CN204319213U - 基于超声波测距的盲人导航鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于超声波测距的盲人导航鞋，包括依次连接的超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块；所述超声波模块由超声波发射模块与超声波接收模块组成；还包括电池模块，所述电池模块分别与超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块相连接；还包括依次连接的机电转换模块、电能存储模块、LED灯；所述电能存储模块通过开关单元连接于电池模块。本实用新型将超声波发射接收模块嵌入在鞋子的前端，通过盲人在步行过程中周期性向前发射超声波信号来判断前方的路况，同时巧妙的利用盲人在步行过程中脚的反复性动作将机械能转换成电能给电路系统供电，不仅具有新颖性，而且具有非常重要的现实意义。

Description

基于超声波测距的盲人导航鞋

技术领域

本实用新型涉及超声波测距技术领域，尤其涉及了一种基于超声波测距的盲人导航鞋。

背景技术

超声波测距技术是利用超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了，这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2）。

机械能转化电能，通过切割电磁圈的磁感线，可以使机械能转化为电能。在电机中，机械能和电能可以互逆转换。

目前的一些盲人导航鞋有的设计比较复杂，要利用GPS技术和GPRS网络信号来辅助定位，而且常会受到天气信号及建筑物的影响，从而经常出现测量的结果不理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的就在于提供了一种基于超声波测距的盲人导航鞋，将超声波发射接收模块嵌入在鞋子的前端，通过盲人在步行过程中周期性向前发射超声波信号来判断前方的路况，从而及时提醒盲人路况，同时巧妙的利用盲人在步行过程中脚的反复性动作将机械能转换成电能从而给电路系统供电，不仅具有新颖性，而且具有非常重要的现实意义。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种基于超声波测距的盲人导航鞋，包括依次连接的超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块；

所述超声波模块由超声波发射模块与超声波接收模块组成；

还包括电池模块，所述电池模块分别与超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块相连接；

还包括依次连接的机电转换模块、电能存储模块、LED灯；所述机电转换模块设有一弹性装置；

所述电能存储模块通过开关单元连接于电池模块；

所述LED灯由机电转换灯与电池充电灯组成。

作为一种优选方案，所述超声波模块采用的型号为HC-SR04。

作为一种优选方案，所述放大器采用的型号为AD817。

作为一种优选方案，所述滤波器采用的型号为TPL2015-G01。

作为一种优选方案，所述中央处理器采用CX20106A芯片。

作为一种优选方案，所述语音提示模块采用WT588芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1. 将超声波发射模块和超声波接收模块安装在一起，当导航鞋前方有障碍物时，超声波发射模块发射出去的超声波信号就会随时被超声波接收模块采集到，及时有效；

2. 通过放大器和滤波器对接收到的信号进行放大处理，并且有效的滤除环境中其他频率的噪声信号和滤除电源中带来的噪声信号，从而排除了噪声干扰，提高了数据的准确度；

3. 通过中央处理器进行信号的处理，得到障碍物距离盲人的距离并且通过语音提示模块告诉盲人，更为准确和人性化；

4. 采用机电转换模块将盲人在步行过程中产生的机械能转换为电能并存储起来，节省了购买电池的成本。

附图说明

图1为本实用新型的盲人导航鞋的结构框图；

图2为本实用新型中机电转换模块的位置状态示意图一；

图3为本实用新型中机电转换模块的位置状态示意图二。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例：

如图1所示，一种基于超声波测距的盲人导航鞋，包括依次连接的超声波模块1、放大器2、滤波器3、中央处理器4、语音提示模块5；

所述超声波模块1由超声波发射模块1-1与超声波接收模块1-2组成；

所述超声波模块1用于发射和接收超声波信号；所述放大器2用于把接收的超声波信号进行放大处理；所述滤波器3用于放大后的噪声滤除，并将有效的超声波信号过滤出来；所述中央处理器4对得到的超声波信号进行调制解调器处理等，并得到障碍物距离盲人距离的数据；所述语音提示模块5内置有语音芯片，可以将从中央处理器4出来的信号转换成语音信号，进而及时提醒盲人路况；

还包括电池模块6，所述电池模块6分别与超声波模块1、放大器2、滤波器3、中央处理器4、语音提示模块5相连接；所述电池模块6用于给电路供电；

还包括依次连接的机电转换模块8、电能存储模块9、LED灯10；所述机电转换模块8用于将盲人在步行过程中的机械能转换成电能；

所述电能存储模块9通过开关单元7连接于电池模块6；所述电能存储模块9用于将机电转换模块8转换的电能存储起来；所述开关单元7用于控制电路工作及电池的充电过程；

所述LED灯10由机电转换灯10-1与电池充电灯10-2组成；其中机电转换灯10-1用于监测电路的机电转换过程，电池充电灯10-2用于监测电路的电池充电过程。

具体实施时，所述超声波模块1采用的型号为HC-SR04；所述放大器2采用的型号为AD817；所述滤波器3采用的型号为TPL2015-G01；所述中央处理器4采用CX20106A芯片；所述语音提示模块5采用WT588芯片；当盲人在步行过程中，电池模块6开始给整个电路供电，此时超声波发射模块1-1开始发送超声波信号，当前方有障碍物时，超声波就会返回被超声波接收模块1-2接收，超声波接收模块1-2将接收的信号送入放大器2进行放大，后经滤波器3滤除噪声信号，将超声波信号送至中央处理器4进行处理，信号再经语音提示模块5发出语音信号提示盲人注意路况。在盲人整个步行过程中，由于重复性的步行，根据图2、图3所示机电转换模块8，将运动产生的机械能转换成电能并且存储到电能存储模块9中，此时开关闭合，将存储的电能再给电池模块6充电，完成整个电路的工作。而机电转换灯10-1和电池充电灯10-2，在此过程中实时监测电路的机电转换过程和电池充电过程的工作状态。

如图2是盲人穿的鞋子11，鞋底为设有弹性装置的机电转换模块8，当盲人在抬起后脚跟时机电转换模块8的弹性转装置弹起，当盲人的后脚跟落下时弹性装置由于受到压力作用而被压下去，此时就是机械能转换成电能的过程。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：

包括依次连接的超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块；

所述超声波模块由超声波发射模块与超声波接收模块组成；

还包括电池模块，所述电池模块分别与超声波模块、放大器、滤波器、中央处理器、语音提示模块相连接；

还包括依次连接的机电转换模块、电能存储模块、LED灯；

所述电能存储模块通过开关单元连接于电池模块；

所述LED灯由机电转换灯与电池充电灯组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：所述超声波模块采用的型号为HC-SR04。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：所述放大器采用的型号为AD817。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：所述滤波器采用的型号为TPL2015-G01。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：所述中央处理器采用CX20106A芯片。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的盲人导航鞋，其特征在于：所述语音提示模块采用WT588芯片。