老人久坐瞌睡提醒儀的製作方法

2023-04-28 21:57:31 2

老人久坐瞌睡提醒儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種老人久坐瞌睡提醒儀，椅子坐墊內裝有若干個壓控開關，安全腰帶內沿長度方向上均勻分布若干個鐵片，椅子靠背內靠近老人的腰間處設有電磁鐵，老人的手腕上佩戴有脈搏傳感器；活動寫字板設有閉眼監控模塊和閃光燈，壓控開關下方設震動器和發熱電阻；壓控開關被觸發，單片機開始計時，當信號持續輸入超過設定時間，蜂鳴器模塊發出提醒音，電磁鐵通電，安全腰帶與電磁鐵相吸將老人約束在椅子靠背上；經過30s，若老人仍沒有離開椅子，震動器震動；再經過30s，老人仍然未起身，發熱電阻和閃光燈同時通電，當老人瞌睡時，觸發閉眼監控模塊向單片機輸入信號。本發明可判定老人是否久坐或者瞌睡，提醒方式多樣，達到保護老人的目的。
【專利說明】老人久坐瞌睡提醒儀

【技術領域】
[0001]本發明涉及生活用品領域，具體涉及一種適用於老人的久坐瞌睡提醒儀。

【背景技術】
[0002]老年人由於腿腳不便，體力不足，常常選擇坐著看電視、看報紙等消耗體力較少的休閒活動，不少老人因為長期保持一個姿勢而出現腰酸背痛甚至雙腳麻木的情況。有些老人在看書看報時，由於精力的原因往往會出現打瞌睡的現象，而老人在睡覺的時候往往會著涼或在不經意間前傾跌倒，同時由於大腦缺血，醒來後老人往往會出現頭暈、耳鳴、視物豐吳糊等症狀。
[0003]中國專利號為201220106370.X，名稱為一種具有久坐提醒功能的椅子，以及中國專利號201020228472.X，名稱為防止久坐坐墊，都是根據坐的時間來提醒人們起來運動，當坐的時間達到設定值時，椅子就會振動，並發出警告音。這兩種專利技術存在以下缺陷:判定久坐的方法單一，僅依靠時間這一標準；同時提醒的方法簡單，並且對座椅上的人沒有保護措施。


