ES1073252U - Dispositivo tactil de orientacion y percepcion volumetrica. - Google Patents
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Abstract
1. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, del tipo clasificado como "Tiflotécnico" para la orientación y movilidad con autonomía en la ausencia de percepción visual, destinado a personas invidentes o con deficiencia visual, caracterizado por comprender un módulo de sensores -1-, un módulo de control -4- y un módulo con una placa repercepción táctil volumétrica -5-. 2. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el módulo de sensores -1- consiste en una placa base sobre la que están posicionados una serie de sensores -2- de distancias y de alturas diversas, activados preferentemente por ultrasonidos, u otro tipo de sensores a distancia, efectuando las lecturas de posición y altura de los objetos -15- cercanos al usuario -3-. 3. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque el módulo de control -4- y la placa de percepción táctil -5- están alojados en una caja común -7- sujetada usualmente, por un cinturón -8- y porque el módulo de control -4- comprende un bloque microcontrolador -9-, un bloque sumador -10-, un bloque de potencia -11- y un bloque de alimentación -12-, constituidos todos ellos por los adecuados circuitos electrónicos, creadores de la necesaria correspondencia entre los datos recogidos por los sensores -2-, y los que utiliza el módulo de placa de percepción táctil -5-. 4. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª, 2ª y 3ª, caracterizado porque el módulo de placa de percepción táctil -5- presenta sobre su superficie externa, una disposición en matriz de un conjunto de elementos motores vibradores -6-, en contacto con la mano -3a- del usuario -3-, los cuales realizan una representación táctil volumétrica, en distancia -13- y en altura -14-, de los objetos -15- cercanos. 5. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª y 5ª, caracterizado porque el módulo de placa de percepción táctil -5- presenta, como variante de realización, una disposición de motores de desplazamiento lineal, tipo solenoide -6a-, en contacto con la mano -3a- del usuario -3-, los cuales realizan una representación táctil volumétrica, en distancia -13- y en altura -14-, de los objetos -15- cercanos. 6. Dispositivo táctil de orientación y percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª, 2ª, 4ª y 5ª, caracterizado porque cada vibración de los elementos motores vibratorios -6- o desplazamiento de los elementos motores de desplazamiento lineal -6a-, representa sobre el módulo de placa de percepción táctil -5- la presencia o no presencia de un objeto -15- sobre el mapa táctil elaborado, así como la percepción en movimiento del objeto -15-, siendo indicada la altura -14- del objeto -15- según la intensidad de la vibración o del desplazamiento de los correspondientes elementos motores -6/6a-.
Description
Dispositivo táctil de orientación y percepción
volumétrica.
La presente invención hace referencia a un
dispositivo tiflotécnico que podrá llevar a cabo un mapa táctil
volumétrico de un espacio determinado, con la finalidad de orientar,
en especial a personas invidentes o con elevada deficiencia visual,
mediante una interfaz táctil volumétrica que transmitirá una
vibración o un desplazamiento en altura, detectables por la mano del
usuario, a quien se le indicará, de esta manera, la posición y
altura de los objetos cercanos.
La realidad en que se mueven las personas,
invidentes o con visión, es una realidad tridimensional con formas,
tamaños y volúmenes. Es por ello importante que cada individuo
mantenga una comunicación e interacción con el medio en que se
mueve. Es, por eso, de vital importancia el desarrollo de la
capacidad perceptiva de las formas volumétricas y de su espacio
constituyente, para la correcta interpretación de esa realidad
tangible.
Los planos y mapas en relieve, que permiten una
percepción táctil, son muy útiles para ayudar a la interpretación,
orientación y movilidad autónoma de personas con discapacidad
visual, especialmente las personas invidentes.
Estos planos y mapas en 3D, permiten que las
personas con discapacidad visual, y concretamente las que sufren
casos más graves, puedan conocer, interpretar y orientarse de manera
autónoma en el medio físico que les rodea. En algunos casos, estos
planos y mapas son el único medio de que disponen para interpretar y
situarse en cualquier medio físico y entender lo que tienen a su
alrededor.
La dificultad que se plantea es el modo de
representar con sus tres dimensiones (altura, anchura y profundidad)
sobre una superficie bidimensional. Para crear ese mapa en 3D se
precisan los valores de los ejes x, y, z. Es con la ayuda de medios
electrónicos y digitales que se pueden realizar las mediciones de
estos valores para, después, crear, mediante un interface adecuado,
una superficie táctil de cualquier entorno, y en tiempo real.
