实用新型提供的防护气囊衣包括跌倒检测控制模块、气体发生器和气囊，跌倒检测控制模块自动实时监测人体动作并在跌倒动作同时发出预警信号，气体发生器接收预警信号快速释放气体并进入气囊，气囊可以在人体接触地面之前全部展开，提供缓冲防护，从根本上避免和减轻跌倒带来的伤害。

2.本实用新型提供的防护气囊衣的气体发生器采用电爆管控制刺针机构刺破压缩气瓶的方式产生气体并进入气囊，并采用单气体发生器设置，结构简单，安全可靠性高，触发信号简单功率小，激发压缩气瓶充气时间短。

3.本实用新型提供的防护气囊衣的跌倒检测控制模块设置于插扣内，当插扣的插头端插入被插端时，顶头压住按钮开关实现开机，实现跌倒动作检测和预警；拔出插头时，顶头与按钮分离实现关机。在实现跌倒检测功能的基础上，还能兼顾使用便捷性，且在一定程度上防止由于使用中忘记关机造成气囊通电误触发。

4.本实用新型提供的防护气囊衣的气囊与气体发生器通过进气连接件连通，进气连接件用于气体发生器插入安装，跌倒检测控制模块的接口连接至气体发生器的短路环座，以实现气体发生器的快速更换。且用以连接进气连接件与内压板的螺丝的中轴位置设置通孔，实现内胆内部与外部的连通，起到排气作用，可使内胆内气体压力得到缓慢释放，得到更好的缓冲防护效果。避免了因在内胆上设置排气孔，而造成的囊体撕裂。

5.本实用新型提供的防护气囊衣的跌倒检测控制模块、气体发生器和气囊为一体设计，并可与衣服本体分离，便于清洗，且穿戴舒适、美观。

附图说明

图1示出本实用新型提供的防护气囊衣的结构示意图；

图2示出本实用新型提供的防护气囊衣的展开结构示意图；

图3示出本实用新型提供的防护气囊衣的气体发生器的结构示意图；

图4示出本实用新型提供的防护气囊衣的气体发生器与气囊的连接示意图；

图5示出本实用新型提供的防护气囊衣的进气连接件的结构示意图；

图6示出本实用新型提供的防护气囊衣的进气连接件与气囊连接用螺丝的结构示意图；

图7示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的展开示意图；

图8示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的折叠示意图；

图9示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的内胆和布套的结构示意图；

图10示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的内胆的充气前的结构示意图；

图11示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的内胆的充气后的结构示意图；

图12示出本实用新型提供的防护气囊衣的跌倒检测控制模块的控制原理图；

图13示出本实用新型提供的防护气囊衣的插扣与按钮开关的结构示意图。

附图标记说明：1-衣服本体；2-跌倒检测控制模块、21-按钮开关、22-顶头；3-气体发生器、31-阀盖、32-短路环座、33-电爆管、34-电爆管压环、35-第二密封圈圈、36-刺针机构、37-阀体、371-上部高压腔、372-下部排气腔、373-排气孔、38-压缩气瓶、39-第一密封圈；4-气囊、41-进气口、42-进气连接件、421-安装座、422-开口、423-连接座、43-内压板、44-螺丝、441-通孔、45-内胆、451-横向气柱、452-纵向气柱；453-纵向弯曲经络、454-横向弯曲经络、455-倾斜气柱组、456-短气柱、457-长气柱、46-布套、461-磁扣或魔术贴、462-封闭边、463-其他敞口边、47-可拆卸连接机构、48-插扣、481-插头端、482-被插端。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

图1、2示出本实用新型提供的防护气囊衣的结构示意图，该防护气囊衣包括衣服本体1、跌倒检测控制模块2、气体发生器3和气囊4。衣服本体1用于人体穿戴。跌倒检测控制模块2用于检测人体的跌倒动作，在出现所述跌倒动作时，发出预警信号。气体发生器3与跌倒检测控制模块2连接，用于接收预警信号，并产生气体。气囊4设置于衣服本体1的下部内侧，该防护气囊衣穿戴至人体时，气囊位于人体的腰部。气体发生器3的排气孔373连通至气囊4内，气囊4用于接收气体发生器3释放的气体，在人体跌倒落地之前展开，并包裹在人体的髋关节部位，避免或减轻跌倒对人体造成的伤害。跌倒检测控制模块2、气体发生器3和气囊4可整体一同从衣服本体1上拆卸下来，便于对衣服本体1进行清洗，便于重复使用。

