RU224760U1 - Attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people - Google Patents
Attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people Download PDFInfo
- Publication number
- RU224760U1 RU224760U1 RU2023122342U RU2023122342U RU224760U1 RU 224760 U1 RU224760 U1 RU 224760U1 RU 2023122342 U RU2023122342 U RU 2023122342U RU 2023122342 U RU2023122342 U RU 2023122342U RU 224760 U1 RU224760 U1 RU 224760U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cane
- attachment
- tactile
- ultrasonic
- distance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 208000029257 vision disease Diseases 0.000 description 2
- 230000004393 visual impairment Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель может быть использована для информирования слабовидящих и незрячих людей о наличии препятствий по пути их следования, как на улице, так и внутри помещений. Насадка на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей содержит корпус 1, ультразвуковой датчик расстояния 2, вибромотор 3, повышающий преобразователь 4, аккумулятор 5, контроллер 6, контроллер заряда аккумулятора 7, беспроводную зарядку 8, переключатель 9, паз для крепления 10, защёлки 11, светодиод 12, микроконтроллер 13. Ультразвуковой датчик расстояния 2 расположен вдоль оси трости, а в торцевой части корпуса 1 выполнен паз цилиндрической формы, в который посредством защёлок крепится трость. Полезная модель позволяет расширить функциональные возможности ультразвукового устройства-насадки на тактильную трость, обеспечивающую кратчайший интервал времени получения данных о геометрии окружающего пространства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The useful model can be used to inform visually impaired and blind people about the presence of obstacles along their route, both outdoors and indoors. The attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people contains a housing 1, an ultrasonic distance sensor 2, a vibration motor 3, a boost converter 4, a battery 5, a controller 6, a battery charge controller 7, wireless charging 8, a switch 9, a mounting groove 10, and latches. 11, LED 12, microcontroller 13. The ultrasonic distance sensor 2 is located along the axis of the cane, and in the end part of the body 1 there is a cylindrical groove into which the cane is attached using latches. The utility model allows you to expand the functionality of an ultrasonic device-attachment to a tactile cane, which provides the shortest time interval for obtaining data on the geometry of the surrounding space. 2 salary f-ly, 4 ill.
Description
Предложенная полезная модель относится к медицинской технике, в частности к устройствам для ориентации незрячих людей в окружающем пространстве, и может быть использована для информирования слабовидящих и незрячих людей о наличии препятствий по пути их следования, как на улице, так и внутри помещений. The proposed utility model relates to medical equipment, in particular to devices for orienting blind people in the surrounding space, and can be used to inform visually impaired and blind people about the presence of obstacles along their path, both outdoors and indoors.
Известна трость-сканер для людей с ограниченными возможностями по зрению, описанная в патенте на полезную модель (RU 141620 U1, A61F 9/08, 04.10.2013). Известная трость-сканер для людей с ограниченными возможностями по зрению представляет собой тактильную трость, в стержне и рукоятке которой смонтированы управляемый посредством клавиатуры электронный блок обработки информации, получающий энергию от встроенного в трость модуля питания и содержащий энергонезависимую память для хранения оцифрованных аудиосообщений, подключенную по цифровой шине к микропроцессору, к которому также подключены через модуль согласования три ультразвуковых приемоизлучателя.A scanner cane for people with visual impairments is known, described in a utility model patent (RU 141620 U1, A61F 9/08, 10/04/2013). A well-known scanner cane for people with visual impairments is a tactile cane, in the rod and handle of which an electronic information processing unit controlled by a keyboard is mounted, receiving energy from a power module built into the cane and containing a non-volatile memory for storing digitized audio messages, connected via a digital bus to the microprocessor, to which three ultrasonic transceivers are also connected via a matching module.
Наиболее близким аналогом представленной полезной модели является умная трость WeWALK 541050, описанная в «Руководстве пользователя умной трости WeWALK 541050», 30.03.2022, https://ru.manuals.plus/wewalk/541050-smart-cane-manual#axzz88bPrm9m6. Известная умная трость содержит отверстие для ремешка на запястье, мягкую ручку, тактильные кнопки, ультразвуковой датчик, сенсорную панель, светодиод, адаптер для белой трости, кнопку включения/выключения и блок питания.The closest analogue of the presented utility model is the WeWALK 541050 smart cane, described in the “WeWALK 541050 smart cane user manual”, 03/30/2022, https://ru.manuals.plus/wewalk/541050-smart-cane-manual#axzz88bPrm9m6. The famous smart cane contains a wrist strap hole, a soft grip, tactile buttons, an ultrasonic sensor, a touchpad, an LED, a white cane adapter, an on/off button, and a power supply.