Los dispositivos existentes, así como el
dispositivo objeto de esta invención, se encuentran encuadrados en
el grupo de dispositivos "Tiflotécnicos", sector técnico
destinado a la adaptación del entorno y de la movilidad para las
personas invidentes o con deficiencia visual.
Actualmente se dispone de dispositivos de
orientación diversos, basados en las técnicas más simples, como son
el bastón y/o dispositivos para perros guía, encontrándose también
otros medios más elaborados, como son bastones equipados con
sensores de distancias, que informan, mediante vibraciones o
sonidos, de la distancia a que se encuentran los objetos.
Existe una clasificación internacional de
patentes, según la cual estos dispositivos quedan clasificados como
ayudas para caminar destinadas a ciegos (bastones A 45 B; reemplazo
de la percepción visual por otra, A 61 F 9/08).
Pueden citarse, entre otros, las siguientes
invenciones:
- -
- Ayuda de movilidad portátil para personas visualmente discapacitadas,
- -
- Dispositivo de percepción espacial,
- -
- Sistema de guiado informativo para invidentes,
- -
- Dispositivo señalizador acústico para invidentes, aplicable sobre semáforos convencionales,
- -
- Ayuda para orientación de invidentes y discapacitados visuales,
- -
- Disposición de seguridad vial aplicable para el desplazamiento urbano de invidentes,
- -
- Sistema de visión ultrasónica para invidentes,
- -
- Mejoras introducidas en la patente de invención num. 9802717, relativa a una disposición de seguridad vial aplicable para el desplazamiento urbano de invidentes,
- -
- Vía de circulación para invidentes,
- -
- Aparato de guiado para invidentes,
- -
- Bastón para invidentes con amortiguador y bola loca de rodadura,
- -
- Sistema electrónico de guiado de personas,
- -
- Sistema y aparato de guía y ayuda para personas incapacitadas visualmente,
- -
- Sistema guía para ciegos,
- -
- Bastón para invidentes con dispositivo señalizador óptico-acústico,
- -
- Bastón para ciegos, detector de charcos y cursos de agua a franquear,
- -
- Dispositivo acústico de señalización vial para invidentes,
- -
- Dispositivo electrónico de ayuda para la visión,
- -
- Losa,
- -
- Bastón para invidentes,
- -
- Aparato indicador portátil para la indicación háptica de informaciones de orientación.
El análisis de todas estas invenciones ha
conducido a una serie de conclusiones: Inventos anteriores al del
bastón detector con sensores, no realizan un mapeo completo del área
situada frente al individuo, ya que solo marcan líneas o áreas, pero
no volúmenes.
Existen también en la actualidad sistemas de
orientación basados en sistemas GPS, con cartografía digital. Estos
dispositivos no dan al usuario la información de la realidad
circundante en todas sus dimensiones y no le permiten hacerse una
imagen espacial del entorno a cada instante. Tampoco permiten
detectar objetos o situaciones no previsibles en movimiento y en
tiempo real.
El dispositivo objeto de la presente invención
permite crear una representación táctil volumétrica del espacio
circundante en el que el usuario puede prever sus desplazamientos,
así como detectar objetos o personas moviéndose, permitiendo su
percepción espacial y gracias a ello tomar las medidas oportunas
para evitarlos, si este es el caso.
El uso del dispositivo evita la dependencia de
otras personas o animales y no supone la utilización de implantes u
otras técnicas invasivas en la corteza cerebral del individuo.
El dispositivo permite la realización, por
medios digitales, de un mapa táctil volumétrico del espacio
circundante, permitiendo detectar, además, un objeto que se acerca,
así como su dirección y sentido.
Presenta, en relación con los dispositivos y
aparatos existentes en la actualidad, las siguientes venta-
jas:
jas:
- 1)
- Realiza un mapeo volumétrico de la zona, procesando dicha información y enviándola a un dispositivo táctil que transmite la sensación de volumen.
- 2)
- Además de indicar la posición de los objetos adyacentes, en el mapa táctil, también indica la altura de los mismos por medio de la interfaz táctil volumétrica.
- 3)
- Permite, estando en movimiento, la percepción de la posición, dimensiones y alturas de los objetos o seres.
