CN209611673U - 盲人智能拐杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盲人智能拐杖，包括支撑杆和平衡小车，支撑杆倾斜设置在平衡小车上，平衡小车上设置有电源模块和主控芯片，支撑杆上设置有滑动结构，滑动结构上安装有分别与主控芯片连接的第一循迹模块、超声波测距模块和第一红外避障模块，滑动结构的下方固定安装有红外测距模块，平衡小车的前端设置有分别与主控芯片连接的舵机和第二红外避障模块。本实用新型支撑杆倾斜设置在平衡小车上，增加了盲人的使用舒适度；同时，活动设置的第一循迹模块、超声波测距模块、第一红外避障模块和红外测距模块的能够及时探测路面的凹、凸、平三种情况，还可以测量出障碍物的高度和距离，大大提高探测障碍物的功能。

Description

盲人智能拐杖

技术领域

本实用新型涉及理疗装置的技术领域，尤其是一种盲人智能拐杖。

背景技术

盲人是社会中的一个特殊群体，他们不能用眼睛去体验这个世界的美好，并且在生活中有诸多的不便。随着科技的日新月异，人民的生活也越来越智能化，在这种形式下盲人智能拐杖也应运而生，使得盲人的生活更加便利。常规的盲人智能拐杖，使用起来不舒适，且探测障碍物的功能不强。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种盲人智能拐杖，结构设计符合人体工学，且大大提高了探测障碍物的能力。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种盲人智能拐杖，包括支撑杆和平衡小车，所述支撑杆倾斜设置在所述平衡小车上，所述平衡小车上设置有电源模块和主控芯片，所述支撑杆上设置有滑动结构，所述滑动结构上安装有分别与所述主控芯片连接的第一循迹模块、超声波测距模块和第一红外避障模块，所述滑动结构的下方固定安装有红外测距模块，所述平衡小车的前端设置有分别与所述主控芯片连接的舵机和第二红外避障模块。

进一步，所述平衡小车上设置有与主控芯片连接的电机驱动模块，所述滑动结构包括与所述电机驱动模块连接的电机、与所述电机连接的皮带，所述第一循迹模块、超声波测距模块和第一红外避障模块安装在所述皮带上。

进一步，所述支撑杆上还设置有分别与所述主控芯片连接的语音识别模块和语音播放模块。

进一步，所述平衡小车的底部设置有与所述主控芯片连接的第二循迹模块。

进一步，所述平衡小车的底部设置有与所述主控芯片连接的射频模块。

进一步，还包括限位杆，所述限位杆分别与所述支撑杆和平衡小车连接，所述限位杆上设置有与所述主控芯片连接的角度倾斜传感器，所述支撑杆上设置有分别与所述主控芯片连接的光敏电阻传感器和LED灯。

进一步，所述支撑杆上设置有分别与所述主控芯片连接的电源开关和工作模式选择开关。

进一步，所述平衡小车包括车身、两个固定轮和一个定向轮，所述两个固定轮相对设置在车身底部前端的两侧，所述一个定向轮设置在车身底部后端的中间。

进一步，所述皮带的上下两端各设置有一个限位开关。

本实用新型的有益效果是：本实用新型支撑杆倾斜设置在平衡小车上，增加了盲人的使用舒适度；同时，活动设置的第一循迹模块、超声波测距模块、第一红外避障模块和红外测距模块的能够及时探测路面的凹、凸、平三种情况，还可以测量出障碍物的高度和距离，大大提高探测障碍物的功能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述：

图1是本实用新型较优实施例的主视结构示意图；

图2是本实用新型较优实施例的工作原理框图；

图3是本实用新型较优实施例的仰视结构示意图；

图4是本实用新型较优实施例的侧视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1、2，本实施例的一种盲人智能拐杖，包括支撑杆1和平衡小车3，所述支撑杆1倾斜设置在所述平衡小车3上，所述平衡小车3上设置有电源模块21、主控芯片15和电机驱动模块19，所述支撑杆1上设置有与所述电机驱动模块19连接的电机10、与所述电机10连接的皮带9，所述皮带9上设置有能够随皮带9上下移动的、且分别与所述主控芯片15连接的第一循迹模块22、超声波测距模块7和第一红外避障模块8，所述滑动结构的下方固定安装有红外测距模块11，所述支撑杆1上还设置有分别与所述主控芯片15连接的语音识别模块18和语音播放模块6。所述红外测距模块11倾斜安装在支撑杆1上，用于探测路面的凹、凸、平三种情况，所述第一循迹模块22、超声波测距模块7和第一红外避障模块8用于探测前方出现的障碍物的距离以及高度，主控芯片15将获得的信息通过语音播放模块6进行播放，以使盲人注意道路情况，躲开障碍物，盲人还能够通过语音识别模块18将需求提供给主控芯片15，主控芯片15根据获得的盲人需求对各模块进行控制。