Недостатками известных устройств является то, что они представляют отдельные дорогостоящие трости с встроенным механизмом обнаружения препятствий, а не являются универсальным устройством для крепления на любую трость. Также в известных решениях отсутствует повышающий преобразователь для поднятия и стабилизации напряжения, нет переключателя для экономии заряда. Известные устройства не оснащены современным быстрым, оперативным, универсальным способом заряда аккумулятора.The disadvantages of the known devices are that they are separate, expensive canes with a built-in obstacle detection mechanism, and are not a universal device for attaching to any cane. Also, in known solutions there is no boost converter to raise and stabilize the voltage, and there is no switch to save charge. Known devices are not equipped with a modern fast, efficient, universal method of charging the battery.
Целью предложенной полезной модели является создание насадки на тактильную трость для предупреждения столкновений незрячих людей с нависающими препятствиями городской среды (таксофоны, клумбы, балконы, столбы и др.).The purpose of the proposed utility model is to create an attachment for a tactile cane to prevent collisions of blind people with overhanging obstacles in the urban environment (pay phones, flower beds, balconies, poles, etc.).
Технический результат предложенной полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей ультразвукового устройства-насадки на тактильную трость, обеспечивающих кратчайший интервал времени получения данных о геометрии окружающего пространства, о наличии опасности столкновения пользователя с препятствиями от высоты колена до высоты человеческого роста в автоматическом режиме, не требующем механического воздействия, направленного на поиск возможного наличия этих препятствий.The technical result of the proposed utility model is to expand the functionality of an ultrasonic device-attachment for a tactile cane, providing the shortest time interval for obtaining data on the geometry of the surrounding space, the presence of a danger of the user colliding with obstacles from knee height to human height in an automatic mode that does not require mechanical influence aimed at searching for the possible presence of these obstacles.
Технический результат достигается за счёт того, что насадка на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей, содержащая ультразвуковой датчик расстояния, микроконтроллер, по меньшей мере один светодиод, и блок питания, расположенные внутри корпуса, отличающаяся тем, что содержит повышающий преобразователь, электрически соединенный с микроконтроллером, ультразвуковой датчик расстояния расположен вдоль оси трости с направлением осей ультразвуковых потоков соответственно на препятствия, микроконтроллер выполнен с возможностью получения от ультразвукового датчика информации о расстоянии до препятствия, её обработки и передачи управляющего сигнала на контроллер и вибромотор, при этом в торцевой части корпуса выполнен паз цилиндрической формы, выполненный с возможностью крепления к трости посредством защёлок, при этом блок питания выполнен в виде аккумулятора, снабжённого контроллером заряда аккумулятора. Аккумулятор выполнен с возможностью беспроводной зарядки. Вибромотор выполнен с возможностью включения, если расстояние от ультразвукового датчика до препятствия меньше 1,2 м, и с возможностью выключения, если расстояние от ультразвукового датчика до препятствия больше 1,2 м.The technical result is achieved due to the fact that the attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people, containing an ultrasonic distance sensor, a microcontroller, at least one LED, and a power supply located inside the housing, characterized in that it contains a boost converter electrically connected with a microcontroller, the ultrasonic distance sensor is located along the axis of the cane with the direction of the axes of the ultrasonic flows respectively towards obstacles, the microcontroller is configured to receive information about the distance to the obstacle from the ultrasonic sensor, process it and transmit a control signal to the controller and vibration motor, while in the end part of the housing a cylindrical groove is made, designed to be attached to the cane using latches, while the power supply is made in the form of a battery equipped with a battery charge controller. The battery is designed for wireless charging. The vibration motor is configured to be turned on if the distance from the ultrasonic sensor to the obstacle is less than 1.2 m, and with the ability to be turned off if the distance from the ultrasonic sensor to the obstacle is more than 1.2 m.
Представленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.The presented utility model is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 представлена структурная схема насадки на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей.In fig. Figure 1 shows a block diagram of an attachment on a tactile cane for spatial orientation of blind people.
На фиг. 2 представлен фронтальный вид насадки на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей.In fig. Figure 2 shows a frontal view of the attachment on a tactile cane for spatial orientation of blind people.
На фиг. 3 представлен вид сверху насадки на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей.In fig. Figure 3 shows a top view of the attachment on a tactile cane for spatial orientation of blind people.
На фиг. 4 представлен вид сбоку насадки на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей.In fig. Figure 4 shows a side view of the attachment on a tactile cane for spatial orientation of blind people.
