一种老年人防摔倒报警智能手杖制造技术

本发明专利技术属于助力工具领域，特别是涉及一种老年人防摔倒报警智能手杖。一种老年人防摔倒报警智能手杖，手杖由机械部分、嵌入式系统部分和手机客户端部分组成；机械部分包括符合人体力学特点的多功能手杖头，可伸缩调节的铝合金杖身7和仿脚踝结构的四脚橡胶底座；嵌入式系统部分由MCU模块，蓝牙射频电路模块，报警模块，系统电源模块和摔倒检测模块组成。通过机械结构上的改进增强了手杖防摔倒的功能，使用更加安全便利。可伸缩杖身和仿人体脚踝结构底座设计符合人体工程学特点，设计精巧，适用性增强，在减震和防摔倒方面有更突出的表现，同时LED灯头设计也具有实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于助力工具领域，特别是涉及一种老年人防摔倒报警智能手杖。
技术介绍
随着人口出生率的降低和寿命的提高，老龄人口在社会中的比例逐年上升，中国已经进入了老龄化社会，老龄问题越来越引起全社会范围内的关注。针对老年人身体健康和生活辅助的产品设计既符合人情关怀也具有市场需求。老年人跌倒在日常生活中时有发生，针对这种情况，作为老年人最常用的辅助工具，手杖的设计创新非常具有意义。针对老年人的行为习惯，本设计从老年人的生理特点和功能需求出发，在预防摔倒和摔倒后的紧急呼救方面对手杖这一产品加以改进，使老年人的出行安全得到更有力的保障。在摔倒检测中，有待解决的问题是如何有效提高检测速度以及在高检测速度的前提下如何保证检测的准确率，减少误识别。实现过程中会有以下几个问题：(1)摔倒检测的快速判断；(2)识别的准确度。目前很多可穿戴式摔倒识别设备采用加速度传感器和陀螺仪作为检测装置，通过实验构造摔倒判定的阈值，研究判断老年人是否摔倒的算法。由于受穿戴位置的局限性和人体运动变化的复杂性的影响，这种穿戴设备往往在检测准确性方面表现不佳，容易产生误识别。而且由于穿戴设备检测位置的不同检测参数差别很大，摔倒识别算法过于复杂，可移植性和通用性不强。因此，必须找到一种合适的摔倒检测设备搭配合适的检测算法来实现摔倒检测的准确识别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种老年人防摔倒报警智能手杖。本专利技术的目的是这样实现的：一种老年人防摔倒报警智能手杖，手杖由机械部分、嵌入式系统部分和手机客户端部分组成；机械部分包括符合人体力学特点的多功能手杖头，可伸缩调节的铝合金杖身7和仿脚踝结构的四脚橡胶底座；嵌入式系统部分由MCU模块，蓝牙射频电路模块，报警模块，系统电源模块和摔倒检测模块组成；手机通信客户端提供用户的应用程序，用于实现对老人摔倒检测判断及报警定位的功能；系统采用三轴加速度传感器ADXL345作为摔倒检测装置，并利用蓝牙设备发送请求信号到基于Android的手机客户端；通过实验构造摔倒判定的阈值，设计老年人摔倒检测的算法，在手机上开发相应的客户端；老年人摔倒后，会及时通过手机报警。所述的多功能手杖头部分采用T型把手1设计，手柄前端为LED灯2，手柄后端内置控制系统板3，杖头上部按钮4为设备总开关，控制系统板的工作。所述的T型把手设计部分，手柄长度13cm，手握式外形流线设计，搭配海绵手柄套。所述的手柄前端为LED灯部分，采用纽扣微型电池5供电，LED开关采用旋拧式设计，左右旋拧灯头部位控制亮灭。所述的内置控制系统板部分3，集成有MCU模块12，蓝牙射频电路模块13，蜂鸣器报警模块14，系统电源模块15和摔倒检测模块16；手杖横置时进行摔倒判断，启动蜂鸣器报警，横置时间达到10s，通过蓝牙装置经手柄后部的网状开孔与外界终端通信。