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一种拐杖及其控制系统.pdf

  • 上传人:a****
  • 文档编号:7665133
  • 上传时间:2019-10-24
  • 格式:PDF
  • 页数:6
  • 大小:208.63KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510663340.7

    申请日:

    20151012

    公开号:

    CN105124875B

    公开日:

    20180817

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    A45B3/00,A45B3/08

    主分类号:

    A45B3/00,A45B3/08

    申请人:

    安徽信息工程学院

    发明人:

    梁美玉,蒋龙云,徐海洋,王曼丽,陈海燕,娄爱娟,程梦杰,吴建,徐中好

    地址:

    241000 安徽省芜湖市弋江区文津西路8号

    优先权:

    CN201510663340A

    专利代理机构:

    芜湖安汇知识产权代理有限公司

    代理人:

    张永生

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    内容摘要

    本发明公开了一种拐杖及其控制系统,拐杖包括拐杖杆,所述拐杖杆的顶端设有手柄,所述拐杖杆的底端设有可收缩抓地的底盘稳固爪,拐杖杆为中空的柱体,拐杖杆内设有蓄电池和用于控制底盘稳固爪展开的控制器,拐杖杆外部设有太阳能电池板,太阳能电池板与蓄电池相连,底盘稳固爪上设有称重传感器,称重传感器与控制器相连。该拐杖可以在身体失去重心时刻,底盘稳固爪自动展开抓地维持身体平衡,拐杖支撑效果好,提高使用者的平衡力,防止因重心不稳而摔倒;正常使用时底盘稳固爪收起,移动方便。

    权利要求书

    1.一种拐杖的控制系统,所述拐杖,包括拐杖杆,所述拐杖杆的顶端设有手柄,其特征在于:所述拐杖杆的底端设有可收缩抓地的底盘稳固爪,拐杖杆为中空的柱体,拐杖杆内设有蓄电池和用于控制底盘稳固爪展开的控制器,拐杖杆外部设有太阳能电池板,太阳能电池板与蓄电池相连,底盘稳固爪上设有称重传感器,称重传感器与控制器相连;所述控制系统为称重传感器检测到使用者重心倾斜达到设定阀值时,即有倾斜摔倒趋势时,控制器控制底盘稳固爪展开牢固抓地,维持使用者的平衡;所述拐杖杆为长度可调节的伸缩杆,拐杖杆上设有用于控制拐杖杆伸缩的长度控制开关;所述太阳能电池板为筒状结构,套在拐杖杆上;所述控制器包括运算单元、控制单元、寄存单元;所述底盘稳固爪包括底盘和三角支撑架,三角支撑架铰接在底盘上;所述三角支撑架包括三个支撑杆,每个支撑杆的外端均设有钢钉;所述称重传感器设在底盘的下部,称重传感器下部设有尼龙头;底盘上设有与支撑杆相连的拉杆,拉杆为液压杆,液压杆通过控制器控制工作,来实现底盘稳固爪自动展开和收缩。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及拐杖技术领域,尤其是涉及一种拐杖及其控制系统。

    背景技术

    随着经济和科学的发展,人民的生活水平的不断提高,寿命比以前要长,于是面临的是老年人则越来越多。老年人因为自身的抵抗力的降低于是很容易受到一些疾病的侵袭,老年人的身体本就不硬朗,患病后以及年龄太大就会步履蹒跚,手边如果没有一个支撑物的话会很容易摔倒拐杖会成为老年人身旁最亲近的东西。

    拐杖对于一些视力下降、视物模糊的老年人而言是用来探知前方道路表面的积水和障碍物,有利于保证外出后的安全。如果路面不平整其实拐杖有时候也会出现拄不稳的现象从而导致对于拐杖重心没有掌握好还是会摔倒,关节不好的老年人,对于严重骨质疏松和腰椎压缩性骨折的病患来说,用拐杖可以减少腰椎和关节负重的时间和力度,保护骨骼和关节免受损伤或减少关节磨损,若出现以上对于拐杖重心的失误而出现的摔倒反而会加重病症,所以对于拐杖重心的考虑有所欠缺,拄拐杖本就是提高在较小的支撑面上或者在不平整的支撑面上,控制身体重心的能力,提高老年人、病患以及残疾人的平衡能力,也可以在人群比较密集的地方防止被走路匆忙的人碰撞而重心不稳摔倒。

    多足拐杖有助于支持一些特殊病患的平衡功能、承重功能和稳定性。多足拐杖支撑面广且稳定性好,但多足拐杖移动不便,多足拐杖并不适用于任何地方,如何使单足和多足相结合是一难题。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种拐杖及其控制系统,其移动方便,平衡稳定。

    为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:

    一种拐杖,包括拐杖杆,所述拐杖杆的顶端设有手柄,所述拐杖杆的底端设有可收缩抓地的底盘稳固爪,拐杖杆为中空的柱体,拐杖杆内设有蓄电池和用于控制底盘稳固爪展开的控制器,拐杖杆外部设有太阳能电池板,太阳能电池板与蓄电池相连,底盘稳固爪上设有称重传感器,称重传感器与控制器相连。

