CN110327191B - 基于gps的智能避障导盲仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于GPS的智能避障导盲仪，包括GPS组件、杖体、浮动支脚和牵引绳，杖体具有开口、让位口以及连通开口和让位口的导向通道；浮动支脚可旋转地安装于让位口，且上端伸入导向通道内；牵引绳设于导向通道内，牵引绳的上端设有伸出开口的环部以供手指穿设，牵引绳的下端连接浮动支脚的上端，用于将浮动支脚的转动转换为环部的移动。本发明中，浮动支脚构成一杠杆，使得当浮动支脚的下端因遇到障碍物而爬高时，可带动浮动支脚的上端下移，从而通过牵引绳来联动环部下移，用户通过感知手指受到的下拉力，可及时获知对应方位处存在障碍物，便于及时调整行走路径以避开障碍物，具有感测灵敏、结构简单且操作方便的优点。

Description

基于GPS的智能避障导盲仪

技术领域

本发明涉及导盲避障产品的技术领域，具体涉及一种基于GPS的智能避障导盲仪。

背景技术

传统的导盲手段有导盲手杖、导盲犬以及导盲机器人。其中，导盲手杖的结构简单、使用方便、成本低, 但可靠性不高, 容易忽略一些障碍物；导盲犬成本高，且部分场合不被允许使用；导盲机器人只能在平坦路面使用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于GPS的智能避障导盲仪，旨在解决传统的导盲手杖容易忽略障碍物，导盲效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种基于GPS的智能避障导盲仪，包括GPS组件，还包括：

杖体，具有设于上端的开口、设于中部的让位口、以及连通所述开口和所述让位口的导向通道；

浮动支脚，所述浮动支脚的中部可旋转地安装于所述让位口处，所述浮动支脚的上端伸入所述导向通道内；以及，

牵引绳，设于所述导向通道内，所述牵引绳的上端设有环部，所述环部伸出所述开口，以供手指穿设，所述牵引绳的下端连接所述浮动支脚的上端，用于将所述浮动支脚的转动转换为所述环部的移动。

可选地，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述浮动支脚设有三个，所述三个浮动支脚分设于所述杖体的左侧、右侧以及前侧。

可选地，所述杖体和/或所述浮动支脚的下端转动安装有滚珠。

可选地，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括滚动锁止结构，所述滚动锁止结构包括：

安装支架，安装于所述杖体和/或所述浮动支脚的下端，所述安装支架包括横板以及分设于所述横板两侧且向下延伸的两个竖板；以及，

辊轮，通过一转动轴转动安装于所述两个竖板之间；

其中，所述两个竖板在靠近或者远离所述辊轮的方向上可伸缩设置，且具有靠近所述辊轮以增加二者之间的干涉量的锁止位置、以及远离所述辊轮的让位位置。

可选地，所述杖体和/或所述浮动支脚的下端对应所述滚动锁止结构处开设有槽口朝下的安装槽，所述安装槽的宽度自下至上呈渐窄设置；

所述安装支架沿上下向可活动地套接于所述安装槽内，以通过调节二者之间的套接深度，驱动所述两个竖板在所述锁止位置和所述让位位置之间相切换。

可选地，所述浮动支脚沿横向延伸后朝下弯折设置，所述浮动支脚的横向段转动安装于所述让位口处。

可选地，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括坐板，所述坐板可折叠地安装于所述杖体，且位于所述让位口的上方，以具有板面朝上以支撑人体的展开状态、以及板面靠近所述杖体的侧壁的收起状态。

可选地，所述浮动支脚沿横向延伸后朝下弯折设置；

所述坐板的下端对应所述浮动支脚的横向段处开设有限位槽，以在所述坐板处于所述展开状态时，所述限位槽与所述浮动支脚的横向段凹凸配合。

可选地，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述杖体具有位于上端的操作部，所述操作部的上端开设有沿前后向延伸的指槽，所述指槽用于对应手指设置，所述指槽的中部开设有所述开口。

可选地，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括TOF传感组件，所述TOF传感组件设于所述杖体，且所述TOF传感组件的测量面朝前设置。

本发明提供的技术方案中，杖体提供足够的支撑强度；浮动支脚在杖体上转动安装而构成一杠杆，使得当浮动支脚的下端因遇到障碍物而爬高时，可带动浮动支脚的上端下移，从而通过牵引绳来联动环部下移，用户通过感知手指受到的下拉力，可及时获知对应方位处存在障碍物，便于及时调整行走路径以避开障碍物，具有感测灵敏、结构简单且操作方便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于GPS的智能避障导盲仪的一实施例的立体示意图；

