[发明专利]一种智能手杖及使用者跌倒判断的方法

说明书

技术领域

本发明是涉及助行装置技术领域，具体为一种适用于行动不便的人特别是老年人的智能手杖。

背景技术

手杖是一种适用于行动不便老年人或者病人的助行装置，包括杆体和手柄。杆体可以伸缩以适应不同身高的人，且杆体呈直线形或大体直线形。杆体上端与手柄相连、下端设置包裹防滑橡胶或防滑金属。手柄处设有与人体的手指相配合的凹槽，以提高舒适性并且可以防止在施力时手在手柄上打滑。

跌倒是老年人的危险杀手，针对这一问题，除了必要的防范措施之外，若能在老年人发生摔倒的最短时间内，对老年人进行及时有效的救助，可避免因跌倒带来的严重后果。因此，跌倒检测有着十分重要的意义，当异常情况发生时，能够及时地做出报警处理，使得摔倒的老年人能够得到及时的救助。为此，手杖的智能化已成为发展趋势。

现有技术中可以依靠加速度传感器、陀螺仪等惯性器件获取人体运动产生的动态传感数据，通过数据处理和模式识别算法实现跌倒检测。目前制约跌倒检测实用化的主要问题在于存在误报、漏报等方面的不足。当人体跌倒而未能判断出时，就起不到保护效果，当人体没有跌倒而做出误判断时，必然给人们带来不便。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种智能手杖，通过在手杖的手柄内设置加速度传感器和光线传感器，对使用者使用过程中的手杖信息实时监控，当判断使用者跌倒后，发出报警并通过GSM/GPRS 模块向监护人报告。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能手杖，包括杆体及与杆体相连的手柄，关键在于：在手柄内设置有与微处理器模块相连的跌倒判断模块及报警模块，所述跌倒判断模块包括加速度传感器和光线传感器。

进一步的，在手柄内设有数据传输模块，数据传输模块包括与微处理器模块相连的GPS模块、GSM/GPRS 模块和语音模块，微处理器模块存储有监护人的电话。

此外，本发明还提供了一种使用者跌倒判断的方法，基于上述的智能手杖，包括以下步骤：

A、通过光线传感器采集到的信号判断使用者是否手握手杖，如果是则执行步骤B，否则判定手杖闲置，

B、用加速度判定算法判断手杖是否倒下，加速度判定算法中包括以下步骤：微处理器模块以4Hz–20Hz的频率采集加速度传感器的输出，

1-1、根据加速度传感器的输出判断手杖是否倒下，如果是，记录此刻时间T1，

1-2、根据加速度传感器的输出的合值是否小于阈值，如果是，记录此刻时间T2，

1-3、比较T1和T2，如果两者之间的时间差小于1.2秒，则判定使用者跌倒，否则判定使用者正常，

C、当判定使用者跌倒时，将跌倒信息及位置信息发送至监护人并发出报警信号。

本发明的有益技术效果是：在手柄上设置了硅胶及纳米改性塑料，能够使手柄有舒适的手感及良好的抗菌功能；手杖采用铝合金材质，重量轻、强度好；在手柄内设置了跌倒判断模块，可以有效判断使用者是否跌倒，并及时上报监护人。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明智能手杖的视图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明智能手杖控制电路的原理示意图。

在附图中：1是杆体，2是手柄，3是硅胶，4是医用纳米改性塑料，5是按压开关式照明灯，6是橡胶底脚，7是微处理器模块，8是加速度传感器，9是光线传感器，10是报警模块，11是GPS模块，12是GSM/GPRS 模块，13是语音模块，14是SOS按键。

具体实施方式

参见附图1-3，本发明提供了一种智能手杖，包括杆体1及与杆体1相连的手柄2，关键在于：在手柄2内设置有与微处理器模块7相连的跌倒判断模块及报警模块10，所述跌倒判断模块包括加速度传感器8和光线传感器9。通过检测光线传感器9是否被遮挡状态下（即手握状态），来判断使用者是否在使用手杖。通过微处理器模块7检测加速度传感器8三个轴的输出值来判断手杖大范围角度和加速度的变化进而判断使用者是否跌倒，如果跌倒则通过报警模块10发出报警声。

在手柄2内设有数据传输模块，数据传输模块包括与微处理器模块7相连的GPS模块11、GSM/GPRS 模块12和语音模块13，微处理器模块7存储有监护人的电话。通过数据传输模块能够在使用者跌倒后向监护人发出报警并传输音频数据。语音模块13还可以在手杖倒下后提示使用者拿起手杖。