    进一步的,所述拐杖杆为长度可调节的伸缩杆,拐杖杆上设有用于控制拐杖杆伸缩的长度控制开关。

    所述底盘稳固爪包括底盘和三角支撑架,三角支撑架铰接在底盘上。

    所述太阳能电池板为筒状结构,套在拐杖杆上。

    所述控制器包括运算单元、控制单元、寄存单元。

    所述三角支撑架包括三个支撑杆,每个支撑杆的外端均设有钢钉。

    所述称重传感器设在底盘的下部,称重传感器下部设有尼龙头。

    一种所述拐杖的控制系统,所述控制系统为称重传感器检测到使用者重心倾斜达到设定阀值时,即有倾斜摔倒趋势时,控制器控制底盘稳固爪展开牢固抓地,维持使用者的平衡。

    本发明与现有技术相比,具有以下优点:

    该拐杖可以在身体失去重心时刻,底盘稳固爪自动展开抓地维持身体平衡,拐杖支撑效果好,提高使用者的平衡力,防止因重心不稳而摔倒;正常使用时底盘稳固爪收起,移动方便。

    附图说明

    下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:

    图1为本发明拐杖结构示意图。

    图中:1.手柄、2.模式开关、3.长度控制开关、4.拐杖杆、5.底盘稳固爪。

    具体实施方式

    下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

    如图1所示,该拐杖,包括拐杖杆,拐杖杆4为中空的柱体,拐杖杆4的顶端设有手柄1,拐杖杆4的底端设有可收缩抓地的底盘稳固爪5,拐杖杆内设有蓄电池和用于控制底盘稳固爪展开的控制器,拐杖杆外部设有太阳能电池板,太阳能电池板与蓄电池相连,底盘稳固爪上设有称重传感器,称重传感器与控制器相连。

    拐杖杆4为长度可调节的伸缩杆,拐杖杆上设有用于控制拐杖杆伸缩的长度控制开关3。拐杖杆内设有液压杆,长度控制开关控制液压杆的伸缩,来调整拐杖杆的长度。太阳能电池板为筒状结构,套在拐杖杆上,结构简单。

    底盘稳固爪包括底盘和三角支撑架,三角支撑架铰接在底盘上;称重传感器设在底盘的下部,称重传感器下部设有尼龙头;三角支撑架包括三个支撑杆,每个支撑杆的外端均设有钢钉。底盘上设有与支撑杆相连的拉杆,拉杆为液压杆,液压杆通过控制器控制工作,来实现底盘稳固爪自动展开和收缩。

    控制系统为称重传感器检测到使用者重心倾斜达到设定阀值时,即有倾斜摔倒趋势时,控制器控制底盘稳固爪展开牢固抓地,维持使用者的平衡。

    具体为,可以在身体失去重心时刻,自动抓地维持身体平衡的拐杖控制系统,自动抓地拐杖通过控制系统对其管理,充分的利用了太阳能能量,可以通过选择开关,选择稳固爪抓地模式,通过手柄上的模式开关2来控制,以及开关按钮控制卡槽,实现根据人的弯曲程度调节拐杖长度的功能,另外,尼龙头能够承受巨大压力。这种设计即保障了使用者的安全性,也方便使用。

    控制器采用32位的AT89C51单片机为主控制器,通过老人的弯曲程度传送给主控器,由主控器调节拐杖的长度,从而收缩抓地稳固爪过程。控制器包括运算单元、控制单元、寄存单元,运算单元所执行全部操作都是由控制单元发出的控制信号来指挥的,并且,一个算术操作产生一个运算结果,一个逻辑操作产生一个判决。微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存单元和控制部分互联,并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线,分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路,实现与各种外围设备连接。当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时,都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样,如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话,那么当CPU和外围设备交换信息时,也需要用到地址寄存器和数据寄存器。

    9363型号的称重传感器是具有信息处理功能的传感器,带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。与地表面接触的传感器将信息传送给控制器,从而完成抓地功能。而且此传感器双层密封,保护措施好,防腐、防水、防尘,因上、下的连接为盖板与关节轴承方式,安装、更换及维护、维修方便。

    采用清洁能源太阳能供电,用法拉电容储能续航,使电能得到有效存储与利用。输出电压不稳定不能直接给系统供电,所以使用TI公司的超低功耗稳压芯片TPS78001来做输出稳压处理。该芯片在在空载时电压可降到500nA,功耗极低。可实现5脚电压的调节,电路简洁方便。

    手柄采用铝合金材料,我们知道拐杖针对的使用者主要是老年人和一些身体有疾病的人群,所以对手柄处的设计就有着非常严格的要求,手柄主要注重的功效是握手的舒适度和保健的功能。手柄上的青花瓷图案使人联想到清清流水映蓝天的美景,往往与清洁、明净联系在一起,反映出人民对净丽、朴素的色彩的爱好。配合现代化的电子设施嵌入其中,使得古典美与现代工艺完美融于一体。拐杖的杖体对制作的要求较高,由于杖体中空,所以坚固性是基本要求,要保持拐杖不会轻易折断,另外,考虑到老年人自身的弱势,要求拐杖的重量不得过大。出于以上因素,铝合金是一种合适的材料。

    上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

    关 键  词:
    一种 拐杖 及其 控制系统
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