基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的制作方法
【專利摘要】基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，涉及導(dǎo)盲拐杖領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有導(dǎo)盲拐杖只是針對(duì)盲人自身進(jìn)行提醒，對(duì)路人沒(méi)有提醒的作用，容易使路人誤撞盲人導(dǎo)致盲人受傷的問(wèn)題?；诔暡y(cè)距的導(dǎo)盲拐杖包括拐杖桿、超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)和報(bào)警電路，超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)和報(bào)警電路均固定在拐杖桿上，其中，所述超聲波測(cè)距模塊固定在拐杖桿的前部、并且距離拐杖桿下部末端160mm-220mm，拐杖桿的上端頂部設(shè)置用于識(shí)別方向的部件；超聲波測(cè)距模塊的信號(hào)端連接單片機(jī)的距離檢測(cè)信號(hào)端，該單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接報(bào)警電路的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。本發(fā)明適用于盲人在走路時(shí)對(duì)路人和盲人自身進(jìn)行提醒。
【專利說(shuō)明】基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)盲拐杖領(lǐng)域，具體涉及基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖。
【背景技術(shù)】
[0002]盲人是殘疾人當(dāng)中一個(gè)特殊的群體，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全世界有盲人4000萬(wàn)到4500萬(wàn)，低視力人群是盲人的3倍約1.4億人。而我國(guó)是世界上盲人最多的國(guó)家，約有500萬(wàn)盲人，占全世界盲人總數(shù)的18%。在我國(guó)每年約有45萬(wàn)人失明，如果按照目前的趨勢(shì)繼續(xù)保持不變，到2020年預(yù)期我國(guó)的盲人總數(shù)將增加4倍。由于導(dǎo)盲犬馴養(yǎng)很難，且成本較高，目前國(guó)內(nèi)絕大部分盲人使用的還是傳統(tǒng)的拐杖，因而發(fā)明一種新型的而且價(jià)格便宜的方便攜帶的智能導(dǎo)盲拐杖十分重要。但是現(xiàn)有的導(dǎo)盲拐杖大多都是對(duì)盲人自身進(jìn)行提醒，對(duì)路人沒(méi)有提醒的作用，容易使路人誤撞盲人導(dǎo)致盲人受傷的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有導(dǎo)盲拐杖只是針對(duì)盲人自身進(jìn)行提醒，對(duì)路人沒(méi)有提醒的作用，容易使路人誤撞盲人導(dǎo)致盲人受傷的問(wèn)題，提出了基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖。
[0004]基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖包括拐杖桿、超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)和報(bào)警電路，超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)和報(bào)警電路均固定在拐杖桿上，其中，所述超聲波測(cè)距模塊固定在拐杖桿的前部、并且距離拐杖桿下部末端160mm-220mm，拐杖桿的上端頂部設(shè)置用于識(shí)別方向的部件；超聲波測(cè)距模塊的信號(hào)端連接單片機(jī)的距離檢測(cè)信號(hào)端，該單片機(jī)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接報(bào)警電路的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
[0005]單片機(jī)控制超聲波測(cè)距模塊向前方發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)遇到前方的障礙物時(shí)發(fā)射回來(lái)，由超聲波測(cè)距模塊接收并將反射回的超聲波信號(hào)送入單片機(jī)中，利用單片機(jī)觸發(fā)和中斷來(lái)測(cè)量超聲波在空氣中傳輸?shù)臅r(shí)間，從而得到拐杖距離前方障礙物或路人的距離，當(dāng)距離小于某一設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)向報(bào)警電路發(fā)送報(bào)警信號(hào)，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信息，以提醒盲人及時(shí)繞路，同時(shí)也可以提醒路人注意避讓，以免導(dǎo)致盲人受傷。
[0006]所述超聲波測(cè)距模塊包括發(fā)射超聲波探頭和接收超聲波探頭，發(fā)射超聲波探頭的發(fā)聲控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)的距離檢測(cè)控制信號(hào)輸出端連接，接收超聲波探頭的反饋信號(hào)輸出端與單片機(jī)的距離檢測(cè)信號(hào)輸入端連接。
[0007]所述報(bào)警電路包括聲音報(bào)警器，單片機(jī)聲音報(bào)警信號(hào)輸出端與聲音報(bào)警器的報(bào)警控制信號(hào)輸入端連接。