图2为图1的纵截面结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图，其中，竖板处于让位位置；

图4为图2中A处的放大结构示意图，其中，竖板处于锁止位置。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	杖体	4	滚动锁止结构
11	开口	41	横板
				12	让位口	42	竖板
13	导向通道	43	辊轮
				14	安装槽	44	转动轴
15	操作部	451	第一弹性件
				151	指槽	452	第二弹性件
2	浮动支脚	5	坐板
				3	牵引绳	51	限位槽
31	环部

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

传统的导盲手段有导盲手杖、导盲犬以及导盲机器人。其中，导盲手杖的结构简单、使用方便、成本低, 但可靠性不高, 容易忽略一些障碍物；导盲犬成本高，且部分场合不被允许使用；导盲机器人只能在平坦路面使用。

鉴于此，本发明提供一种基于GPS的智能避障导盲仪，图1至图4为本发明提供的基于GPS的智能避障导盲仪的具体实施例。

请参阅图1和图2，本发明提供的一种基于GPS的智能避障导盲仪包括GPS组件（附图未标示）、杖体1、浮动支脚2以及牵引绳3，其中，杖体1具有设于上端的开口11、设于中部的让位口12、以及连通所述开口11和所述让位口12的导向通道13；所述浮动支脚2的中部可旋转地安装于所述让位口12处，所述浮动支脚2的上端伸入所述导向通道13内；所述牵引绳3设于所述导向通道13内，所述牵引绳3的上端设有环部31，所述环部31伸出所述开口11，以供手指穿设，所述牵引绳3的下端连接所述浮动支脚2的上端，用于将所述浮动支脚2的转动转换为所述环部31的移动。

本发明提供的技术方案中，所述杖体1提供足够的支撑强度；所述浮动支脚2在所述杖体1上转动安装而构成一杠杆，使得当所述浮动支脚2的下端因遇到障碍物而爬高时，可带动所述浮动支脚2的上端下移，从而通过所述牵引绳3来联动所述环部31下移，用户通过感知手指受到的下拉力，可及时获知对应方位处存在障碍物，便于及时调整行走路径以避开障碍物，具有感测灵敏、结构简单且操作方便的优点。

其中，所述GPS组件为现有产品，可参考现有技术。所述GPS组件至少包括GPS定位产品以及与GPS定位产品电性连接的控制装置，控制装置用于采集和解析GPS定位产品测得的位置信息，并发送至用户本人或者与用户有关的其他人员，以便于及时定位用户当前所处位置，提高用户的安全性。

所述导向通道13的具体表现形式在本设计中不作限制，例如，所述导向通道13的上段可以设置为适配于所述牵引绳3设置的直行通道，所述导向通道13的下段可以设置为一腔体，以确保有足够大的空间供所述浮动支脚2的上端伸入且上下移动。

所述杖体1和所述浮动支脚2的制成材质在本设计中不作限制，但由于所述杖体1主要提供支撑作用，优选地，所述杖体1选用强度较佳的材质制成，例如木材、不锈钢等；而所述浮动支脚2主要提供感测障碍物的功能，优选地，所述浮动支脚2选用较为轻质的材质制成，例如铝材、具有足够强度的塑料等。所述浮动支脚2的中部通过一转轴转动安装于所述让位口12的内端沿或者外端沿。当然，本设计中的所述牵引绳3还可以用其他柔性连接件替换，例如弹性杆等。

此外，为了便于下文描述，统一定义所述杖体1具有用于对应用户移动时的前后向和左右向，其中，所述杖体1的前后向与人体移动时的前后向一致，所述杖体1的左右向和人体的左右手定义的方向一致。

本设计对所述浮动支脚2的设置数量不作限制，可以根据实际需要设置为一个或者多个。其中优选地，在本实施例中，所述浮动支脚2可以设有三个，所述三个浮动支脚2分设于所述杖体1的左侧、右侧以及前侧。其中，位于所述杖体1左侧和右侧的所述浮动支脚2，用于感测用户移动时左脚和右脚前方可能会遇到的障碍物；位于所述杖体1前侧的所述浮动支脚2，用于感测用户移动时前方可能出现的障碍物或者坑洼路段。如此设置，有助于实现多向感测，提高用户使用时的安全性。

