專利名稱：一種智能導(dǎo)盲車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殘疾人專用工具，特別是一種智能導(dǎo)盲車。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)的世界是精彩的，21世紀(jì)的科技是先進(jìn)的。每個(gè)人都應(yīng)該享受有科技進(jìn)步帶來的幸福生活和樂趣。但是茫茫人海中，殘疾人對(duì)這個(gè)世界的享受卻是困難的。盲人更是對(duì)這個(gè)世界的變化知之甚少。他們長(zhǎng)期生活在黑暗中，加上一些因素的影響，孤獨(dú)感、自卑感、依賴性和反復(fù)無常性、片面性和猜疑性便在他們身邊慢慢滋長(zhǎng)。外出活動(dòng)，安全度得不到保障。因此各國人民都給予他們極大的關(guān)心和幫助。為了讓盲人也能享受有科技進(jìn)步帶來的幸福生活和樂趣，熱衷于殘疾康復(fù)事業(yè)的機(jī)構(gòu)和科技人員一直在孜孜不倦的為盲人做有益的工作。于是，隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人的研究，導(dǎo)盲機(jī)器人便應(yīng)運(yùn)而生了。
為了使盲人在工作、生活、社交活動(dòng)中行動(dòng)自如，減輕他們的壓力，各國熱衷于殘疾康復(fù)事業(yè)的機(jī)構(gòu)和科技人員都做出了大量的研究工作，耗費(fèi)了大量的心血。目前，已有一些導(dǎo)盲機(jī)器研究成功了。韓國有無線電導(dǎo)盲機(jī)器、日本有電波導(dǎo)盲手杖、比利時(shí)有盲人電子眼鏡、法國有盲人聲光眼鏡等。雖然目前各國對(duì)導(dǎo)盲機(jī)器的研究做出貢獻(xiàn)，甚至已經(jīng)成功，但是仍然得不到廣泛使用。其原因是第一，雖然碩果累累，但也各有千秋。因?yàn)槔硐胫械膶?dǎo)盲機(jī)器功能非常強(qiáng)大，科技人員都只是研究了一部分，尤其是對(duì)障礙物偵測(cè)與躲避方法的研究不多。所以，對(duì)障礙物偵測(cè)與躲避方法的研究應(yīng)該加大力度。第二，盲人對(duì)導(dǎo)盲機(jī)器的信賴不夠，出于對(duì)盲人自身安全和盲人的特殊心理考慮，盲人一般使用導(dǎo)盲犬來導(dǎo)盲，所以要完善導(dǎo)盲機(jī)器的性能及功能。第三，無論是導(dǎo)盲機(jī)器人或者是導(dǎo)盲犬成本都比較高，所以研究低成本的導(dǎo)盲機(jī)器人成為熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種功能強(qiáng)、成本低的智能導(dǎo)盲車。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種智能導(dǎo)盲車，其特點(diǎn)是它包括一個(gè)車體、設(shè)在車體下的驅(qū)動(dòng)輪、裝在車體內(nèi)的智能操控裝置以及一個(gè)手持操控面板，所述的智能操控裝置設(shè)有主控單片機(jī)、并在車體的前部裝有超聲波測(cè)障探頭、在車體的下部設(shè)有盲道檢測(cè)探頭，超聲波測(cè)障探頭通過超聲波測(cè)障模塊接入主控單片機(jī)的輸入接口，盲道檢測(cè)探頭通過盲道檢測(cè)模塊接入主控單片機(jī)輸入接口，主控單片機(jī)通過輸出接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)相接，主控單片機(jī)還與聲音提示模塊相接，手持操控面板通過連接線接入主控單片機(jī)的輸入接口，手持操控面板上設(shè)有運(yùn)動(dòng)控制按扭和手動(dòng)、自動(dòng)切換開關(guān)。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在車體兩側(cè)分別加裝有一至兩個(gè)超聲波測(cè)障探頭。超聲波測(cè)障探頭通過超聲波測(cè)障模塊接入主控單片機(jī)的輸入接口，加裝兩個(gè)的目的是檢測(cè)車體是否與障礙物平直，便于繞過障礙物。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，盲道檢測(cè)探頭在車體下部左右各設(shè)置一個(gè)，兩個(gè)探頭之間的距離與盲道的寬度相等，保證在運(yùn)動(dòng)時(shí)車體始終沿著盲道前行。盲道檢測(cè)探頭發(fā)光，并接收反射光，通過分析光譜的顏色來確定盲道的位置。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，手持操控面板上設(shè)有與外設(shè)耳機(jī)配套的音頻接口，音頻接口通過連接線與聲音提示模塊相接。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題還可以通過以下技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的驅(qū)動(dòng)輪設(shè)有四個(gè)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪分別通過不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)機(jī)器人上的超聲波測(cè)障探頭在其檢測(cè)距離內(nèi)檢測(cè)到有障礙物時(shí)，由超聲波反饋信息控制小車停止前進(jìn)，同時(shí)以語音的形式通過耳機(jī)告知盲人前方有不可跨越的障礙物，請(qǐng)繞行，然后盲人通過手中的手持控制面板來控制小車向左或向右轉(zhuǎn)彎，繞過障礙物繼續(xù)向前行走，也可以切換至自動(dòng)控制，由單片機(jī)通過設(shè)定的程序自動(dòng)控制小車前進(jìn)。