CN113069331B - 一种盲人杖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导盲技术领域，特别涉及一种盲人杖；其一种盲人杖，包括导盲杖本体，所述导盲杖本体顶部的杖柄内设有控制器，所述导盲杖本体的前侧和左右两侧沿所述导盲杖本体的高度方向均设有多个与所述控制器电连接的检测雷达，所述导盲杖本体顶部的杖柄上设有与所述制器电连接的夜视摄像头。本发明提供一种新的盲人杖，该盲人杖在导盲杖本体的前侧设置多个检测雷达，保证了前进时检测上中下的障碍物和行人等，在左右两个设置检测雷达，是为了减少旁边的障碍物，检测雷达配合夜视摄像头保证了无死角检测障碍。

Description

一种盲人杖
技术领域
本发明涉及导盲技术领域，特别涉及一种盲人杖。
背景技术
我国盲人数目十分庞大，据统计，视力存在障碍的人口已经超过一千万，其中盲人数目约为六百万。对于盲人来说，最重要的问题就是如何在不需要别人的帮助下，安全地生活和出行。导盲犬可以准确地识别各种路况，灵活聪明，能帮助盲人规避各种危险。但是，导盲犬的培养周期相当长、成本很高、数量非常稀少，普通人很难承受培养一只导盲犬的成本。就目前的情况来说，想要普及导盲犬还是一个很难实现的目标。
因此，大部分盲人选择使用导盲杖。但是，目前现有的导盲杖大多结构简单、功能单一，仅仅依靠手杖敲击地面来获知前方路况，无法准确地探测到前方是否存在障碍物；授权公告号为CN 208448080 U的中国专利公开了一种智能导盲杖，虽然可以实现简单的测距避障功能，但是仅能探测前方的障碍物，无法实现无死角检测障碍。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种新的盲人杖。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供一种盲人杖，包括导盲杖本体，所述导盲杖本体顶部的杖柄内设有控制器，所述导盲杖本体的前侧和左右两侧沿所述导盲杖本体的高度方向均设有多个与所述控制器电连接的检测雷达，所述导盲杖本体顶部的杖柄上设有与所述制器电连接的夜视摄像头；所述夜视摄像头用于检测周围环境，并将检测到的环境信息发送至控制器，所述检测雷达用于检测行走过程中盲人前方或者左右两侧的障碍物或者行人，并将检测到的路障信息发送至控制器，控制器用于对接收到的环境信息和路障信息进行综合处理。
进一步地改进，设于导盲杖本体上下两端的检测雷达均为超声波雷达，设于导盲杖本体中间部位的检测雷达为毫米波雷达；所述杖柄内设有与所述控制器电连接的反馈装置，所述反馈装置在接收到控制器的反馈指令时，向使用者反馈障碍物信息；
优选的，所述反馈装置包括语音播放装置和震动反馈装置，震动反馈装置进行震动提醒，语音播放装置播报障碍物或者行人的相对位置和方向。
进一步地改进，所述杖柄上还设有电子陀螺仪、电子指南针和GPS定位器，所述陀螺仪、电子指南针和GPS定位器均与控制器电连接，所述电子陀螺仪用于采集盲人的运动状态，所述GPS定位器用于定位盲人的位置，电子指南针用于帮助盲人导航，且电子陀螺仪、电子指南针和GPS定位器将采集的盲人的运动状态、位置信息通过控制器发送至语音播放装置，语音播放装置向盲人播放运动状态及当前的位置信息。
进一步地改进，所述导盲杖本体的底部设有湿度传感器，所述湿度传感器用于检测路面情况并将检测的信号发送至控制器，控制器对信号进行处理后，将相应的路面情况信号发送至语音播放装置，语音播放装置播报路面情况。
进一步地改进，所述导盲杖本体上设有雨伞机构，所述雨伞机构包括套设于所述导盲杖本体上的滑环以及设于所述滑环上的多个伸缩杆，各所述伸缩杆沿所述滑环的周向间隔设置，且各所述伸缩杆的底部均设有稳定块。