El dispositivo que se describe está basado en
una interfaz táctil, compuesta por unos elementos motores,
dispuestos en matriz, una unidad o módulo de control y una
placa-base con sensores de distancia a diferentes
alturas, que permitirá la orientación y movilidad con autonomía en
la ausencia de la percepción visual, es decir, en personas
invidentes.
Este dispositivo permite elaborar un mapa táctil
de los objetos, con su situación y altura, todo ello desde el propio
punto de vista del usuario, facilitando, de esta manera, la
orientación y el obtener la referencia espacial de la realidad
circundante. Ello es posible gracias a la representación del llamado
mapa táctil sobre una superficie táctil formada por una matriz de
elementos motores, coincidente con la mano del usuario, elementos
motores que podrán ser preferentemente vibratorios o bien
constituidos por solenoides desplazables en altura.
La disposición de esta matriz de elementos
motores coincide con las áreas de barrido situadas frente al
usuario: cada vibración o desplazamiento indica la presencia de un
objeto en el mapa táctil y la ausencia o no presencia del mismo. La
intensidad de la vibración o del desplazamiento indicará la altura a
la que se encuentra el objeto mientras que las distancias y
volúmenes circundantes se representan a escala en la superficie de
la interfaz táctil.
El usuario, al pasar su mano por encima de la
placa de percepción táctil, preferiblemente con los dedos, percibe
la vibración o el movimiento de los elementos motores, indicando la
posición y dimensiones de los objetos cercanos con respecto a su
posición. La exactitud de la detección y su representación en la
placa de percepción táctil será proporcional al número de los
sensores de distancia y al número de elementos motores
instalados.
Así, pues, el dispositivo objeto de la presente
invención, que substituye la percepción visual por la percepción
táctil volumétrica, está destinado, de preferencia, a las personas
invidentes o con deficiencia visual, tanto en las actividades
laborales como privadas, especialmente para:
- -
- El desplazamiento a pie en entornos con diferente distribución espacial,
- -
- La orientación en entornos cambiantes y con movimiento,
- -
- La obtención de un mapa táctil, con alturas y distancias de los objetos cercanos con respecto al usuario, y con ello, la imagen espacial de la realidad adyacente,
- -
- Permitir el seguimiento de objetos animados, en movimiento,
- -
- La localización de objetos, indicando su posición, dimensiones y altura, apreciando, por ello, todas sus dimensiones.
Con la finalidad de completar la descripción
realizada en párrafos anteriores, se adjuntan unos dibujos en los
que, a título de ejemplo no limitativo, se representa una
realización práctica del dispositivo objeto de esta invención.
En dichos dibujos,
La fig. 1 es una vista general del dispositivo
colocado en el lugar concreto de utilización por parte del
usuario;
La fig. 2 es una vista en perspectiva del
conjunto constituido por el módulo de control y el módulo de la
placa de percepción táctil;
La fig. 3 es una vista en perspectiva del
conjunto de la figura anterior, con la placa de percepción táctil
provista de elementos motores vibratorios y mostrando el
posicionamiento de la mano del usuario;
La fig. 4 es una vista equivalente a la de la
figura anterior, pero con la placa provista de elementos motores
solenoides.
La fig.5 es un esquema de la disposición de los
diferentes bloques del dispositivo;
La fig. 6 dibuja, en vistas frontal y lateral,
el módulo de sensores.
La fig. 7 es una vista en perspectiva de un
elemento motor vibratorio;
La fig. 8 es una vista de dos elementos motores
solenoides, uno de ellos en una posición en altura mucho menor que
el otro;
La fig. 9 es una vista en perspectiva de un
sensor de ultrasonidos con que va equipado el módulo de
sensores;
La fig. 10 dibuja en perspectiva la zona del
volumen de percepción total obtenida con los sensores situados en el
módulo de sensores;
La fig. 11 muestra, en una vista en alzado
lateral, la zona de volumen de percepción total, según la figura
anterior;
La fig. 12 es una vista en planta
correspondiente a las figuras 8 y 9; y
Finalmente, la fig. 13 es una perspectiva de un
ejemplo de una escena de percepción espacial.
