CN113367947A - 一种前置牵引式导盲导向前胸包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前置牵引式导盲导向前胸包，主要包括包体、移动终端、以及导盲组件。使用时，利用手机将导航信息通过语音形式播报给视障人群，并将移动方向和距离转化为舵机的转动方向和时间。舵机带动转动盘转动，转动盘缠绕着转动带做同向移动，滑动组件在转动带拉力控制下沿着滑槽左右滑动停留，视障人群通过感知滚珠的滑动偏移位置判断此刻需转动的方向，转动到滚珠回到中心为止，当滚珠处于滑槽中间位置时表示可以直行，再次需要转方向时，滚珠将再次震动并偏移，如此循环通过触觉感知直接引导视障人群出行。另外，在衣服很厚不方便使用皮肤感知移动位置的情况下，可以将手伸入到包体下方的孔内，手持手柄来感知移动方向导航。

Description

一种前置牵引式导盲导向前胸包

技术领域

本发明涉及导盲导向技术领域，尤其涉及一种前置牵引式导盲导向前胸包。

背景技术

据2015年WHO数据统计，全球约有1.885亿人患有轻度视力损害，2.17亿人患有中度至重度视力损害，3600万人失明，预计到2050年失明人数将达到1.146亿人。生理上的缺陷限制了他们享受社会生活的权利，如何通过设计与科技融合，实现视障人群安全、独立地出行，一直是导盲领域致力研究的焦点。

传统的导盲工具主要有导盲杖和导盲犬。导盲杖虽然成本低且易操作，但由于行走时只能预判小范围内的路况，功能过于局限，缺少导航过程必需的信息提示，对视障用户存在一定的安全隐患。导盲犬通过训练能够安全地牵引用户到达目的地，但其培训时间长、工作年限短、领养成本高。据统计，世界上90％的盲人和视力受损者都生活在低收入或中等收入的国家，而导盲设备普遍存在功能单一，提示准确度不高，携带不便、操作复杂、学习成本高等问题。

申请号为CN201911075455.9的一种导盲手环，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，但走动时，随着双臂的摆动，手环的位置不停变动，以及手环尺寸的局限性会影响导盲的准确性。申请号为CN202011143955.4的一种导盲设备及导盲方法，导盲设备通过导盲眼镜识别环境，语音告知路况信息及行走路线，蓝牙连接引导手环，以震动引导方式进行导盲。但携带不便，且学习成本高，通过震动感知判断方位的引导效果也是不够精确。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种前置牵引式导盲导向前胸包。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种前置牵引式导盲导向前胸包，主要包括包体、用于探测前方环境信息的移动终端、以及导盲组件。所述导盲组件安装在包体背部，与人体皮肤直接或间接接触。所述移动终端安装在包体前侧，与导盲组件通信连接。

具体的，所述导盲组件主要包括壳盖、壳体、以及安装在壳盖与壳体内的舵机、转动盘、转动带、滑动组件、滚珠和支撑体。所述壳体安装在包体内的背部，与壳盖扣合连接形成一体。所述转动盘设置在壳体内，可绕中心转动。所述支撑体设置在壳体内，与壳体固定连接。所述转动带缠绕在转动盘及支撑体上，由转动盘拉动转动带循环转动。所述舵机卡设在壳盖上，其输出端与转动盘传动连接。所述滑动组件设置在转动带上，由转动带驱动。所述滚珠设置在滑动组件上，位于滑动组件朝向包体背部的一侧。

进一步的，所述包体背部及壳体背部水平设有第一开槽。所述滚珠穿过第一开槽并在第一开槽内横向滑动。

进一步的，所述导盲组件还包括用于手部感应的手柄。所述壳盖上设有与滑动组件运动轨迹相配合的第二开槽。所述包体侧面设有供手掌伸入包内的开口。所述手柄的一端安装在滑动组件上，另一端穿过第二开槽。