所述的可伸缩调节的铝合金杖身7部分，采用加强铝合金材质，伸缩式卡孔8结构，设有6档总计30cm的高度调节，可调节高低范围：70cm-100cm，杖身直径：上节23mm，下节20mm；两节衔接处设有膨胀锁箍9；杖身与手柄连接处配有腕带6。所述的仿脚踝结构的四脚橡胶底座部分，采用橡胶缓冲垫10仿人体脚踝结构设计：底盘有转动的关节增加稳定性，底座直径8cm，与地面接触部分采用四脚梯形结构11。所述的基于Android的手机客户端部分，用于实现接收到蓝牙信号后，用户预绑定手机的紧急呼叫和自动定位。本专利技术的有益效果是：1、通过机械结构上的改进增强了手杖防摔倒的功能，使用更加安全便利。可伸缩杖身和仿人体脚踝结构底座设计符合人体工程学特点，设计精巧，适用性增强，在减震和防摔倒方面有更突出的表现，同时LED灯头设计也具有实用性。2、摔倒检测方法简单实用，具有独特性。本专利技术采用的与手杖本身结构特点相结合的摔倒检测算法，姿态识别准确度高，处理参数少，增强了系统的检测速度和准确度。利用手杖摔倒时姿态相对唯一的特点，只需检测单轴与重力方向的倾斜角就可进行摔倒识别判断，简化了检测模块的设计和检测算法的复杂度。3、利用物联网技术，通过蓝牙把手杖内置的嵌入式系统和用户手机客户端相连，实现了老人摔倒后自动报警定位的功能，设计更加人性化智能化，在老人摔倒后的及时救助方面具有重要应用。附图说明图1是本专利技术专利的整体结构示意图。图2是本专利技术专利手杖头部结构的示意图。图3是本专利技术专利手杖底座结构的示意图。图4是本专利技术专利控制系统的功能模块图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。本专利技术公开了一种基于嵌入式系统和手机通信客户端的防摔倒报警智能手杖。手杖由机械部分、嵌入式系统部分和手机客户端部分组成。机械部分包括符合人体力学特点的多功能手杖头，可伸缩调节的铝合金杖身和仿脚踝结构的四脚橡胶底座；嵌入式系统部分由MCU模块，蓝牙射频电路模块，报警模块，系统电源模块和摔倒检测模块组成；手机通信客户端提供用户的应用程序，用于实现对老年人摔倒后的报警定位功能。本款防摔倒报警智能手杖实现的主要功能：1.底座采用四脚结构，更稳定的同时也兼顾了使用的便利性，仿人体脚踝结构，达到更好的减震效果；2.手杖头部前端配有LED灯，解决光线较暗时的照明问题。3.杖身可伸缩，可根据自身需求选择相应的档位。4.手杖横置时具有鸣响功能，保证使用者跌倒时及时引起周围注意，及时营救。5.自动报警功能，手杖长时间横置时通过蓝牙装置发出信号，自动拨打客户端预设的紧急联系电话报警并定位。本专利技术实现了一种摔倒识别、报警系统。系统采用三轴加速度传感器ADXL345作为摔倒检测装置，并利用蓝牙设备发送请求信号到基于Android的手机客户端。通过实验构造摔倒判定的阈值，设计老年人摔倒检测的算法，在手机上开发相应的客户端。老年人摔倒后，会及时通过手机报警，从而达到降低老年人摔倒带来的损失的目的。针对老年人的行为习惯，本专利技术从老年人的生理特点和功能需求出发，在预防摔倒和摔倒后的紧急呼救方面对手杖加以改进，使老年人的出行安全得到更有力的保障。对传统手杖结构进行改进，使其摔倒防护功能大大增强，并将摔倒检测装置与手杖这种老年人常用的辅助工具结合起来，实现更加准确的摔倒检测，并结合蓝牙通信功能进行摔倒后的自动报警和定位。