进一步地改进，各所述伸缩杆均由杆径依次递减的调节杆相互套接而成，各所述调节杆均为顶部、底部和其中一侧壁均开口的杆件；所述雨伞机构还包括调节环和至少一个无杆气缸，所述调节环套设于各所述伸缩杆外或设于所述导盲杖本体外，且所述调节环与各所述伸缩杆中杆径最小的调节杆的外壁连接，各所述无杆气缸的活塞杆均与所述调节环连接，且所述无杆气缸与所述控制器电连接，所述杖柄的外壁上设有与所述控制器电连接且控制所述无杆气缸伸缩的按钮。
进一步地改进，所述导盲杖本体包括上本体和下本体，所述上本体套设于所述下本体的外壁且所述下本体沿所述上本体的内壁滑动，所述滑环套接在所述下本体的外壁上；所述上本体内的顶部设有伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴与所述下本体外壁的顶部连接，且所述伸缩电机与所述控制器电连接，所述杖柄的外壁上设有与所述控制器电连接且控制所述伸缩电机伸缩的按钮。
进一步地改进，所述下本体由多个杆径依次递减的杆件相互套接而成，相互套接的两杆件中设有驱动内杆自动伸缩的伸缩组件，所述杖柄的外壁上设有与所述控制器电连接且控制所述伸缩组件伸缩的多个按钮。
进一步地改进，各伸缩组件均包括蜗轮、蜗杆、旋转电机、多个伸缩支架以及转盘，所述蜗轮套设于相互套接的两调节杆中的内杆外壁上，且与内杆外壁螺接，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合，所述蜗杆的一端均转动连接在所述外杆内壁上，另一端通过联轴器与所述旋转电机的输出轴连接，且所述旋转电机设于外杆内壁上，所述旋转电机与所述控制器电连接；各所述伸缩支架的一端分别与所述蜗轮的上端面连接，另一端均连接转盘，所述转盘设于外杆内的顶部。
进一步地改进，所述杖柄与上本体之间铰接；且所述下本体的底部设有检测探头，所述检测探头用于采集路面的破损情况，并将检测到的破损情况发送至控制器，控制器对破损情况进行分析，在破损情况大于预设破损程度时，向无杆气缸发送启动信号。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种新的盲人杖，该盲人杖在导盲杖本体的前侧设置多个检测雷达，保证了前进时检测上中下的障碍物和行人等，在左右两个设置检测雷达，是为了减少旁边的障碍物，检测雷达配合夜视摄像头保证了无死角检测障碍。
附图说明
图1为本发明中盲人杖的结构示意图；
图2为本发明中导盲杖本体的左视图；
图3为本发明中盲人杖的结构框图；
图4为本发明中雨伞机构的剖视图；
图5为本发明中导盲杖本体的剖视图；
图6为本发明中下本体的剖视图；
图7为本发明中下本体的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围；有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。
本发明设计的一种盲人杖，如图1-图3所示，包括导盲杖本体1，所述导盲杖本体1顶部的杖柄2内设有控制器3，所述导盲杖本体1的前侧和左右两侧沿所述导盲杖本体1的高度方向均设有多个与所述控制器3电连接的检测雷达7，所述导盲杖本体1顶部的杖柄2上设有与所述制器3电连接的夜视摄像头6；所述夜视摄像头6用于检测周围环境，并将检测到的环境信息发送至控制器，所述检测雷达7用于检测行走过程中盲人前方或者左右两侧的障碍物或者行人，并将检测到的路障信息发送至控制器3，控制器3用于对接收到的环境信息和路障信息进行综合处理。本实施例中将手持导盲杖本体时，面向人的一侧指定为后侧，面向前进路面的一侧指定为导盲杖本体的前侧；且控制器的处理算法为已知算法，可以对每一检测雷达进行编号，这样控制器就可以知道发现障碍物的检测雷达的位置，依此来判断障碍物的相对位置和方向；检测雷达与控制器通过电线连接，其中，电线设于导盲杖本体内部，且紧贴导盲杖本体内壁布置。
