CN110368274A - 盲人拐杖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及盲人拐杖，其包括棍体、设置在棍体下端的棍腿、设置在棍体上端的棍扶手、分别设置在棍体上的棍后壳体与棍前壳体、设置在棍腿下方的轮万向底盘、对称设置在轮万向底盘两侧的轮连接腿、铰接在轮连接腿下端的八字轮、铰接在轮连接腿与轮万向底盘下端之间的腿调节推杆、设置在棍体上处理器、水平设置在轮万向底盘上的摆动控制电机、中部拐接处与摆动控制电机键连接的L型敲击腿、设置在轮万向底盘上且位于L型敲击腿行程终点的限位块、设置在棍扶手上的敲击触头、设置在敲击触头与L型敲击腿尾端之间的拉线。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

盲人拐杖
技术领域
本发明涉及盲人拐杖。
背景技术
当下有不少设计者将目光转移至“为盲人设计”的领域，然而却很少见到盲人使用这些产品，也很少见到盲人在室外活动的身影。其中的一个原因就在于这些旨在帮助盲人、帮助盲人出行的产品并不能有效的服务于盲人。
越来越多的设计者和相关从业者将目光集中于“为盲人设计”，盲用助行产品的概念与形式也花样繁多。绝大部分能通过感官的转化来弥补盲人使用者自身的缺陷，无论是将视觉信息转换为听觉还是触觉信息反馈给使用者，都是比较妥当的人机交互方式。
然而，促成感官转换的概念的手段，有相当一部分是一些“不为人知”的、没有可靠依据的技术。对于技术过分的依赖导致产品只能停留于概念或实验室阶段而无法实现。同时，由于调研和用户测试的缺乏，出自设计者们凭空臆断的设计概念也往往缺乏可操作性使得产品不具有实用性。此情况下，切实能为盲人提供帮助的产品少之又少。致使盲人仍依赖与传统的导盲助行“产品”——盲道、导盲犬、盲杖，或是必须在有人陪同的情况下才会选择走出家门。而上述的出行方式因为其自身的局限性，也不能作为理想的方式而延续。因此，盲用助行产品的概念研究领域仍需要大量的投入。
发明内容
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种盲人拐杖。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种盲人拐杖，包括棍体、设置在棍体下端的棍腿、设置在棍体上端的棍扶手、分别设置在棍体上的棍后壳体与棍前壳体、设置在棍腿下方的轮万向底盘、对称设置在轮万向底盘两侧的轮连接腿、铰接在轮连接腿下端的八字轮、铰接在轮连接腿与轮万向底盘下端之间的腿调节推杆、设置在棍体上处理器、水平设置在轮万向底盘上的摆动控制电机、中部拐接处与摆动控制电机键连接的L型敲击腿、设置在轮万向底盘上且位于L型敲击腿行程终点的限位块、设置在棍扶手上的敲击触头、设置在敲击触头与L型敲击腿尾端之间的拉线。
作为上述技术方案的进一步改进：
棍体带有可调节伸缩杆。
轮万向底盘通过电机驱动相对于棍腿摆动；
在轮万向底盘上设置有红外传感器与多普勒传感器。
在L型敲击腿的上分布有敲击音板/敲击滚轮；在轮万向底盘上设置有用于伸出顶住L型敲击腿的上顶推杆，在L型敲击腿与轮万向底盘之间设置有弹簧。
在棍体或棍扶手上设置有感光传感器、联网按键、上部红外传感器、求助发音器、话筒、电池、电源线、充电保护罩、无线充电模块、显示屏、摄像头、陀螺仪、警示灯、指纹开关、定位模块、和/或压力控制延时按钮；
感光传感器用于感知周围光强度，当周围光强度低于设定阈值，处理器通知控制控制器警示灯发光；
联网按键用于将处理器与市政网络、移动终端连通；
市政网络包括公交/出租网络、卫星地图；
移动终端包括盲人自带、以及设定联系人的手机；
