一种人体防护背包气囊装置的制作方法
专利名称：一种人体防护背包气囊装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全气囊技术领域，尤其涉及一种便携式的人体防护气囊。
背景技术：
人们在日常生活、锻炼和工作的过程中，常常会面临许多高危环境，如驾驶摩托车出行，极限运动，水上运动等。各种主客观造成的 危险因素时刻都在威胁着人们的生命安全。由于客观原因，人们无法从完全躲避这些危险，所以世界上每天都有很多人因为车祸，摔跌，溺水而使身体受到伤害，甚至被夺去生命。故此需要采用较好的方法来改变这些现状，让人们一旦遇到遭受撞击、摔倒、溺水等意外情况时，能减轻或者完全避免身体受到伤害甚至保住生命。针对这个问题，在现有技术中也有针对行人保护的气囊装置，如老人跌倒缓冲气囊帽、摩托车自动气胀式防碰撞安全服等产品。此类产品的原理是采用传感器检测人体倾斜角来触发气囊充气保护，但是角度传感器由于其原理容易在人体加速运动、弯腰时被误触发，所以在实际使用中容易出现气囊装置的误启动的情况。同时现有技术仅仅针对人体某一部分进行保护，缺乏对人体所有重要器官的保护。此外，现有技术产品还存在功能单一的缺点，缺乏诸如对人员溺水的保护功能，而且产品本身还存在重量过重、穿戴不便，缺乏美观度等缺点。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提出一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置，基于三轴陀螺加速度模块的控制系统，能及时有效检测并降低人员遭受撞击、摔倒、溺水时受到的伤害。本实用新型的一种背包式的防护气囊，包括，背包，背包内部设有单片机控制系统、储气瓶、气囊，储气瓶电磁开启机构和电池，电池通过电源线给单片机控制系统供电，单片机控制系统控制储气瓶电磁开启机构的开启和关闭；背包吊带，内部也设有折叠好的气囊，气囊通过充气接口与储气瓶相连；吊带卡扣，吊带卡扣控制腰带的松紧，卡扣内部装有与单片机控制系统相连的三轴陀螺加速度传感器、红外传感器、压力传感器、蜂鸣器、状态指示灯、系统开关。所述背包吊带至少包括双肩背带、腰带和与两者连接的吊带。红外传感器作为单片机控制系统运行的开关部件，通过检测人体穿戴气囊控制单片机系统运行的开关。所述三轴陀螺加速度传感器采集倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度三个数据并传输到单片机控制系统。单片机控制系统对倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊充气。[0013]所述压力传感器采集水压数据，并将数据传输到单片机控制系统。单片机控制系统对水压数据进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊迅速充气。气囊充气的同时，单片机控制系统启动蜂鸣器和状态指示灯进入报警状态。所述背包气囊和吊带气囊充气后对人体头部、肩部、前额、前裆等重要部位形成保护。所述储气瓶储存的气体为压缩二氧化碳。本实用新型提出的一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置，基于三轴陀螺加速度传感器检测人体的各方向加速度变化，通过单片机控制系统计算出人体将要摔倒的状态，同时压力传感器检测人体是否达到落水状态，当系统判断人体达到摔倒或落水状态时，打开设在背包和背包吊带内部的气囊，对人体各重要器官做出保护，有效防止意外摔倒，撞击、溺水等事故对人体的伤害，本实用新型的气囊可重复使用，同时外观美观，便于携带，简单易用。
图1为本实用新型优选实施例的系统结构图；图2为本实用新型优选实施例的气囊展开后的示意图；图3为本实用新型优选实施例的三轴陀螺加速传感器的工作坐标示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。作为一个优选实施例，图I示意性地示出了适用于本实用新型的一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置的系统结构，系统主体载体为背包3，背包3依靠双肩带6依附在人体17上面，腰带I靠吊带2和背包3连为一体，其中腰带1、吊带2、背包3、双肩带6内部均有折叠好的气囊。背包3内有单片机控制系统10、C02压缩气体储气瓶4、C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5、电池8，电池8通过电源线9给单片机控制系统10供电，单片机控制系统10通过控制线缆7控制气瓶电磁开启机构5的开启和关闭。人体17前方为腰带卡扣11控制腰带的松紧，卡扣11内部装有三轴陀螺加速度传感器12、检测人体17存在的红外传感器13、危险状态报警的蜂鸣器14、状态指示的状态灯15、控制系统的开关16和压力传感器18。本实用新型的工作流程，打开电源开关16当红外传感器13检测到人体17的存在时，系统开始工作。