CN203777268U - 盲人自助电子拐杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盲人自助电子拐杖，它主要由拄杆、连接于拄杆的拐把、多功能按键盒、电子指南针传感器、障碍物超声波探测传感器和配装于杆腔内的智能控制器构成，智能控制器包括MCU最小系统模块、电子时钟模块、按键模块、警示灯模块、电子指南针模块、超声波测距模块、GPS定位模块、语音处理模块、蓝牙通信模块和GSM短信模块，它能为盲人提供规避障碍物的安全行走路况信息，还能向外界行人车辆发出语音警示，同时具有夜间灯光警示、遇险短信求救等功能。本实用新型具有结构简单、生产成本低、操作简便易于普及、探路信息实时准确、提供路况信息丰富等突出优点，对保障盲人安全出行具有明显效果，有极佳的推广应用市场前景。

Description

盲人自助电子拐杖

技术领域

 本实用新型涉及盲人用具，属于辅助残疾人士的电子产品，具体地说是一种盲人自助电子拐杖，它特别适合盲人单独出行时使用。

背景技术

迄今为止，大多数盲人出行使用的拐杖是一根普通木棍，这种传统意义上的木棍式拐杖结构非常简陋，它所能为盲人提供的路况信息是极其有限的，在实际使用中存在许多缺陷，其主要表现为：它不能让盲人准确实时地感知前方障碍物与自身的方位距离；也不能快捷地为盲人提供规避障碍物的安全路线和当前行走方向地理信息，更不能为车辆、行人发出“有盲人行走”的安全警示信息，当盲人遇到紧急情况时也不具备向亲友寻求帮助的求救功能。客观地说，盲人朋友们使用这种木棍式拐杖单独出行时存在很大的安全隐患，这会使很多盲人朋友们在生活出行范围上受到较多的限制，时常还需要亲友陪伴出行。据调查了解：目前，在国内外学术刊物上已有一些研究电子拐杖相关文献的报道，近来，也有一些盲人电子拐杖的产品相继上市。例如：一种红外测距电子导盲拐杖，它是利用红外技术测量前方障碍物距离来实现简单的测距功能，但是它却存在提供路况信息量少和功率消耗大的使用缺陷。又如：一种利用GPS全球定位系统的E-touch电子拐杖，它能通过SD卡内的电子导航地图并通过拐杖上的凸起小球指示转弯方向，但是它仅局限于在具有当前电子导航地图区域内使用，不同地区的盲人需要下载或者自制各地的盲人专用电子地图，由于制定盲人专用电子地图的成本极高且操作使用麻烦，一时还难以真正实施运用。再如：一种利用RIFD射频技术识别盲道的电子拐杖，它只能在铺设有RIFD标签的盲道上使用，在出行使用范围上具有很大的局限性。综上所述，虽然市场上的电子拐杖品种繁多，但是大都存在产品功能单一、使用区域受限、操作麻烦和价格高昂等技术性缺陷。这正是当前盲人电子拐杖产品在市场上遇冷、在普通盲人群体中难以推广使用的一个主要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是在现有技术的基础上提出一种智能化程度高、操作使用方便的盲人自助电子拐杖，它具有结构简单价格低廉、使用范围广实用性强、探路信息实时准确和安全可靠性能高的优点。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种盲人自助电子拐杖，它包括拄杆和连接于拄杆顶端的拐把，其特征在于：在拐把前端配装有盲人行进警示灯、多功能按键盒和电子指南针传感器，在拄杆的前侧面安装有障碍物超声波探测传感器，在拄杆的杆腔内配装有智能控制器，所述的智能控制器由MCU最小系统模块、电子时钟模块、按键模块、警示灯模块、电子指南针模块、超声波测距模块、GPS定位模块、语音处理模块、蓝牙通信模块和GSM短信模块组成。它的结构特点是：采用电子指南针传感器、障碍物超声波探测传感器将当前行走方向和探测前方障碍物与自身方位距离的电信号输入智能控制器内；经过MCU最小系统模块进行计算处理后，由蓝牙通信模块、语音处理模块及时地为盲人提供能有效规避障碍物的安全行走方向路线等地理信息并向外界的车辆、行人发出“有盲人行走”的语音警示，同时还通过GSM短信模块、GPS定位模块和警示灯模块增加盲人出行遇险时发送短信紧急求救和夜间灯光警示功能，它能为盲人出行提供丰富实时的路况信息服务，具有极高的安全使用性能。