De acuerdo con estos dibujos, el dispositivo
táctil de orientación y percepción volumétrica, objeto de esta
invención, consta, fundamentalmente, de tres partes: El módulo de
sensores (1) constituido por una placa, preferentemente de forma
rectangular, de material rígido y ligero, sobre el que quedan
situados una serie de sensores (2), seis en el ejemplo que se
ilustra, del tipo preferente de ultrasonidos, u otro tipo de
sensores de distancia, estando este módulo de sensores (1) adaptado
al torso del usuario (3) y sujeto a él mediante sujeciones rápidas,
tales como la de tipo "velcro" o similares. Asimismo, puede
alojarse, dicho módulo, en el interior de un chaleco o similar.
Está constituido el dispositivo por un segundo
módulo, el módulo de control (4), constituido por una o varias
placas de circuitos impresos, que podrán ser, por ejemplo, de
microcontrolador, de amplificador y de potencia, estando conectado
este módulo (4) con el módulo de sensores (1) mediante una conexión
tipo Bus I2C, por cable o inalámbrica.
Está, finalmente, constituido por un módulo que
comprende la placa de percepción táctil (5), preferentemente de
forma rectangular y con una disposición de una serie de elementos
motores (6) y (6a), colocados en matriz, nueve en el ejemplo
dibujado. Estos elementos motores pueden ser del tipo vibrador (6)
(fig.7) o del tipo de desplazamiento lineal o solenoides (6a)
(fig.8), quedando este conjunto adaptado a la forma de la mano (3a)
del usuario (3).
Estos dos módulos, el de control (4) y el de
placa de percepción táctil (5) quedan alojados en el interior de una
caja única (7), sujeta adecuadamente al usuario (3) mediante, por
ejemplo, una sujeción tipo cinturón (8), estando todos los
componentes conectados entre sí mediante conexiones eléctricas,
alimentadas mediante una batería recargable, preferentemente.
La fig. 5 muestra el esquema de módulos y
bloques del dispositivo, donde se observa que el módulo de control
(4) está formado por un bloque microcontrolador (9), un bloque
sumador (10), un bloque de potencia (11) y un bloque de alimentación
(12), Cada uno de estos bloques se implementa mediante placas de
circuito impreso.
El bloque microcontrolador (9) posee una placa
con microcontrolador; el bloque sumador (10) está formado por varios
amplificadores operacionales, uno por cada elemento motor (6/6a),
mientras que el bloque de potencia (11) posee varios transistores,
también uno por cada elemento motor (6/6a), y finalmente el bloque
de alimentación (12) posee varios reguladores de tensión que son
alimentados a través de una batería recargable, preferentemente de
litio.
El módulo de placa de percepción táctil (5),
ubicado en el dispositivo según el esquema de la fig. 5, comprende
un conjunto de elementos motores (6/6a), nueve en el ejemplo
representado en los dibujos, dispuestos adecuadamente en una matriz,
siendo dichos elementos de dos tipos, de acuerdo con dos modelos de
realización práctica, elementos motores vibradores (fig. 7) y
elementos motores de desplazamiento lineal, del tipo solenoide (fig.
8).
Así constituido el dispositivo, su
funcionamiento práctico permite al usuario obtener la orientación y
movilidad con autonomía, frente a la percepción visual,
funcionamiento basado en el hecho de que el módulo de sensores (1)
realiza las mediciones de distancias (13) y alturas (14), según las
figuras 10 a 13, y transmite las señales al módulo de control (4),
el cual procesa las señales y transmite la información al módulo de
la placa de percepción táctil (5), donde se representará esta
información de forma que pueda ser percibida táctilmente.
Dentro del módulo de control (4), las señales
son adaptadas por el bloque sumador (10 mientras que el bloque de
potencia (11) las amplifica y las prepara para su utilización en el
módulo de la placa de recepción táctil (5).
Cuando el microcontrolador (9) envía señales
detectadas al bloque sumador (10), el nivel de salida de dicho
bloque es el que determina la señal de excitación de los elementos
motores (6) situados en la placa de percepción táctil (5), Cada
operación en configuración del bloque sumador (10) recibe dos
señales del microcontrolador (9) que después son amplificadas en el
bloque de potencia (11). Si las dos señales tienen un nivel de cero
voltios, no se activa ningún elemento motor (6). Si, al menos, una
de las señales alcanza por ejemplo un valor de cinco voltios, el
elemento motor se mueve a la mitad de su potencia. Si las dos
señales tienen el valor de cinco voltios, el elemento motor se mueve
al máximo de su potencia.