【發明內容】

[0004]針對以上不足，本發明提供一種適用於老人的久坐瞌睡提醒儀，該提醒儀可在坐的時間超過設定值或者瞌睡時自動提醒老人起來運動，並且能防止老年人因久坐、打瞌睡的意外跌倒。
[0005]本發明採用的技術方案是:本發明設在前方帶有活動寫字板的椅子上，椅子的坐墊的下面固定有電路板，坐墊內裝有若干個壓控開關，椅子的靠背的下方連接安全腰帶，安全腰帶內沿長度方向上均勻分布若干個鐵片，椅子靠背內靠近老人的腰間處設有電磁鐵，椅子的靠背上方靠近老人的耳朵處設有蜂鳴器模塊，老人的手腕上佩戴有脈搏傳感器；活動寫字板設有閉眼監控模塊和閃光燈，壓控開關的下方設震動器和發熱電阻；所述電路板上有單片機、電源板塊、功率放大器及電磁繼電器，單片機的輸入端Xl通過保護電阻一路與脈搏傳感器連接，另一路連接壓控開關，壓控開關連接電源板塊，脈搏傳感器通過閉眼監控模塊與單片機的輸入端X2連接。單片機的輸出端Yl與蜂鳴器模塊連接，單片機的輸出端Y2與功率放大器連接，功率放大器與電磁繼電器連接，電磁繼電器分別並聯接入電磁鐵、震動器、發熱電阻和閃光燈，發熱電阻串接常閉溫控開關，震動器通過第二時控開關連接220V電源，發熱電阻和閃光燈經第一時控開關後連接第二時控開關，電磁鐵和電磁繼電器也分別接220V電源。
[0006]老人繫上安全腰帶且戴好脈搏傳感器坐在椅上時，壓控開關被觸發，向單片機的輸入端Xl輸入信號，單片機開始計時，當信號持續輸入超過設定時間，單片機同時向輸出端Yl、Y2輸出信號，蜂鳴器模塊發出提醒音，電磁鐵通電，安全腰帶與電磁鐵相吸將老人約束在椅子靠背上；經過30s，若老人仍沒有離開椅子，第二時控開關閉合，震動器震動；再經過30s，老人仍然未起身活動，第一時控開關閉合，發熱電阻和閃光燈同時通電，將坐墊的溫度加熱到60°C提醒，閃光燈同時閃光提醒。
[0007]當老人瞌睡時，脈搏開始下降，當脈搏傳感器測得的數據降到額定值時，觸發閉眼監控模塊向單片機的輸入端X2輸入信號，單片機同時向輸出端Y1、Y2輸出信號。
[0008]本發明的有益效果是:
1、本發明可在連續久坐時間超過設定值或者瞌睡時自動提醒老人起來運動，當達到觸發條件時，椅子就會震動、發熱並發出警告音，系在腰間裝有鐵片的安全腰帶會與座椅靠背上的電磁鐵相吸，將老人約束在座椅靠背上，防止老年人久坐或瞌睡時跌倒。
[0009]2、本發明並不是單一的依靠時間，而是利用計時器、脈搏傳感器、圖像識別等方法判定老人是否久坐或者瞌睡，通過蜂鳴、振動、加熱、閃光燈等方式來提醒老人，在聽覺、觸覺、視覺上提醒老人，提醒方式多樣，達到保護老人的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更全面地理解本發明的結構和工作原理，結合以下附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0011]圖1是本發明老人久坐瞌睡提醒儀的安裝示意圖；
圖2是圖1中人久坐瞌睡提醒儀的電路連接結構示意圖。
[0012]圖中，1.安全腰帶；2.電磁鐵；3.蜂鳴器模塊；4.脈搏傳感器；5.閉眼監控模塊；6.壓控開關；7.坐墊；8.保護電阻；9.850/940nm紅外LED陣列；10.紅外攝像機；11.940nm濾波片；12.850nm濾波片；13.圖像處理模塊；14.電源模塊；15.單片機；16.功率放大器；17.電磁繼電器；18.震動器；19.常閉溫控開關；20.發熱電阻；21.閃光燈；22、23.時控開關。