为更好地实现本实用新型的目的，进一步地说它还具有如下的技术特征：

所述的多功能按键盒由表面刻蚀盲文符号的障碍物功能按键、求救功能按键、电源开关按键和时钟按键组成。这种结构设计特别适合盲人朋友们操作使用，盲人操作十分方便易于掌握，具有极高的实用性能。

在拐把上配装有有线耳机插孔。这种结构设计可在不使用蓝牙耳机的情况下，增加有线耳机的使用功能。

在拄杆前侧面安装有扩音器、LED警示上位灯、LED警示下位灯、障碍物超声波下位探测传感器。开启扩音器后即能向外界车辆、行人发出“有盲人行走”的语音安全警示信息；安装的LED警示上位灯、LED警示下位灯特别适合盲人朋友们在夜间行走时使用，也可向外界车辆、行人发出“有盲人行走”的灯光警示信息，增强盲人朋友们外出行走的安全性能；特别是拄杆前侧面再增加安装一个障碍物超声波下位探测传感器，可有极大地增大探测前方障碍物的范围，为盲人朋友们提供更多的路况信息。

在拄杆后侧面配装有充电插座。这种结构设计是为了方便于对电池进行充电操作。

在拄杆外表面绕贴有荧光警示条。这种结构设计也是能向外界车辆、行人发出安全警示信息，它对进一步增强盲人朋友们夜间行走的安全性能也有一定作用。

在拄杆的底端固定安装有防滑胶套。防滑胶套能有效提高拐杖的防滑性能，它对增强盲人雨天行走的安全性能具有明显效果。

本实用新型同现有技术相比较具有如下实质性特点和进步：

本实用新型首创了一种由智能控制器实时探测前方障碍物的盲人自助电子拐杖，它是利用电子指南针传感器、超声波传感器采集行走方向和障碍物的电信号输入MCU最小系统模块进行计算处理，再由蓝牙通信语音处理模块及时为盲人提供可规避障碍物的安全行走路线并向外界行人、车辆发出语音警示，配装GSM短信模块、GPS定位模块和警示灯模块可增加遇险短信求救、夜间灯光警示等应急功能。本实用新型具有产品结构简单、制造容易生产成本低、操作简便易于普及、探路信息实时准确、适用范围广等突出优点，它能为盲人出行时提供丰富的路况信息，对提高盲人出行的安全性能具有明显效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，同时也作摘要附图。

图2是图1中的K向视图，展示在拐把前端下侧面配装刻蚀盲文符号的多功能按键盒的示意图。

图3是本实用新型的智能控制器工作原理模块框图。

图4是本实用新型的主程序工作流程设计示意图。

附图中的标记说明：

1为盲人行进警示灯，2为多功能按键盒，3为LED警示上位灯，4为扩音器，5为GPS定位模块，6为LED警示下位灯，7为电池，8为障碍物超声波探测传感器，9为障碍物超声波下位探测传感器，10为防滑胶套，11为荧光警示条，12为拄杆，13为充电插座，14为杆腔，15为GSM短信模块，16为语音处理模块，17为MCU最小系统模块，18为蓝牙通信模块，19为一组信号电缆，20为拐把，21为有线耳机插孔，22为电子指南针传感器，23为障碍物功能按键。24为求救功能按键，25为电源开关按键，26为时钟按键。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的实施例：