[0008]報(bào)警電路還包括光報(bào)警電路，單片機(jī)光報(bào)警信號(hào)輸出端連接該光報(bào)警電路的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
[0009]所述報(bào)警電路還包括光敏傳感器，該光敏傳感器固定在拐杖桿的側(cè)壁上，所述光敏傳感器的信號(hào)輸出端連接單片機(jī)的光強(qiáng)信號(hào)輸入端。
[0010]所述光報(bào)警電路由多個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)組成，所述多個(gè)發(fā)光二極管均固定在拐杖桿的側(cè)壁上，且以拐杖桿的軸線為中心均勻分布。[0011 ] 本申請(qǐng)所提出的導(dǎo)盲拐杖還包括偏心振動(dòng)電機(jī)，所述偏心振動(dòng)電機(jī)安裝在拐杖手柄內(nèi)部，偏心振動(dòng)電機(jī)的電機(jī)控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)的電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接。
[0012]有益效果:本發(fā)明提出的導(dǎo)盲拐杖是通過(guò)超聲波對(duì)前方的障礙物進(jìn)行測(cè)距，當(dāng)拐杖距離障礙物達(dá)到一定的距離時(shí)，聲音報(bào)警器就會(huì)啟動(dòng)報(bào)警，偏心振動(dòng)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)工作，使盲人第一時(shí)間知道前方有障礙物，能夠及時(shí)地繞道，當(dāng)光敏傳感器檢測(cè)到光強(qiáng)降低時(shí)，能夠觸發(fā)發(fā)光二極管發(fā)光，使路人能夠及時(shí)地避讓，以免因誤撞盲人導(dǎo)致盲人受傷。本發(fā)明提出的導(dǎo)盲拐杖能夠檢測(cè)到高30mm以上、寬20mm以上的障礙物，高精度的檢測(cè)保證了盲人出行的安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1的右視圖；
[0015]圖3為本發(fā)明所述基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的電氣連接示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明所述基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的電路連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖包括拐杖桿13、超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)9和報(bào)警電路，超聲波測(cè)距模塊、單片 機(jī)9和報(bào)警電路均固定在拐杖桿13上，其中，所述超聲波測(cè)距模塊固定在拐杖桿13的前部、并且距離拐杖桿13下部末端160mm-220mm，拐杖桿13的上端頂部設(shè)置用于識(shí)別方向的部件；超聲波測(cè)距模塊的信號(hào)端連接單片機(jī)9的距離檢測(cè)信號(hào)端，該單片機(jī)9的報(bào)警信號(hào)輸出端連接報(bào)警電路的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
[0018]本實(shí)施方式中，單片機(jī)9控制超聲波測(cè)距模塊向前方發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)遇到前方的障礙物時(shí)發(fā)射回來(lái)，由超聲波測(cè)距模塊接收并將反射回的超聲波信號(hào)送入單片機(jī)9中，利用單片機(jī)5觸發(fā)和中斷來(lái)測(cè)量超聲波在空氣中傳輸?shù)臅r(shí)間，從而得到拐杖距離前方障礙物或路人的距離，當(dāng)距離小于某一設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)9向報(bào)警電路發(fā)送報(bào)警信號(hào)，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信息，以提醒盲人及時(shí)繞路，同時(shí)也可以提醒路人注意避讓，以免導(dǎo)致盲人受傷。
[0019]本實(shí)施方式中，將超聲波測(cè)距模塊固定在距離拐杖桿13下部末端160mm-220mm的地方是為了檢測(cè)地面上尺寸比較小的障礙物，以免盲人被地面障礙物絆倒。
[0020]【具體實(shí)施方式】二、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，所述用于識(shí)別方向的部件為一端設(shè)置有圓球形部件的長(zhǎng)條形拐杖手柄11，設(shè)置有圓球形部件的一端為拐杖桿13的前部。
[0021]本實(shí)施方式中通過(guò)一端設(shè)置有圓球形部件拐杖手柄11實(shí)現(xiàn)識(shí)別方向的部件，使得盲人在手握拐杖時(shí)，能夠準(zhǔn)確的把握拐杖的方向，進(jìn)而確保位于拐杖桿13上的超聲波測(cè)距模塊朝向行進(jìn)的前方。本實(shí)施方式中所述的拐杖手柄11的中部向可以設(shè)計(jì)為下凹陷的結(jié)構(gòu)，使手握上去的感覺(jué)更舒適。
[0022]【具體實(shí)施方式】三、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，所述超聲波測(cè)距模塊包括發(fā)射超聲波探頭2和接收超聲波探頭1，發(fā)射超聲波探頭2的發(fā)聲控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)9的距離檢測(cè)控制信號(hào)輸出端連接，接收超聲波探頭I的反饋信號(hào)輸出端與單片機(jī)9的距離檢測(cè)信號(hào)輸入端連接。
