一種具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種新型的具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置，其結(jié)構(gòu)包括：足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通信模塊、定位模塊及電池；其中CPU處理器分別與足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、通信模塊及定位模塊連接；由CPU處理器集中收集、分析傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷用戶是否發(fā)生了跌倒；處理模塊可以通過(guò)定位模塊確定用戶的位置，并將信息通過(guò)通信模塊發(fā)送到外界。本實(shí)用新型設(shè)備小巧、佩戴方便、可推廣性高；該設(shè)備使用了運(yùn)動(dòng)傳感器，更配合了足底壓力傳感器，并且將該設(shè)備固定于足部，因此數(shù)據(jù)與佩戴者的跌倒情況相關(guān)程度更加高；通過(guò)定位模塊等擴(kuò)充器件提高設(shè)備的智能程度，在發(fā)生跌倒時(shí)遠(yuǎn)程上報(bào)跌倒者位置坐標(biāo)等重要信息。
【專利說(shuō)明】
一種具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別地，涉及一種具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 跌倒是指一種突然意外的倒地現(xiàn)象。跌倒可發(fā)生于任何年齡，但老年人更多見(jiàn)，女 性明顯高于男性（1.5:1~2:1)是因?yàn)槔夏昱曰顒?dòng)少、肌力差、平衡受損、認(rèn)識(shí)能力受損等 因素比老年男性嚴(yán)重所致。由于跌倒可導(dǎo)致心理創(chuàng)傷、骨折及軟組織損傷等嚴(yán)重后果，影響 老年人的心身健康，增加家庭和社會(huì)的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)已成為老年臨床醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)很受重視的課 題。
[0003] 世界衛(wèi)生組織認(rèn)為跌倒是老年人慢性致殘的第三大原因，每年大約有30%的65歲 以上老年人發(fā)生過(guò)跌倒，15%發(fā)生2次以上，并伴有骨折、軟組織操作和腦部傷害等，影響患 者身心健康和生活自理能力、增加家庭的痛苦和負(fù)擔(dān)。我國(guó)已進(jìn)入老齡化社會(huì)，65歲及以上 老年人已達(dá)1.5億。按30%的發(fā)生率估算每年將有4000多萬(wàn)老年人至少發(fā)生1次跌倒。跌倒是 我國(guó)傷害死亡的第四位原因，而在65歲以上的老年人中則為首位。2006年全國(guó)疾病監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)死因監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:我國(guó)65歲以上老年人跌倒死亡率男性為49.56/10萬(wàn)，女性為52.80/ 10萬(wàn)。老年人跌倒死亡率隨年齡的增加急劇上升。跌倒除了導(dǎo)致老年人死亡外，還導(dǎo)致大量 殘疾，并且影響老年人的身心健康。如跌倒后的恐懼心理可以降低老年人的活動(dòng)能力，使其 活動(dòng)范圍受限，生活質(zhì)量下降。
[0004] 現(xiàn)有的跌倒監(jiān)護(hù)技術(shù)大概分為兩類:基于助步器的方法、基于可穿戴設(shè)備的方法。 基于助步器的方法是指被保護(hù)者的行走過(guò)程由助步器保護(hù)。助步器可以為簡(jiǎn)單的拐杖，也 可以具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu);但助步器體積大，攜帶、使用不方便;很難普及，因此大量人無(wú)法 得到保護(hù)。對(duì)于具有跌倒風(fēng)險(xiǎn)，但是并未患有行走疾病的人來(lái)說(shuō)，一般并不使用助步器，他 們一旦跌倒，并不能收到保護(hù)；智能程度低，無(wú)法提供實(shí)時(shí)聯(lián)通、定位等實(shí)用的功能?；诳?穿戴設(shè)備的方法是指通過(guò)在身體上佩戴可穿戴的電子設(shè)備，并通過(guò)對(duì)可穿戴設(shè)備中傳感器 數(shù)據(jù)的分析對(duì)佩戴者是否跌倒做出判斷，進(jìn)而觸發(fā)后續(xù)處理;但現(xiàn)有的設(shè)備準(zhǔn)確度低，存在 錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)的情況，極大的影響了實(shí)用性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置;該 設(shè)備可以收集更可靠的跌倒相關(guān)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)佩戴者是否跌倒做出更加準(zhǔn)確的判斷。