本发明提供一种新的盲人杖，该盲人杖在导盲杖本体的前侧设置多个检测雷达，保证了前进时检测上中下的障碍物和行人等，在左右两个设置检测雷达，是为了减少旁边的障碍物，检测雷达配合夜视摄像头保证了无死角检测障碍。
本实施例中设于导盲杖本体1上下两端的检测雷达7均为超声波雷达，设于导盲杖本体1中间部位的检测雷达7为毫米波雷达；所述杖柄2内设有与所述控制器3电连接的反馈装置，所述反馈装置在接收到控制器的反馈指令时，向使用者反馈障碍物信息；本实施例中在控制器处理信息后，发现有障碍物时向使用者反馈障碍物的位置和方向。
优选的，所述反馈装置包括语音播放装置4和震动反馈装置5，震动反馈装置5进行震动提醒，语音播放装置4播报障碍物或者行人的相对位置和方向。
本实施例中检测雷达采用毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点，穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点，能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好的特点。
如图3所示，本实施例中所述杖柄2上还设有电子陀螺仪8、电子指南针9和GPS定位器10，所述陀螺仪、电子指南针9和GPS定位器10均与控制器3电连接，所述电子陀螺仪用于采集盲人的运动状态，所述GPS定位器10用于定位盲人的位置，电子指南针9用于帮助盲人导航，且电子陀螺仪8、电子指南针9和GPS定位器10将采集的盲人的运动状态、位置信息通过控制器发送至语音播放装置4，语音播放装置4向盲人播放运动状态及当前的位置信息。
本实施例中电子指南针和电子陀螺仪配合GPS定位器，通过语音播放装置播放方便盲人在陌生区域行进。
如图3所示，本实施例中所述导盲杖本体1的底部设有湿度传感器11，所述湿度传感器11用于检测路面情况并将检测的信号发送至控制器3，控制器3对信号进行处理后，将相应的路面情况信号发送至语音播放装置4，语音播放装置4播报路面情况。
本实施例中在导盲杖本体的底部安装湿度传感器，可以提前探测路面情况，防止摔倒。
如图1、图4所示，本实施例中所述导盲杖本体1上设有雨伞机构12，所述雨伞机构12包括套设于所述导盲杖本体1上的滑环121以及设于所述滑环121上的多个伸缩杆123，各所述伸缩杆123沿所述滑环121的周向间隔设置，且各所述伸缩杆123的底部均设有稳定块122。
本实施例中配有折叠雨伞机构，伸缩杆可以上下滑动，当推到杆底部时稳定块接地可以提高拐杖的稳定性。
如图3、图4所示，本实施例中各所述伸缩杆123均由杆径依次递减的调节杆相互套接而成，各所述调节杆均为顶部、底部和其中一侧壁均开口的杆件；所述雨伞机构12还包括调节环124和至少一个无杆气缸125，所述调节环124套设于各所述伸缩杆123外或设于所述导盲杖本体1外，且所述调节环124与各所述伸缩杆123中杆径最小的调节杆的外壁连接，各所述无杆气缸125的活塞杆均与所述调节环124连接，且所述无杆气缸125与所述控制器3电连接，所述杖柄2的外壁上设有与所述控制器3电连接且控制所述无杆气缸125伸缩的按钮13。
本实施例中所述杖柄2与上本体100之间铰接；且所述下本体101的底部设有检测探头，所述检测探头用于采集路面的破损情况，并将检测到的破损情况发送至控制器，控制器对破损情况进行分析，在破损情况大于预设破损程度时，向无杆气缸125发送启动信号。
本实施例中通过无杆气缸和调节环带动各伸缩杆同时伸缩移动；使用时，通过按钮打开无杆气缸，无杆气缸的伸缩带动调节环上下移动，由于调节环与杆径最小的调节杆连接，因此，调节环首先带动杆径最小的调节杆上下移动，当移动到最大距离后，带动相邻的调节杆移动，依次类推，根据实际情况，可以带动套接在杆径最大调节杆内的杆件移动。