【具體實施方式】
[0013]參見圖1，本發明安裝在椅子上，椅子前方帶有活動寫字板。在椅子的坐墊7的下面安裝電路板，電路板通過其四個角上的螺紋孔，用螺栓固定於坐墊7下。在椅子的坐墊7內裝有若干壓控開關6，若干個壓控開關6並聯到電路板的電路中，只要坐墊7上的壓力超過預設值，電路板的電路就接通。椅子的靠背的下方連接安全腰帶1，安全腰帶I的長度可調，在安全腰帶I內沿安全腰帶I的長度方向上均勻分布著若干個鐵片，鐵片與安全腰帶I之間用海綿填充，這樣不僅佩戴舒適，而且在約束老人的時候不會產生其他傷害。在椅子靠背內靠近老人的腰間處安裝電磁鐵2，電磁鐵2通電時吸引安全腰帶I中的鐵片，與安全腰帶I共同作用約束老人。
[0014]在老人的手腕上佩戴脈搏傳感器4，脈搏傳感器4接入電路板的電路中，脈搏傳感器4是一種不僅能夠判斷老人是否瞌睡，而且還能實時監測老人身體情況的儀器。在椅子靠背上方靠近老人的耳朵處安裝蜂鳴器模塊3。
[0015]活動寫字板連接在椅子的前方，活動寫字板上表面通過吸盤安裝閉眼監控模塊5，閉眼監控模塊5在不使用的情況下可以向後翻轉收藏在椅子左側的扶手內，以方便於老人坐下和站起。
[0016]如圖2所示，電路板上安裝有單片機15、電源板塊14、功率放大器16以及電磁繼電器17。單片機15的輸入端Xl通過保護電阻8 一路與脈搏傳感器4連接，另一路連接壓控開關6，壓控開關6連接電源板塊14。脈搏傳感器4通過閉眼監控模塊5與單片機15的輸入端X2連接。單片機15的輸出端Yl與蜂鳴器模塊3連接，單片機15的輸出端Y2與功率放大器16連接，功率放大器16與電磁繼電器17連接，電磁繼電器17分別並聯接入電磁鐵2、震動器18、發熱電阻20、閃光燈21。發熱電阻20串接常閉溫控開關19，震動器18通過時控開關23連接220V電源，發熱電阻20和閃光燈21經時控開關22後連接時控開關23。電磁鐵2和電磁繼電器17也分別接220V電源。
[0017]震動器18和發熱電阻20安裝在椅子的坐墊7上，可以安裝在壓控開關6的下方，閃光燈21安裝在活動寫字板上，可以與閉眼監控模塊5組合在一起形成一個組合裝置，該組合裝置通過一個吸盤固定在活動寫字板上。
[0018]閉眼監控模塊5為市購產品，由紅外攝像機10、850/940nm紅外LED陣列9、850nm濾波片12、940nm濾波片11以及圖像處理模塊13組成，紅外攝像機10與850/940nm紅外LED陣列9相串接，850nm濾波片12和940nm濾波片11並聯後串接在紅外攝像機10與圖像處理模塊13之間，採用850/940nm紅外雙波長檢測眼睛的狀態，能有效地將眼睛與臉部圖像其餘部分分離，避免了背景環境的幹擾，能準確地定位眼睛位置並計算其閉合面積，從而判斷老人是否瞌睡。
[0019]當老人繫上安全腰帶I並且戴好脈搏傳感器4坐在椅上時，壓控開關6被觸發，向單片機15的輸入端Xl輸入信號，單片機15開始計時，當信號持續輸入超過設定時間(如I小時)，單片機15同時向輸出端Y1、Y2輸出信號，蜂鳴器模塊3發出提醒音，通過功率放大器16，電磁鐵2通電，安全腰帶I就會與座椅靠背上的電磁鐵2相吸，將老人約束在椅子靠背上，這樣一方面可以通過約束力提醒老人，另一方面可以防止老人前傾跌倒。經過30s，若老人仍然沒有離開椅子，時控開關23閉合，驅動震動器18，椅子開始震動。再經過30s，老人仍然未起身活動，時控開關22閉合，發熱電阻20和閃光燈21同時通電，椅子開始加熱，將坐墊7的溫度加熱到60°C提醒老人，閃光燈21同時閃光，在不影響老人健康的前提下通過視覺提醒老人，此時4種提醒方式同時工作，直至老人離開椅子為止。為了防止燙傷老人，發熱電阻20連接有常閉溫控開關19，當坐墊7的溫度超過60°C時，溫控開關19斷開，停止加熱，若溫度低於60°C，溫控開關19閉合，發熱電阻20繼續給坐墊7加熱。老人瞌睡時，脈搏開始下降，當脈搏傳感器4測得的數據降到額定值時，觸發活動寫字板上的閉眼監控模塊5中850/940nm紅外LED陣列9發出等光照強度的850nm/940nm紅外光，紅外攝像機10同時拍攝含有該兩個波長紅外光的老人面部反射圖像，940nm濾光片11和850nm濾波片12分別濾出940nm和850nm波長的反射圖像，圖像處理模塊13完成圖像相減、眼睛位置跟蹤、眼睛面積補償和計算，得出老人眼部圖像，並利用眼睛面積補償算法，有效地解決由於老人頭部運動造成的眼睛面積變化的問題，當測得老人眼睛閉合程度超過80%時，圖像處理模塊13向單片機15輸入端X2輸入信號，觸發與久坐相同的上述4種提醒方式。即單片機15同時向輸出端Yl、Y2輸出信號，蜂鳴器模塊3發出提醒音，電磁鐵2通電,安全腰帶I與電磁鐵2相吸將老人約束在椅子靠背上；經過30s，若老人仍沒有離開椅子，第二時控開關23閉合，震動器18震動；再經過30s，老人仍然未起身活動，第一時控開關22閉合，發熱電阻20和閃光燈21同時通電，將坐墊7的溫度加熱到60°C提醒，閃光燈21同時閃光提醒。