上部红外传感器用于感知盲人上身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
红外传感器用于感知盲人下身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
多普勒传感器用于感知盲人前方移动物体的速度，并将信息发送处理器；
定位模块，将盲人的地理位置上传移动终端；
话筒，用于输入盲人的语音，并通过自带语音识别模块将其翻译后，发送给处理器，处理器根据语音信息进行指令控制；
求助发音器，当盲人需要求助时候，打开求助发音器，从而寻求路人的帮助；
电池，为充电电池，给电器件提供电能；
电源线，用于给电池充电；
在指定位置安装有无线充电器，无线充电模块放在指定区域后，无线充电器给无线充电模块进行充电；
在无线充电模块上设置有充电保护罩；
显示屏用于显示盲人录入的指令；
摄像头用于实时采集周围的信息，进行可视化导航；
陀螺仪，用于感知棍体倾斜角度；
指纹开关，用于启动电源控制；
压力控制延时按钮，当盲人手指离开压力控制延时按钮到达设定时间后，求助发音器启动。
在棍扶手上设置有浮粒圆盘装置；浮粒圆盘装置包括由推杆控制伸缩的凸起；摄像头和/或卫星地图将周围地理布局信息发送给图片处理模块；图片处理模块将周围地理信息变为数字信息发给处理器；处理器将数字信息与预存的盲文对应匹配，并根据盲文将驱动推杆控制对应凸起上升。
本发明的有益效果在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。
附图说明
图1是本发明爆炸的结构示意图。
图2是本发明改进的结构示意图。
图3是本发明局部的结构示意图。
图4是本发明进一步改进局部的结构示意图。
其中：1、棍体；2、棍腿；3、棍扶手；4、棍后壳体；5、棍前壳体；6、八字轮；7、轮连接腿；8、腿调节推杆；9、轮万向底盘；10、红外传感器；11、多普勒传感器；12、L型敲击腿；13、摆动控制电机；14、限位块；15、敲击音板/敲击滚轮；16、上顶推杆；17、拉线；18、敲击触头；19、感光传感器；20、联网按键；21、上部红外传感器；22、求助发音器；23、移动终端；24、话筒；25、市政网络；26、电池；27、电源线；28、充电保护罩；29、无线充电模块；30、显示屏；31、摄像头；32、陀螺仪；33、警示灯；34、指纹开关；35、压力控制延时按钮；36、凸起；37、外杆套；39、横向插销；38、中心插杆；40、弹簧件；41、偏心轮；42、从动轮；43、偏心轴座；44、调节弹簧涨紧轮；45、驱动轮；46、驱动轴；47、驱动导轮。
具体实施方式
如图1-4所示，本实施例的盲人拐杖，包括棍体1、设置在棍体1下端的棍腿2、设置在棍体1上端的棍扶手3、分别设置在棍体1上的棍后壳体4与棍前壳体5、设置在棍腿2下方的轮万向底盘9、对称设置在轮万向底盘9两侧的轮连接腿7、铰接在轮连接腿7下端的八字轮6、铰接在轮连接腿7与轮万向底盘9下端之间的腿调节推杆8、设置在棍体1上处理器、水平设置在轮万向底盘9上的摆动控制电机13、中部拐接处与摆动控制电机13键连接的L型敲击腿12、设置在轮万向底盘9上且位于L型敲击腿12行程终点的限位块14、设置在棍扶手3上的敲击触头18、设置在敲击触头18与L型敲击腿12尾端之间的拉线17。
棍体1为可调节伸缩杆；其包括固定外杆套37、设置在外杆套37上的横向插销39、以及插装在外杆套37中的中心插杆38；在中心插杆38上分布用于插入横向插销39的横向孔。通过插销实现长度方向定位。
轮万向底盘9通过电机驱动相对于棍腿2摆动；
在轮万向底盘9上设置有红外传感器10与多普勒传感器11。