Насадка на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей содержит корпус 1, ультразвуковой датчик расстояния 2, вибромотор 3, повышающий преобразователь 4, аккумулятор 5, контроллер 6, контроллер заряда аккумулятора 7, беспроводную зарядку 8, переключатель 9, паз для крепления 10, защёлки 11, светодиод 12, микроконтроллер 13. The attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people contains a housing 1, an ultrasonic distance sensor 2, a vibration motor 3, a boost converter 4, a battery 5, a controller 6, a battery charge controller 7, wireless charging 8, a switch 9, a mounting groove 10, and latches. 11, LED 12, microcontroller 13.
Корпус насадки 1 выполнен из пластика белого цвета и устанавливается на любой белой трости вне зависимости от рукояти. The body of the attachment 1 is made of white plastic and is installed on any white cane, regardless of the handle.
Ультразвуковой датчик расстояния 2 – устройство, предназначенное для определения расстояния от датчика до объекта, содержащее излучатель, генерирующий ультразвуковые волны, приемник, кварцевый резонатор, резисторы, конденсаторы и микросхемы. Ultrasonic distance sensor 2 is a device designed to determine the distance from the sensor to an object, containing an emitter that generates ultrasonic waves, a receiver, a quartz resonator, resistors, capacitors and microcircuits.
Ультразвуковой датчик расстояния 2 закреплен неподвижно в корпусе 1 таким образом, чтобы обеспечить обнаружение препятствий в радиусе действия ультразвукового приёмоизлучателя, при этом ультразвуковой датчик 2 утоплен в корпусе 1 для защиты от дождя и солнца. Ультразвуковой датчик 2 излучает ультразвуковые продольные волны частотой 40 кГц, которые отражаются практически от любых поверхностей, даже прозрачных, а проводимые измерения будут наиболее точными, если датчик 2 направлен перпендикулярно объекту.The ultrasonic distance sensor 2 is fixedly fixed in the housing 1 in such a way as to ensure the detection of obstacles within the range of the ultrasonic transceiver, while the ultrasonic sensor 2 is recessed in the housing 1 for protection from rain and sun. Ultrasonic sensor 2 emits ultrasonic longitudinal waves with a frequency of 40 kHz, which are reflected from almost any surface, even transparent, and the measurements taken will be most accurate if sensor 2 is directed perpendicular to the object.
Приемоизлучатель улавливает любое препятствие в диапазоне 90 градусов по вертикали и по горизонтали, полностью исключает столкновение с препятствием от высоты колена до уровня человеческого роста, распознает расстояние и рассчитывают его. Диапазон расстояния – от 10 сантиметров до 2,5 метров. Информация передается на контроллер 6 и он, в зависимости от расстояния, передает сигнал на вибромотор 3. Происходит вибрация частотой 40 герц, и по трости она передается к человеку или устройство подает звуковой сигнал частотой 500-1400 герц посредством пьезоэлектрического динамика. The transceiver detects any obstacle within a range of 90 degrees vertically and horizontally, completely eliminates collision with obstacles from knee height to human height, recognizes the distance and calculates it. The distance range is from 10 centimeters to 2.5 meters. The information is transmitted to controller 6 and, depending on the distance, it transmits a signal to vibration motor 3. Vibration occurs with a frequency of 40 hertz, and it is transmitted along the cane to the person or the device emits a sound signal with a frequency of 500-1400 hertz through a piezoelectric speaker.
Ультразвуковой датчик 2 передает полученный сигнал на микроконтроллер 13, который в зависимости от расстояния передает управляющий сигнал на контроллер 6 и далее на вибромотор 3, происходит вибрация, и по трости она передается к человеку. Контроллер 6 работает на основе специально разработанной программы (алгоритма). Ultrasonic sensor 2 transmits the received signal to microcontroller 13, which, depending on the distance, transmits the control signal to controller 6 and then to vibration motor 3, vibration occurs, and it is transmitted through the cane to the person. Controller 6 operates on the basis of a specially developed program (algorithm).
Микроконтроллер 13 получает информацию о расстоянии до препятствия с ультразвукового датчика расстояния 2. Данные проходят через математический фильтр данных для удаления шума, установленный на микроконтролле, после чего происходит их обработка в специально разработанной программе. Если расстояние до препятствия, распознаваемое ультразвуковым датчиком расстояния 2, меньше 1,2 м, тогда на контроллер 6 передается команда (управляющий сигнал о включении), после чего включается вибромотор 3, если расстояние больше 1,2 м, тогда на контроллер 6 передается команда о выключении – вибромотор 3 отключается.Microcontroller 13 receives information about the distance to the obstacle from ultrasonic distance sensor 2. The data passes through a mathematical data filter to remove noise installed on the microcontroller, after which it is processed in a specially developed program. If the distance to the obstacle, recognized by the ultrasonic distance sensor 2, is less than 1.2 m, then a command is transmitted to the controller 6 (control signal to turn on), after which the vibration motor 3 is turned on, if the distance is more than 1.2 m, then a command is transmitted to the controller 6 about shutdown – vibration motor 3 is turned off.
