CN210696049U - 一种人体智能防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人体智能防护装置，包括摔倒检测主控单元及气囊保护单元，所述气囊保护单元包括气囊装置，所述气囊装置包括产气装置，所述产气装置包括外壳，外壳内设有过滤网，过滤网包裹有产气药，产气药内设有点火管，本实用新型摔倒检测主控单元安装在使用者的腰部，保护气囊分散安装在使用者的腰带髋骨位置，当使用者即将摔倒时，摔倒检测主控单元快速计算并通过有线通信输出控制信号驱动产气装置产生高压气体，高压气体给气囊快速充气，整个过程在100ms内完成，气囊在人体倒地之前充气打开，且充气的气囊垫在人体髋关节，经气囊缓冲作用使人体骨骼免受或减轻伤害。

Description

一种人体智能防护装置

技术领域

本实用新型涉及一种人体智能防护系统，具体地说，涉及一种人体智能防护装置，属于智能设备技术领域。

背景技术

随着我国人口老龄化的加剧，老年人口越来越多，老年人摔倒是人体伤害的最重的一种形式，其发生率高、后果严重，会造成严重的肢体伤害，若伤到骨骼尤其是髋骨则使人站不起来，卧床久使人弱化失能，所以人体摔倒落地前提供缓冲防护，避免或减轻对骨骼的伤害是很重要的。

现有技术多为跌倒后的检测报警，而且保护范围很小，仅仅局限于局部地方，无法从根本上减轻或避免对骨骼的伤害。另外，有些跌倒防护装置的跌倒检测装置对于真实跌倒动作的检测和识别的误判率很高，而且识别的较晚，而充气装置，体积大、不便携带、充气速度慢，以至于气体充满气囊整个过程的时间，已经摔倒着地，并没有起到摔倒防护的实质性作用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种人体智能防护装置, 对于真实跌倒动作的检测和识别的精确率很高，识别及时，气囊在人体倒地之前充气打开，且充气的气囊垫在人体髋关节，使人体骨骼免受或减轻伤害。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种人体智能防护装置，包括摔倒检测主控单元及气囊保护单元，所述气囊保护单元包括气囊装置，所述气囊装置包括产气装置，所述产气装置包括外壳，外壳内设有过滤网，过滤网包裹有产气药，产气药内设有点火管。

包括作为上述技术方案的进一步改进：

所述产气药是氮化钠。

所述气囊保护单元还包括产气装置控制模块，产气装置控制模块与摔倒检测主控单元电连接。

所述点火管与产气装置控制模块电连接。

所述摔倒检测主控单元包括系统主控制CPU，及与所述系统主控制CPU电连接的主板驱动控制模块、检测CPU和第一电源模块，所述检测CPU电连接有姿态传感器。

所述人体智能防护装置还包括求助通讯模块，所述求助通讯模块与所述摔倒检测主控单元电连接。

所述求助通讯模块包括GPS定位模块和GPRS通讯模块。

所述气囊装置还包括防护罩和安装叠放在防护罩上的气囊。

所述产气装置设置在气囊内，所述产气装置控制模块安装在防护罩内。

所述防护罩的一侧设有挂接装置。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型摔倒检测主控单元安装在使用者的腰部，保护气囊分散安装在使用者的腰带髋骨位置，当使用者即将摔倒时，摔倒检测主控单元快速计算并通过有线通信输出控制信号驱动产气装置产生高压气体，高压气体给气囊快速充气，整个过程在100ms内完成，气囊在人体倒地之前充气打开，且充气的气囊垫在人体髋关节，经气囊缓冲作用使人体骨骼免受或减轻伤害。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

附图1是本实用新型一种人体智能防护装置的控制系统结构框图；

附图2是本实用新型一种人体智能防护装置的气囊装置的结构示意图；

附图3是附图2的左视图；

附图4是本实用新型产气装置的结构示意图；

图中，

1-防护罩，2-气囊，3-产气装置控制模块，4-产气装置，5-挂接装置，6-点火管，7-产气药，8-第一外壳，9-过滤网，10-第二外壳，11-连接电线，12-螺钉。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例，如图1所示，一种人体智能防护装置，包括摔倒检测主控单元及气囊保护单元，各所述气囊保护单元分别通过有线通信与所述摔倒检测主控单元通信连接；

所述摔倒检测主控单元用于检测佩戴人员的运动姿态，判断是否发生跌倒不可逆事件，若是则发出跌倒预报警指令给所述气囊保护单元；

所述气囊保护单元接收所述摔倒检测主控单元的预报警指令，在佩戴人员倒地之前打开气囊保护。

所述摔倒检测主控单元包括系统主控制CPU，及与所述系统主控制CPU电连接的主板驱动控制模块、检测CPU和第一电源模块，所述检测CPU电连接有姿态传感器。

所述人体智能防护装置还包括求助通讯模块，所述求助通讯模块与所述摔倒检测主控单元电连接。

所述求助通讯模块包括GPS定位模块和GPRS通讯模块。

所述气囊保护单元包括气囊装置和产气装置控制模块，产气装置控制模块与摔倒检测主控单元电连接。

摔倒检测主控单元挂在腰部，其作用是判定佩戴人员的运动姿态是否正常，区别出疑似跌倒的误动作，确认佩戴人员不可逆转的跌倒将发生时，及时发出跌倒预报警主控指令；该指令通过各有线或无线信号方式，驱动对应气囊的产气装置给气囊快速充气，经气囊缓冲使人体骨骼免受或减轻伤害。