[0023]本實(shí)施方式中，發(fā)射超聲波探頭2用于向前方發(fā)射超聲波，接收超聲波探頭I用于接收反射的超聲波。
[0024]【具體實(shí)施方式】四、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，所述報(bào)警電路包括聲音報(bào)警器6，單片機(jī)9聲音報(bào)警信號(hào)輸出端與聲音報(bào)警器6的報(bào)警控制信號(hào)輸入端連接。
[0025]本實(shí)施方式中，當(dāng)障礙物或路人距離盲人比較近的時(shí)候，單片機(jī)9控制聲音報(bào)警器6工作，以提醒路人避讓。
[0026]【具體實(shí)施方式】五、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】四所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，報(bào)警電路還包括光報(bào)警電路10，單片機(jī)9光報(bào)警信號(hào)輸出端連接該光報(bào)警電路10的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
[0027]【具體實(shí)施方式】六、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】五所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，所述報(bào)警電路還包括光敏傳感器，該光敏傳感器固定在拐杖桿13的側(cè)壁上，所述光敏傳感器的信號(hào)輸出端連接單片機(jī)9的光強(qiáng)信號(hào)輸入端。
[0028]本實(shí)施方式增加了光敏傳感器，能夠檢測(cè)到導(dǎo)盲拐杖所在環(huán)境的光強(qiáng)信息，并將該光強(qiáng)信息發(fā)送給單片機(jī)9，使得單片機(jī)9可以獲知當(dāng)前的光強(qiáng)信息，這樣可以在光強(qiáng)控制是否啟動(dòng)光報(bào)警電路。
[0029]【具體實(shí)施方式】七、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】六所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，所述光報(bào)警電路由多個(gè)發(fā)光二極管7并聯(lián)組成，所述多個(gè)發(fā)光二極管7均固定在拐杖桿13的側(cè)壁上，且`以拐杖桿13的軸線為中心均勻分布。
[0030]【具體實(shí)施方式】八、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一至六任意一項(xiàng)【具體實(shí)施方式】所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，它還包括偏心振動(dòng)電機(jī)3，所述偏心振動(dòng)電機(jī)3安裝在拐杖手柄11內(nèi)部，偏心振動(dòng)電機(jī)3的電機(jī)控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)9的電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接。
[0031]本實(shí)施方式中，在拐杖手柄11內(nèi)部安裝偏心振動(dòng)電機(jī)3，使在檢測(cè)到障礙物或路人時(shí)，同時(shí)對(duì)盲人自身進(jìn)行提醒，盲人通過(guò)手部的振動(dòng)即可感知到前方有障礙物，以便及時(shí)避讓。
[0032]【具體實(shí)施方式】九、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】七所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，它還包括電池盒12，所述電池盒12設(shè)置在電池拐杖桿13的內(nèi)部，該電池盒12的供電信號(hào)輸出端用于為超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)9和報(bào)警電路提供工作電源。
[0033]【具體實(shí)施方式】十、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】七所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖的區(qū)別在于，它還包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)固定在拐杖桿13的側(cè)壁上，該開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電池盒12的供電信號(hào)輸出端。
[0034]本實(shí)施方式中，當(dāng)盲人不需要對(duì)前方障礙物或路人進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)控制電路9的進(jìn)行關(guān)斷，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。
