可穿戴式跌倒防护装置充气机构的设计与研究

摘要：

目的 跌倒对老年人身心健康有着巨大威胁.针对现存跌倒防护装置结构复杂且充气方式不安全等问题,设计一套基于检测跌倒能自动充气的机械装置,以帮助老人在意外跌倒时能够通过气囊充气防护免受伤害.方法 该保护装置由压缩二氧化碳气瓶、充气机构和保护气囊3部分组成,首先防护模块以CO2为充气源,传动机构采用大功率舵机带动同轴的凸轮旋转,随着凸轮旋转刺针直线运动刺破气瓶;然后采用拉伸机对刺针刺破钢瓶力度进行测试,进而通过最大刺穿力和凸轮推程选定合适扭矩舵机;最后利用气体动力学等熵流公式预测气囊充气时间.结果 对身高在163～174 cm的学生进行测试,模仿老人步态分别进行向前、向后和侧面跌倒实验,测得3种方式跌倒的时间分别为(865±41.49)ms、(788±53.56)ms和(852±65.37)ms;同时通过模拟气囊充气过程,获得气囊充气时间为(441±29.6)ms.将实验获得的跌倒时间和气囊充气时间进行对比可知,在老人跌倒过程中有较为充裕的时间为气囊充气,验证了利用压缩二氧化碳对气囊充气实现跌倒保护的可行性.结论 本跌倒防护装置在跌倒检测的基础上,能够实现跌倒防护、减少跌倒带来的伤害,且装置具有结构简单、可靠性高、价格低廉等优点,适宜于推广应用.

关键词：智能穿戴、跌倒保护、充气控制系统、老年人监护

所属期刊栏目：37

分类号：R318.04(医用一般科学)

在线出版日期：2018-07-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：291-296