CN210903951U - 压电光能互补三维路障探测智能导盲杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压电光能互补三维路障探测智能导盲杖。压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，包括：支撑管；三个太阳能发电板，三个所述太阳能发电板均固定安装在所述支撑管；三个超声波测距器，三个所述超声波测距器均固定安装在所述支撑管上，且三个所述超声波测距器呈三角形分布；压力发电组件，所述压力发电组件设置在所述支撑管的底端；手持块，所述手持块固定安装在所述支撑管的顶端；一键发送按钮，所述一键发送按钮固定安装在所述手持块的顶部；安装腔，所述安装腔开设在所述手持块上。本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖具有使用方便、操作简单、拥有自动避障和位置发送功能的优点。

Description

压电光能互补三维路障探测智能导盲杖

技术领域

本实用新型涉及导盲技术领域，尤其涉及一种压电光能互补三维路障探测智能导盲杖。

背景技术

科技的发展，知识的产物，让人们充满了对未来生活的憧憬。在大家都在向着更智能、更高科技的方向发展时，有一部分少数群体却不那么方便的享受城市的发展，就是盲人。2017年4月世界人口已达到75亿人。世界卫生组织网2017年10月公布全球视力受损人数约2.53亿，3600万人患有盲证，2.17 亿人有中度至重度视力损害。科技不仅让我们的生活更加智能化，还要让科技关注到我们最容易忽视的群体，一些需要帮助的群体。中国有600多万盲人，对于盲人来说，无法获得外界的信息是最大的困难。基于此问题，国内外有很多关于导盲的研究，使盲人的导盲设备不再是一根棍子。不过一些导盲设备携带不方便，无法获得路面具体的情况。社会上有关电子导盲设备也是层出不穷，功能也是愈发完善，但是很多导盲手杖都有着自己的局限性，就最简单的导盲杖来说，无法具备电子通讯职能和自我供电智能，然而市场上智能导盲的手杖操作也是比较复杂，对于视力不方便的盲人来说，也是一个比较大的挑战。

因此，有必要提供一种压电光能互补三维路障探测智能导盲杖解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种使用方便、操作简单、拥有自动避障和位置发送功能的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，包括：支撑管；三个太阳能发电板，三个所述太阳能发电板均固定安装在所述支撑管；三个超声波测距器，三个所述超声波测距器均固定安装在所述支撑管上，且三个所述超声波测距器呈三角形分布；压力发电组件，所述压力发电组件设置在所述支撑管的底端；手持块，所述手持块固定安装在所述支撑管的顶端；一键发送按钮，所述一键发送按钮固定安装在所述手持块的顶部；安装腔，所述安装腔开设在所述手持块上；控制器，所述控制器固定安装在所述安装腔的底部内壁上；蜂鸣器，所述蜂鸣器固定安装在所述手持块上；喇叭，所述喇叭固定安装在所述手持块的上。

优选的，所述支撑管的外侧固定套设有三角形支撑块，三个所述太阳能发电板均固定安装在所述三角形支撑块上。

优选的，所述控制器包括芯片、GPS模块和GSM模块，所述GPS模块和所述GSM模块均与所述芯片相连接，所述太阳能发电板、所述超声波测距器、所述压力发电组件、所述一键发送按钮、所述蜂鸣器和所述喇叭均与所述芯片相连接。

优选的，所述芯片的数量为两个，且两个所述芯片的型号分别为：且两个所述芯片的型号分别为：STCCRC和STCCAS。

与相关技术相比较，本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖具有如下有益效果：

本实用新型提供一种压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，利用GPS 的卫星定位功能，随时确定使用者的位置，将当前的经纬度信息存储，并在危急时刻盲人可以向监护人发送GSM短信息求助，信息内容包括定位信息的经纬度，监护人可以通过手机app来输入经纬度，从而获取到盲人的准确地理位置；在导盲杖的左方、前方和右方分别有超声波测距器，障碍物距离盲人小于某个值时蜂鸣器发出警报，避免盲人在行进道路上碰到障碍物；采用太阳光伏发板和压电发电组件两种清洁能源发电方式，解决了系统的供电问题，极大的增加了整个系统的续航能力；采用三个超声波测距器，分别固定在左方、前方和右方，可以实时监测盲人行进道路上是否有障碍物，避免盲人摔倒；采用 GSM通信模块，可以向指定号码发送求救短信通知，而且可以多次发送位置信息；采用GPS定位模块，可以实时定位盲人的位置并显示出经纬度，同样可以把盲人所处位置的经纬度通过GSM模块编辑短信发送出去。