图3示出本实用新型提供的防护气囊衣的气体发生器的结构示意图。气体发生器3包括阀体37，连接于阀体37上端的阀盖31，和连接于阀体37下端的压缩气瓶38。阀体37内为空腔，空腔包括相互连通的上部高压腔371和下部排气腔372，下部排气腔372设置刺针机构36。阀体37下部设置与外界连通的排气孔373，其下部空腔形成下部排气腔372。阀盖31内部连通于上部高压腔371，阀盖31顶部设置短路环座32，阀盖31内设置与短路环座32连接的电爆管33。电爆管33被激发，阀体37内上部空腔建立高压形成上部高压腔371。短路环座可防止外界静电干扰造成意外触发，增加安全性。当跌倒检测控制模块的接头未插入短路环座32时，短路环座32可将电爆管33的两个接线柱短路连接，可防止静电或其他外部干扰意外将电爆管33激发，提高气体发生器3独立存放时的安全性；当跌倒检测控制模块的接头插入短路环座32时，电爆管33两个接线柱实现独立，实现与跌倒检测控制模块2的连接。

初始状态，刺针机构36的刺针361针头对准压缩气瓶38的瓶口并稍接触。气体发生器3一旦接收到跌倒检测控制模块2发出的预警信号，电爆管33能量激发，上部高压腔371内建立高压，高压气体推动刺针机构36向下运动，刺破压缩气瓶38的瓶口，同时，运动部堵住压缩气瓶38的瓶口。同时，排气孔373与上部高压腔371连通，上部高压腔371内建立的高压在排气孔373释放，上部高压腔371内压力降低。压缩气瓶38内的气压推动刺针机构36向上运动，将刺针机构36推至阀体37的上部高压腔371。同时，由于运动部堵住压缩气瓶38瓶口，压缩气瓶38内部压力对刺针机构可产生更大的反向推力，促使刺针机构可反向移动更长距离，压缩气瓶38瓶口空出，便于气体快速释放，气体从下部排气腔372周边的排气孔373溢出，充入气囊4内。气体发生器3从接收到预警信号到将气囊4充满的时间一般不大于100ms。

刺针机构36包括刺针和连接于刺针尾部的运动部，运动部的直径确保刺针机构在阀体内空腔滑动。电爆管被激发时，运动部的一端承担高压气体冲击，带动刺针运动。刺针具有60°-80°的尖角，优选的是，尖角为70°，以确保最快的刺破压缩气瓶38的瓶口。

压缩气瓶38内的气体为二氧化碳和氮气中的至少一种，还可以一并充装一定量氦气，作为示踪元素，评判和检验压缩气瓶的泄漏率。优选的是，压缩气瓶内部使用二氧化碳和氦气。低温时，氦气将部分二氧化碳从压缩气瓶内带出，二氧化碳从周围空气吸热，可以加快二氧化碳气化时间，保证气体发生器低温排气时间在150ms以内，同时，氦气可以检验压缩气瓶的泄漏率。

具体的是，电爆管33通过设置于阀盖31内的电爆管压环34安装于阀盖31内，避免其移动。电爆管33与阀盖31之间设置第一密封圈39，刺针机构36与阀体37之间设置第二密封圈35，使阀体37的上部高压腔371内实现密封。当电爆管被激发，刺针机构向下运动时，刺针机构脱离第二密封圈，使上部高压腔与排气孔连通而释放高压气体。电爆管激发的过程在上部高压腔内进行，由于具有第一密封圈和第二密封圈的配合，触发时的声音被密闭在腔体内，确保了整个触发过程不会产生剧烈声音和反应物漏出。

图7至9示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的结构示意图。气囊4为以插扣48连接的环形，其包括内胆45和布套46。内胆45用于接收气体发生器3释放的气体，其为TPU薄膜材料。在跌倒检测控制模块2发出预警信号之前，内胆45处于整体向上折叠状态(具体折叠方向如图7中箭头所示)。布套46包裹于折叠状态的内胆45外侧，其为锦丝绸材料，用于塑形和承压，并对内胆起到保护作用，整体具有轻薄、耐压、耐磨等特性。布套46包括一封闭边462和其他敞口边463，封闭边462的外侧通过可拆卸连接机构47(例如：拉链或纽扣)与衣服本体1实现可拆卸连接。内胆45连接于封闭边462的内侧，其他敞口边463设置磁扣或魔术贴461，既可防止内胆45随意展开，又可使内胆45在接收气体后轻松展开。