进一步的，所述导盲组件还包括滑槽。所述滑槽水平设置在滑动组件下方。所述滑动组件卡设在滑槽内，在转动带驱动下沿滑槽水平滑动。

进一步的，所述包体前侧设有用于安放移动终端的固定包。所述固定包的前侧采用透明材料制成。所述移动终端放入固定包内，使摄像头朝向前方。

进一步的，所述包体上设有副包体。所述副包体内设有电池，所述电池与舵机和/或移动终端电连接。所述副包体上设有开关按钮，所述开关按钮与电池连接。

进一步的，所述导盲组件还包括控制器。所述控制器分别与移动终端、舵机连接。

作为本发明的优选方案，所述舵机可替换为步进电机或伺服电机。

进一步的，所述滑动组件上还设有震动模块。所述震动模块与控制器电连接。

作为本发明的优选方案，所述移动终端设为手机，与导盲组件通过有线或无线方式连接。

本发明的工作过程和原理是：使用时，背上前胸包，调整好包体位置，将包体上的固定带绑在腰上调节好松紧，打开副包体上的控制开关按钮，通过蓝牙连接手机，并将手机放入包体前方的固定包内开始语音下达导航指令。利用手机现有已经成熟的语音识别、视频和导航功能，将导航信息通过语音形式播报给视障人群，并将导航移动方向和距离通过编程转化为舵机的转动方向和时间。舵机带动转动盘转动，转动盘缠绕着转动带做同向移动，滑动组件在转动带拉力和支撑体的控制下沿着滑槽左右滑动停留，视障人群通过感知滚珠的滑动偏移位置判断导航此刻需转动的方向，转动到滚珠回到中心为止，当滚珠处于滑槽中间位置时表示可以直行，再次需要转方向时，滚珠将再次震动并偏移，如此循环通过触觉感知直接引导视障人群出行。另外，在衣服很厚不方便使用皮肤感知移动位置的情况下，可以将手伸入到包体下方的孔内，手持滑动组件的手柄位置来感知移动方向导航。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)准确性：导航是通过语音、震动和滑动滚珠在视障人群的身上直接接触滑动，使得视障人群可以迅速准备地感知即将需要改变的方向并跟随移动做出自身方向的转动调整。

(2)便于携带：通过设计改良，将导航设备与日常用品背包和手机相结合，不仅充分利用资源，还便于携带。

(3)隐私性：导盲设备隐藏于背包里，且使用操作都处于隐藏模式，保护视障人群的个人隐私，提高视障人群出行时的自信心。

(4)成本低：利用日常携带的手机自带功能和手机上已经成熟的导航APP功能,不需要额外的设备和软件开发，降低导盲设备的成本。

(5)易操作：操作简单，一键开启，语音打开手机导航软件，身体感知导航需要转动方向即可，凡是会通过语音使用手机的视障人群不需要特别学习就能上身使用。

附图说明

图1是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包的结构示意图。

图2是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包(手机放入时)的状态示意图。

图3是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包(手机放入后)的状态示意图。

图4是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包的侧视图。

图5是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包的侧后视图。

图6是本发明所提供的包体位于滚珠区域的示意图。

图7是本发明所提供的滑动组件的手柄部分结构示意图。

图8是本发明所提供的滑动组件部位的侧视图。

图9是本发明所提供的导盲组件的外展开图。

图10是本发明所提供的导盲组件的内展开图。

图11是本发明所提供的壳盖、舵机、壳体的侧面爆炸图。

图12是本发明所提供的导盲组件的内部结构示意图。

图13是本发明所提供的前置牵引式导盲导向前胸包的使用状态示意图。

上述附图中的标号说明：

1-导盲组件，10-壳盖，101-滑槽，11-滑动组件，110-滚珠，111-手柄，12-支撑体，13-转动带，14-转动盘，141-转动齿，15-舵机，151-齿轮，2-固定包，21-透明壳，201-移动终端(手机)，3-副包体，4-开关按钮，5-固定带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图13所示，本实施例公开了一种前置牵引式导盲导向前胸包，主要包括包体、用于探测前方环境信息的移动终端201、以及导盲组件1。所述导盲组件1安装在包体背部，与人体皮肤直接或间接接触。所述移动终端201安装在包体前侧，与导盲组件1通信连接。