附图说明

图1为本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的A部分的俯视剖视结构示意图；

图3为图1所示的原理框图；

图4为本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖第二实施例的示意图；

图5为图4所示的B部分的放大示意图。

图中标号：1、支撑管，101、顶管，102、底管，2、太阳能发电板，3、超声波测距器，4、压力发电组件，5、手持块，6、一键发送按钮，7、安装腔， 8、控制器，9、蜂鸣器，10、喇叭，11、三角形支撑块，12、连接管，13、限位块，14、弹簧，15、波纹管。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1-图3，在本实用新型的第一实施例中，压电光能互补三维路障探测智能导盲杖包括：支撑管1；三个太阳能发电板2，三个所述太阳能发电板2均固定安装在所述支撑管1；三个超声波测距器3，三个所述超声波测距器3均固定安装在所述支撑管1上，且三个所述超声波测距器3呈三角形分布；压力发电组件4，所述压力发电组件4设置在所述支撑管1的底端；手持块5，所述手持块5固定安装在所述支撑管1的顶端；一键发送按钮6，所述一键发送按钮6固定安装在所述手持块5的顶部；安装腔7，所述安装腔7 开设在所述手持块5上；控制器8，所述控制器8固定安装在所述安装腔7的底部内壁上；蜂鸣器9，所述蜂鸣器9固定安装在所述手持块5上；喇叭10，所述喇叭10固定安装在所述手持块5的上。

所述支撑管1的外侧固定套设有三角形支撑块11，三个所述太阳能发电板2均固定安装在所述三角形支撑块11上。

所述控制器包括芯片、GPS模块和GSM模块，所述GPS模块和所述GSM 模块均与所述芯片相连接，所述太阳能发电板2、所述超声波测距器3、所述压力发电组件4、所述一键发送按钮6、所述蜂鸣器9和所述喇叭10均与所述芯片相连接。

所述芯片的数量为两个，且两个所述芯片的型号分别为：STC89C52RC 和STC12C5A60S2。

本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖的工作原理如下：

本实用新型硬件方便采用两个芯片作为核心，第一个芯片STC89C52RC 外围接三个超声波测距器3，三个超声波测距器3分别放在导盲杖左方、前方和右方，从三个方向检测盲人行进道路上是否有障碍物，使盲人避开障碍物；第二个芯片STC12C5A60S2外围接太阳能发电板2、压力发电组件4、GPS模块、GSM模块、一键发送按钮，其中GPS模块用来定位盲人位置信息，GSM 模块用以和手机交互，盲人使用者一键按下一键发送按钮6就可以将位置信息发送给家人进行求助，使得家人可以准确把握盲人使用者，

本实用新型软件方面采用keil 4软件进行编程，由于用到了两个芯片，因此需要分开编程。

首先进行的是三个超声波测距器3的编程，它的根据是接收器接到超声波时的时间差，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(秒)，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s＝340t/2)。第一芯片首先测出超声波从发射到遇到被测物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到2倍的手杖与被测物之间的距离。当测得的距离小于设定值时，蜂鸣器9鸣响。

其次，对GPS和GSM模块进行调试，利用GPS的卫星定位功能，随时确定使用者的位置，将当前的经纬度信息存储，并在危急时刻盲人可以向监护人发送GSM短信息求助，将GPS和GSM模块相结合发送求救信息，信息内容包括定位信息的经纬度，监护人可以通过手机app来输入经纬度，从而获取到盲人的准确地理位置。

最后就是手机地图APP的编写，采用Android studio进行编写，使用到的是百度地图官网提供的API，虽然精度不是很准，但经过测量，误差也在允许的范围之内，可以根据发过来的经纬度信息进行定位，并找到拐杖的所在，从而找到盲人。

与相关技术相比较，本实用新型提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖具有如下有益效果：

利用GPS的卫星定位功能，随时确定使用者的位置，将当前的经纬度信息存储，并在危急时刻盲人可以向监护人发送GSM短信息求助，信息内容包括定位信息的经纬度，监护人可以通过手机app来输入经纬度，从而获取到盲人的准确地理位置；在导盲杖的左方、前方和右方分别有超声波测距器3，障碍物距离盲人小于某个值时蜂鸣器9发出警报，避免盲人在行进道路上碰到障碍物；采用太阳光伏发板2和压电发电组件4两种清洁能源发电方式，解决了系统的供电问题，极大的增加了整个系统的续航能力；采用三个超声波测距器3，分别固定在左方、前方和右方，可以实时监测盲人行进道路上是否有障碍物，避免盲人摔倒；采用GSM通信模块，可以向指定号码发送求救短信通知，而且可以多次发送位置信息；采用GPS定位模块，可以实时定位盲人的位置并显示出经纬度，同样可以把盲人所处位置的经纬度通过GSM模块编辑短信发送出去。