图10、11示出本实用新型提供的防护气囊衣的气囊的内胆的充气前、后的结构示意图。内胆45上设置进气口41，具体的是，进气口41设置于内胆45的一端。内胆45包括一横向气柱451和连通至横向气柱451的若干纵向气柱452。若干纵向气柱452包括两组对称设置的倾斜气柱组455和设置于两组倾斜气柱组455之间的短气柱456，倾斜气柱组455包括从横向气柱451向下并彼此靠近延伸的两长气柱457。倾斜气柱组455与横向气柱451组成倒三角形。人体穿戴该防护气囊衣气囊充气后，人体左右髋关节被包裹在倒三角区域内；短气柱位于尾椎骨部位。具体的使，横向气柱451的内侧设置若干纵向弯曲经络453，纵向气柱452的内侧设置若干横向弯曲经络454。内胆充气时，各弯曲经络使内胆整体向内弯曲靠拢形成一定弧度(如图11所示)，更加贴合人体骨骼设计。内胆45的一横向气柱451和若干纵向气柱452为一体成形。

图4至6示出本实用新型提供的防护气囊衣的气体发生器与气囊的连接示意图。气体发生器3通过安装在进气口41的进气连接件42与内胆45连通，进气连接件42与设置于内胆45内的内压板43通过若干螺丝44连接。具体的是，至少一个螺丝44的中轴位置设置通孔441，通孔441连通至内胆45内部，可以实现内胆45内部与外部的连通，起到排气作用，可使内胆45内气体压力得到缓慢释放，得到更好的缓冲防护效果。进气连接件42包括安装座421和与安装座421连接的连接座423，安装座421用于安装气体发生器3，连接座423用于与内压板43连接。连接座423上设置连通气体发生器3的排气孔373与内胆45的开口422。具体的是，安装座421为两端敞口的筒状，筒状内设置对应气体发生器的安装部，一端敞口用于气体发生器插入安装，另一端敞口用于跌倒检测控制模块的接口连接至气体发生器的短路环座，以实现气体发生器的快速更换。开口422连通筒状内部，使气体发生器稳定且密封地安装于筒状内，并确保排气孔通过开口与内胆连通。

图12示出本实用新型提供的防护气囊衣的跌倒检测控制模块的控制原理图。跌倒检测控制模块2设置于插扣48内，人体穿戴防护气囊衣时，跌倒检测控制模块2紧贴于人体腰部正前方。跌倒检测控制模块2包括加速度传感器、角速度传感器、磁场传感器、电池、处理器芯片、蜂鸣器和按钮开关，加速度传感器、角速度传感器、磁场传感器、电池、蜂鸣器和按钮开关分别连接至处理器芯片。加速度传感器、角速度传感器和磁场传感器检测实时信号并将其传递至处理器芯片，处理器芯片对采集的信号进行运算，并与预设值比较，当到达预设值，发出预警信号给气体发生器和蜂鸣器。具体的是，图13示出本实用新型提供的防护气囊衣的插扣与按钮开关的结构示意图。按钮开关设置于插扣48的被插端内，并部分伸出被插端。插扣48的插头端设置一外突的顶头，顶头和按钮开关相对。当插扣的插头端插入被插端时，顶头压住按钮开关实现开机，实现跌倒动作检测和预警；拔出插头时，顶头与按钮分离实现关机。

该防护气囊衣的工作原理：

首先，将初始状态的跌倒检测控制模块、气体发生器和气囊安装至衣服本体。然后，人体将该防护气囊衣整体穿戴至身体上，扣合插扣，跌倒检测控制模块处于开启状态，实时检测跌倒信号。一旦发生跌倒危险，跌倒检测控制模块发出预警信号至气体发生器，电爆管激发，在上部高压腔内建立高压，高压气体推动刺针机构向下运动，刺穿压缩气瓶的瓶口封片。压缩气瓶内的气压推动刺针机构向上运动，刺针机构回到阀体内部，气体从排气孔处溢出，经进气连接件进入气囊。气囊充气，在人体跌倒之前快速展开，包裹在人体左右髋关节和尾椎骨部位，避免或降低了因跌倒对人体造成的伤害。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，并非用来限定本实用新型的实施范围。但凡在本实用新型的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本实用新型的保护范围内。