另外，本实施例中可以不设置按钮，直接在导盲杖本体底部设置检测探头来检测路面情况，在路面不平坦、不好走时，通过控制器打开无杆气缸来调节伸缩杆的长度，将稳定块接地以提高拐杖的稳定性。
如图3、图5所示，本实施例中所述导盲杖本体1包括上本体100和下本体101，所述上本体100套设于所述下本体101的外壁且所述下本体101沿所述上本体100的内壁滑动，所述滑环121套接在所述下本体101的外壁上；所述上本体100内的顶部设有伸缩电机103，所述伸缩电机103的输出轴与所述下本体101外壁的顶部连接，且所述伸缩电机103与所述控制器3电连接，所述杖柄2的外壁上设有与所述控制器3电连接且控制所述伸缩电机103伸缩的按钮13。
本实施例中将盲人杖本体设置为上本体和下本体，且下本体可以通过伸缩电机在上本体内自动滑动，可以将盲人杖本体小幅度伸缩，集成小LED警示灯(在上本体上设置LED灯)，提醒周围车辆行人夜晚注意避让；其中，可以不设置按钮，通过夜视摄像头检测天气情况，在天色较暗或者夜晚来临时，通过控制器控制伸缩电机开启；
如图3、图6所示，本实施例中所述下本体101由多个杆径依次递减的杆件相互套接而成，相互套接的两杆件中设有驱动内杆自动伸缩的伸缩组件，所述杖柄2的外壁上设有与所述控制器3电连接且控制所述伸缩组件伸缩的多个按钮13。
如图6、图7所示，本实施例中各伸缩组件均包括蜗轮104、蜗杆105、旋转电机106、多个伸缩支架107以及转盘108，所述蜗轮104套设于相互套接的两调节杆中的内杆外壁上，且与内杆外壁螺接，所述蜗杆105与所述蜗轮104相啮合，所述蜗杆105的一端均转动连接在所述外杆内壁上，另一端通过联轴器与所述旋转电机106的输出轴连接，且所述旋转电机106设于外杆内壁上，所述旋转电机106与所述控制器3电连接；各所述伸缩支架107的一端分别与所述蜗轮104的上端面连接，另一端均连接转盘108，所述转盘108设于外杆内的顶部。
本实施例中通过伸缩组件精细调节下本体的长度，以使所述盲人杖本体适于各种身高的人使用；使用时，打开旋转电机，旋转电机的转动带动蜗杆转动，蜗杆的转动带动蜗轮转动，由于蜗轮与相互套接的两杆件中的内杆螺接，因此内杆上下移动；其中，可以不设置按钮，通过夜视摄像头检测身高情况，并将身高影响传递给控制器，控制器对身高进行分析后控制旋转电机的开启；由于调节杆需要旋转调节，可能会影响检测雷达的布线，因此，在本实施例中可以将检测雷达与控制器通过无线连接。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种盲人杖，其特征在于，包括导盲杖本体(1)，所述导盲杖本体(1)顶部的杖柄(2)内设有控制器(3)，所述导盲杖本体(1)的前侧和左右两侧沿所述导盲杖本体(1)的高度方向均设有多个与所述控制器(3)电连接的检测雷达(7)，所述导盲杖本体(1)顶部的杖柄(2)上设有与所述控 制器(3)电连接的夜视摄像头(6)；所述夜视摄像头(6)用于检测周围环境，并将检测到的环境信息发送至控制器，所述检测雷达(7)用于检测行走过程中盲人前方或者左右两侧的障碍物或者行人，并将检测到的路障信息发送至控制器(3)，控制器(3)用于对接收到的环境信息和路障信息进行综合处理；
所述导盲杖本体(1)上设有雨伞机构(12)，所述雨伞机构(12)包括套设于所述导盲杖本体(1)上的滑环(121)以及设于所述滑环(121)上的多个伸缩杆(123)，各所述伸缩杆(123)沿所述滑环(121)的周向间隔设置，且各所述伸缩杆(123)的底部均设有稳定块(122)；所述导盲杖本体(1)包括上本体(100)和下本体(101)，所述上本体(100)套设于所述下本体(101)的外壁且所述下本体(101)沿所述上本体(100)的内壁滑动，所述滑环(121)套接在所述下本体(101)的外壁上；所述上本体(100)内的顶部设有伸缩电机(103)，所述伸缩电机(103)的输出轴与所述下本体(101)外壁的顶部连接，且所述伸缩电机(103)与所述控制器(3)电连接，所述杖柄(2)的外壁上设有与所述控制器(3)电连接且控制所述伸缩电机(103)伸缩的按钮(13)；
