CN207722058U - 盲人探测手杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种盲人探测手杖，包括支撑杆、设置在支撑杆顶部的把手以及设置在支撑杆底部的支撑脚，支撑杆上设置有超声波探测器、步进电机，支撑脚上设置有陀螺仪和第一单片机，步进电机转轴与超声波探测器相连，第一单片机分别与陀螺仪、步进电机和超声波探测器连接。此外，第一单片机还通过无线信号传输模块与手环连接。本实用新型通过陀螺仪和步进电机对超声波探测器的角度进行实时调整，避免产生现有技术中单个超声波探测器固定方向探测引发的探测结果错误问题，极大提高探测结果可靠性；通过蓝牙模块将警报传输到智能手环中，实现警报的及时提醒，帮助使用者准确及时了解障碍情况。

Description

盲人探测手杖

技术领域

本实用新型属于行走辅助工具技术领域，具体涉及一种盲人使用的探测手杖。

背景技术

盲人手杖作为盲人出行不可或缺的工具，在盲人出行时占有着非常重要的地位。随着科技的发展，感应元件开始应用在盲人手杖中，帮助盲人识别道路中的障碍物。例如申请号为201010156878.6的中国专利公开了一种新型盲人手杖，手杖中的超声波发射模块能够探测到障碍物并能发出语音提示。但此类技术虽能识别前方的障碍物，但其精度没有足够保证，另外由于使用者是处于运动中而不是绝对静止，而随着手杖的摆动，探测器的探测方向也会不断变化，因此超声波探测容易出现错误数据（指示地面为障碍物）或探测延滞（不能及时获取前方道路障碍物数据）等问题。再者，给使用者的提示采用单一的声音也会对身边的人造成干扰。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种盲人探测手杖，在具备具备探测警报功能的基础上，对超声波探测器探测方向实时自动调整，同时配合智能可穿戴手环达到帮助使用者有效避障的目的。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

盲人探测手杖，包括支撑杆、设置在支撑杆顶部的把手以及设置在支撑杆底部的支撑脚，所述支撑杆上设置有超声波探测器、步进电机，所述支撑脚上设置有陀螺仪和第一单片机，所述步进电机转轴与超声波探测器相连，所述第一单片机分别与陀螺仪、步进电机和超声波探测器连接。

进一步的，所述第一单片机还连接有第一无线信号传输模块，所述第一无线信号传输模块用于与手环上的第二无线信号传输模块进行数据传输，所述手环上还设置有第二单片机和警报元件，所述第二单片机分别与第二无线信号传输模块和警报元件连接。

进一步的，所述警报元件包括振动电路。

进一步的，所述警报元件还包括蜂鸣器。

进一步的，所述第一无线信号传输模块和第二无线信号传输模块为蓝牙模块。

进一步的，所述步进电机通过固定装置固定在支撑杆上。

进一步的，所述支撑杆上设置有高度调节装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

通过陀螺仪采集到的角度信号，利用步进电机对超声波探测器的角度进行实时调整，能够修正超声波探测器的角度，避免产生现有技术中单个超声波探测器固定方向探测引发的探测结果错误问题，极大提高探测结果可靠性。同时，通过蓝牙模块将警报传输到智能手环中，实现警报的及时提醒，帮助使用者准确及时了解障碍情况。

附图说明

图1为本实用新型提供的盲人探测手杖整体结构示意图。

图2为盲人探测手杖中电子元件结构示意图。

附图标记说明：

1-支撑杆，2-把手，3-支撑脚，4-超声波探测器，5-步进电机，6-转轴，7-陀螺仪，8-开发板，10-固定装置，11-高度调节装置，12-手环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，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。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例一：

如图1、图2所示的盲人探测手杖，包括支撑杆1、把手2和支撑脚3，与现有技术相同，把手2设置在支撑杆1顶部，支撑脚3设置在支撑杆1底部，在支撑杆1上设置有超声波探测器4，超声波探测器4用于对障碍物进行探测，能够获取障碍距离使用者的距离数据。考虑到在使用者正常使用本发明时会处在行走状态，即超声波探测器对的方向会不断的改变，因此我们在手杖上还设置了步进电机5，步进电机转轴6与超声波探测器4相连，通过步进电机5即可调节超声波探测器的角度。在支撑脚上还设置有陀螺仪7和第一单片机，第一单片机可采用stm32f407zg单片机，单片机设置在开发板8上。第一单片机分别与陀螺仪7、步进电机5和超声波探测器4连接，陀螺仪7能够获取手杖改变的角度，并将数据传输至第一单片机中，第一单片机对该数据进行常规处理后根据该数据控制步进电机进行纠偏，从而纠正超声波探测器4的角度。这里的单片机控制属于简单程序，而且在自动化控制领域中，采用步进电机进行纠偏是较为常见的开环控制，属于现有技术，因此，本实用新型无需对软件进行改进即可实现相应的技术效果。超声波探测器4能够获取障碍物距离数据，并传输至第一单片机中，用于进行警报提示。