在L型敲击腿12的上分布有敲击音板/敲击滚轮15；在轮万向底盘9上设置有用于伸出顶住L型敲击腿12的上顶推杆16，在L型敲击腿12与轮万向底盘9之间设置有弹簧。
当不需要动力的时候，关闭电机，通过滚动在轮万向底盘9上设置有偏心轴座43，在偏心轴座43设置有用于L型敲击腿12尾端表面接触的偏心轮41，偏心轮41同轴键连接有从动轮42，在轮万向底盘9上设置有调节弹簧涨紧轮44，在轮万向底盘9底部设置有弹性座，在弹性座上设置有驱动轴46；在驱动轴46设置有用于与地面接触的驱动导轮47，在驱动轴46键连接有驱动轮45；
在从动轮42、调节弹簧涨紧轮44、以及驱动轮45上连接有传动带。
敲击音板可以发音，敲击滚轮15可以与地面滚动接触，当敲击的时候，避免前行阻力，而使得盲人绊倒，通过弹性座，适应路况，通过调节弹簧涨紧轮44补偿因为弹性座运动而产生的松弛，使得传动带保持涨紧，传动链为驱动导轮47、驱动轴46、驱动轮45、传动带、从动轮42、偏心轮41，从而实现L型敲击腿12尾端克服弹簧力的摆动，从而带动L型敲击腿12敲击上表面探测凸起的台阶，下表面探测洼地。
在棍体1或棍扶手3上设置有感光传感器19、联网按键20、上部红外传感器21、求助发音器22、话筒24、电池26、电源线27、充电保护罩28、无线充电模块29、显示屏30、摄像头31、陀螺仪32、警示灯33、指纹开关34、定位模块、和/或压力控制延时按钮35；
感光传感器19用于感知周围光强度，当周围光强度低于设定阈值，处理器通知控制控制器警示灯33发光；
联网按键20用于将处理器与市政网络25、移动终端23连通；
市政网络25包括公交/出租网络、卫星地图；
移动终端23包括盲人自带、以及设定联系人的手机；
上部红外传感器21用于感知盲人上身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
红外传感器10用于感知盲人下身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
多普勒传感器11用于感知盲人前方移动物体的速度，并将信息发送处理器；
定位模块，将盲人的地理位置上传移动终端23；
话筒24，用于输入盲人的语音，并通过自带语音识别模块将其翻译后，发送给处理器，处理器根据语音信息进行指令控制；
求助发音器22，当盲人需要求助时候，打开求助发音器22，从而寻求路人的帮助；
电池26，为充电电池，给电器件提供电能；
电源线27，用于给电池26充电；
在指定位置安装有无线充电器，无线充电模块29放在指定区域后，无线充电器给无线充电模块29进行充电；
在无线充电模块29上设置有充电保护罩28；
显示屏30用于显示盲人录入的指令；
摄像头31用于实时采集周围的信息，进行可视化导航；
陀螺仪32，用于感知棍体1倾斜角度；
指纹开关34，用于启动电源控制；
压力控制延时按钮35，当盲人手指离开压力控制延时按钮35到达设定时间后，求助发音器22启动。
在棍扶手3上设置有浮粒圆盘装置；浮粒圆盘装置包括由推杆控制伸缩的凸起36；摄像头31和/或卫星地图将周围地理布局信息发送给图片处理模块；图片处理模块将周围地理信息变为数字信息发给处理器；处理器将数字信息与预存的盲文对应匹配，并根据盲文将驱动推杆控制对应凸起36上升。