第二实施例：

请结合参阅图4和图5，基于本实用新型的第一实施例提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，本实用新型的第二实施例提供的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，不同之处在于，压电光能互补三维路障探测智能导盲杖支撑管1包括顶管101和底管102，所述顶管101的底部固定安装有连接管 12，所述连接管12的底端延伸至所述底管102内并固定按安装有限位块13，所述限位块13的底部固定安装在有弹簧14，所述连接管12的外侧套设有波纹管15，所述波纹管15的顶端和底端分别与所述顶管101和所述底管102相互靠近的一端固定连接。

所述底管102的内壁上开设有第一凹槽，所述连接管12的底端延伸至所述第一凹槽内并与所述第一凹槽的内壁滑动连接，所述弹簧14位于所述第一凹槽内且所述弹簧14的底端与所述第一凹槽的内壁固定连接，所述第一凹槽的内壁上开设有第二凹槽，所述限位块13位于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的内壁滑动连接。

所述限位块13的外侧固定套设有多个呈矩形分布的滚珠，且所述滚珠与所述第二凹槽的内壁相接触。

当盲人使用者使用导盲杖进行导盲时，底管102触碰到硬物时，通过波纹管15和弹簧14可对顶管101和底管102之间进行缓冲，通过限位块13和第二凹槽相配合，可对连接管12进行限位，从而可使连接管12从底管102内移出，使连接管12在第一凹槽内滑动，从而可对支撑管1起到较好的保护，同时可对使用者的手部进行缓冲保护，从而可防止因触碰到硬物后而使使用者手臂被震伤。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，包括：

支撑管；

三个太阳能发电板，三个所述太阳能发电板均固定安装在所述支撑管；

三个超声波测距器，三个所述超声波测距器均固定安装在所述支撑管上，且三个所述超声波测距器呈三角形分布；

压力发电组件，所述压力发电组件设置在所述支撑管的底端；

手持块，所述手持块固定安装在所述支撑管的顶端；

一键发送按钮，所述一键发送按钮固定安装在所述手持块的顶部；

安装腔，所述安装腔开设在所述手持块上；

控制器，所述控制器固定安装在所述安装腔的底部内壁上；

蜂鸣器，所述蜂鸣器固定安装在所述手持块上；

喇叭，所述喇叭固定安装在所述手持块的上。

2.根据权利要求1所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述支撑管的外侧固定套设有三角形支撑块，三个所述太阳能发电板均固定安装在所述三角形支撑块上。

3.根据权利要求1所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述控制器包括芯片、GPS模块和GSM模块，所述GPS模块和所述GSM模块均与所述芯片相连接，所述太阳能发电板、所述超声波测距器、所述压力发电组件、所述一键发送按钮、所述蜂鸣器和所述喇叭均与所述芯片相连接。

4.根据权利要求3所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述芯片的数量为两个，且两个所述芯片的型号分别为：STCCRC和STCCAS。

5.根据权利要求1所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述支撑管包括顶管和底管，所述顶管的底部固定安装有连接管，所述连接管的底端延伸至所述底管内并固定按安装有限位块，所述限位块的底部固定安装在有弹簧，所述连接管的外侧套设有波纹管，所述波纹管的顶端和底端分别与所述顶管和所述底管相互靠近的一端固定连接。

6.根据权利要求5所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述底管的内壁上开设有第一凹槽，所述连接管的底端延伸至所述第一凹槽内并与所述第一凹槽的内壁滑动连接，所述弹簧位于所述第一凹槽内且所述弹簧的底端与所述第一凹槽的内壁固定连接，所述第一凹槽的内壁上开设有第二凹槽，所述限位块位于所述第二凹槽内并与所述第二凹槽的内壁滑动连接。

7.根据权利要求6所述的压电光能互补三维路障探测智能导盲杖，其特征在于，所述限位块的外侧固定套设有多个呈矩形分布的滚珠，且所述滚珠与所述第二凹槽的内壁相接触。

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