技术特征：
1.一种跌倒防护装置，其特征在于，包括架体(1)，所述架体(1)两端均开设有镂空槽，在其中一端的镂空槽中安装有移动轮(7)，另一端的镂空槽中安装有转向轮(23)；所述移动轮(7)连接安装于所述架体(1)上的动力组件，且在所述架体(1)上还设置有膨胀防护机构，架体(1)上靠近转向轮(23)的一端上方设置有捕捉跟踪机构，所述捕捉跟踪机构与设置在所述架体(1)上的转向结构通讯，所述转向轮(23)与所述转向结构连接；所述捕捉跟踪机构和膨胀防护机构均与所述动力组件连接，所述膨胀机构通过主机与所述捕捉跟踪机构通讯；所述动力组件带动所述捕捉跟踪机构时刻捕捉用户的身影；当用户的身影方向偏转时，捕捉跟踪机构向转向结构发送转向信号，通过转向结构带动转向轮(23)跟随用户转向；所述动力组件带动所述移动轮(7)转动，配合转向轮(23)带动整个装置跟随用户行走，当用户的身影发生倾斜时，通过主机判断用户是否存在摔倒风险，若存在摔倒风险，则主机控制膨胀防护机构打开，以在用户周边形成防护圈。2.根据权利要求1所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述架体(1)的一端镂空槽中转动设置有行走轴(6)，移动轮(7)固定在所述行走轴(6)的两端；所述动力组件连接所述行走轴(6)；所述架体(1)的另一端的镂空槽的内壁两侧对称固定设置有一个卡块，所述卡块上设置有凹槽(24)，所述转向轮(23)转动设置在方向轴(22)的下部，且方向轴(22)上设置有一段球型的凸起，所述球型凸起与所述凹槽(24)活动卡合；所述凹槽(24)的截面呈与球型的凸起相适配的球型槽，且凹槽(24)的上下部均为平直状，球型的凸起上下部也呈平直状。3.根据权利要求2所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述架体(1)上靠近行走轴(6)的一端固定有支撑板，所述动力组件包括安装在所述支撑板上的马达(2)、连接所述马达(2)输出端的主轴(3)、用于将主轴(3)的转矩传递至行走轴(6)的锥齿轮组；所述锥齿轮组包括固定在所述主轴(3)端部的第一锥齿轮(4)和固定在所述行走轴(6)上并与第一锥齿轮(4)啮合的第二锥齿轮(5)；其中，所述马达(2)的电源输入端与内置于架体(1)中的电源相连接，且电源通过远程无线开关控制其与马达(2)的导通。4.根据权利要求3所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述捕捉跟踪机构包括固定在所述方向轴(22)远离转向轮(23)一端的托板(21)和通过摆动组件安装于所述托板(21)上的红外捕捉器(32)；所述摆动组件连接所述动力组件中的主轴(3)，所述摆动组件在所述主轴(3)通过锥齿轮组驱动行走轴(6)转动时，带动所述红外捕捉器(32)来回摆动捕捉用户身影。5.根据权利要求4所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述转向结构包括安装在所述架体(1)上的电机(34)，所述电机(34)的输出端通过第二传动件(33)连接方向轴(22)；所述电机(34)与主机通讯；所述摆动组件包括转动设置在所述托板(21)上的托柱(31)，所述托柱(31)上固定有承托件(30)，所述红外捕捉器(32)固定安装在所述承托件(30)上，且所述承托件(30)通过偏心结构与所述主轴(3)连接。6.根据权利要求5所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述偏心结构包括转动设置在所述托板(21)上的摆轴(20)、固定在所述摆轴(20)上的大齿轮(25)、转动设置在所述托
