上海健康醫(yī)學(xué)院

解明佳，崔宗輝，陳俊杰，方 琳，唐 麗

1 作品介紹

本團(tuán)隊(duì)致力于研發(fā)康復(fù)養(yǎng)老智能產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)老康復(fù)家居智能化為目標(biāo)，打造了“自動(dòng)扶正”的智能拐杖，為老年人居家生活和外出行走帶來極大的便利。產(chǎn)品樣圖如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品樣圖

團(tuán)隊(duì)通過醫(yī)工結(jié)合和自動(dòng)化控制技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)集收音機(jī)、導(dǎo)航定位、照明、摔倒預(yù)警閃光燈為一體的多功能拐杖，內(nèi)有精準(zhǔn)導(dǎo)航定位系統(tǒng)以及一鍵聯(lián)絡(luò)通信系統(tǒng)。搭建健康平臺(tái)與用戶微信綁定關(guān)聯(lián)，后續(xù)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、滴滴叫車以及移動(dòng)、聯(lián)通等通信運(yùn)營商合作，全面實(shí)現(xiàn)天氣預(yù)報(bào)、通信撥號(hào)、叫車等功能。把手處內(nèi)置通信系統(tǒng)處理模塊發(fā)出信號(hào)，自動(dòng)接到后臺(tái)人工服務(wù)區(qū)。

拐杖主杖桿使用航空級(jí)碳素材料，輕盈牢固；采用分層空腔設(shè)計(jì)，能夠滿足各個(gè)功能所需空間。材料耐腐蝕性極好，而且不易折斷，不易變形，十分輕便和穩(wěn)固。

設(shè)定間隔一定時(shí)間測(cè)定心率和血氧，開啟后與云端數(shù)據(jù)平臺(tái)相聯(lián)，實(shí)時(shí)上傳老人行動(dòng)軌跡、身體狀況；用戶家屬想了解使用者的當(dāng)前具體位置時(shí)，可以通過微信公眾號(hào)實(shí)時(shí)查詢到老人的坐標(biāo)定位點(diǎn)。

當(dāng)檢測(cè)到拐杖倒地時(shí)，杖桿會(huì)自動(dòng)扶正，有效解決老年人需要彎腰撿起拐杖的問題；同時(shí)拐杖會(huì)通過燈光警示尋求附近幫助，并第一時(shí)間上傳老人身體狀況和位置信息，與家屬取得聯(lián)系。設(shè)備報(bào)警界面如圖2 所示；歷史軌跡及定位界面如圖3 所示。

圖2 設(shè)備報(bào)警界面

圖3 歷史軌跡及定位界面

在產(chǎn)品把手處設(shè)置熱敏傳感器，用于判斷老人是否在使用拐杖；把手中上部設(shè)置光敏傳感器，用以判斷周圍環(huán)境光照情況。當(dāng)感受到周圍環(huán)境變暗、老人正在使用拐杖時(shí)，拐杖自帶的LED 燈自動(dòng)打開，真正實(shí)現(xiàn)智能開啟燈光，簡(jiǎn)單有效，無須老人手動(dòng)開啟。

2 技術(shù)原理

拐杖包括拐杖桿、設(shè)置在拐杖桿頂端的把手以及設(shè)置在拐杖桿底端的支撐機(jī)構(gòu)。支撐機(jī)構(gòu)包括支撐座、支撐座的側(cè)部及底部固設(shè)有的狀態(tài)感應(yīng)裝置、支撐座內(nèi)部固設(shè)有的控制裝置和驅(qū)動(dòng)裝置；驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端固定連接拐杖桿底端；驅(qū)動(dòng)裝置和狀態(tài)感應(yīng)裝置均與控制裝置電連接；控制裝置通過狀態(tài)感應(yīng)裝置感應(yīng)支撐座狀態(tài)，以及根據(jù)支撐座狀態(tài)，控制拐杖桿與支撐座進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。拐杖關(guān)鍵硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)如圖4 所示。

圖4 拐杖關(guān)鍵硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3 作品創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用前景

本產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)了智能化養(yǎng)老康復(fù)助行工具自動(dòng)扶正功能，無論從什么角度倒下，都能徐徐直立起來；出行環(huán)境變化時(shí)可以借助熱敏光敏傳感器聯(lián)合LED 燈自動(dòng)開啟；人工在后臺(tái)一鍵實(shí)現(xiàn)叫車服務(wù)、天氣預(yù)報(bào)等功能，滿足老人的多種需求，屬于原創(chuàng)開發(fā)多模塊聯(lián)合系統(tǒng)；創(chuàng)新定位系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)最大精度的室內(nèi)外定位，極大程度地便利了老年人的生活，讓家人安枕無憂。

根據(jù)前期搜索調(diào)研，當(dāng)前拐杖市場(chǎng)銷量可觀，不同于傳統(tǒng)拐杖，新增功能類拐杖銷售額逐漸上升。該領(lǐng)域未來的主要趨勢(shì)是向著生產(chǎn)多功能、智能化產(chǎn)品的方向發(fā)展，產(chǎn)品傾向于操作便利，能夠迎合用戶群體的真實(shí)需要。本團(tuán)隊(duì)產(chǎn)品研發(fā)的市場(chǎng)定位是發(fā)展老人居家出門使用的多功能智能拐杖，具有廣闊的發(fā)展前景。