基于壓力傳感器的輪椅坐姿感知裝置的制作方法

本實用新型涉及姿態感知技術相關領域，特別是基于壓力傳感器的輪椅坐姿感知裝置。

背景技術：

由第二次全國殘疾人抽樣調查數據推測計算可知，當前我國所有類別的殘疾人總數相加已達8296萬，其中肢體殘疾就有2412萬人，分別占全國總人口數的6.4％和1.85％，加上老年人，我國行動不便人群總人數已突破總人口的15％大關。“智慧城市”戰略的提出，為解決該人群的健康監護、醫療救助以及社會信息服務等問題提供了有力的契機，而輪椅作為行動不便人群的重要輔助工具，在其殘疾人的日常生活中所體現的地位越來越重要。

然而，現代社會上有一批長期處于不正常坐姿的殘疾人，同時我國社會人口老齡化時代的到來，加上大部分的老年人行動能力差，像輪椅這樣的輔助器械越來越多的走進殘疾人、老年人等行動不便人群的生活，坐姿的不正常不僅對殘疾人、老年人等行動不便人群的身體健康有一定的負面影響，也常常會導致他們從輪椅上跌落。

為了防止殘疾人發生上述現象，人們在輪椅上安裝有攝像頭，通過攝像頭捕捉人體運動的畫面，經過圖像處理的算法，判斷是否存在具有跌倒的一些圖像特征，該技術成本高，安裝固定不方便，且對個人隱私存在一定的安全問題，圖像質量也容易受周圍環境的影響。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供基于壓力傳感器的輪椅坐姿感知裝置，本申請的坐姿感知裝置重量輕、精度高、靈敏度高、成本低廉，不會侵犯到殘疾人的個人隱私，拆卸安裝方便。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：基于壓力傳感器的輪椅坐姿感知裝置，包括壓力傳感器、A/D轉換單元、主控電路、無線傳輸單元、鋰電池和穩壓電路，壓力傳感器的信號端通過A/D轉換單元與主控電路的信號端相連，主控電路通過USART接口與無線傳輸單元相連，鋰電池分別與壓力傳感器、主控電路、無線傳輸單元電連接，穩壓電路的信號端與鋰電池相連，穩壓電路的信號端還與主控電路相連。

由于坐姿直接影響著殘疾人、老年人等輪椅使用者的身體健康和身體安全，在本實用新型中采用FSR406壓力傳感器，該壓力傳感器的測量精度為±5％到±25％，分辨率達到±0.5％，響應時間為1ms～2ms，其人體施加在壓力傳感器上的壓力變化轉換為電阻值的變化，從而獲取壓力信息，施加的壓力越大，輸出的電阻值越小，由電阻值的變化從而獲取使用者的壓力重心點，從而獲取使用者的坐姿，其使用方便，不用受周圍環境的影響，且不妨礙到使用者的個人隱私。

優選的，所述壓力傳感器為FSR406壓力傳感器。

優選的于，所述無線傳輸單元為藍牙傳輸模塊，該無線傳輸單元能通過無線網絡與外部設備相連。

優選的，所述穩壓電路包括PAM3101穩壓芯片、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻R1和第一發光二極管LED1，信號輸入端與PAM3101穩壓芯片的第一引腳相連，PAM3101穩壓芯片的第一引腳還通過第一電容C1接地，PAM3101穩壓芯片的第一引腳與PAM3101穩壓芯片的第三引腳相連，PAM3101穩壓芯片的第二引腳接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳通過第二電容C2接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還通過第三電容C3接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還通過第一電阻R1、第一發光二極管LED1接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還與VCC端相連。在實際應用當中，鋰電池會隨著輪椅的運動或碰撞造成供電不穩的現象，因此，穩壓電路是本坐姿感知裝置的重要模塊，能避免在使用過程中造成電壓不穩，從而導致數據不真實的現象。

優選的，其還包括蜂鳴器，蜂鳴器的信號端與主控電路相連，該蜂鳴器用于報警。

優選的，其還包括加速度計和陀螺儀，加速度計和陀螺儀分別與主控電路相連，能檢測輪椅的加速度和傾斜角度等數據，從而更好的獲取當前使用者的狀態信息。

本實用新型的有益效果為：

(1)使用方便，不用受周圍環境的影響，且不妨礙到使用者的個人隱私；

(2)該坐姿感知裝置重量輕、精度高、靈敏度高、成本低廉；

(3)能避免在使用過程中造成電壓不穩，從而導致數據不真實的現象；

(4)能更好的獲取當前使用者的狀態信息。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的結構示意框圖；

圖2為本實用新型穩壓電路的電路結構圖；

圖3為本實用新型的壓力傳感器隨壓力變化示意圖；

圖中，10-主控電路，20-A/D轉換單元，30-壓力傳感器，40-無線傳輸單元，50-穩壓電路，60-鋰電池，70-蜂鳴器。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，基于壓力傳感器的輪椅坐姿感知裝置，包括壓力傳感器30、A/D轉換單元20、主控電路10、無線傳輸單元40、鋰電池60和穩壓電路50，壓力傳感器30的信號端通過A/D轉換單元20與主控電路10的信號端相連，主控電路10通過USART接口與無線傳輸單元40相連，鋰電池60分別與壓力傳感器30、主控電路10、無線傳輸單元40電連接，穩壓電路50的信號端與鋰電池60相連，穩壓電路50的信號端還與主控電路10相連。

由于坐姿直接影響著殘疾人、老年人等輪椅使用者的身體健康和身體安全，在本實用新型中采用FSR406壓力傳感器，該壓力傳感器30的測量精度為±5％到±25％，分辨率達到±0.5％，響應時間為1ms～2ms，其人體施加在壓力傳感器上的壓力變化轉換為電阻值的變化，如圖3所示，從而獲取壓力信息，施加的壓力越大，輸出的電阻值越小，由電阻值的變化從而獲取使用者的壓力重心點，從而獲取使用者的坐姿，其使用方便，不用受周圍環境的影響，且不妨礙到使用者的個人隱私。

優選的，所述壓力傳感器60為FSR406壓力傳感器。

優選的于，所述無線傳輸單元40為藍牙傳輸模塊，該無線傳輸單元40能通過無線網絡與外部設備相連。

優選的，如圖2所示，所述穩壓電路50包括PAM3101穩壓芯片、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第一電阻R1和第一發光二極管LED1，信號輸入端與PAM3101穩壓芯片的第一引腳相連，PAM3101穩壓芯片的第一引腳還通過第一電容C1接地，PAM3101穩壓芯片的第一引腳與PAM3101穩壓芯片的第三引腳相連，PAM3101穩壓芯片的第二引腳接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳通過第二電容C2接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還通過第三電容C3接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還通過第一電阻R1、第一發光二極管LED1接地，PAM3101穩壓芯片的第五引腳還與VCC端相連。在實際應用當中，鋰電池60會隨著輪椅的運動或碰撞造成供電不穩的現象，因此，穩壓電路50是本坐姿感知裝置的重要模塊，能避免在使用過程中造成電壓不穩，從而導致數據不真實的現象。

優選的，其還包括蜂鳴器70，蜂鳴器70的信號端與主控電路10相連，該蜂鳴器70用于報警。

優選的，其還包括加速度計和陀螺儀，加速度計和陀螺儀分別與主控電路10相連，能檢測輪椅的加速度和傾斜角度等數據，從而更好的獲取當前使用者的狀態信息。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。