使用本发明时，根据不同使用者的喜好，调整棍腿2与棍扶手3相对于棍体1的位置后紧固，在棍腿2上扣罩上棍后壳体4与棍前壳体5，八字轮6着地。前行时，使用者手扶扶手，通过多个红外传感器10与多个多普勒传感器11进行对静态与远处动态障碍物进行识别，控制器驱动轮万向底盘9选择进行避让。当检测到台阶时候，腿调节推杆8驱动轮连接腿7横向摆动实现，从而轮万向底盘9下表面的抬高，从而通过障碍物，使用者感知拐杖高度变化，从而提前进行避让。本发明一个创新点在于，对现有拐杖的敲击进行融合与模拟，从而更加人性化，降低盲人对科技的依赖与学习，更加利于盲人敏锐的感觉能力前行，通过摆动控制电机13摆动，实现L型敲击腿12的敲击音板/敲击滚轮15进行敲击，利用不同高度的音板之间的发音不同，实现对障碍进行声音判别，同时，其牵引的拉线17也会发生变化，敲击触头18从而露出不同的高度从而实现触觉识别，通过横向设置多个L型敲击腿12，或向两侧推拉实现对两脚前方的道路识别，利用八字轮实现滚动驱动，相比于传统敲击，极大地节约体力，相比于现有的电子拐杖，更加人性化，节约电能，使得盲人行走更有安全感。限位块14，进行行程控制，当需要站立的时候，通过上顶推杆16使得L型敲击腿12接触地面与八字轮实现三点支撑。作为智能改进，通过与4G/5G结合，从而方便利用现代资源，例如，通过感光传感器19感知白天或夜晚，当夜晚的时候，开启灯光，从而起到提醒路人的作用，通过联网按键20实现一键联网，市政网络25现有技术可以提供公交/出租车到站提醒功能，卫生间等地理位置信息，电池26提供电能，电源线27进行充电，充电保护罩28起到安全防护，无线充电模块29来到无线充电区域，通过无线充电技术，避免了去找插头充电，更加人性化，解决了盲人看不到插头的技术问题，显示屏30可以将信息显示，摄像头31利用汽车导航系统等现有技术，实现智能控制，同时，将信息发送到亲人手机上，实现智能驱动，但是比较费电，属于选配功能，陀螺仪32实现角度控制，警示灯33实现提醒路人避让，指纹开关34实现触觉控制，压力控制延时按钮35设定延时时间，当在设定时间内，按钮没有压力控制，则按钮复位，接通喇叭电路，发声，从而使得盲人更好的找到拐杖，这是现有技术所不具备的。通过现有图像处理进行，将图像信息变为电信号，通过与盲文对应，并通过凸起伸出，显示盲文，从而在盲人触摸后便可知道内容信息。
上部红外传感器21实现对人体上前方的障碍物进行识别，防止碰头，求助发音器22，从而提醒好心的路人进行引导帮助，移动终端23实现与亲人通话，话筒24实现语音录入，本发明的材料是有机硅塑料，是以硅树脂为基本成分，与云母粉、石棉、玻璃丝纤维或玻璃布等填料，精压塑或层压而制成。它们有较高的耐热性，较优良的电绝缘性和耐电弧性以及防水、防潮等性能。
本发明实用性强；造型、形式、功能、材质的细致化；利用移动终端和网络发展带来的有利条件；设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种盲人拐杖，其特征在于：包括棍体(1)、设置在棍体(1)下端的棍腿(2)、设置在棍体(1)上端的棍扶手(3)、分别设置在棍体(1)上的棍后壳体(4)与棍前壳体(5)、设置在棍腿(2)下方的轮万向底盘(9)、对称设置在轮万向底盘(9)两侧的轮连接腿(7)、铰接在轮连接腿(7)下端的八字轮(6)、铰接在轮连接腿(7)与轮万向底盘(9)下端之间的腿调节推杆(8)、设置在棍体(1)上处理器、水平设置在轮万向底盘(9)上的摆动控制电机(13)、中部拐接处与摆动控制电机(13)键连接的L型敲击腿(12)、设置在轮万向底盘(9)上且位于L型敲击腿(12)行程终点的限位块(14)、设置在棍扶手(3)上的敲击触头(18)、设置在敲击触头(18)与L型敲击腿(12)尾端之间的拉线(17)。
2.根据权利要求1所述的盲人拐杖，其特征在于:棍体(1)为可调节伸缩杆；其包括固定外杆套(37)、设置在外杆套(37)上的横向插销(39)、以及插装在外杆套(37)中的中心插杆(38)；在中心插杆(38)上分布用于插入横向插销(39)的横向孔。