具体的说，系统主控制CPU是本模块的主单片机，它通过将姿态传感器采集的人体运动状态信号数据经姿态传感器和检测CPU处理为有效时序数据组的数据，进一步按一定的合理运算方法进行数据优化处理，当发现人体发生开始跌倒时的有效时序数据时，系统主控制CPU发出预警控制信号；该预警信号可直接传至主板驱动控制模块，也同时传至第一无线通信模块，该预警信号有线方式驱动激活对应主气囊的产气装置给气囊快速充气；具体的过程是主板驱动控制模块接收到有线预警信号后产生脉冲电压信号驱动控制管，控制管产生足够大的驱动电流引爆产气装置上的微型爆管（点火管）。

检测CPU：主要是及时将佩戴人员的运动姿态数据作优化预处理，排除干扰信息数据，形成有时序的有效数据组，为主控CPU单元提供及时的数据服务。检测CPU负责初步处理陀螺仪检测人体运动姿态数据，排除干扰信号，优化缓存有效数据。

姿态传感器：包括九轴的人体姿态传感器，主要是及时将佩戴人员的运动姿态数据传送到检测CPU。

第一电源模块：合理的为系统内的各个用电单元稳定供电、锂电池供电和USB口充电供电，其中无线通讯模块、GPS定位模块和GPRS通讯模块大于3.7V供电，姿态传感器、检测CPU、电源单元、系统主控制CPU用3.3V稳压供电。

求助通讯模块可在人摔倒后向亲属拨打报警电话，并记录和发送各种数据，包括行走路线，当前位置，摔倒时的数据参数等，包括GPS定位模块和GPRS通讯模块：

GPS定位模块：上传定位信息到相关手机，给收到手机定位信息的相关人员提供佩戴人员及时准确地地理位置，便于及时找到佩戴人员，特别是当佩戴人员跌倒事件发生后需求帮助时。

GPRS通讯模块：主要作用是佩戴人员在跌倒事件发生后，及时通知佩戴人员的家属或监护人员，已有佩戴人员跌倒事件发生，可电话沟通了解情况，便于提供及时相应帮助。

如图2-3所示，所述气囊装置设置在人体髋关节处，所述气囊装置包括防护罩1和安装叠放在防护罩1上的气囊2，气囊2内设有产气装置4，所述产气装置控制模块3安装在防护罩1内，防护罩1的一侧设有挂接装置5，可以方便的挂在腰部。

正常工作时, 产气装置控制模块3接收系统主控制CPU传送数据指令状态，当产气装置控制模块3接收到启动指令时，产气装置控制模块负责启动产气装置4，产气装置4产生高压气体迅速充满保护气囊。

具体说是产气装置4在人体摔倒不可避免时，由系统主控制CPU提前发出控制指令，并向产气装置控制模块3发出控制信号，使产气装置4产生高压气体，在瞬间打开每个保护气囊，保护人体骨骼免受或减轻伤害。

如图4所示，产气装置4为火药产氮气产气装置，包括外壳，外壳包括第一外壳8和第二外壳10，第一外壳8和第二外壳10通过螺钉12连接，外壳内设有过滤网9，过滤网9包裹有产气药7，产气药7主要是氮化钠，产气药7内设有点火管6，点火管6通过连接电线11和产气装置控制模块3相连，当点火管1接收到点火信号后，迅速起火并引燃产气药7，迅速释放出大量气体（高压氮气），气体通过过滤网9降温滤除杂质后充到气囊2里面，起到防护作用，因采用燃烧产气方式，充气时间很短就能充满气囊（约80ms），而且整个机构体积很小。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型内容，不应理解为是对本实用新型保护范围的限制，只要是根据本实用新型技术方案所作的改进，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种人体智能防护装置，其特征在于：包括摔倒检测主控单元及气囊保护单元，所述气囊保护单元包括气囊装置，所述气囊装置包括产气装置（4），所述产气装置（4）包括外壳，外壳内设有过滤网（9），过滤网（9）包裹有产气药（7），产气药（7）内设有点火管（6）。

2.如权利要求1所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述产气药（7）是氮化钠。

3.如权利要求1所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述气囊保护单元还包括产气装置控制模块（3），产气装置控制模块（3）与摔倒检测主控单元电连接。

4.如权利要求3所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述点火管（6）与产气装置控制模块（3）电连接。

5.如权利要求1所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述摔倒检测主控单元包括系统主控制CPU，及与所述系统主控制CPU电连接的主板驱动控制模块、检测CPU和第一电源模块，所述检测CPU电连接有姿态传感器。

6.如权利要求1所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述人体智能防护装置还包括求助通讯模块，所述求助通讯模块与所述摔倒检测主控单元电连接。

7.如权利要求6所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述求助通讯模块包括GPS定位模块和GPRS通讯模块。

8.如权利要求4所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述气囊装置还包括防护罩（1）和安装叠放在防护罩（1）上的气囊（2）。

9.如权利要求8所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述产气装置（4）设置在气囊（2）内，所述产气装置控制模块（3）安装在防护罩（1）内。

10.如权利要求9所述的一种人体智能防护装置，其特征在于：所述防护罩（1）的一侧设有挂接装置（5）。

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