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：提供一種新型的具有跌倒檢 測(cè)功能的足部可穿戴裝置;其結(jié)構(gòu)的硬件模塊包括:足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理 器、通信模塊、定位模塊及電池;上述模塊均需要通過(guò)電路連接形成裝置，其中CPU處理器分 別與足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、通信模塊及定位模塊連接；由CPU處理器集中收集、分析 傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷用戶是否發(fā)生了跌倒；同時(shí)，處理模塊可以通過(guò)定位模塊確定用戶的 位置，并將信息通過(guò)通信模塊發(fā)送到外界;足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通信 模塊機(jī)定位模塊分別與電池連接。
[0007] 所述運(yùn)動(dòng)傳感器包括加速度傳感器、角速度傳感器或二者的配合使用；所述通信 模塊可選用GPRS模塊、藍(lán)牙模塊及4G模塊中的一種或任意幾種；所述定位模塊選用GPS模 塊。
[0008] 該設(shè)備需要將足底壓力傳感器置于腳底處，運(yùn)動(dòng)傳感器以及其他元器件穩(wěn)定固定 于設(shè)備內(nèi)測(cè)。為達(dá)到這樣的效果，本實(shí)用新型中所提供的裝置可以給出4種不同形態(tài)，分別 為鞋墊形態(tài)、鞋子形態(tài)、腳環(huán)形態(tài)及固定卡扣式形態(tài)。
[0009] 對(duì)于鞋墊形態(tài)，壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通訊模塊、定位模塊及電池 被固定在鞋墊內(nèi)部;對(duì)于鞋子形態(tài)，壓力傳感器被置于鞋底內(nèi)，運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通 訊模塊、定位模塊及電池等器件可以被固定在鞋子的任何位置;對(duì)于腳環(huán)形態(tài)，運(yùn)動(dòng)傳感 器、CPU處理器、通訊模塊、定位模塊及電池等器件被固定在綁帶上，綁帶可以固定在腳腕 處，壓力傳感器被引導(dǎo)到足下;對(duì)于固定卡扣式形態(tài)，運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通訊模塊、定 位模塊及電池等器件可以通過(guò)卡扣固定在鞋幫、褲腿等位置，壓力傳感器被引導(dǎo)到足下。
[0010] 本實(shí)用新型的有益效果是:設(shè)備小巧、佩戴方便、可推廣性高；該設(shè)備使用了運(yùn)動(dòng) 傳感器，更配合了足底壓力傳感器，并且將該設(shè)備固定于足部，因此數(shù)據(jù)與佩戴者的跌倒情 況相關(guān)程度更加高;通過(guò)定位模塊等擴(kuò)充器件提高設(shè)備的智能程度，在發(fā)生跌倒時(shí)遠(yuǎn)程上 報(bào)跌倒者位置坐標(biāo)等重要信息。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型的設(shè)備結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012] 圖2是本實(shí)用新型的鞋墊形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3是本實(shí)用新型的鞋子形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4本實(shí)用新型腳環(huán)形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖5是本實(shí)用新型固定卡扣式形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖中：1、鞋墊;2、壓力傳感器;3、CPU處理器;4、運(yùn)動(dòng)傳感器;5、通訊模塊;6、定位模 塊;7、電池;8、鞋子;9、鞋底裝置;10、固定扣；11、綁帶；12、固定卡扣。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的內(nèi)容，并給出具體實(shí)施例。 本實(shí)施例不以任何方式限制本實(shí)用新型的應(yīng)用方式。
[0018] 如圖圖2的鞋墊1形式為例，其結(jié)構(gòu)的硬件模塊包括:足底壓力傳感器2、CPU處理器 3、運(yùn)動(dòng)傳感器4、通信模塊5、定位模塊6及電池7;上述模塊均需要通過(guò)電路連接形成裝置， 其中CHJ處理器3分別與足底壓力傳感器2、運(yùn)動(dòng)傳感器4、通信模塊5及定位模塊6連接；由 CPU處理器3集中收集、分析傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷用戶是否發(fā)生了跌倒；同時(shí)，CPU處理器3 可以通過(guò)定位模塊6確定用戶的位置，并將信息通過(guò)通信模塊5發(fā)送到外界;CPU處理器3、運(yùn) 動(dòng)傳感器4、通信模塊5及定位模塊6分別與電池7連接。