[0020]當老人卸下安全腰帶I和脈搏傳感器4離開座位後，壓控開關6斷開，單片機15兩輸入端停止發出信號，單片機15的輸出端停止輸出，蜂鳴器模塊3停止發聲，電磁繼電器17斷開，震動器18、發熱電阻20、電磁鐵2、閃光燈21停止工作。本發明通過觸覺、聽覺、視覺等方式提醒老人且對老人給予適當的防護。
【權利要求】
1.一種老人久坐瞌睡提醒儀，設在前方帶有活動寫字板的椅子上，其特徵是:椅子的坐墊(7)的下面固定有電路板，坐墊(7)內裝有若干個壓控開關(6)，椅子的靠背的下方連接安全腰帶(I)，安全腰帶(I)內沿長度方向上均勻分布若干個鐵片，椅子靠背內靠近老人的腰間處設有電磁鐵(2)，椅子的靠背上方靠近老人的耳朵處設有蜂鳴器模塊(3)，老人的手腕上佩戴有脈搏傳感器(4);活動寫字板設有閉眼監控模塊(5)和閃光燈(21)，壓控開關(6)的下方設震動器(18)和發熱電阻(20);所述電路板上有單片機(15)、電源板塊(14)、功率放大器(16)及電磁繼電器(17)，單片機(15)的輸入端Xl通過保護電阻(8) —路與脈搏傳感器(4)連接，另一路連接壓控開關(6)，壓控開關(6)連接電源板塊(14)，脈搏傳感器(4)通過閉眼監控模塊(5)與單片機(15)的輸入端X2連接；單片機(15)的輸出端Yl與蜂鳴器模塊(3)連接，單片機(15)的輸出端Y2與功率放大器(16)連接，功率放大器(16)與電磁繼電器(17)連接，電磁繼電器(17)分別並聯接入電磁鐵(2)、震動器(18)、發熱電阻(20)和閃光燈(21)，發熱電阻(20)串接常閉溫控開關(19)，震動器(18)通過第二時控開關(23)連接220V電源，發熱電阻(20)和閃光燈(21)經第一時控開關(22)後連接第二時控開關(23 )，電磁鐵(2 )和電磁繼電器(17 )也分別接220V電源。
2.根據權利要求1所述的老人久坐瞌睡提醒儀，其特徵是:老人繫上安全腰帶(I)且戴好脈搏傳感器(4)坐在椅上時,壓控開關(6)被觸發，向單片機(15)的輸入端Xl輸入信號，單片機(15)開始計時，當信號持續輸入超過設定時間，單片機(15)同時向輸出端Y1、Y2輸出信號，蜂鳴器模塊(3)發出提醒音，電磁鐵(2)通電，安全腰帶(I)與電磁鐵(2)相吸將老人約束在椅子靠背上；經過30s，若老人仍沒有離開椅子，第二時控開關(23)閉合，震動器(18)震動；再經過30s，老人仍然未起身活動，第一時控開關(22)閉合，發熱電阻(20)和閃光燈(21)同時通電，將坐墊(7)的溫度加熱到60°C提醒，閃光燈(21)同時閃光提醒。
3.根據權利要求2所述的老人久坐瞌睡提醒儀，其特徵是:當坐墊(7)的溫度超過60°C時，常閉溫控開關(19)斷開，停止加熱。
4.根據權利要求1所述的老人久坐瞌睡提醒儀，其特徵是:當老人瞌睡時，脈搏開始下降，當脈搏傳感器(4)測得的數據降到額定值時，觸發閉眼監控模塊(5)向單片機(15)的輸入端X2輸入信號，單片機(15)同時向輸出端Y1、Y2輸出信號,蜂鳴器模塊(3)發出提醒音，電磁鐵(2)通電，安全腰帶(I)與電磁鐵(2)相吸將老人約束在椅子靠背上；經過30s，若老人仍沒有離開椅子，第二時控開關(23)閉合，震動器(18)震動；再經過30s，老人仍然未起身活動，第一時控開關(22)閉合，發熱電阻(20)和閃光燈(21)同時通電，將坐墊(7)的溫度加熱到60°C提醒，閃光燈(21)同時閃光提醒。
【文檔編號】G08B21/02GK104050776SQ201410266961
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】李仲興, 李重重, 江洪, 張丹青 申請人:江蘇大學