一种盲人自助电子拐杖，它主要由拄杆12、固定连接于拄杆12顶端的拐把20和安装于拄杆12底端的防滑胶套10构成，在拄杆12的杆腔14内配装有可充电池7、一组信号电缆19和智能控制器，所述智能控制器由MCU最小系统模块17、电子时钟模块、按键模块、警示灯模块、电子指南针模块、超声波测距模块、GPS定位模块5、语音处理模块16、蓝牙通信模块18和GSM短信模块15组成， MCU最小系统模块17是采用“51增强型”单片机进行搭建，具有体积小、功耗低、价格低、控制性能强的特性，它能很好地满足各电子模块进行控制、运算的需求。在拐把20前端配装有盲人行进警示灯1、有线耳机插孔21、多功能按键盒2和电子指南针传感器22并由一组信号电缆19连接于智能控制器的相应模块，所述的多功能按键盒2是由表面刻蚀有盲文符号的障碍物功能按键23、求救功能按键24、电源开关按键25和时钟按键26组成，这种刻蚀盲文符号的按键结构设计特别适合盲人朋友进行触摸识别操作，在拄杆12的前侧面从上至下依次安装有LED警示上位灯3、扩音器4、LED警示下位灯6、障碍物超声波探测传感器8和障碍物超声波下位探测传感器9并由一组信号电缆19连接于智能控制器的相应模块。在拄杆12后侧面配装有充电插座13，特别方便于对可充电池7进行充电操作，在拄杆12下段外表面绕贴有荧光警示条11，可进一步提高盲人夜间行走的安全性能。它是这样进行导盲工作的：当盲人手握拐把20出行时，只需“长按”方式按下电源开关按键25进行开机，即可使智能控制器的MCU最小系统模块17等电子模块初始化后进入工作状态。这时，电子指南针传感器22能将盲人当前行走方向的电信号通过一组信号电缆19输入MCU最小系统模块17，按下障碍物功能按键23后，障碍物超声波探测传感器8、障碍物超声波下位探测传感器9可有效地探测前方距离为130cm、锥角为65°范围内的障碍物并将所探测的障碍物电信号通过一组信号电缆19输至超声波测距模块，由超声波测距模块将其转换成障碍物与盲人之间的方位距离电信号再输入MCU最小系统模块17进行计算处理，即可由蓝牙通信模块18通过蓝牙耳机及时地向盲人提供可规避障碍物的安全行走路线的语音提示，与此同时，由语音处理模块16通过扩音器4向外界行人、车辆发出“有盲人行走”的警示安全语音提示，也可根据个人喜好佩戴有线耳机，在不使用蓝牙耳机的情况下，将有线耳机的插头插入有线耳机插孔22内也可获得安全行走路线的语音提示；按下时钟按键26时，它能播报当前时间的语音信息；在夜间出行时，只需“短按”方式按下电源开关按键25，即可开启盲人行进警示灯1、LED警示上位灯3和LED警示下位灯6，能清晰地向外界车辆、行人发出“有盲人行走”的灯光安全警示信息，这对进一步保障盲人夜间出行安全有一定作用。当盲人在外出行走过程中突发遇险紧急事故时，可按下求救功能按键24发出求助信号：一方面通过由语音处理模块16由扩音器4向外界行人发出求助的语音信息，另一方面，通过GSM短信模块15即可向“120急救中心”和盲人家属的手机发送求救短信，并能将GPS定位模块5适时采集的地理位置信息随短息一并发送至“120急救中心”和盲人家属的手机上，能使盲人朋友在遇险得到及时救助，在实际使用中具有极高的应急功能，对提高盲人出行安全保障性能具有明显效果，有很好的推广应用前景。

Claims (7)

1.一种盲人自助电子拐杖，它包括拄杆（12）和连接于拄杆（12）顶端的拐把（20），其特征在于：在拐把（20）前端配装有盲人行进警示灯（1）、多功能按键盒（2）和电子指南针传感器（22），在拄杆（12）的前侧面安装有障碍物超声波探测传感器（8），在拄杆（12）的杆腔（14）内配装有智能控制器，所述的智能控制器由MCU最小系统模块（17）、电子时钟模块、按键模块、警示灯模块、电子指南针模块、超声波测距模块、GPS定位模块（5）、语音处理模块（16）、蓝牙通信模块（18）和GSM短信模块（15）组成。

2.根据权利要求1所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：所述的多功能按键盒（2）由表面刻蚀盲文符号的障碍物功能按键（23）、求救功能按键（24）、电源开关按键（25）和时钟按键（26）组成。

3.根据权利要求1或2所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：在拐把（20）上配装有有线耳机插孔（21）。

4.根据权利要求1或2所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：在拄杆（12）前侧面安装有扩音器（4）、LED警示上位灯（3）、LED警示下位灯（6）、障碍物超声波下位探测传感器（9）。

5.根据权利要求1或2所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：在拄杆（12）后侧面配装有充电插座（13）。

6.根据权利要求1或2所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：在拄杆（12）外表面绕贴有荧光警示条（11）。

7.根据权利要求1或2所述的盲人自助电子拐杖，其特征在于：在拄杆（12）的底端固定安装有防滑胶套（10）。