[0019] 具體跌倒檢測(cè)步驟如下：
[0020] (1)通過(guò)處理器不斷采集加速度傳感器、壓力傳感器的數(shù)值。
[0021] (2)通過(guò)加速度傳感器判斷穿戴者的該腳是否處于"大仰角狀態(tài)"。判斷方法為：
[0022] 定義加速度傳感器的坐標(biāo)系:從腳跟指向腳尖的方向?yàn)閄軸正方向，從身體右側(cè)指 向身體左方的方向?yàn)閥軸正方向，從腳底指向腳背的方向?yàn)閦軸正方向；
[0023] 分別用ax，ay，az表示沿X、y、z軸的加速度測(cè)量值；
[0024] 定義腳的仰角：θ=
[0025] 若θ>=50°，則認(rèn)為穿戴者的該腳處于"大仰角狀態(tài)"。
[0026] (3)通過(guò)足底壓力傳感器判斷穿戴者足底是否離開(kāi)地面。
[0027] 用pi，ρ2，ρ3表示三個(gè)壓力傳感器的輸出數(shù)值;meanl，mean2，mean3表示三個(gè)壓力 傳感器的平均數(shù)值；
[0028]若 pl〈0.2*meanl 且 p2〈0.2*mean2 且 p3〈0.2*mean3,則判斷腳底離開(kāi)了地面。 [0029] (4)判斷是否跌倒，判斷依據(jù)為：
[0030] 若左腳仰角θ>=50°且左腳離開(kāi)了地面且右腳仰角θ>=50°且右腳離開(kāi)了地 面，則判斷穿戴者已經(jīng)跌倒。
[0031] (5)循環(huán)執(zhí)行，即跳轉(zhuǎn)回第1步。
[0032] 如圖3所示，對(duì)于鞋子8形態(tài)，壓力傳感器2被置于鞋底內(nèi)，CPU處理器3、運(yùn)動(dòng)傳感器 4、通信模塊5、定位模塊6及電池7等器件可以被固定在鞋子的任何位置;對(duì)于腳環(huán)形態(tài)，CPU 處理器3、運(yùn)動(dòng)傳感器4、通信模塊5、定位模塊6及電池7等器件被固定在綁帶11上，綁帶11可 以固定在腳腕處，壓力傳感器2被引導(dǎo)到足下，綁帶11通過(guò)固定扣10連接;對(duì)于固定卡扣式 形態(tài)，CPU處理器3、運(yùn)動(dòng)傳感器4、通信模塊5、定位模塊6及電池7器件可以通過(guò)固定卡扣12 固定在鞋幫、褲腿等位置，壓力傳感器被引導(dǎo)到足下。
[0033]本實(shí)用新型所提供的設(shè)備小巧、佩戴方便、可推廣性高；該設(shè)備使用了運(yùn)動(dòng)傳感 器，更配合了足底壓力傳感器，并且將該設(shè)備固定于足部，因此數(shù)據(jù)與佩戴者的跌倒情況相 關(guān)程度更加高;通過(guò)定位模塊等擴(kuò)充器件提高設(shè)備的智能程度，在發(fā)生跌倒時(shí)遠(yuǎn)程上報(bào)跌 倒者位置坐標(biāo)等重要信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型的具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置，其特征在于，結(jié)構(gòu)包括:壓力傳感 器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通信模塊、定位模塊及電池；上述模塊均需要通過(guò)電路連接形 成裝置，其中CPU處理器分別與足底壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、通信模塊及定位模塊連接;壓 力傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器、CPU處理器、通信模塊及定位模塊分別與電池連接； 所述運(yùn)動(dòng)傳感器包括加速度傳感器、角速度傳感器或二者的配合使用； 所述通信模塊可選用GPRS模塊、藍(lán)牙模塊及4G模塊中的一種或任意幾種； 所述定位模塊選用GPS模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置，其特征在 于，該可穿戴裝置需將足底壓力傳感器置于腳底處，運(yùn)動(dòng)傳感器以及其他元器件穩(wěn)定固定 于裝置內(nèi)測(cè)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的具有跌倒檢測(cè)功能的足部可穿戴裝置，其特征在 于，所述足部可穿戴裝置可選用鞋墊形態(tài)、鞋子形態(tài)、腳環(huán)形態(tài)及固定卡扣式形態(tài)中的任意 一種。
【文檔編號(hào)】G08B21/04GK205510416SQ201620162503
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月4日
【發(fā)明人】李志男, 李勤, 丁正, 楊志勇
【申請(qǐng)人】深圳創(chuàng)感科技有限公司