具体的，所述导盲组件1主要包括壳盖10、壳体、以及安装在壳盖10与壳体内的舵机15、转动盘14、转动带13、滑动组件11、滚珠110和支撑体12。所述壳体安装在包体内的背部，与壳盖10扣合连接形成一体。所述转动盘14设置在壳体内，可绕中心转动。所述支撑体12设置在壳体内，与壳体固定连接。所述转动带13缠绕在转动盘14及支撑体12上，由转动盘14拉动转动带13循环转动。所述舵机15卡设在壳盖10上，其输出端与转动盘14传动连接。所述滑动组件11设置在转动带13上，由转动带13驱动。所述滚珠110设置在滑动组件11上，位于滑动组件11朝向包体背部的一侧。

进一步的，所述包体背部及壳体背部水平设有第一开槽。所述滚珠110穿过第一开槽并在第一开槽内横向滑动。

进一步的，所述导盲组件1还包括用于手部感应的手柄111。所述壳盖10上设有与滑动组件11运动轨迹相配合的第二开槽。所述包体侧面设有供手掌伸入包内的开口。所述手柄111的一端安装在滑动组件11上，另一端穿过第二开槽。

进一步的，所述导盲组件1还包括滑槽101。所述滑槽101水平设置在滑动组件11下方。所述滑动组件11卡设在滑槽101内，在转动带13驱动下沿滑槽101水平滑动。

进一步的，所述包体前侧设有用于安放移动终端201的固定包2。所述固定包2的前侧采用透明材料制成。所述移动终端201放入固定包2内，使摄像头朝向前方。

进一步的，所述包体上设有副包体3。所述副包体3内设有电池，所述电池与舵机15和/或移动终端201电连接。所述副包体3上设有开关按钮4，所述开关按钮4与电池连接。

进一步的，所述导盲组件1还包括控制器。所述控制器分别与移动终端201、舵机15连接。

作为本发明的优选方案，所述舵机15可替换为步进电机或伺服电机。

进一步的，所述滑动组件11上还设有震动模块。所述震动模块与控制器电连接。

作为本发明的优选方案，所述移动终端201设为手机，与导盲组件1通过有线或无线方式连接。

本发明的工作过程和原理是：使用时，背上前胸包，调整好包体位置，将包体上的固定带5绑在腰上调节好松紧，打开副包体3上的控制开关按钮4，通过蓝牙连接手机，并将手机放入包体前方的固定包2内开始语音下达导航指令。利用手机现有已经成熟的语音识别、视频和导航功能，将导航信息通过语音形式播报给视障人群，并将导航移动方向和距离通过编程转化为舵机15的转动方向和时间。舵机15带动转动盘14转动，转动盘14缠绕着转动带13做同向移动，滑动组件11在转动带13拉力和支撑体12的控制下沿着滑槽101左右滑动停留，视障人群通过感知滚珠110的滑动偏移位置判断导航此刻需转动的方向，转动到滚珠110回到中心为止，当滚珠110处于滑槽101中间位置时表示可以直行，再次需要转方向时，滚珠110将再次震动并偏移，如此循环通过触觉感知直接引导视障人群出行。另外，在衣服很厚不方便使用皮肤感知移动位置的情况下，可以将手伸入到包体下方的孔内，手持滑动组件11的手柄111位置来感知移动方向导航。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

实施例2：

本实施例公开了一种前置牵引式导盲导向前胸包包括包体和导盲组件1。

所述包体的正前上方有手机固定包2，所述手机固定包2外面是透明壳21，所述手机固定包2里的手机的摄像头可以透过透明壳21扫描周边环境信息，通过蓝牙传输给包体内部的导盲组件1。所述包体的正前下方是副包体3，在所述副包体3的上面有开关按钮4。

