CN110811088A - 一种导盲手环 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导盲手环，包括：手环本体、导盲组件、导盲组件安装外壳和指向箭头；手环本体上安装有导盲组件安装外壳和导盲组件；导盲组件安装外壳上盖有一个壳盖，壳盖盖在导盲组件安装外壳上形成一个容置空间；导盲组件固定安装在容置空间内；导盲组件包括：主控模块、振动模块、微型电机和红外感应模块；主控模块通过红外感应模块感应指向箭头，判断方向，进而通过振动模块振动，以提醒用户。本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案摒弃了语音导航的不确定性，充分利用盲人触觉和听觉的敏感特性，通过箭头感应结合盲人的手臂运动以及关键处的语音提示来引导盲人行走，完成整个路段的导航。

Description

一种导盲手环
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种导盲手环。
背景技术
现有的智能手环已有许多为人服务的功能，如测体温，测心率，测路数，甚至还可以进行通信，但其用于导航功能的例子较少，多数为测障碍物或者语音提示来进行盲导，但其用于全程帮助盲人摸索指路的导盲手环较为少见。并且导航类产品应用普遍为手机导航，车行导航等需要可视化的导航方式，对盲人来说具有一定的局限性。当普通大众有方便的手机导航带着他们出行的同时，我们也需要为盲人量身定制一款“高德地图”，给予他们出行更大的方便。
由于现有导航装置普遍是需要人肉眼看或者是语音提示方向来进行导航的，对于看不到屏幕上地图和路线的盲人来说，语音提示准确度并不高。但是盲人在其他方面，如听力、触觉等方面非常灵敏，因此可以通过箭头感应结合盲人的手臂运动以及关键处的语音提示来引导盲人行走，完成整个路段的导航。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种导盲手环；
一种导盲手环，主要包括：手环本体、导盲组件、导盲组件安装外壳、指向箭头和壳盖；
所述手环本体上安装有导盲组件安装外壳；所述导盲组件安装外壳上盖有一个壳盖，所述壳盖盖在所述导盲组件安装外壳上形成一个容置空间；所述导盲组件固定安装在所述容置空间内；
所述导盲组件包括：微型电机、红外感应模块、主控模块和振动模块；所述主控模块分别与所述微型电机、所述红外感应模块和所述振动模块电性连接；
所述红外感应模块和所述微型电机设置于所述手环本体的一条母线上；所述壳盖上与所述红外感应模块和所述微型电机安装位置相对应的位置分别设有电机孔和红外感应孔；
所述微型电机未设有转轴的一端固定在所述导盲组件安装外壳上，设有转轴的一端朝向所述电机孔设置，所述微型电机的转轴贯穿所述电机孔置于所述壳盖外，且与所述指向箭头固定连接；
所述指向箭头包括指向部和连接部；所述指向部和所述连接部的长度相等，所述微型电机的转轴固定连接于所述连接部的中间位置；
所述主控模块通过所述微型电机控制所述指向箭头转动，所述红外感应模块通过所述红外感应孔感应所述指向箭头的指向部，并在感应到所述指向部时将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动，以提醒用户，起到引导提醒作用。
进一步地，所述导盲组件还包括蓝牙模块、语音提示模块和定位模块；所述蓝牙模块、所述语音提示模块与所述定位模块分别与所述主控模块电性连接；所述蓝牙模块用于接收智能导航设备的导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；所述定位模块用于获取导盲手环的当前方向和位置数据，并将获取的方向和位置数据发送至所述主控模块；其中所述智能导航设备为智能手机或者平板电脑。
进一步地，所述手环本体内部中空，用于放置电源线。
进一步地，所述一种导盲手环还包括电源模块；所述电源模块与所述微型电机分别设置于所述手环本体的一条直径的两端；所述电源模块通过所述手环本体中空部分的电源线为所述导盲组件中的各模块供电。
进一步地，所述电源模块包括无线充电单元、供电电池和有线充电接口，以为所述导盲手环提供无线和有线的充电方式。
进一步地，所述壳盖的形状与所述导盲组件安装外壳的形状相适应，所述壳盖上设置有第一固定螺孔，所述导盲组件安装外壳上设有与所述第一固定螺孔相配合的第二固定螺孔；固定螺栓通过所述第一固定螺孔和所述第二固定螺孔将所述壳盖固定在所述导盲组件安装外壳上。