当人运动时，整个单片机控制系统10对三轴陀螺加速度模块12的数据进行采集并且运算，当三轴陀螺加速度传感器12的倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度都达到规定的范围内，单片机控制系统10对数据进行分析后，做出响应，控制C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5打开C02压缩气体储气瓶4，并且接通蜂鸣器14发出警报，点亮状态灯15，此时压缩气体进入气囊，使气囊打开，对人体17的倒地起到缓冲作用，减少倒地的伤害。当人体17落水后，压力传感器18检测到水中压力的变化，并把结果反馈到单片机控制系统10，单片机控制系统10判别压力值是否在动作范围内，如果在，则控制C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5打开C02压缩气体储气瓶4，压缩气体进入气囊，使气囊打开，使人体17漂浮在水面上，等待救援。气囊采用醒目颜色制作，人体倒地或者落水后增加视觉效果，使人们尽早发现，实施救援。所有控制系统采用防水构造，在落水后仍然可以继续使用。如图2所示为气囊展开后的示意图，图示分别为尾骨保护气，21，腰带展开气囊22，吊带展开气囊23，背包展开气囊24，双肩带展开气囊25，护肩展开气囊26，头部保护气囊27，前额头保护气囊28，前部裆部保护气囊29 ;以上展开后的气囊可有限保护身体的重要部位，减少伤害。 如图3所示放置在人体前部腰处的三轴陀螺加速传感器12建立如图所示的坐标系统；通过三轴陀螺加速传感器12侦测各个方向的加速度的变化，并把变化值传送给单片机控制系统11，控制系统通过微分计算分别计算出①绕X轴的角度、角速度和沿着Z轴的加速度；②绕Y轴的角度、角速度和沿着Z轴的加速度；控制系统对上述结果运算满足规定的范围，控制器就会得出人体17已经达到跌倒状态。本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种替换、修改和改变。因此，将理解，上述实施例仅仅是示意目的，并且不被解释为对本发明的限制。
权利要求1.一种人体防护背包气囊装置，气囊设于背包中，其特征在于，还包括， 背包，背包内部设有单片机控制系统、储气瓶、气囊，储气瓶电磁开启机构和电池，电池通过电源线给单片机控制系统供电，单片机控制系统控制储气瓶电磁开启机构的开启和关闭； 背包吊带，内部也设有折叠好的气囊，气囊通过充气接口与储气瓶相连； 吊带卡扣，吊带卡扣控制腰带的松紧，卡扣内部装有与单片机控制系统相连的三轴陀螺加速度传感器、红外传感器、压力传感器、蜂鸣器、状态指示灯、系统开关。
2.如权利要求I所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述背包吊带至少包括双肩背带、腰带和与两者连接的吊带。
3.如权利要求2所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，红外传感器作为单片机控制系统运行的开关部件，通过检测人体穿戴气囊控制单片机系统运行的开关。
4.如权利要求3所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述三轴陀螺加速度传感器采集倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度三个数据并传输到单片机控制系统。
5.如权利要求4所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，单片机控制系统对倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊充气。
6.如权利要求5所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述压力传感器采集水压数据，并将数据传输到单片机控制系统。
7.如权利要求6所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，单片机控制系统对水压数据进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊迅速充气。
8.如权利要求7所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，气囊充气的同时，单片机控制系统启动蜂鸣器和状态指示灯进入报警状态。
9.如权利要求8所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述背包气囊和吊带气囊充气后对人体头部、肩部、前额、前裆等重要部位形成保护。
10.如权利要求I所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述储气瓶储存的气体为压缩二氧化碳。
专利摘要本实用新型提出了一种人体防护背包气囊装置，包括背包，背包吊带和吊带卡扣三个部分，吊带卡扣中的三轴陀螺加速度传感器检测人体的各方向加速度变化，通过背包内部的单片机控制系统计算出人体将要摔倒的状态，同时吊带卡扣中的压力传感器检测人体是否达到落水状态，当系统判断人体达到摔倒或落水状态时，打开设在背包和背包吊带内部的气囊，对人体各重要器官做出保护，有效防止意外摔倒，撞击、溺水等事故对人体的伤害，本实用新型的气囊可重复使用，外观美观，便于携带，简单易用。
文档编号A62B35/04GK202777511SQ201220446318
