一种老人防摔服及防摔方法

技术领域

本发明涉及一种衣物技术领域，尤其涉及一种老人防摔服及防摔方法。

背景技术

随着人口老龄化日趋严重，保护老年人的生命安全已成为迫待解决的社会问题，而摔倒是威胁老年人生命安全的重要因素之一。统计数据显示，在美国，导致65岁以上老年人死亡的因素中摔倒仅次于车祸位列第二，每年约有30％的老年人摔倒一次，15％的老年人摔倒两次，因摔倒而直接产生的医疗费用累计超过170亿元。在我国，在影响老年人生命安全的因素中摔倒已超过车祸，据统计，在65岁及以上的老年群体中，每年至少有22％的男性及50％的女性发生跌倒，老年人摔倒除造成家庭财产损失外，还会对老人的身心健康产生严重影响。老人防摔服是通过智能化的方法判断老人是否摔倒并及时采取缓冲的保护措施保护老年人生命安全的可穿戴装置，目前，市面上的老人防摔服上的气囊大多都不能重复使用，每次使用后都需要更换新的气囊，致使现有的防摔服价格昂贵，导致产品受众面不够广泛。

发明内容

本发明的目的是提供一种老人防摔服及防摔方法，解决防摔服气囊不能多次使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种老人防摔服，包括：外衣、单片机、姿态传感器、控制装置、气瓶和气囊；

所述单片机、所述姿态传感器、所述控制装置、所述气瓶和所述气囊均设置在所述外衣上；所述姿态传感器、所述控制装置均与所述单片机电连接；所述控制装置与所述气瓶连接；所述气囊与所述气瓶连接；所述单片机用于获取所述姿态传感器采集到的姿态数据，并产生控制指令；所述控制装置用于控制所述气瓶打开；所述气瓶用于向所述气囊内充气；所述气囊上设置有泄气装置。

可选的，所述控制装置包括：舵机、凸轮、刺针和三通管；所述舵机与所述单片机电连接；

所述凸轮与所述舵机连接；所述三通管套设在所述刺针外部；所述三通管的第一端与所述气瓶的瓶口固定，第二端由活塞密封；所述刺针的底端与所述凸轮连接，尖端穿过所述活塞指向所述气瓶的瓶口处；所述舵机用于带动所述凸轮转动；所述凸轮用于推动所述刺针刺破所述气瓶；所述气瓶通过所述三通管的第三端与所述气囊连通。

可选的，一种老人防摔服还包括：弹簧，所述弹簧套设在所述刺针的外部，所述弹簧的一端与所述三通管的第二端连接，所述弹簧的另一端与所述刺针的底端连接。

可选的，一种老人防摔服还包括：导气管，所述导气管用于连接所述气瓶和所述气囊。

可选的，所述泄气装置为泄气孔。

可选的，一种老人防摔服还包括：降压单元，所述降压单元与所述单片机电连接。

可选的，所述单片机型号为STM32F103。

本发明还提供了一种老人防摔方法，所述方法包括：

获取姿态传感器采集到的姿态数据；所述姿态数据包括老人的角速度、老人的加速度和地磁数据；

判断所述姿态数据是否达到设定值；

若所述姿态数据达到设定值时，则控制舵机带动凸轮转动，进而推动刺针刺破气瓶，气瓶释放气体填充气囊，当确认老人安全后，手动使气囊泄气。

可选的，所述判断所述姿态数据是否达到设定值，具体包括：

对所述姿态数据进行处理，得到处理后的姿态数据；所述处理后的姿态数据包括老人的合角速度、老人的合加速度和老人身体的倾斜角度；

判断所述处理后的姿态数据是否达到设定值。

可选的，所述判断所述处理后的姿态数据是否达到设定值，具体包括：

判断所述老人的合加速度是否大于第一设定值，所述老人的合角速度是否大于第二设定值，且所述倾斜角度是否大于第三设定值。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提出了一种老人防摔服及防摔方法，通过在外衣上设置装有泄气孔的气囊，每次气囊充气后，都可以手动泄气，无需更换新的气囊，节约成本，并且防摔服上的所有部件重量和体积都很小，不影响老人日常生活行为。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种老人防摔服的结构示意图；

图2为本发明一种老人防摔服的模块示意图；

图3为本发明一种老人防摔服中控制装置的结构示意图。

符号说明：1-外衣、2-单片机、3-姿态传感器、4-气瓶、5-气囊、6-弹簧、7-导气管、8-降压单元、9-电源、10-开关、11-杜邦线、12-固定底座、13-舵机、14-凸轮、15-刺针、16-三通管、17-检测装置。

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。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种老人防摔服及防摔方法，该装置在气囊装有泄气孔，每次气囊充气后，都可以泄气，无需更换新的气囊，节约成本。防摔服总体重量小，不影响老人的正常生活。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1到图2所示，本实施例中的老人防摔服包括外衣1、气囊5、弹簧6、导气管7、降压单元8、杜邦线11和检测装置17。所述检测装置17包括单片机2、姿态传感器3、控制装置、气瓶4、电源9和开关10。