所述包体内部有导盲组件1与包体外部的固定带5相连接，并由副包体3里的电池供电，所述副包体3外边开关按钮4控制着所述导盲组件1的启动和关闭。所述导盲组件1外层有壳盖10，所述的壳盖10与导盲组件1的凹凸位相吻合，两部分相扣固定在包体后偏底部，既不影响滑动组件11在转动带13的拉扯下移动，又能固定舵机15，所述的舵机15的转动部分齿轮151带动转动盘14中心的转动齿141同向转动，并带动缠绕在转动盘14上的转动带13做同向移动，所述的滑动组件11固定在所述的转动带13中心，并在转动带13的拉扯下在所述的滑槽101内同向移动，所述的滑动组件11后端的滑动滚珠110直接接触于视障人群的皮肤，并在肚皮上左右滑动以表示导航时该移动的方向，所述的滑动组件11前端手柄111隐藏在包体下方的孔里，便于视障人士将手插入包内，更直接地感知移动方向，隐藏式地导航。所述的转动带13在旋转支撑体12的支撑下，改变了滑动的轨迹，延长了滑动路线。

为了解决现有针对视障人群使用的导盲设备中存在的问题，通过设计与科技的融合，提出本发明的设计方案，不仅可以提高导盲设备的准确性、降低视障人群的学习难度，还使得导盲设备像生活用品一样易携带更易操作，且隐藏式的导盲模式，让视障人群感觉像正常人一样行走，增强视障人群的自信心，实现视障人群安全、独立地出行。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，包括包体、用于探测前方环境信息的移动终端、以及导盲组件；所述导盲组件安装在包体背部，与人体皮肤直接或间接接触；所述移动终端安装在包体前侧，与导盲组件通信连接；

所述导盲组件包括壳盖、壳体、以及安装在壳盖与壳体内的舵机、转动盘、转动带、滑动组件、滚珠和支撑体；所述壳体安装在包体内的背部，与壳盖扣合连接形成一体；所述转动盘设置在壳体内，可绕中心转动；所述支撑体设置在壳体内，与壳体固定连接；所述转动带缠绕在转动盘及支撑体上，由转动盘拉动转动带循环转动；所述舵机卡设在壳盖上，其输出端与转动盘传动连接；所述滑动组件设置在转动带上，由转动带驱动；所述滚珠设置在滑动组件上，位于滑动组件朝向包体背部的一侧。

2.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述包体背部及壳体背部水平设有第一开槽；所述滚珠穿过第一开槽并在第一开槽内横向滑动。

3.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述导盲组件还包括用于手部感应的手柄；所述壳盖上设有与滑动组件运动轨迹相配合的第二开槽；所述包体侧面设有供手掌伸入包内的开口；所述手柄的一端安装在滑动组件上，另一端穿过第二开槽。

4.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述导盲组件还包括滑槽；所述滑槽水平设置在滑动组件下方；所述滑动组件卡设在滑槽内，在转动带驱动下沿滑槽水平滑动。

5.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述包体前侧设有用于安放移动终端的固定包；所述固定包的前侧采用透明材料制成；所述移动终端放入固定包内，使摄像头朝向前方。

6.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述包体上设有副包体；所述副包体内设有电池，所述电池与舵机和/或移动终端电连接；所述副包体上设有开关按钮，所述开关按钮与电池连接。

7.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述导盲组件还包括控制器；所述控制器分别与移动终端、舵机连接。

8.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述舵机可替换为步进电机或伺服电机。

9.根据权利要求7所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述滑动组件上还设有震动模块；所述震动模块与控制器电连接。

10.根据权利要求1所述的前置牵引式导盲导向前胸包，其特征在于，所述移动终端设为手机，与导盲组件通过有线或无线方式连接。

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