Повышающий преобразователь 4 подключается от контроллера заряда аккумулятора 7. Контроллер заряда аккумулятора 7 нужен для заряда аккумулятора 5 и его защиты от перезаряда, переразряда и коротких замыканий. Повышающий преобразователь 4 электрически подключен к микроконтроллеру 13, выполняет функцию стабилизатора напряжения, а также предназначен для поднятия напряжения от 3.3 до 5 В. Boost converter 4 is connected from battery charge controller 7. Battery charge controller 7 is needed to charge battery 5 and protect it from overcharge, overdischarge and short circuits. Boost converter 4 is electrically connected to microcontroller 13, performs the function of a voltage stabilizer, and is also designed to raise the voltage from 3.3 to 5 V.
Конструктивно ультразвуковой датчик расстояния 2, вибромотор 3, повышающий преобразователь 4, аккумулятор 5, контроллер 6 и беспроводная зарядка 8 расположены внутри корпуса 1. Structurally, the ultrasonic distance sensor 2, vibration motor 3, boost converter 4, battery 5, controller 6 and wireless charging 8 are located inside housing 1.
Светодиод 12 используется для улучшения видимости незрячего человека для других в темноте, а также в качестве визуального ориентира рабочего состояния насадки. Светодиод 12 подключен к микроконтроллеру 13, работает совместно с вибромотором 3. Когда включается вибромотор 3 – зажигается светодиод 12, когда вибромотор 3 выключается – светодиод 12 гаснет. The LED 12 is used to improve the visibility of a blind person to others in the dark, and also as a visual reference to the operating status of the attachment. LED 12 is connected to microcontroller 13 and works together with vibration motor 3. When vibration motor 3 turns on, LED 12 lights up, when vibration motor 3 turns off, LED 12 goes off.
Насадка на тактильную трость для ориентации в пространстве незрячих людей функционирует следующим образом.The attachment on a tactile cane for spatial orientation of blind people functions as follows.
Незрячий человек устанавливает насадку на трость, помещая трость в паз 10 цилиндрической формы, расположенный в торцевой части корпуса 1 и закрепляет её с помощью защёлок 11. Далее пользователь включают переключатель 9 путем нажатия на кнопку, при этом должен загореться индикаторный светодиод 12 и прозвучать звуковой сигнал о включении, показывая тем самым рабочее состояние насадки. Для зарядки насадки используют аккумулятор 5, который подзаряжают с помощью беспроводной зарядки 8 (напряжение зарядки – 5 В, сила тока зарядки – 1 А). Заряда аккумулятора 5 хватает на неделю.A blind person installs the attachment on the cane, placing the cane in the cylindrical groove 10 located in the end part of the body 1 and secures it using latches 11. Next, the user turns on the switch 9 by pressing the button, the indicator LED 12 should light up and a sound signal should sound. about switching on, thereby indicating the working status of the nozzle. To charge the nozzle, use battery 5, which is recharged using wireless charging 8 (charging voltage - 5 V, charging current - 1 A). Battery charge 5 lasts for a week.
Ультразвуковой датчик расстояния 2 излучает сигнал частотой 40 кГц, который при отражении от препятствия, возвращается на насадку. Как только микроконтроллер 13 с помощью ультразвукового датчика расстояния 2 и на основе алгоритма обнаружит препятствие (зона эргономического пространства инвалида по зрению), он дает сигнал на вибромотор 3. Сигнал сработавшего вибромотора 3 ощущается человеком через рукоять тактильной трости в виде вибрации частотой 40 герц. Ultrasonic distance sensor 2 emits a signal with a frequency of 40 kHz, which, when reflected from an obstacle, returns to the nozzle. As soon as the microcontroller 13, using an ultrasonic distance sensor 2 and based on an algorithm, detects an obstacle (the zone of the ergonomic space of a visually impaired person), it gives a signal to the vibration motor 3. The signal of the triggered vibration motor 3 is felt by a person through the handle of a tactile cane in the form of vibration with a frequency of 40 hertz.