板(21)上的传动轴、固定在所述传动轴上并与大齿轮(25)啮合的小齿轮(26)、以及固定在所述传动轴顶部的偏心轮(27)；所述偏心轮(27)的偏心处固定有凸柱(28)，所述承托件(30)的下部固定有同所述凸柱(28)滑动嵌合的槽板(29)；所述主轴(3)通过第一传动件(19)与所述摆轴(20)连接。7.根据权利要求3所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述膨胀防护机构包括安装在所述架体(1)上的高压箱(16)、设置在所述高压箱(16)上并与高压箱(16)连通的泵气组件、对称设置在所述高压箱(16)两侧的膨胀结构；所述泵气组件连接所述主轴(3)，且所述膨胀结构包括安装在所述高压箱(16)两侧的电磁阀(17)，所述电磁阀(17)的端部设置有防护气囊(18)，所述电磁阀(17)与所述主机通讯，且在所述高压箱(16)的底部设置有溢流阀。8.根据权利要求7所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述泵气组件包括固定设置在所述高压箱(16)上的注射筒(13)、密封滑动设置在所述注射筒(13)内的密封塞(11)、以及穿过所述注射筒(13)一端并与注射筒(13)滑动配合的压缩杆(9)；所述压缩杆(9)伸入到所述注射筒(13)内的一端与所述密封塞(11)固定，在所述注射筒(13)的一侧上部设置有进气口，所述进气口处安装有单向阀(14)，注射筒(13)远离压缩杆(9)的一端设置有出气口，出气口通过另一单向阀(14)和导气管(15)与所述高压箱(16)连通；所述主轴(3)通过弹性复位结构与所述压缩杆(9)连接。9.根据权利要求8所述的一种跌倒防护装置，其特征在于，所述弹性复位结构包括转动设置在所述压缩杆(9)伸出所述注射筒(13)外的一端上的滚轮(12)，所述滚轮(12)与固定在所述主轴(3)上的凸轮(8)滚动配合；在所述压缩杆(9)的外部套设有一圈柱形弹簧(10)，所述柱形弹簧(10)的一端抵接在压缩杆(9)靠近滚轮(12)处的凸板上，另一端抵接在所述注射筒(13)的端头。10.一种应用如权利要求1-9任一项所述的装置进行防护的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，身影获取与分析，通过红外捕捉器采集用户身影图像并发送至主机，利用主机分析身影躯干与地面的偏移角度；步骤二，跌倒识别，主机基于深度卷积神经网络的人体姿态关键点获取，用预设模型的神经网络，自二维图像中获得多个人体关键点及其在图像坐标系的对应坐标；而后主机取得的人体骨骼在图像坐标系的关键点坐标，构建代表人体主躯干及腿部的向量，获得人体腿部相对于地面垂线的偏移角；步骤三，基于公开跌倒视频库抽选动作帧形成关键图像的数据集，数据集对应的人体倾斜姿态特征可构成包含人体主躯干与腿部偏移角的特征向量，以高斯核密度估计拟合特征向量各属性值在跌倒行为及非跌倒行为的概率密度分布状况；步骤四，以基于人体下降姿态动态特征的阈值判断作为跌倒识别算法的补充条件；在支持向量机将人体行为分类为跌倒后，若人体质心下降程度超过阈值则将其判定为跌倒行为，否则仍视为非跌倒行为；步骤五，抽取多个跌倒动作与站立、行走、下蹲等多个日常活动动作，形成数据集对跌倒识别方法进行测试；参考图像检测相关评价指标，通过精确率、准确率及召回率评价测试效果；
步骤六，基于人体下降姿态动态特征的阈值判断作为判别人体跌倒的补充条件，以减少误判，降低本文方法识别跌倒的召回率；步骤七，防护动作启动，若主机判断人体倾斜姿态动态特征没有表现出跌倒倾向，则保持膨胀防护机构不动作；当主机判断用户行为存在跌倒风险时打开膨胀防护机构，在用户周边形成防护圈。
技术总结
本发明涉及一种安全设备，具体是一种跌倒防护装置及防护方法，该装置包括架体，移动轮连接安装于架体上的动力组件，在架体上还设置有膨胀防护机构，架体上靠近转向轮的一端上方设置有捕捉跟踪机构，捕捉跟踪机构与设置在架体上的转向结构通讯，转向轮与转向结构连接；捕捉跟踪机构和膨胀防护机构均与动力组件连接，膨胀机构通过主机与捕捉跟踪机构通讯。设置的动力组件分别驱动整个装置行走和红外捕捉器的摆动，红外捕捉器摆动追踪用户身影，以向主机发送用户行走的偏转方向，配合转向结构带动转向轮偏转，保持该装置始终跟随用户；且红外捕捉器的摆动中线始终跟随用户的行走轨迹，具有实时跟随的功能，智能化程度高，防护更加全面有效。加全面有效。加全面有效。
技术研发人员：卢雯 李金花 李旭英 古善智 谌永毅 刘高明 成琴琴 龙赢 许湘华 李娟
受保护的技术使用者：湖南省肿瘤医院
技术研发日：2022.03.09
技术公布日：2022/6/10