进一步地，所述指向箭头的指向部一端与所述连接部固定连接，另一端为箭头状，以便于盲人通过触摸感知所述指向箭头的指向。
进一步地，所述主控模块为单片机。
进一步地，当使用时，需要用户将所述导盲手环佩戴与手臂上，并将手臂抬起，朝向行进的方向；所述指向箭头的位置处于初始位置；所述的初始位置为：所述指向部位于所述红外感应模块的正上方；所述一种导盲手环的使用原理，包括：
S101：所述蓝牙模块通过智能导航设备的导航软件获取对应的实时导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；
S102：所述定位模块对当前方位进行实时定位，并将获取的实时方位数据发送至所述主控模块；
S103：所述主控模块判断所述实时导航数据是否为转弯？若是，则根据所述实时导航数据中的指向数据和所述方位数据，计算出朝向所述导航数据所示的方向行进所需要偏转的角度数据，并到步骤S104；否则，返回步骤S101；
S104：所述主控模块控制所述语音提示模块发出转弯提示语音，同时所述主控模块根据所述微型电机的当前转角判断所述指向箭头当前的指向，并结合所述角度数据计算出所述指向箭头应该转动的角度及转动方向，进而控制所述指向箭头转动至相应的方向；
S105：用户转动手臂以寻找正确的方向，此时所述主控模块控制所述红外感应模块持续检索所述指向箭头，且当用户转动手臂的同时，所述主控模块控制所述微型电机朝向手臂转动的反向转动，以保持所述指向箭头的指向不变；
S106：当所述红外感应模块感应到所述指向箭头时，将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动一次，同时所述语音提示模块发出方向正确语音提醒，以提醒用户指向了正确方向。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所提出的技术方案摒弃了语音导航的不确定性，充分利用盲人触觉和听觉的敏感特性，通过箭头感应结合盲人的手臂运动以及关键处的语音提示来引导盲人行走，完成整个路段的导航。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种导盲手环的整体爆炸图；
图2是本发明实施例中一种导盲手环的部分爆炸图；
图3是本发明实施例中一种导盲手环的俯视图；
图4是本发明实施例中一种导盲手环的初始状态图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种导盲手环。
请参考图1和图2，图1和图2分别是本发明实施例中一种导盲手环的整体爆炸图和部分爆炸图，包括：手环本体1、导盲组件2、导盲组件安装外壳3、指向箭头4和壳盖5；
所述手环本体1上安装有导盲组件安装外壳3；所述导盲组件安装外壳3上盖有一个壳盖5，所述壳盖5盖在所述导盲组件安装外壳3上形成一个容置空间；所述导盲组件2固定安装在所述容置空间内；
所述导盲组件2包括：微型电机21、红外感应模块22、主控模块和振动模块；所述主控模块分别与所述微型电机21、所述红外感应模块22和所述振动模块电性连接；
所述红外感应模块22和所述微型电机21设置于所述手环本体1的一条母线上；所述壳盖5上与所述红外感应模块22和所述微型电机21安装位置相对应的位置分别设有电机孔51和红外感应孔52；
所述微型电机21未设有转轴的一端固定在所述导盲组件安装外壳3上，设有转轴的一端朝向所述电机孔51设置，所述微型电机21的转轴贯穿所述电机孔51置于所述壳盖5外，且与所述指向箭头4固定连接；
请参考图3，图3是本发明实施例中导盲手环的俯视图；所述指向箭头4包括指向部41和连接部42；所述指向部41和所述连接部42的长度相等，所述微型电机21的转轴固定连接于所述连接部42的中间位置；
所述主控模块通过所述微型电机21控制所述指向箭头4转动，所述红外感应模块22通过所述红外感应孔52感应所述指向箭头4的指向部51，并在感应到所述指向部51时将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动，以提醒用户，起到引导提醒作用。
所述导盲组件2还包括蓝牙模块、语音提示模块和定位模块；所述蓝牙模块、所述语音提示模块与所述定位模块分别与所述主控模块电性连接；所述蓝牙模块用于接收智能导航设备的导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；所述定位模块用于获取导盲手环的当前方向和位置数据，并将获取的方向和位置数据发送至所述主控模块；其中所述智能导航设备为智能手机或者平板电脑。