所述下本体(101)由多个杆径依次递减的杆件相互套接而成，相互套接的两杆件中设有驱动内杆自动伸缩的伸缩组件，所述杖柄(2)的外壁上设有与所述控制器(3)电连接且控制所述伸缩组件伸缩的多个按钮(13)；
各伸缩组件均包括蜗轮(104)、蜗杆(105)、旋转电机(106)、多个支架(107)以及转盘(108)，所述蜗轮(104)套设于相互套接的两杆件中的内杆外壁上，且与内杆外壁螺接，所述蜗杆(105)与所述蜗轮(104)相啮合，所述蜗杆(105)的一端均转动连接在外杆内壁上，另一端通过联轴器与所述旋转电机(106)的输出轴连接，且所述旋转电机(106)设于外杆内壁上，所述旋转电机(106)与所述控制器(3)电连接；各所述支架(107)的一端分别与所述蜗轮(104)的上端面连接，另一端均连接转盘(108)，所述转盘(108)设于外杆内的顶部。
2.根据权利要求1所述的盲人杖，其特征在于，设于导盲杖本体(1)上下两端的检测雷达(7)均为超声波雷达，设于导盲杖本体(1)中间部位的检测雷达(7)为毫米波雷达；所述杖柄(2)内设有与所述控制器(3)电连接的反馈装置，所述反馈装置在接收到控制器的反馈指令时，向使用者反馈障碍物信息；
优选的，所述反馈装置包括语音播放装置(4)和震动反馈装置(5)，震动反馈装置(5)进行震动提醒，语音播放装置(4)播报障碍物或者行人的相对位置和方向。
3.根据权利要求1所述的盲人杖，其特征在于，所述杖柄(2)上还设有电子陀螺仪(8)、电子指南针(9)和GPS定位器(10)，所述陀螺仪、电子指南针(9)和GPS定位器(10)均与控制器(3)电连接，所述电子陀螺仪用于采集盲人的运动状态，所述GPS定位器(10)用于定位盲人的位置，电子指南针(9)用于帮助盲人导航，且电子陀螺仪(8)、电子指南针(9)和GPS定位器(10)将采集的盲人的运动状态、位置信息通过控制器发送至语音播放装置(4)，语音播放装置(4)向盲人播放运动状态及当前的位置信息。
4.根据权利要求1所述的盲人杖，其特征在于，所述导盲杖本体(1)的底部设有湿度传感器(11)，所述湿度传感器(11)用于检测路面情况并将检测的信号发送至控制器(3)，控制器(3)对信号进行处理后，将相应的路面情况信号发送至语音播放装置(4)，语音播放装置(4)播报路面情况。
5.根据权利要求1所述的盲人杖，其特征在于，各所述伸缩杆(123)均由杆径依次递减的调节杆相互套接而成，各所述调节杆均为顶部、底部和其中一侧壁均开口的杆件；所述雨伞机构(12)还包括调节环(124)和至少一个无杆气缸(125)，所述调节环(124)套设于各所述伸缩杆(123)外或设于所述导盲杖本体(1)外，且所述调节环(124)与各所述伸缩杆(123)中杆径最小的调节杆的外壁连接，各所述无杆气缸(125)的活塞杆均与所述调节环(124)连接，且所述无杆气缸(125)与所述控制器(3)电连接，所述杖柄(2)的外壁上设有与所述控制器(3)电连接且控制所述无杆气缸(125)伸缩的按钮(13)。
6.根据权利要求5所述的盲人杖，其特征在于，所述杖柄(2)与上本体(100)之间铰接；且所述下本体(101)的底部设有检测探头，所述检测探头用于采集路面的破损情况，并将检测到的破损情况发送至控制器，控制器对破损情况进行分析，在破损情况大于预设破损程度时，向无杆气缸(125)发送启动信号。
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