3.根据权利要求2所述的盲人拐杖，其特征在于:轮万向底盘(9)通过电机驱动相对于棍腿(2)摆动；
在轮万向底盘(9)上设置有红外传感器(10)与多普勒传感器(11)。
4.根据权利要求3所述的盲人拐杖，其特征在于:在L型敲击腿(12)的上分布有敲击音板/敲击滚轮(15)；在轮万向底盘(9)上设置有用于伸出顶住L型敲击腿(12)的上顶推杆(16)，在L型敲击腿(12)与轮万向底盘(9)之间设置有弹簧件(40)。
5.根据权利要求4所述的盲人拐杖，其特征在于:在棍体(1)或棍扶手(3)上设置有感光传感器(19)、联网按键(20)、上部红外传感器(21)、求助发音器(22)、话筒(24)、电池(26)、电源线(27)、充电保护罩(28)、无线充电模块(29)、显示屏(30)、摄像头(31)、陀螺仪(32)、警示灯(33)、指纹开关(34)、定位模块、和/或压力控制延时按钮(35)；
感光传感器(19)用于感知周围光强度，当周围光强度低于设定阈值，处理器通知控制控制器警示灯(33)发光；
联网按键(20)用于将处理器与市政网络(25)、移动终端(23)连通；
市政网络(25)包括公交/出租网络、卫星地图；
移动终端(23)包括盲人自带、以及设定联系人的手机；
上部红外传感器(21)用于感知盲人上身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
红外传感器(10)用于感知盲人下身前方是否有障碍物，并将信息发送处理器；
多普勒传感器(11)用于感知盲人前方移动物体的速度，并将信息发送处理器；
定位模块，将盲人的地理位置上传移动终端(23)；
话筒(24)，用于输入盲人的语音，并通过自带语音识别模块将其翻译后，发送给处理器，处理器根据语音信息进行指令控制；
求助发音器(22)，当盲人需要求助时候，打开求助发音器(22)，从而寻求路人的帮助；
电池(26)，为充电电池，给电器件提供电能；
电源线(27)，用于给电池(26)充电；
在指定位置安装有无线充电器，无线充电模块(29)放在指定区域后，无线充电器给无线充电模块(29)进行充电；
在无线充电模块(29)上设置有充电保护罩(28)；
显示屏(30)用于显示盲人录入的指令；
摄像头(31)用于实时采集周围的信息，进行可视化导航；
陀螺仪(32)，用于感知棍体(1)倾斜角度；
指纹开关(34)，用于启动电源控制；
压力控制延时按钮(35)，当盲人手指离开压力控制延时按钮(35)到达设定时间后，求助发音器(22)启动。
6.根据权利要求5所述的盲人拐杖，其特征在于:在棍扶手(3)上设置有浮粒圆盘装置；浮粒圆盘装置包括由推杆控制伸缩的凸起(36)；摄像头(31)和/或卫星地图将周围地理布局信息发送给图片处理模块；图片处理模块将周围地理信息变为数字信息发给处理器；处理器将数字信息与预存的盲文对应匹配，并根据盲文将驱动推杆控制对应凸起(36)上升。
7.根据权利要求5所述的盲人拐杖，其特征在于:在轮万向底盘(9)上设置有偏心轴座(43)，在偏心轴座(43)设置有用于L型敲击腿(12)尾端表面接触的偏心轮(41)，偏心轮(41)同轴键连接有从动轮(42)，在轮万向底盘(9)上设置有调节弹簧涨紧轮(44)，在轮万向底盘(9)底部设置有弹性座，在弹性座上设置有驱动轴(46)；在驱动轴(46)设置有用于与地面接触的驱动导轮(47)，在驱动轴(46)键连接有驱动轮(45)；
在从动轮(42)、调节弹簧涨紧轮(44)、以及驱动轮(45)上连接有传动带。
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