[0035]本發(fā)明所述的導(dǎo)盲拐杖的電路圖如圖4所示，該導(dǎo)盲拐杖在使用時(shí)，打開(kāi)總開(kāi)關(guān)，控制電路開(kāi)始工作。在拐杖前方裝有發(fā)射超聲波探頭2和接收超聲波探頭I，通過(guò)單片機(jī)9觸發(fā)和中斷得出的超聲波在空氣中傳輸?shù)臅r(shí)間，從而得到離障礙物的距離，通過(guò)內(nèi)部程序判斷，當(dāng)距離小于某一設(shè)定值可根據(jù)用戶需求設(shè)定，設(shè)定值在10mm-700mm間時(shí)，單片機(jī)9通過(guò)控制聲音報(bào)警器6和偏心電動(dòng)機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)，在手柄處產(chǎn)生振動(dòng)和產(chǎn)生間斷蜂鳴提醒盲人，隨著距離的拉近，聲音報(bào)警器6和偏心電動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率加快。通過(guò)光敏傳感器處理測(cè)量出光強(qiáng)，并以電信號(hào)的形式傳給單片機(jī)9，單片機(jī)9經(jīng)處理和判斷判斷門限光強(qiáng)可根據(jù)用戶需要加以設(shè)定，范圍是:一直亮到一直不亮控制發(fā)光二級(jí)管7的發(fā)光。當(dāng)光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，發(fā)光二極管7不亮；當(dāng)光強(qiáng)較弱時(shí)，發(fā)光二級(jí)管7以一定的頻率閃亮，同時(shí)控制聲音報(bào)警器6進(jìn)行聲音報(bào)警，以保證在 夜晚行走時(shí)能夠提醒路人注意盲人，保證盲人行走安全。
【權(quán)利要求】
1.基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，它包括拐杖桿(13)、超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)(9)和報(bào)警電路，超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)(9)和報(bào)警電路均固定在拐杖桿(13)上，其中，所述超聲波測(cè)距模塊固定在拐杖桿(13)的前部、并且距離拐杖桿(13)下部末端160mm-220mm，拐杖桿(13)的上端頂部設(shè)置用于識(shí)別方向的部件；超聲波測(cè)距模塊的信號(hào)端連接單片機(jī)(9)的距離檢測(cè)信號(hào)端，該單片機(jī)(9)的報(bào)警信號(hào)輸出端連接報(bào)警電路的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述用于識(shí)別方向的部件為一端設(shè)置有圓球形部件的長(zhǎng)條形拐杖手柄(11)，設(shè)置有圓球形部件的一端為拐杖桿(13)的前部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述超聲波測(cè)距模塊包括發(fā)射超聲波探頭(2)和接收超聲波探頭(1)，發(fā)射超聲波探頭(2)的發(fā)聲控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)(9)的距離檢測(cè)控制信號(hào)輸出端連接，接收超聲波探頭(I)的反饋信號(hào)輸出端與單片機(jī)(9)的距離檢測(cè)信號(hào)輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述報(bào)警電路包括聲音報(bào)警器(6 )，單片機(jī)(9 )聲音報(bào)警信號(hào)輸出端與聲音報(bào)警器(6 )的報(bào)警控制信號(hào)輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述報(bào)警電路還包括光報(bào)警電路(10)，單片機(jī)(9)光報(bào)警信號(hào)輸出端連接該光報(bào)警電路(10)的報(bào)警控制信號(hào)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述報(bào)警電路還包括光敏傳感器，該光敏傳 感器固定在拐杖桿(13)的側(cè)壁上，所述光敏傳感器的信號(hào)輸出端連接單片機(jī)(9)的光強(qiáng)信號(hào)輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，所述光報(bào)警電路由多個(gè)發(fā)光二極管(7)并聯(lián)組成，所述多個(gè)發(fā)光二極管(7)均固定在拐杖桿(13)的側(cè)壁上，且以拐杖桿(13)的軸線為中心均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，它還包括偏心振動(dòng)電機(jī)(3)，所述偏心振動(dòng)電機(jī)(3)安裝在拐杖手柄(11)內(nèi)部，偏心振動(dòng)電機(jī)(3)的電機(jī)控制信號(hào)輸入端與單片機(jī)(9)的電機(jī)控制信號(hào)輸出端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，它還包括電池盒(12)，所述電池盒(12)設(shè)置在電池拐杖桿(13)的內(nèi)部，該電池盒(12)的供電信號(hào)輸出端用于為超聲波測(cè)距模塊、單片機(jī)(9)和報(bào)警電路提供工作電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于超聲波測(cè)距的導(dǎo)盲拐杖，其特征在于，它還包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)固定在拐杖桿(13)的側(cè)壁上，該開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電池盒(12)的供電信號(hào)輸出端。
【文檔編號(hào)】A61H3/02GK103637901SQ201310737305
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】宗華, 劉冠君, 張?jiān)? 褚紅軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)