接着，在本实施例中，所述杖体1具有位于上端的操作部15，所述操作部15的外形轮廓适配于人体手掌抓握时的形状设置，以更加符合人体工程学，并且，所述操作部15的轮廓线呈弧线设置，以提高用户抓握时的舒适度。所述操作部15的上端开设有沿前后向延伸的指槽151，所述指槽151用于对应手指设置，所述指槽151的中部开设有所述开口11，以供所述环部31伸出所述开口11。当所述浮动支脚2设置为多个，例如上述的三个时，所述指槽151可对应食指、中指和无名指设置，其中，中指用于感知位于所述杖体1前侧的所述浮动支脚2的测量结果、食指和无名指则用于分别感知位于所述杖体1左侧和右侧的所述浮动支脚2的测量结果。另外，所述环部31可以设置为弹性环套，有助于减少对手指的磋磨；所述指槽151的深度在靠近指尖的方向上呈渐深设置，有助于提高用户对所述基于GPS的智能避障导盲仪抓握时的舒适度和稳固性。

此外，在本实施例中，所述杖体1和/或所述浮动支脚2的下端转动安装有滚珠（附图未标示），具体地，所述杖体1和/或所述浮动支脚2的下端开设有与所述滚珠配合的滚动面（附图未标示），所述滚动面可限制所述滚珠向下脱离所述杖体1和/或所述浮动支脚2，但不限制所述滚珠的转动方向，从而支持所述基于GPS的智能避障导盲仪进行多向移动。所述滚珠的设置有助于减少所述杖体1和/或所述浮动支脚2与地面之间的摩擦干涉，更加省力的同时，有助于所述滚珠沿障碍物的外形轮廓行走，从而提高所述基于GPS的智能避障导盲仪感测障碍物的灵敏度。

为了丰富所述基于GPS的智能避障导盲仪的功能，使其既能自由滚动，又能按需锁止，请参阅图2至图4，在本实施例中，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括滚动锁止结构4，所述滚动锁止结构4包括安装支架和辊轮43，其中，所述安装支架安装于所述杖体1和/或所述浮动支脚2的下端，所述安装支架包括横板41以及分设于所述横板41两侧且向下延伸的两个竖板42；所述辊轮43通过一转动轴44转动安装于所述两个竖板42之间；其中，所述两个竖板42在靠近或者远离所述辊轮43的方向上可伸缩设置，且具有靠近所述辊轮43以增加二者之间的干涉量的锁止位置、以及远离所述辊轮43的让位位置。例如，所述两个竖板42分别通过第一弹性件451弹性安装于所述横板41的两侧；或者，所述两个竖板42本身即由弹性材料制成，使得当受到外力作用时，所述两个竖板42能够实现上述的可伸缩设置。

当然，上述的外力作用，可以由动力元件提供，也可以由用户提供，而为了实现所述基于GPS的智能避障导盲仪的绿色节能，在本实施例中，所述杖体1和/或所述浮动支脚2的下端对应所述滚动锁止结构4处开设有槽口朝下的安装槽14，所述安装槽14的宽度自下至上呈渐窄设置，以使得所述安装槽14的至少两侧槽壁形成为两个倾斜面。基于此，所述安装支架沿上下向可活动地套接于所述安装槽14内，以通过调节二者之间的套接深度，驱动所述两个竖板42在所述锁止位置和所述让位位置之间相切换。其中，可以设置在所述横板41的上端通过第二弹性件452弹性连接于所述安装槽14的槽底，所述第二弹性件452为弹簧等产品。具体地，请参阅图3，当用户正常行走时，对所述杖体1施加的压力较小，此时，所述横板41远离所述安装槽14的槽底，所述两个竖板42与所述两个倾斜面之间预留有活动间隙，以供所述辊轮43绕所述转动轴44自由滚动，所述两个竖板42处于所述让位位置；接着，请参阅图4，当用户因疲累而倚靠在所述杖体1时，对所述杖体1施加有较大的向下的压力，此时，所述横板41带动所述两个竖板42朝靠近所述安装槽14的槽底方向移动，带动所述两个竖板42与所述两个倾斜面之间相干涉，并形成逐渐增大的干涉量，在反作用力下，所述竖板42朝靠近所述辊轮43的方向移动，使得所述辊轮43因干涉而被锁止，所述两个竖板42处于所述锁止位置。

此外，在本实施例中，所述浮动支脚2沿横向延伸后朝下弯折设置，所述浮动支脚2的横向段转动安装于所述让位口12处。所述横向段的设置，可调节所述浮动支脚2的下端与所述杖体1之间的距离，从而使得所述浮动支脚2直接对应用户行走时双脚的前方设置，更符合实际应用。