La presencia y detección de un objeto (15)
mediante el módulo de sensores (1), en un volumen de percepción,
provoca el correspondiente movimiento de un elemento motor (6/6a) en
el mapa táctil creado en cada instante mediante la placa de
percepción táctil (5). La cantidad de desplazamiento del vástago
superior (6b) del elemento motor del tipo solenoide (6a) indica la
altura de cada objeto; a mayor desplazamiento, más altura tendrá el
correspondiente objeto detectado dentro del volumen de percepción.
La fig. 13 dibuja, en perspectiva, un ejemplo de escena de
percepción instantánea y la correspondiente salida en el módulo de
la placa de percepción táctil (5), para cada tipo de elemento motor
(6/6a), figs. 3 y 4.
Descrito suficientemente el objeto de la
presente invención, debe indicarse que cualquier variación en
dimensiones, formas, características técnicas y tipos de material
empleados en la realización práctica del dispositivo táctil de
orientación, en nada alterarán la esencialidad de la invención, que
queda resumida en las reivindicaciones que siguen.
Claims (6)
1. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, del tipo clasificado como
"Tiflotécnico" para la orientación y movilidad con autonomía en
la ausencia de percepción visual, destinado a personas invidentes o
con deficiencia visual, caracterizado por comprender un
módulo de sensores (1), un módulo de control (4) y un módulo con una
placa repercepción táctil volumétrica (5),
2. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, según la reivindicación anterior,
caracterizado porque el módulo de sensores (1) consiste en
una placa base sobre la que están posicionados una serie de sensores
(2) de distancias y de alturas diversas, activados preferentemente
por ultrasonidos, u otro tipo de sensores a distancia, efectuando
las lecturas de posición y altura de los objetos (15) cercanos al
usuario (3).
3. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª y 2ª,
caracterizado porque el módulo de control (4) y la placa de
percepción táctil (5) están alojados en una caja común (7) sujetada
usualmente, por un cinturón (8) y porque el módulo de control (4)
comprende un bloque microcontrolador (9), un bloque sumador (10), un
bloque de potencia (11) y un bloque de alimentación (12),
constituidos todos ellos por los adecuados circuitos eléctrónicos,
creadores de la necesaria correspondencia entre los datos recogidos
por los sensores (2), y los que utiliza el módulo de placa de
percepción
táctil (5).
táctil (5).
4. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª, 2ª y 3ª,
caracterizado porque el módulo de placa de percepción táctil
(5) presenta sobre su superficie externa, una disposición en matriz
de un conjunto de elementos motores vibradores (6), en contacto con
la mano (3a) del usuario (3), los cuales realizan una representación
táctil volumétrica, en distancia (13) y en altura (14), de los
objetos (15) cercanos.
5. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª y 5ª,
caracterizado porque el módulo de placa de percepción táctil
(5) presenta, como variante de realización, una disposición de
motores de desplazamiento lineal, tipo solenoide (6a), en contacto
con la mano (3a) del usuario (3), los cuales realizan una
representación táctil volumétrica, en distancia (13) y en altura
(14), de los objetos (15) cercanos.
6. Dispositivo táctil de orientación y
percepción volumétrica, según las reivindicaciones 1ª, 2ª, 4ª y 5ª,
caracterizado porque cada vibración de los elementos motores
vibratorios (6) o desplazamiento de los elementos motores de
desplazamiento lineal (6a), representa sobre el módulo de placa de
percepción táctil (5) la presencia o no presencia de un objeto (15)
sobre el mapa táctil elaborado, así como la percepción en movimiento
del objeto (15), siendo indicada la altura (14) del objeto (15)
según la intensidad de la vibración o del desplazamiento de los
correspondientes elementos motores (6/6a).
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3088996A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-02 | Immersion Corporation | Systems and methods for tactile guidance |
| GB2622184A (en) * | 2022-05-04 | 2024-03-13 | Kp Enview Ltd | Personal assistance systems and methods |
-
2010
- 2010-09-30 ES ES201030987U patent/ES1073252Y/es not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3088996A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-02 | Immersion Corporation | Systems and methods for tactile guidance |
| GB2622184A (en) * | 2022-05-04 | 2024-03-13 | Kp Enview Ltd | Personal assistance systems and methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1073252Y (es) | 2011-03-18 |
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