盲道檢測(cè)探頭可檢測(cè)出盲道的位置，引導(dǎo)盲人快速、安全行走。借助于單片機(jī)與傳感器，盲人可以感知外界的障礙物，通過手持控制面板很方便地控制小車的行走、繞過障礙物。通過設(shè)計(jì)、制作和實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明是一種功能強(qiáng)、成本低的智能導(dǎo)盲車，該導(dǎo)盲車能夠很好地為盲人服務(wù)，有較高的推廣價(jià)值。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。
圖2為本發(fā)明的控制原理框圖。
具體實(shí)施例方式
一種智能導(dǎo)盲車，它包括一個(gè)車體1、設(shè)在車體1下的驅(qū)動(dòng)輪3、裝在車體1內(nèi)的智能操控裝置以及一個(gè)手持操控面板13，所述的智能操控裝置設(shè)有主控單片機(jī)9、在車體1的前部裝有超聲波測(cè)障探頭6、在車體1的下部設(shè)有盲道檢測(cè)探頭4，超聲波測(cè)障探頭6通過超聲波測(cè)障模塊7接入主控單片機(jī)9的輸入接口8，盲道檢測(cè)探頭4通過盲道檢測(cè)模塊5接入主控單片機(jī)9輸入接口8，主控單片機(jī)9通過輸出接口10與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊11相接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊11與帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)2相接，主控單片機(jī)9還與聲音提示模塊12相接，手持操控面板13通過連接線接入主控單片機(jī)9的輸入接口8，手持操控面板13上設(shè)有運(yùn)動(dòng)控制按扭和手動(dòng)、自動(dòng)切換開關(guān)。在車體1兩側(cè)分別加裝有一至兩個(gè)超聲波測(cè)障探頭。超聲波測(cè)障探頭通過超聲波測(cè)障模塊7接入主控單片機(jī)9的輸入接口8，加裝兩個(gè)的目的是檢測(cè)車體是否與障礙物平直。盲道檢測(cè)探頭在車體下部左右各設(shè)置一個(gè)，兩個(gè)探頭之間的距離與盲道的寬度相等。手持操控面板13上設(shè)有與外設(shè)耳機(jī)配套的音頻接口，音頻接口通過連接線與聲音提示模塊12相接。
為了減輕機(jī)器人整體重量和保證車體內(nèi)有足夠的空間來放置電源及電控裝置，整個(gè)車體采用框架式結(jié)構(gòu)，車體框架采用純鋁材料制作，四周則采用輕質(zhì)材料包裝即可，考慮到部分結(jié)構(gòu)。所述的驅(qū)動(dòng)輪設(shè)有四個(gè)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪分別通過不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。如左邊輪轉(zhuǎn)動(dòng)右邊輪不轉(zhuǎn)動(dòng)則向右轉(zhuǎn)彎，反之則向做轉(zhuǎn)彎，此轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)較簡(jiǎn)單、方便，安裝起來也比較容易。
超聲波測(cè)距傳感器是機(jī)器人的眼睛，機(jī)器人通過其感知外部環(huán)境信息。超聲波是聲波大家族中的一員，人們把這種振動(dòng)頻率大于20KHz以上的，超出了人耳聽覺的上限(20000Hz)聽不見的聲波叫做超聲波。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，在空氣中的傳播速度為340m/s左右。超聲波測(cè)距是基于超聲波發(fā)射原理，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就會(huì)立即被反射回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。利用發(fā)、收過程中產(chǎn)生的時(shí)間差，就可以計(jì)算出前方物體離機(jī)器人的實(shí)際距離。
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面，我們采用了DF-MD V1.0模塊，該模塊采用了LGS公司優(yōu)秀的大功率電機(jī)專用芯片L298N，輸出有高速肖特基二極管作保護(hù)，可靠性好，有利于保證電路的穩(wěn)定性。
DF-MD V1.0模塊線路簡(jiǎn)潔、元件少、體積小，與我們簡(jiǎn)約的電路設(shè)計(jì)要求相通。充分利用已有電路模塊，體現(xiàn)了快速設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)潮流。
發(fā)聲控制電路采用APR9600語音錄放芯片，其音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電。有利于外部環(huán)境信息通過機(jī)器人與盲人進(jìn)行有效的溝通。