所述平衡小车3的前端设置有分别与所述主控芯片15连接的舵机16和第二红外避障模块17。所述舵机16带动第二红外避障模块17左右摆动，在前方出现障碍物时，帮助盲人探测两侧是否存在障碍物，是否可以绕行。

参照图3，所述平衡小车3的底部设置有与所述主控芯片15连接的第二循迹模块24。所述第二循迹模块24能够根据地面上粘贴的黑色的纸来指导盲人的前行方向。

所述平衡小车3的底部设置有与所述主控芯片15连接的射频模块23，在不同类型的盲人路砖上分别设置录入对应信息的RFID卡，所述射频模块23读取对应的RFID卡信息，来提醒盲人正处于的路面状况，如果处于条形方向引路砖中，则语音提示盲人放心前行，如果处于带有圆点的提示砖，则语音提示盲人前面有障碍物。

所述支撑杆1上设置有分别与所述主控芯片15连接的光敏电阻传感器13和LED灯14，所述平衡小车3上还设有限位杆2，所述限位杆2分别与所述支撑杆1和平衡小车3连接，构成三角固定状，所述限位杆2上设置有与所述主控芯片15连接的角度倾斜传感器12。所述LED灯14采用5050LED灯，当光敏电阻传感器13检测到光线黑暗时，控制芯片15控制5050LED灯亮白灯，提醒路人能够及时注意并礼让盲人；当角度倾斜传感器12检测到拐杖摔倒时，控制芯片15控制语音播放模块6及时进行语音播报，并控制5050LED灯的红灯闪烁。

所述皮带9的上下两端各设置有一个限位开关20，进行连锁保护。电机10具有断电保护功能，通过IAP技术，实现重要数据的保存，当电机10不管是否在原位，只要重新上电，电机10立刻回到原位，同时加入限位开关20，使得电机10稳定工作，安全可靠。

所述支撑杆1上设置有与所述主控芯片15连接的电源开关4，所述电源开关4用于开启和关闭拐杖的智能控制的总电源。

所述主控芯片15采用型号为STC12C5A60S2的单片机，存储容量大，速度比普通8051快6-12倍，自带8路10位高速ADC，速度可达25万次/秒，双串口，具有独立波特率发生器，1280字节片内RAM数据存储器，大容量片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上；所述电机10采用12V直流减速电机，控制简单，扭矩大，速度较快；所述射频模块23采用型号为RC522的射频模块；所述超声波测距模块7采用型号为US-100的超声波测距模块，可实现2cm～4.5m，探测精度为0.3cm+1％的非接触测距，拥有2.4～5.5V的宽压输入范围，静态功耗低于2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有GPIO、串口等多种通讯方式，内带看门狗，工作稳定，具有自带温度传感器进行校正，抗干扰能力强，可靠性好；所述电源模块21采用12V 3000mAh可充电锂电池，电源稳定，所测数据准确；所述单片机分别和语音播放模块6、语音识别模块18全双工通讯。

所述支撑杆1上设置有与所述主控芯片15连接的工作模式选择开关5，本实施例包括探路模式、盲道模式、探测盲道模式和探测障碍物距离模式和循迹模式，均能够通过工作模式选择开关5进行调节选择。

参照图4，所述平衡小车3包括车身31、两个固定轮32和一个定向轮33，所述两个固定轮32相对设置在车身31底部前端的两侧，所述一个定向轮33设置在车身的底部后端的中间。盲人只要推着支撑杆1行走，便可准确知道路面和周围障碍物情况。