Claims (13)

1.一种防护气囊衣，其特征在于，该气囊衣包括：

衣服本体(1)，用于人体穿戴；

跌倒检测控制模块(2)，用于检测人体的跌倒动作，在出现所述跌倒动作时，发出预警信号；

气体发生器(3)，与所述跌倒检测控制模块(2)连接，用于接收所述预警信号，并产生气体；和

气囊(4)，设置于所述衣服本体(1)的下部内侧，所述气体发生器(3)的排气孔(373)连通至所述气囊(4)内，用于接收所述气体，在人体跌倒落地之前展开，并包裹在人体的髋关节部位。

2.根据权利要求1所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述气囊(4)为以插扣(48)连接的环形，其包括接收所述气体的内胆(45)和包裹于折叠状态的所述内胆(45)外侧的布套(46)。

3.根据权利要求2所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述内胆(45)上设置进气口(41)，所述气体发生器(3)通过安装在所述进气口(41)的进气连接件(42)与所述内胆(45)连通；所述进气连接件(42)与设置于所述内胆(45)内的内压板(43)通过若干螺丝(44)连接。

4.根据权利要求3所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述进气连接件(42)包括一安装所述气体发生器(3)的安装座(421)，和连通所述气体发生器(3)的所述排气孔(373)与所述内胆(45)的开口(422)。

5.根据权利要求3所述的一种防护气囊衣，其特征在于，至少一所述螺丝(44)的中轴位置设置通孔(441)，所述通孔(441)连通至所述内胆(45)内部。

6.根据权利要求2至5任一项所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述布套(46)包括一封闭边(462)和其他敞口边(463)，所述内胆(45)连接于所述封闭边(462)内侧，所述其他敞口边(463)设置磁扣或魔术贴(461)。

7.根据权利要求2至5任一项所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述内胆(45)包括一横向气柱(451)和连通至所述横向气柱(451)的若干纵向气柱(452)。

8.根据权利要求7所述的一种防护气囊衣，其特征在于，若干所述纵向气柱(452)包括两组对称设置的倾斜气柱组(455)和设置于两组所述倾斜气柱组(455)之间的短气柱(456)；所述倾斜气柱组(455)包括从所述横向气柱(451)向下并彼此靠近延伸的两长气柱(457)，所述倾斜气柱组(455)与所述横向气柱(451)组成倒三角形。

9.根据权利要求7所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述横向气柱(451)的内侧设置若干纵向弯曲经络(453)，所述纵向气柱(452)的内侧设置若干横向弯曲经络(454)。

10.根据权利要求2至5任一项所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述跌倒检测控制模块(2)包括加速度传感器、角速度传感器、磁场传感器、电池、处理器芯片、蜂鸣器和按钮开关，所述加速度传感器、所述角速度传感器、所述磁场传感器、所述电池、所述蜂鸣器和所述按钮开关分别连接至所述处理器芯片。

11.根据权利要求10所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述跌倒检测控制模块(2)设置于所述插扣(48)内；所述按钮开关(21)设置于所述插扣(48)的被插端(482)内，并部分伸出所述被插端(482)，所述插扣(48)的插头端(481)设置一外突的顶头(22)，所述顶头(22)和所述按钮开关(21)相对。

12.根据权利要求1至5任一项所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述气体发生器(3)包括：

阀体(37)，其内为空腔，所述空腔包括相互连通的上部高压腔(371)和下部排气腔(372)，所述下部排气腔(372)设置刺针机构(36)；

阀盖(31)，连接于所述阀体(37)的上端，其内部连通于所述上部高压腔(371)；所述阀盖(31)顶部设置短路环座(32)，所述阀盖(31)内设置与所述短路环座(32)连接的电爆管(33)；和

压缩气瓶(38)，连接于所述阀体(37)的下端。

13.根据权利要求12所述的一种防护气囊衣，其特征在于，所述压缩气瓶(38)内的气体包括二氧化碳和氮气中的至少一种。

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