所述手环本体1内部中空，用于放置电源线。
所述一种导盲手环还包括电源模块6；所述电源模块6与所述微型电机21分别设置于所述手环本体1的一条直径的两端；所述电源模块6通过所述手环本体1中空部分的电源线为所述导盲组件2中的各模块供电。
所述电源模块6包括无线充电单元、供电电池和有线充电接口，以为所述导盲手环提供无线和有线的充电方式。
所述壳盖5的形状与所述导盲组件安装外壳3的形状相适应，所述壳盖5上设置有第一固定螺孔53，所述导盲组件安装外壳3上设有与所述第一固定螺孔53相配合的第二固定螺孔31；固定螺栓7通过所述第一固定螺孔53和所述第二固定螺孔31将所述壳盖5固定在所述导盲组件安装外壳3上。
所述指向箭头4的指向部41一端与所述连接部42固定连接，另一端为箭头状，以便于盲人通过触摸感知所述指向箭头4的指向(所述指向箭头4绕着所述微型电机21的转轴转动一圈，所述红外感应模块22感应所述指向部41一次)。
所述主控模块为单片机。
请参考图4，图4是本发明实施例中一种导盲手环的初始状态图，图4中，所述指向箭头处于初始位置；当使用时，需要用户将所述导盲手环佩戴与手臂上，并将手臂抬起，朝向行进的方向；所述指向箭头的位置处于初始位置；所述的初始位置为：所述指向部位于所述红外感应模块的正上方；所述一种导盲手环的使用原理，包括：
S101：所述蓝牙模块通过所述智能导航设备的导航软件获取对应的实时导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；所述导航软件为高德导航软件、百度导航软件或者谷歌导航软件等；
S102：所述定位模块对当前方位进行实时定位，并将获取的实时方位数据发送至所述主控模块；
S103：所述主控模块判断所述实时导航数据是否为转弯？若是，则根据所述实时导航数据中的指向数据和所述方位数据，计算出朝向所述导航数据所示的方向行进所需要偏转的角度数据，并到步骤S104；否则，返回步骤S101；
S104：所述主控模块控制所述语音提示模块发出转弯提示语音，同时所述主控模块根据所述微型电机的当前转角判断所述指向箭头当前的指向，并结合所述角度数据计算出所述指向箭头应该转动的角度及转动方向，进而控制所述指向箭头转动至相应的方向；
S105：用户转动手臂以寻找正确的方向，此时所述主控模块控制所述红外感应模块持续检索所述指向箭头，且当用户转动手臂的同时，所述主控模块控制所述微型电机朝向手臂转动的反向转动，以保持所述指向箭头的指向不变(当用户手臂转动至正确的方向时，所述指向箭头将回到初始位置，此时所述红外感应模块将感应到所述指向箭头)；
S106：当所述红外感应模块感应到所述指向箭头时，将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动一次，同时所述语音提示模块发出方向正确语音提醒，以提醒用户指向了正确方向。
本发明实施例中，通过语音识别软件将导航软件的语音数据转换为所述单片机可识别的文本数据(导航数据)，再通过蓝牙模块将文本数据发送至所述主控模块(单片机)。
以下为本发明实施例中相关模块使用设备的具体型号：
单片机：STC12C5A60S2单片机；
蓝牙模块：HC-05；
红外感应模块：HS0038；
三极管(主控模块控制微型电机时使用)：S9012；
微型电机：614空心杯电机；
振动模块：BRE-3728。
本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案摒弃了语音导航的不确定性，充分利用盲人触觉和听觉的敏感特性，通过箭头感应结合盲人的手臂运动以及关键处的语音提示来引导盲人行走，完成整个路段的导航。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种导盲手环，其特征在于：包括：手环本体(1)、导盲组件(2)、导盲组件安装外壳(3)、指向箭头(4)和壳盖(5)；
所述手环本体(1)上安装有导盲组件安装外壳(3)；所述导盲组件安装外壳(3)上盖有一个壳盖(5)，所述壳盖(5)盖在所述导盲组件安装外壳(3)上形成一个容置空间；所述导盲组件(2)固定安装在所述容置空间内；
所述导盲组件(2)包括：微型电机(21)、红外感应模块(22)、主控模块和振动模块；所述主控模块分别与所述微型电机(21)、所述红外感应模块(22)和所述振动模块电性连接；
所述红外感应模块(22)和所述微型电机(21)设置于所述手环本体(1)的一条母线上；所述壳盖(5)上与所述红外感应模块(22)和所述微型电机(21)安装位置相对应的位置分别设有电机孔(51)和红外感应孔(52)；