Пример достижения технического результата.An example of achieving a technical result.
Незрячий человек устанавливает насадку (габаритные размеры насадки: длина – 97,84 мм; ширина – 59 мм; высота – 40 мм; масса составляет 240 г) на трость Армед KR929 рядом с рукояткой, включает переключатель – устройство издает звуковой сигнал (писк) и вибросигнал. При приближении к препятствию (например, шлагбауму) на расстоянии 1,2 метра устройство подает вибросигнал на трость. Время реакции на препятствие – 0,012 секунды.A blind person installs the attachment (overall dimensions of the attachment: length - 97.84 mm; width - 59 mm; height - 40 mm; weight is 240 g) on the Armed KR929 cane next to the handle, turns on the switch - the device emits a sound signal (squeaking) and vibration signal When approaching an obstacle (for example, a barrier) at a distance of 1.2 meters, the device sends a vibration signal to the cane. Reaction time to an obstacle is 0.012 seconds.
Предлагаемая насадка на трость имеет незначительный вес, защищена от влаги и солнца, заряжается беспроводным способом, а главное оперативно сообщает о наличии препятствий в окружающем пространстве.The proposed attachment for the cane is lightweight, protected from moisture and sun, charges wirelessly, and most importantly, promptly reports the presence of obstacles in the surrounding space.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU224760U1 true RU224760U1 (en) | 2024-04-02 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3109668A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Gosense | Handheld apparatus for a visually impaired user |
RU182221U1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-08-07 | Суфия Михайловна Каптикова | Blind and visually impaired navigation device |
RU2016120110A (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОзрение" | METHOD AND SYSTEM OF PRECISION LOCALIZATION OF A WEAKLY-VISIBLE OR BLIND MAN |
ES2703146T3 (en) * | 2013-01-08 | 2019-03-07 | Tec Innovation Gmbh | Help for the orientation of the blind and people with reduced vision with a device for the detection of an environment |
JP6699665B2 (en) * | 2015-09-08 | 2020-05-27 | ソニー株式会社 | Information processing apparatus, information processing method, and program |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2703146T3 (en) * | 2013-01-08 | 2019-03-07 | Tec Innovation Gmbh | Help for the orientation of the blind and people with reduced vision with a device for the detection of an environment |
EP3109668A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Gosense | Handheld apparatus for a visually impaired user |
JP6699665B2 (en) * | 2015-09-08 | 2020-05-27 | ソニー株式会社 | Information processing apparatus, information processing method, and program |
RU2016120110A (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПРОзрение" | METHOD AND SYSTEM OF PRECISION LOCALIZATION OF A WEAKLY-VISIBLE OR BLIND MAN |
RU182221U1 (en) * | 2017-12-18 | 2018-08-07 | Суфия Михайловна Каптикова | Blind and visually impaired navigation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4139840B2 (en) | Information processing apparatus, portable device, and information processing method | |
US5097856A (en) | Electronic talking stick for the blind | |
US20090223546A1 (en) | Multi-function cane | |
CN211326638U (en) | Intelligent blind guiding robot | |
CN104367447A (en) | Auxiliary walking system and method | |
CN109925171B (en) | Multifunctional navigation equipment | |
WO2018082264A1 (en) | Headphone-type smart guide system | |
RU224760U1 (en) | Attachment for a tactile cane for spatial orientation of blind people | |
KR20110003971A (en) | Walking stick for blind person | |
WO2001087202A1 (en) | Apparatus for bodily sensation of information | |
CN205585960U (en) | Robot of sweeping floor based on ultracapacitor system | |
KR101662914B1 (en) | Front detection device of glasses type | |
JPH1043263A (en) | Walking aid for blind person | |
WO2018082273A1 (en) | Wearable guide apparatus | |
JP2002330807A (en) | Walking stick for blind person | |
CN211461092U (en) | Wearable blind guiding system | |
CN211912164U (en) | Novel artificial intelligence's special supplementary walking equipment of blind person | |
ES2254837T3 (en) | PORTABLE MOBILITY HELP FOR VISually DISABLED PEOPLE. | |
CN203694156U (en) | Ultraviolet sterilization device | |
KR101775562B1 (en) | Variable type protective device for blind animal and protective and method using the same | |
CN201324348Y (en) | Novel walking stick for blind persons | |
CN114860061A (en) | Mobile robot and awakening method thereof | |
CN109925170A (en) | A kind of blind person and amblyopia group navigation equipment | |
CN215960993U (en) | Intelligent walking guide stick for blind person | |
CN221013849U (en) | Dual-channel early warning path-exploring device |