[發(fā)明專利]一種智能手杖及使用者跌倒判斷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610071841.0
• 申請(qǐng)日: 2016-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN105686258B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏偉;岳曉洲;柳鋒偉;楊潤環(huán);穆紅顯;梁山清;李恩寧;邵帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電科衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)營服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): A45B3/00
• 分類號(hào): A45B3/00;A61H3/02;G08B21/04
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 王苑祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及助行裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于行動(dòng)不便的人特別是老年人的智能手杖。

背景技術(shù)

手杖是一種適用于行動(dòng)不便老年人或者病人的助行裝置，包括桿體和手柄。桿體可以伸縮以適應(yīng)不同身高的人，且桿體呈直線形或大體直線形。桿體上端與手柄相連、下端設(shè)置包裹防滑橡膠或防滑金屬。手柄處設(shè)有與人體的手指相配合的凹槽，以提高舒適性并且可以防止在施力時(shí)手在手柄上打滑。

跌倒是老年人的危險(xiǎn)殺手，針對(duì)這一問題，除了必要的防范措施之外，若能在老年人發(fā)生摔倒的最短時(shí)間內(nèi)，對(duì)老年人進(jìn)行及時(shí)有效的救助，可避免因跌倒帶來的嚴(yán)重后果。因此，跌倒檢測(cè)有著十分重要的意義，當(dāng)異常情況發(fā)生時(shí)，能夠及時(shí)地做出報(bào)警處理，使得摔倒的老年人能夠得到及時(shí)的救助。為此，手杖的智能化已成為發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中可以依靠加速度傳感器、陀螺儀等慣性器件獲取人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)傳感數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)跌倒檢測(cè)。目前制約跌倒檢測(cè)實(shí)用化的主要問題在于存在誤報(bào)、漏報(bào)等方面的不足。當(dāng)人體跌倒而未能判斷出時(shí)，就起不到保護(hù)效果，當(dāng)人體沒有跌倒而做出誤判斷時(shí)，必然給人們帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是提供一種智能手杖，通過在手杖的手柄內(nèi)設(shè)置加速度傳感器和光線傳感器，對(duì)使用者使用過程中的手杖信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)判斷使用者跌倒后，發(fā)出報(bào)警并通過GSM/GPRS 模塊向監(jiān)護(hù)人報(bào)告。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種智能手杖，包括桿體及與桿體相連的手柄，關(guān)鍵在于：在手柄內(nèi)設(shè)置有與微處理器模塊相連的跌倒判斷模塊及報(bào)警模塊，所述跌倒判斷模塊包括加速度傳感器和光線傳感器。

進(jìn)一步的，在手柄內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊包括與微處理器模塊相連的GPS模塊、GSM/GPRS 模塊和語音模塊，微處理器模塊存儲(chǔ)有監(jiān)護(hù)人的電話。

此外，本發(fā)明還提供了一種使用者跌倒判斷的方法，基于上述的智能手杖，包括以下步驟：

A、通過光線傳感器采集到的信號(hào)判斷使用者是否手握手杖，如果是則執(zhí)行步驟B，否則判定手杖閑置，

B、用加速度判定算法判斷手杖是否倒下，加速度判定算法中包括以下步驟：微處理器模塊以4Hz–20Hz的頻率采集加速度傳感器的輸出，

1-1、根據(jù)加速度傳感器的輸出判斷手杖是否倒下，如果是，記錄此刻時(shí)間T1，

1-2、根據(jù)加速度傳感器的輸出的合值是否小于閾值，如果是，記錄此刻時(shí)間T2，

1-3、比較T1和T2，如果兩者之間的時(shí)間差小于1.2秒，則判定使用者跌倒，否則判定使用者正常，

C、當(dāng)判定使用者跌倒時(shí)，將跌倒信息及位置信息發(fā)送至監(jiān)護(hù)人并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：在手柄上設(shè)置了硅膠及納米改性塑料，能夠使手柄有舒適的手感及良好的抗菌功能；手杖采用鋁合金材質(zhì)，重量輕、強(qiáng)度好；在手柄內(nèi)設(shè)置了跌倒判斷模塊，可以有效判斷使用者是否跌倒，并及時(shí)上報(bào)監(jiān)護(hù)人。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明智能手杖的視圖；

圖2是圖1的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明智能手杖控制電路的原理示意圖。

在附圖中：1是桿體，2是手柄，3是硅膠，4是醫(yī)用納米改性塑料，5是按壓開關(guān)式照明燈，6是橡膠底腳，7是微處理器模塊，8是加速度傳感器，9是光線傳感器，10是報(bào)警模塊，11是GPS模塊，12是GSM/GPRS 模塊，13是語音模塊，14是SOS按鍵。

具體實(shí)施方式

參見附圖1-3，本發(fā)明提供了一種智能手杖，包括桿體1及與桿體1相連的手柄2，關(guān)鍵在于：在手柄2內(nèi)設(shè)置有與微處理器模塊7相連的跌倒判斷模塊及報(bào)警模塊10，所述跌倒判斷模塊包括加速度傳感器8和光線傳感器9。通過檢測(cè)光線傳感器9是否被遮擋狀態(tài)下（即手握狀態(tài)），來判斷使用者是否在使用手杖。通過微處理器模塊7檢測(cè)加速度傳感器8三個(gè)軸的輸出值來判斷手杖大范圍角度和加速度的變化進(jìn)而判斷使用者是否跌倒，如果跌倒則通過報(bào)警模塊10發(fā)出報(bào)警聲。

在手柄2內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊包括與微處理器模塊7相連的GPS模塊11、GSM/GPRS 模塊12和語音模塊13，微處理器模塊7存儲(chǔ)有監(jiān)護(hù)人的電話。通過數(shù)據(jù)傳輸模塊能夠在使用者跌倒后向監(jiān)護(hù)人發(fā)出報(bào)警并傳輸音頻數(shù)據(jù)。語音模塊13還可以在手杖倒下后提示使用者拿起手杖。