由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了工業(yè)成本和實(shí)際應(yīng)用的問題，其組成元件簡(jiǎn)單，大多為標(biāo)準(zhǔn)件，基本上采用工業(yè)上常用元件，無復(fù)雜形面零件。其基本采用模塊化設(shè)計(jì)，便于標(biāo)準(zhǔn)化和流水線加工。由于較好的應(yīng)用了電子控制技術(shù)，使得機(jī)械部分得到極大的簡(jiǎn)化，減少了機(jī)械加工，減小了加工難度，縮短了制造周期。從而極大的降低了生產(chǎn)成本。其造價(jià)明顯低于其他同類產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)性好，適宜推廣應(yīng)用。
采用微電子控制，使控制更靈活；軟件代替硬件的設(shè)計(jì)，使技術(shù)改造更新更方便。通過傳感器及各種控制裝置和語音提示裝置達(dá)到了環(huán)境-機(jī)器人-人之間的信息交換。讓機(jī)器人成為盲人的第二雙眼睛。
權(quán)利要求
1.一種智能導(dǎo)盲車，其特征在于它包括一個(gè)車體(1)、設(shè)在車體(1)下的驅(qū)動(dòng)輪(3)、裝在車體(1)內(nèi)的智能操控裝置以及一個(gè)手持操控面板(13)，所述的智能操控裝置設(shè)有主控單片機(jī)(9)、在車體(1)的前部裝有超聲波測(cè)障探頭(6)、在車體(1)的下部設(shè)有盲道檢測(cè)探頭(4)，超聲波測(cè)障探頭(6)通過超聲波測(cè)障模塊(7)接入主控單片機(jī)(9)的輸入接口(8)，盲道檢測(cè)探頭(4)通過盲道檢測(cè)模塊(5)接入主控單片機(jī)(9)輸入接口(8)，主控單片機(jī)(9)通過輸出接口(10)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(11)相接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(11)與帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)(2)相接，主控單片機(jī)(9)還與聲音提示模塊(12)相接，手持操控面板(13)通過連接線接入主控單片機(jī)(9)的輸入接口(8)，手持操控面板(13)上設(shè)有運(yùn)動(dòng)控制按扭和手動(dòng)、自動(dòng)切換開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能導(dǎo)盲車，其特征在于在車體(1)兩側(cè)分別加裝有一至兩個(gè)超聲波測(cè)障探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能導(dǎo)盲車，其特征在于盲道檢測(cè)探頭在車體(1)下部左右各設(shè)置一個(gè)，兩個(gè)探頭之間的距離與盲道的寬度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能導(dǎo)盲車，其特征在于手持操控面板(13)上設(shè)有與外設(shè)耳機(jī)配套的音頻接口，音頻接口通過連接線與聲音提示模塊(12)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能導(dǎo)盲車，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)輪(3)設(shè)有四個(gè)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(3)分別通過不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種智能導(dǎo)盲車，它包括一個(gè)車體、設(shè)在車體下的驅(qū)動(dòng)輪、裝在車體內(nèi)的智能操控裝置以及一個(gè)手持操控面板，所述的智能操控裝置設(shè)有主控單片機(jī)、并在車體的前部裝有超聲波測(cè)障探頭、在車體的下部設(shè)有盲道檢測(cè)探頭，主控單片機(jī)通過輸出接口與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊相接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)相接，手持操控面板通過連接線接入主控單片機(jī)的輸入接口。超聲波測(cè)障探頭檢測(cè)到有障礙物時(shí)，告知盲人請(qǐng)繞行，然后盲人通過手中的手持控制面板來控制小車?yán)@過障礙物繼續(xù)向前行走，也可以切換至自動(dòng)控制，由單片機(jī)通過設(shè)定的程序自動(dòng)控制小車前進(jìn)。本發(fā)明是一種功能強(qiáng)、成本低的智能導(dǎo)盲車，該導(dǎo)盲車能夠很好地為盲人服務(wù)，有較高的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G05D1/03GK1883430SQ20061008815
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者黃大志, 申屠留芳, 郭燕 申請(qǐng)人:淮海工學(xué)院