本实用新型的控制方法包括以下步骤：

1)打开电源开关4，语音播放模块6自动进行语音播报；

2)语音播报完后，盲人根据需要选择自己想要的工作模式，工作模式包括探路模式、探测障碍物距离模式、盲道模式、循迹模式和探测盲道模式，语音识别模块18对盲人选择的工作模式进行语音识别并提供给主控芯片15，当语音识别不清楚时，工作模式选择开关5强制退出当前模式，进入其他模式；

3)如没选择工作模式，系统自动进入探路模式，或者盲人选择探路模式，红外测距模块11结合第二红外避障模块17探测出前方路面的凹、凸、平三种情况，舵机16和第二红外避障模块17负责左右摆动探测道路两边的障碍物，每执行左右摆5次后，开启电机10，电机10带动超声波测距模块7和第一红外避障模块8一直移动到最上方后下来，来探测前方几米内有障碍物，并进行语音播报；

4)进入探路模式后，红外测距模块11探测到障碍物时，若盲人靠近障碍物时，电机10自动开启，电机10带动超声波测距模块7和第一红外避障模块8一直移动到最上方后下来，来探测前方障碍物的高度，第一循迹模块22将支撑杆1表面粘贴的的黑色胶带信息提供给主控芯片15，主控芯片15控制皮带9每走一段停一秒后继续向上，来探测前方障碍物的高度，语音播放模块6将探测到的障碍物的高度进行播报；

5)若盲人选择盲道模式，将拐杖放置在提前装有不同RFID卡的路砖上，移动拐杖，当射频模块23检测到RFID卡时，语音播放模块6提示当前处于何种盲道上；

6)若盲人选择循迹模式，预先在地面铺上黑色的纸，然后在纸上移动拐杖，通过第二循迹模块24让拐杖沿着制定的路线进行移动，如果偏离黑色的纸，语音播放模块6进行语音播报；

7)若盲人选择探测盲道模式，系统同时开启探路模式和盲道模式，语音播放模块6对盲道类型和障碍物情况进行播报。

综上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中不乏技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种盲人智能拐杖，其特征在于：包括支撑杆(1)和平衡小车(3)，所述支撑杆(1)倾斜设置在所述平衡小车(3)上，所述平衡小车(3)上设置有电源模块(21)和主控芯片(15)，所述支撑杆(1)上设置有滑动结构，所述滑动结构上安装有分别与所述主控芯片(15)连接的第一循迹模块(22)、超声波测距模块(7)和第一红外避障模块(8)，所述滑动结构的下方固定安装有红外测距模块(11)，所述平衡小车(3)的前端设置有分别与所述主控芯片(15)连接的舵机(16)和第二红外避障模块(17)。

2.根据权利要求1所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述平衡小车(3)上设置有与主控芯片(15)连接的电机驱动模块(19)，所述滑动结构包括与所述电机驱动模块(19)连接的电机(10)、与所述电机(10)连接的皮带(9)，所述第一循迹模块(22)、超声波测距模块(7)和第一红外避障模块(8)安装在所述皮带(9)上。

3.根据权利要求2所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述支撑杆(1)上还设置有分别与所述主控芯片(15)连接的语音识别模块(18)和语音播放模块(6)。

4.根据权利要求3所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述平衡小车(3)的底部设置有与所述主控芯片(15)连接的第二循迹模块(24)。

5.根据权利要求4所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述平衡小车(3)的底部设置有与所述主控芯片(15)连接的射频模块(23)。

6.根据权利要求5所述的盲人智能拐杖，其特征在于：还包括限位杆(2)，所述限位杆(2)分别与所述支撑杆(1)和平衡小车(3)连接，所述限位杆(2)上设置有与所述主控芯片(15)连接的角度倾斜传感器(12)，所述支撑杆(1)上设置有分别与所述主控芯片(15)连接的光敏电阻传感器(13)和LED灯(14)。

7.根据权利要求6所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述支撑杆(1)上设置有分别与所述主控芯片(15)连接的电源开关(4)和工作模式选择开关(5)。

8.根据权利要求1所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述平衡小车(3)包括车身(31)、两个固定轮(32)和一个定向轮(33)，所述两个固定轮(32)相对设置在车身(31)底部前端的两侧，所述一个定向轮(33)设置在车身底部后端的中间。

9.根据权利要求2所述的盲人智能拐杖，其特征在于：所述皮带(9)的上下两端各设置有一个限位开关(20)。