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者钟瑾, 雷文波 申请人:上海科致电气工程有限公司
技术领域：
本实用新型涉及安全气囊技术领域，尤其涉及一种便携式的人体防护气囊。
背景技术：
人们在日常生活、锻炼和工作的过程中，常常会面临许多高危环境，如驾驶摩托车出行，极限运动，水上运动等。各种主客观造成的 危险因素时刻都在威胁着人们的生命安全。由于客观原因，人们无法从完全躲避这些危险，所以世界上每天都有很多人因为车祸，摔跌，溺水而使身体受到伤害，甚至被夺去生命。故此需要采用较好的方法来改变这些现状，让人们一旦遇到遭受撞击、摔倒、溺水等意外情况时，能减轻或者完全避免身体受到伤害甚至保住生命。针对这个问题，在现有技术中也有针对行人保护的气囊装置，如老人跌倒缓冲气囊帽、摩托车自动气胀式防碰撞安全服等产品。此类产品的原理是采用传感器检测人体倾斜角来触发气囊充气保护，但是角度传感器由于其原理容易在人体加速运动、弯腰时被误触发，所以在实际使用中容易出现气囊装置的误启动的情况。同时现有技术仅仅针对人体某一部分进行保护，缺乏对人体所有重要器官的保护。此外，现有技术产品还存在功能单一的缺点，缺乏诸如对人员溺水的保护功能，而且产品本身还存在重量过重、穿戴不便，缺乏美观度等缺点。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提出一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置，基于三轴陀螺加速度模块的控制系统，能及时有效检测并降低人员遭受撞击、摔倒、溺水时受到的伤害。本实用新型的一种背包式的防护气囊，包括，背包，背包内部设有单片机控制系统、储气瓶、气囊，储气瓶电磁开启机构和电池，电池通过电源线给单片机控制系统供电，单片机控制系统控制储气瓶电磁开启机构的开启和关闭；背包吊带，内部也设有折叠好的气囊，气囊通过充气接口与储气瓶相连；吊带卡扣，吊带卡扣控制腰带的松紧，卡扣内部装有与单片机控制系统相连的三轴陀螺加速度传感器、红外传感器、压力传感器、蜂鸣器、状态指示灯、系统开关。所述背包吊带至少包括双肩背带、腰带和与两者连接的吊带。红外传感器作为单片机控制系统运行的开关部件，通过检测人体穿戴气囊控制单片机系统运行的开关。所述三轴陀螺加速度传感器采集倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度三个数据并传输到单片机控制系统。单片机控制系统对倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊充气。[0013]所述压力传感器采集水压数据，并将数据传输到单片机控制系统。单片机控制系统对水压数据进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊迅速充气。气囊充气的同时，单片机控制系统启动蜂鸣器和状态指示灯进入报警状态。所述背包气囊和吊带气囊充气后对人体头部、肩部、前额、前裆等重要部位形成保护。所述储气瓶储存的气体为压缩二氧化碳。本实用新型提出的一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置，基于三轴陀螺加速度传感器检测人体的各方向加速度变化，通过单片机控制系统计算出人体将要摔倒的状态，同时压力传感器检测人体是否达到落水状态，当系统判断人体达到摔倒或落水状态时，打开设在背包和背包吊带内部的气囊，对人体各重要器官做出保护，有效防止意外摔倒，撞击、溺水等事故对人体的伤害，本实用新型的气囊可重复使用，同时外观美观，便于携带，简单易用。
图1为本实用新型优选实施例的系统结构图；图2为本实用新型优选实施例的气囊展开后的示意图；图3为本实用新型优选实施例的三轴陀螺加速传感器的工作坐标示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。作为一个优选实施例，图I示意性地示出了适用于本实用新型的一种人体防护背包气囊装置人体防护背包气囊装置的系统结构，系统主体载体为背包3，背包3依靠双肩带6依附在人体17上面，腰带I靠吊带2和背包3连为一体，其中腰带1、吊带2、背包3、双肩带6内部均有折叠好的气囊。背包3内有单片机控制系统10、C02压缩气体储气瓶4、C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5、电池8，电池8通过电源线9给单片机控制系统10供电，单片机控制系统10通过控制线缆7控制气瓶电磁开启机构5的开启和关闭。人体17前方为腰带卡扣11控制腰带的松紧，卡扣11内部装有三轴陀螺加速度传感器12、检测人体17存在的红外传感器13、危险状态报警的蜂鸣器14、状态指示的状态灯15、控制系统的开关16和压力传感器18。本实用新型的工作流程，打开电源开关16当红外传感器13检测到人体17的存在时，系统开始工作。当人运动时，整个单片机控制系统10对三轴陀螺加速度模块12的数据进行采集并且运算，当三轴陀螺加速度传感器12的倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度都达到规定的范围内，单片机控制系统10对数据进行分析后，做出响应，控制C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5打开C02压缩气体储气瓶4，并且接通蜂鸣器14发出警报，点亮状态灯15，此时压缩气体进入气囊，使气囊打开，对人体17的倒地起到缓冲作用，减少倒地的伤害。