所述微型电机(21)未设有转轴的一端固定在所述导盲组件安装外壳(3)上，设有转轴的一端朝向所述电机孔(51)设置，所述微型电机(21)的转轴贯穿所述电机孔(51)置于所述壳盖(5)外，且与所述指向箭头(4)固定连接；
所述指向箭头(4)包括指向部(41)和连接部(42)；所述指向部(41)和所述连接部(42)的长度相等，所述微型电机(21)的转轴固定连接于所述连接部(42)的中间位置；
所述主控模块通过所述微型电机(21)控制所述指向箭头(4)转动，所述红外感应模块(22)通过所述红外感应孔(52)感应所述指向箭头(4)的指向部(51)，并在感应到所述指向部(51)时将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动，以提醒用户，起到引导提醒作用。
2.如权利要求1所述的一种导盲手环，其特征在于：所述导盲组件(2)还包括蓝牙模块、语音提示模块和定位模块；所述蓝牙模块、所述语音提示模块与所述定位模块分别与所述主控模块电性连接；所述蓝牙模块用于接收智能导航设备的导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；所述定位模块用于获取导盲手环的当前方向和位置数据，并将获取的方向和位置数据发送至所述主控模块；其中所述智能导航设备为智能手机或者平板电脑。
3.如权利要求1所述的一种导盲手环，其特征在于：所述手环本体(1)内部中空，用于放置电源线。
4.如权利要求3所述的一种导盲手环，其特征在于：所述一种导盲手环还包括电源模块(6)；所述电源模块(6)与所述微型电机(21)分别设置于所述手环本体(1)的一条直径的两端；所述电源模块(6)通过所述手环本体(1)中空部分的电源线为所述导盲组件(2)中的各模块供电。
5.如权利要求4所述的一种导盲手环，其特征在于：所述电源模块(6)包括无线充电单元、供电电池和有线充电接口，以为所述导盲手环提供无线和有线的充电方式。
6.如权利要求1所述的一种导盲手环，其特征在于：所述壳盖(5)的形状与所述导盲组件安装外壳(3)的形状相适应，所述壳盖(5)上设置有第一固定螺孔(53)，所述导盲组件安装外壳(3)上设有与所述第一固定螺孔(53)相配合的第二固定螺孔(31)；固定螺栓(7)通过所述第一固定螺孔(53)和所述第二固定螺孔(31)将所述壳盖(5)固定在所述导盲组件安装外壳(3)上。
7.如权利要求1所述的一种导盲手环，其特征在于：所述指向箭头(4)的指向部(41)一端与所述连接部(42)固定连接，另一端为箭头状，以便于盲人通过触摸感知所述指向箭头(4)的指向。
8.如权利要求1所述的一种导盲手环，其特征在于：所述主控模块为单片机。
9.如权利要求1～8所述的任意一种导盲手环，其特征在于：当使用时，需要用户将所述导盲手环佩戴与手臂上，并将手臂抬起，朝向行进的方向；所述指向箭头的位置处于初始位置；所述的初始位置为：所述指向部位于所述红外感应模块的正上方；所述一种导盲手环的使用原理，包括：
S101：所述蓝牙模块通过智能导航设备的导航软件获取对应的实时导航数据，并将所述导航数据发送至所述主控模块；
S102：所述定位模块对当前方位进行实时定位，并将获取的实时方位数据发送至所述主控模块；
S103：所述主控模块判断所述实时导航数据是否为转弯？若是，则根据所述实时导航数据中的指向数据和所述方位数据，计算出朝向所述导航数据所示的方向行进所需要偏转的角度数据，并到步骤S104；否则，返回步骤S101；
S104：所述主控模块控制所述语音提示模块发出转弯提示语音，同时所述主控模块根据所述微型电机的当前转角判断所述指向箭头当前的指向，并结合所述角度数据计算出所述指向箭头应该转动的角度及转动方向，进而控制所述指向箭头转动至相应的方向；
S105：用户转动手臂以寻找正确的方向，此时所述主控模块控制所述红外感应模块持续检索所述指向箭头，且当用户转动手臂的同时，所述主控模块控制所述微型电机朝向手臂转动的反向转动，以保持所述指向箭头的指向不变；
S106：当所述红外感应模块感应到所述指向箭头时，将感应信号发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述感应信号控制所述振动模块振动一次，同时所述语音提示模块发出方向正确语音提醒，以提醒用户指向了正确方向。
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