进一步地，在本实施例中，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括坐板5，所述坐板5可折叠地安装于所述杖体1的中部，以具有板面朝上以支撑人体的展开状态、以及板面靠近所述杖体1的侧壁的收起状态。所述可折叠设置例如可通过合页实现；所述坐板5便利于用户休息，尤其配合所述滚动锁止结构4使用，使得当所述坐板5处于所述展开状态，以供用户就坐时，对所述杖体1施加向下的压力，从而驱动所述竖板42处于所述锁止位置，避免因所述杖体1横向滚动而导致用户就坐不稳。

更进一步地，在本实施例中，所述浮动支脚2沿横向延伸后朝下弯折设置；所述坐板5设于所述让位口12的上方，所述坐板5的下端对应所述浮动支脚2的横向段处开设有限位槽51，以在所述坐板5处于所述展开状态时，所述限位槽51与所述浮动支脚2的横向段凹凸配合。所述限位槽51的设置，不仅有利于对所述浮动支脚2进行限位，而且反过来，有利于所述浮动支脚2对所述坐板5提供支撑力，使得用户的就坐更加平稳；另外，当所述坐板5配合所述限位槽51和所述滚动锁止结构4设置，有助于对多个所述浮动支脚2施加均衡向下的压力，使得多个所述浮动支脚2处设置的所述滚动锁止结构4因受到同等同向的压力，而产生同样的位移，从而有助于确保所述坐板5平衡而不偏斜。

当然，在本实施例中，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括TOF传感组件，所述TOF传感组件设于所述杖体1，且所述TOF传感组件的测量面朝前设置。所述TOF传感组件为现有产品，可参考现有技术设置。其中，所述TOF传感组件至少包括TOF传感器，所述TOF传感器的测量面朝前设置，以对所述基于GPS的智能避障导盲仪的前方进行测距，再配合现有的控制装置，当用户前方出现墙面或者较大的障碍物时，可及时通知用户，避免用户撞上而受伤。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于GPS的智能避障导盲仪，包括GPS组件，其特征在于，还包括：

杖体，具有设于上端的开口、设于中部的让位口、以及连通所述开口和所述让位口的导向通道；

浮动支脚，所述浮动支脚的中部可旋转地安装于所述让位口处，所述浮动支脚的上端伸入所述导向通道内；以及，

牵引绳，设于所述导向通道内，所述牵引绳的上端设有环部，所述环部伸出所述开口，以供手指穿设，所述牵引绳的下端连接所述浮动支脚的上端，用于将所述浮动支脚的转动转换为所述环部的移动。

2.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述浮动支脚设有三个，所述三个浮动支脚分设于所述杖体的左侧、右侧以及前侧。

3.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述杖体和/或所述浮动支脚的下端转动安装有滚珠。

4.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括滚动锁止结构，所述滚动锁止结构包括：

安装支架，安装于所述杖体和/或所述浮动支脚的下端，所述安装支架包括横板以及分设于所述横板两侧且向下延伸的两个竖板；以及，

辊轮，通过一转动轴转动安装于所述两个竖板之间；

其中，所述两个竖板在靠近或者远离所述辊轮的方向上可伸缩设置，且具有靠近所述辊轮以增加二者之间的干涉量的锁止位置、以及远离所述辊轮的让位位置。

5.如权利要求4所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述杖体和/或所述浮动支脚的下端对应所述滚动锁止结构处开设有槽口朝下的安装槽，所述安装槽的宽度自下至上呈渐窄设置；

所述安装支架沿上下向可活动地套接在所述安装槽内，以通过调节二者之间的套接深度，驱动所述两个竖板在所述锁止位置和所述让位位置之间相切换。

6.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述浮动支脚沿横向延伸后朝下弯折设置，所述浮动支脚的横向段转动安装于所述让位口处。

7.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括坐板，所述坐板可折叠地安装于所述杖体，且位于所述让位口的上方，以具有板面朝上以支撑人体的展开状态、以及板面靠近所述杖体的侧壁的收起状态。

8.如权利要求7所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述浮动支脚沿横向延伸后朝下弯折设置；

所述坐板的下端对应所述浮动支脚的横向段处开设有限位槽，以在所述坐板处于所述展开状态时，所述限位槽与所述浮动支脚的横向段凹凸配合。

9.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述杖体具有位于上端的操作部，所述操作部的上端开设有沿前后向延伸的指槽，所述指槽用于对应手指设置，所述指槽的中部开设有所述开口。

10.如权利要求1所述的基于GPS的智能避障导盲仪，其特征在于，所述杖体具有用于对应人体移动时的前后向和左右向；

所述基于GPS的智能避障导盲仪还包括TOF传感组件，所述TOF传感组件设于所述杖体，且所述TOF传感组件的测量面朝前设置。

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