具有结构简单，使用便利智能化，防摔倒稳定性强，摔倒检测准确性高，报警防护安全性好的特点。本专利技术所采用的技术方案是：在机械结构上，对手杖的传统外形结构加以改进优化，采用更加智能化和符合人体工程学的设计方案。手柄采用符合手握姿势的T型把手设计，杖头装有LED灯照明，杖身可伸缩调节高度，仿人体脚踝结构的四脚底座设计，更稳定同时具有减震效果。在智能控制上，采用嵌入式系统实现摔倒检测和报警的自动化。手杖横置在地面时，蜂鸣器鸣响报警，同时启动计时器计时功能，当手杖横置时间超过10s后，蓝牙装置发送请求信号给预先绑定的手机客户端，用户应用程序会自动弹出紧急联系界面进行拨号选择和自动定位，为紧急救援提供方便。手杖的整体机械结构分为杖头，杖身和底座三部分。总重量为0.5kg。手柄长度13cm，采用T型把手设计，符合人体工程学特点，手握式流线外形，搭配富有弹性的海绵手柄套，手感舒适的同时又具有减震和防滑的功能。手柄前端为LED灯，采用纽扣微型电池供电，LED开关采用旋拧式设计，左右旋拧灯头部位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种老年人防摔倒报警智能手杖，其特征在于：手杖由机械部分、嵌入式系统部分和手机客户端部分组成；机械部分包括符合人体力学特点的多功能手杖头，可伸缩调节的铝合金杖身(7)和仿脚踝结构的四脚橡胶底座；嵌入式系统部分由MCU模块，蓝牙射频电路模块，报警模块，系统电源模块和摔倒检测模块组成；手机通信客户端提供用户的应用程序，用于实现对老人摔倒检测判断及报警定位的功能；系统采用三轴加速度传感器ADXL345作为摔倒检测装置，并利用蓝牙设备发送请求信号到基于Android的手机客户端；通过实验构造摔倒判定的阈值，设计老年人摔倒检测的算法，在手机上开发相应的客户端；老年人摔倒后，会及时通过手机报警。

【技术特征摘要】
1.一种老年人防摔倒报警智能手杖，其特征在于：手杖由机械部分、嵌入式系统部分和手机客户端部分组成；机械部分包括符合人体力学特点的多功能手杖头，可伸缩调节的铝合金杖身(7)和仿脚踝结构的四脚橡胶底座；嵌入式系统部分由MCU模块，蓝牙射频电路模块，报警模块，系统电源模块和摔倒检测模块组成；手机通信客户端提供用户的应用程序，用于实现对老人摔倒检测判断及报警定位的功能；系统采用三轴加速度传感器ADXL345作为摔倒检测装置，并利用蓝牙设备发送请求信号到基于Android的手机客户端；通过实验构造摔倒判定的阈值，设计老年人摔倒检测的算法，在手机上开发相应的客户端；老年人摔倒后，会及时通过手机报警。2.根据权利要求1所述的一种老年人防摔倒报警智能手杖，其特征在于：所述的多功能手杖头部分采用T型把手(1)设计，手柄前端为LED灯(2)，手柄后端内置控制系统板(3)，杖头上部按钮(4)为设备总开关，控制系统板的工作。3.根据权利要求2所述的一种老年人防摔倒报警智能手杖，其特征在于：所述的T型把手设计部分，手柄长度13cm，手握式外形流线设计，搭配海绵手柄套。4.根据权利要求2所述的一种老年人防摔倒报警智能手杖，其特征在于：所述的手柄前端为LED灯部分，采用纽扣微型电池(5)供电，LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光春，于岩，杜世通，柯杰，于昭洋，程章龙，吴振，韩鹏，苏沛东，吴亚明，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23