当人体17落水后，压力传感器18检测到水中压力的变化，并把结果反馈到单片机控制系统10，单片机控制系统10判别压力值是否在动作范围内，如果在，则控制C02压缩气体储气瓶电磁开启机构5打开C02压缩气体储气瓶4，压缩气体进入气囊，使气囊打开，使人体17漂浮在水面上，等待救援。气囊采用醒目颜色制作，人体倒地或者落水后增加视觉效果，使人们尽早发现，实施救援。所有控制系统采用防水构造，在落水后仍然可以继续使用。如图2所示为气囊展开后的示意图，图示分别为尾骨保护气，21，腰带展开气囊22，吊带展开气囊23，背包展开气囊24，双肩带展开气囊25，护肩展开气囊26，头部保护气囊27，前额头保护气囊28，前部裆部保护气囊29 ;以上展开后的气囊可有限保护身体的重要部位，减少伤害。 如图3所示放置在人体前部腰处的三轴陀螺加速传感器12建立如图所示的坐标系统；通过三轴陀螺加速传感器12侦测各个方向的加速度的变化，并把变化值传送给单片机控制系统11，控制系统通过微分计算分别计算出①绕X轴的角度、角速度和沿着Z轴的加速度；②绕Y轴的角度、角速度和沿着Z轴的加速度；控制系统对上述结果运算满足规定的范围，控制器就会得出人体17已经达到跌倒状态。本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种替换、修改和改变。因此，将理解，上述实施例仅仅是示意目的，并且不被解释为对本发明的限制。
权利要求1.一种人体防护背包气囊装置，气囊设于背包中，其特征在于，还包括， 背包，背包内部设有单片机控制系统、储气瓶、气囊，储气瓶电磁开启机构和电池，电池通过电源线给单片机控制系统供电，单片机控制系统控制储气瓶电磁开启机构的开启和关闭； 背包吊带，内部也设有折叠好的气囊，气囊通过充气接口与储气瓶相连； 吊带卡扣，吊带卡扣控制腰带的松紧，卡扣内部装有与单片机控制系统相连的三轴陀螺加速度传感器、红外传感器、压力传感器、蜂鸣器、状态指示灯、系统开关。
2.如权利要求I所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述背包吊带至少包括双肩背带、腰带和与两者连接的吊带。
3.如权利要求2所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，红外传感器作为单片机控制系统运行的开关部件，通过检测人体穿戴气囊控制单片机系统运行的开关。
4.如权利要求3所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述三轴陀螺加速度传感器采集倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度三个数据并传输到单片机控制系统。
5.如权利要求4所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，单片机控制系统对倾斜角速度、倾斜角度和重力方向加速度进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊充气。
6.如权利要求5所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述压力传感器采集水压数据，并将数据传输到单片机控制系统。
7.如权利要求6所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，单片机控制系统对水压数据进行计算，计算结果如达到系统预警标准则开启储气瓶电磁开启机构，使气囊迅速充气。
8.如权利要求7所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，气囊充气的同时，单片机控制系统启动蜂鸣器和状态指示灯进入报警状态。
9.如权利要求8所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述背包气囊和吊带气囊充气后对人体头部、肩部、前额、前裆等重要部位形成保护。
10.如权利要求I所述的一种人体防护背包气囊装置，其特征在于，所述储气瓶储存的气体为压缩二氧化碳。
专利摘要本实用新型提出了一种人体防护背包气囊装置，包括背包，背包吊带和吊带卡扣三个部分，吊带卡扣中的三轴陀螺加速度传感器检测人体的各方向加速度变化，通过背包内部的单片机控制系统计算出人体将要摔倒的状态，同时吊带卡扣中的压力传感器检测人体是否达到落水状态，当系统判断人体达到摔倒或落水状态时，打开设在背包和背包吊带内部的气囊，对人体各重要器官做出保护，有效防止意外摔倒，撞击、溺水等事故对人体的伤害，本实用新型的气囊可重复使用，外观美观，便于携带，简单易用。
文档编号A62B35/04GK202777511SQ201220446318
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者钟瑾, 雷文波 申请人:上海科致电气工程有限公司
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