一种作业人员人体平衡状态监测预警装置的制作方法

本实用新型涉及一种监测预警装置，特别是一种作业人员人体平衡状态监测预警装置。

背景技术：

建筑业是安全生产事故频发的行业之一，在所有的施工现场致命伤害中，有超过 30％的事故是来自高处坠落，较差的姿态稳定性已被证明是导致坠落风险的主要因素之一。作业人员在工作中经常存在敲打、转身、安全带换位等大幅度动作，这些动作可能会使身体失衡，极易引发坠落事故。因此，对作业人员人体平衡态进行监测，对于控制高处作业个体不安全行为、降低坠落风险具有重大现实意义。

人体平衡是指身体无论处于何种外力作用下，都能够维持自身稳定的一种能力。人体平衡功能常用足底压力中心(Center of Pressure，简称COP)的动摇情况来评价，人体平衡的好坏反应了发生跌落风险的可能性和倾向性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种作业人员人体平衡状态监测预警装置，通过设置多个传感器来检测足底的压力信息。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种作业人员人体平衡状态监测预警装置，其特征在于：包括设于鞋底内部的压力数据采集端，数据采集端与数据处理装置连接，所述压力数据采集端包括大脚趾区压力传感器、2-5脚趾区压力传感器、第二跖骨区压力传感器、第三跖骨区压力传感器、脚跟前侧压力传感器、脚后跟内侧压力传感器以及脚后跟外侧压力传感器。

优选的，所述压力数据采集端还包括第一跖骨区压力传感器和第五跖骨区压力传感器。

优选的，所述压力数据采集端还包括第四跖骨区压力传感器。

优选的，所述压力数据采集端与STM32单片机的输入端连接，STM32单片机的输出端连接有蜂鸣器。

优选的，所述STM32单片机还4G无线通信模块与控制中心连接。

优选的，还包括电源模块，电源模块与STM32单片机连接，为整个装置供电。

本实用新型提供一种作业人员人体平衡状态监测预警装置，通过在鞋底设置多个压力传感器，来监测鞋底各部位的受力情况，通过计算得到压力的偏移程度，并将监测结果通过4G无线通信模块传输到控制中心，当偏移程度超过预先设定的阈值时，作业人员会收到蜂鸣器发送的声音提醒。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型控制系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种作业人员人体平衡状态监测预警装置，其特征在于：包括设于鞋底内部的压力数据采集端，数据采集端与数据处理装置连接，所述压力数据采集端包括大脚趾区压力传感器T1、脚趾区压力传感器T2-5、第二跖骨区压力传感器M2、第三跖骨区压力传感器M3、脚跟前侧压力传感器MF、脚后跟内侧压力传感器HM以及脚后跟外侧压力传感器HL。

优选的，所述压力数据采集端还包括第一跖骨区压力传感器M1和第五跖骨区压力传感器M5。

优选的，所述压力数据采集端还包括第四跖骨区压力传感器M4。

优选的，所述压力数据采集端与STM32单片机的输入端连接，STM32单片机的输出端连接有蜂鸣器。

优选的，所述STM32单片机还4G无线通信模块与控制中心连接。4G无线通信模块采用LM91054G模块。

优选的，还包括电源模块，电源模块与STM32单片机连接，为整个装置供电。

在本实施例中，由足底压力分布数据计算COP位置坐标的公式为：

其中p(x_i,y_i)是坐标为(x_i,y_i)的压敏单元上测得的分布力的大小，(x_i,y_i)是压敏单元的X和Y方向的坐标。

在本实施例中，用COP的偏移程度DE评价作业人员的人体平衡状态，公式如下：

STM32单片机会利用作业人员的足底压力数据计算COP的实时位置坐标及偏移程度DE，当COP偏移程度DE超过预先设定的阈值时，STM32单片机101会给预警提示端3发送相应指令，预警提示端3会利用蜂鸣器发出声音提醒。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。