第一单片机还连接有第一无线信号传输模块（本例中优选采用蓝牙模块，也可采用其他能够实现无线信号传输的元件），该第一无线信号传输模块用于与手环12上的第二无线信号传输模块（本例中优选采用蓝牙模块，也可采用其他能够实现无线信号传输的元件）进行数据传输。通过上述两无线信号传输模块，第一单片机能够将警报提示信息传输至手环中。

需要说明的是，电子元件之间的连接均为数据连接，包括有线连接方式和/或无线连接方式。

如图2所示，手环上还设置有第二单片机和警报元件，第二单片机分别与第二无线信号传输模块和警报元件连接。第二单片机也可采用stm32f407zg单片机，警报元件可采用振动电路，能够达到振动效果。在本例中，手环上还配置有蜂鸣器，蜂鸣器能够给出声音提示。

具体的说，如图1所示，步进电机通过固定装置10固定在手杖上，固定装置可采用常规的用于夹持、固定的部件，如固定夹、胶带等。采用胶带时，可以用胶带直接将步进电机缠绕在支撑杆上，结构简单安装方便。

此外，在支撑杆上还设置有高度调节装置11。具体的说，支撑杆一般设计为外管和内管相互插接的方式，在外管内管衔接处设置有高度调节钮，高度调节为常规结构，在本实用新型中不再赘述。

使用本手杖时，拐杖不时摆动，陀螺仪感应并反馈数据，第一单片机获取该数据后不断控制步进电机向修正方向摆动，使超声波探头的位置始终保持正确的方向，不会因为检测到地面距离过近而不停地响起警报。尤其是当上下坡时，拐杖倾斜角度大，此时超声波探头也能够得到及时的大角度修正，大大提高了探测精度。盲人持手杖在盲道上行走时，当有自行车等障碍物阻挡道路，手杖上的探测模块得到障碍物距离信息，智能手环将通过振动的频率提供障碍物的距离信息给使用者，帮助使用者及时规避障碍物。在此基础之上，当手环中同时配置有蜂鸣器和振动电路时，可以通过简单的程序设置，设计为在距离3米时轻微震动，距离1米时震动伴随提示音。

本实用新型提供的探测手杖不仅可以让盲人使用，也可以推广至普通人使用。在野外考察或者缺少供电的地方，夜里的活动受制于光线不足。使用这种手杖可以在一片黑暗当中摸索前进，当有震动或警报响起，使用者可以使用手杖在前方试探，从而避开障碍。同时，在陀螺仪和步进电机的配合下，探测精度也得到了极大的提高。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.盲人探测手杖，包括支撑杆、设置在支撑杆顶部的把手以及设置在支撑杆底部的支撑脚，所述支撑杆上设置有超声波探测器，其特征在于：所述支撑杆上还设置有步进电机，所述支撑脚上设置有陀螺仪和第一单片机，所述步进电机转轴与超声波探测器相连，所述第一单片机分别与陀螺仪、步进电机和超声波探测器连接。

2.根据权利要求1所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述第一单片机还连接有第一无线信号传输模块，所述第一无线信号传输模块用于与手环上的第二无线信号传输模块进行数据传输，所述手环上还设置有第二单片机和警报元件，所述第二单片机分别与第二无线信号传输模块和警报元件连接。

3.根据权利要求2所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述警报元件包括振动电路。

4.根据权利要求3所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述警报元件还包括蜂鸣器。

5.根据权利要求2所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述第一无线信号传输模块和第二无线信号传输模块为蓝牙模块。

6.根据权利要求1所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述步进电机通过固定装置固定在支撑杆上。

7.根据权利要求1所述的盲人探测手杖，其特征在于：所述支撑杆上设置有高度调节装置。