所述检测装置17设置在外衣1的右侧面下部、所述导气管7设置在外衣1右后侧下部，所述导气管7由橡胶材料制成，管径为0.7厘米；所述气囊5设置在外衣1后侧下部。

所述电源9固定在所述气瓶4左侧，所述电源9采用4节1.5V电池组成的，所述气瓶4采用16克二氧化碳钢制螺纹小气瓶。所述开关10固定在所述电源9上，所述降压单元8分别与所述单片机2和所述电源9通过杜邦线11电连接，用于将所述电源9的电压降至3.3V或5V，为所述单片机2提供稳定电源。所述姿态传感器3、所述控制装置均与所述单片机2通过杜邦线电连接。所述控制装置和所述气囊5分别与所述气瓶4连接，所述控制装置下方接触设置固定底座12。所述单片机2用于获取所述姿态传感器3采集到的姿态数据，并产生控制指令，所述控制装置用于控制所述气瓶4打开，所述气瓶4用于向所述气囊5内充气。

如图3所示，所述控制装置包括舵机13、凸轮14、刺针15和三通管16。所述舵机13与所述单片机2通过杜邦线11电连接，所述单片机2型号为STM32F103，所述凸轮14固定在所述舵机13的前侧，所述凸轮14采用3D打印钢制凸轮，其最小径长27.0mm，最大径长37.3mm。所述刺针15的底端与所述凸轮14连接，所述刺针15采用304不锈钢3.5寸圆钉，尖端与气瓶口接触。所述三通管16套设在所述刺针15外部，所述三通管16的第一端与所述气瓶4的瓶口固定，第二端由活塞密封。所述舵机13用于带动所述凸轮14转动，所述凸轮14用于推动所述刺针15刺破所述气瓶4，所述气瓶4通过所述三通管16的第三端与所述气囊5连通，所述气囊5上设置有泄气孔，所述的气囊5由PVC与植绒材料制成。所述气瓶4位于舵机13的右侧。所述刺针15贯穿于所述弹簧6内部，所述弹簧6的一端与所述三通管16的第二端连接，所述弹簧6的另一端与所述刺针15的底端连接，所述弹簧6采用0.4mm线径，5mm外径的5cm弹簧；所述导气管7用于连接所述三通管16的第三端和所述气囊5。

作为一种可选的实施方式，所述外衣1为可拆卸式外衣，分为内外两层，内层采用抓绒面料，外层采用高分子防水透气材料并附有高分子纳米透气防水膜，使防摔服适用于四季天气与气候变化，提高了产品的实用性。

作为一种可选的实施方式，所述姿态传感器3为型号为JY901的十轴姿态传感器。

作为一种可选的实施方式，所述降压单元8为AMS1117型号的降压芯片。

作为一种可选的实施方式，所述舵机13型号为RB150CS。

作为一种可选的实施方式，所述活塞为活动活塞。

本实施例中所用气瓶中的气体安全可靠，对老人健康及周边环境均无不利影响，同时气瓶口设有螺纹便于拆卸与更换，从而提高了产品的便捷性。气囊装有泄气孔，每次气囊充气后，可手动泄气无需更换气囊，使得装置可以多次使用，节约成本。刺针的设置位置，便于凸轮启动后快速准确刺穿气瓶，弹簧可使刺针在刺破气瓶后自动复位，凸轮的规格，保证了产品的精密性，同时本实施例采用的装置体积小重量轻，不影响老人正常生活。

实施例2

本实施例提供了一种老人防摔方法，具体包括：

获取姿态传感器3采集到的姿态数据；所述姿态数据包括老人的角速度、老人的加速度和地磁数据。

通过上位机将控制与判断代码录入单片机2中；判断所述姿态数据是否达到设定值。

对所述姿态数据进行处理，得到处理后的姿态数据；所述处理后的姿态数据包括老人的合角速度、老人的合加速度和老人身体的倾斜角度；老人的合角速度根据老人的角速度进行矢量计算获得、老人的合加速度根据老人的合加速度进行矢量计算获得、老人身体的倾斜角度根据姿态欧拉角换算得到，所述姿态欧拉角通过四元数换算得到，所述四元数根据地磁计算得到。

若所述姿态数据达到设定值时，通过信号串口传递控制信号驱动舵机13带动凸轮14转动，进而推动刺针15刺破气瓶4，气瓶4释放气体填充气囊5。所述触发条件为所述老人的合加速度大于第一设定值，所述老人的合角速度大于第二设定值，且所述倾斜角度大于第三设定值；所述第一设定值为0.7m/s，所述第二设定值为60°/s，所述第三设定值为60度；当确认老人安全后，停止装置运行，手动使气囊5通过泄气孔泄气。

本实施例当气囊充满气后可以手动泄气，无需更换气囊，致使装置可以多次使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。