一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，包括導(dǎo)盲手杖和埋設(shè)有RFID電子標(biāo)簽的導(dǎo)盲軌道，導(dǎo)盲手杖包括手杖本體和光電兩輪車，手杖本體一端設(shè)有手柄，另一端通過360度轉(zhuǎn)向頭與光電兩輪車連接，手杖本體內(nèi)設(shè)有釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器，釋熱紅外感應(yīng)器、揚(yáng)聲器均與光電兩輪車連接，手柄處設(shè)有按鈕組件；光電兩輪車包括單片機(jī)、陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)、編碼器和車輪，陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器和電機(jī)驅(qū)動電路均與單片機(jī)連接，電機(jī)分別連接電機(jī)驅(qū)動電路和車輪，編碼器分別連接單片機(jī)和車輪，單片機(jī)分別連接釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有操作方便、安全性高等優(yōu)點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種盲人引導(dǎo)系統(tǒng)，尤其是涉及一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，適用于 地鐵、機(jī)場等復(fù)雜公共場所。 一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 白色柺杖是最原始至今也仍是盲人最普遍使用的行進(jìn)輔助工具，通過一根拐杖， 盲人可以察覺出地上的障礙物、路面的不平坦、坑洞與臺階等等環(huán)境中的狀況，然而要在某 些人流密集，道路復(fù)雜的地鐵、飛機(jī)等站點，通過自己準(zhǔn)確的到達(dá)指定服務(wù)、乘車點還相對 比較困難。導(dǎo)盲犬是提供盲人行進(jìn)輔助的另一個選擇，然而導(dǎo)盲犬是否可以在諸如此類的 公共場合被使用，卻一直存在著很大的爭議。
[0003] 盲人通過手杖或足底來人為感知道路，盲人所得到的道路信息單一，且不準(zhǔn)確，容 易發(fā)生誤判。而目前道路情況復(fù)雜多變，如果盲人得到的道路信息不準(zhǔn)確，就容易使盲人迷 失方向，甚至威脅到盲人的生命安全，因此需要設(shè)計出一套導(dǎo)盲系統(tǒng)能夠記錄較多的道路 信息，且能準(zhǔn)確的相關(guān)道路信息傳遞給盲人，便于盲人的識別。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作方便、 安全性高的盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)。
[0005] 本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，包括導(dǎo)盲手杖和埋設(shè)有RFID電子標(biāo)簽的導(dǎo)盲軌道，所述 的導(dǎo)盲手杖包括手杖本體和光電兩輪車，所述的手杖本體一端設(shè)有手柄，另一端通過360 度轉(zhuǎn)向頭與光電兩輪車連接，所述的手杖本體內(nèi)設(shè)有釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器，所述的釋 熱紅外感應(yīng)器、揚(yáng)聲器均與光電兩輪車連接，所述的手柄處設(shè)有按鈕組件；
[0007] 所述的光電兩輪車包括單片機(jī)、陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器、電機(jī)驅(qū)動電 路、電機(jī)、編碼器和車輪，所述的陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器和電機(jī)驅(qū)動電路均與單 片機(jī)連接，所述的電機(jī)分別連接電機(jī)驅(qū)動電路和車輪，所述的編碼器分別連接單片機(jī)和車 輪，所述的單片機(jī)分別連接釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器；
[0008] 所述的光電兩輪車前端設(shè)有攝像頭傳感器和照明燈，光電兩輪車底部設(shè)有與RFID 電子標(biāo)簽通信連接的RFID閱讀器，該RFID閱讀器與單片機(jī)連接。
[0009] 所述的光電兩輪車還設(shè)有四個電感線圈，分別與單片機(jī)連接。
[0010] 所述的按鈕組件包括手杖總開關(guān)控制鈕、兩輪車開關(guān)鈕、兩輪車速度調(diào)節(jié)滾輪以 及揚(yáng)聲器調(diào)節(jié)鈕。
[0011] 所述的手杖本體為空心的圓柱狀連接桿。
[0012] 所述的導(dǎo)盲軌道包括基板，基板上設(shè)有引導(dǎo)線，引導(dǎo)線下鋪設(shè)有通入交變電流的 漆包線，所述的引導(dǎo)線與基板的顏色不同。
[0013] 所述的漆包線的直徑為0· lmm-0· 3mm。
[0014] 所述的基板為白色，引導(dǎo)線為黑色。
[0015] 所述的導(dǎo)盲軌道在岔道口處設(shè)有貼于墻面的障礙物。
[0016] 所述的導(dǎo)盲軌道鑲嵌于地板瓷磚內(nèi)部。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0018] 1)本實用新型通過光電兩輪車與導(dǎo)盲軌道的電磁效應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)航，穩(wěn)定、可靠地引 導(dǎo)盲人沿著既定的路徑行走；
[0019] 2)本實用新型手杖本體通過轉(zhuǎn)向頭與光電兩輪車連接，運動靈活，可實現(xiàn)360度 空間自由控制；
[0020] 3)本實用新型將按鈕組件設(shè)置在手柄處，可方便實現(xiàn)車體啟動、停止控制、車速、 音量切換等功能性操作；
[0021] 4)本實用新型采用紅外熱釋傳感器，實現(xiàn)對半徑2米范圍內(nèi)人和動物的預(yù)警，提 高安全性；
[0022] 5)本實用新型的RFID電子標(biāo)簽內(nèi)存儲有公共設(shè)施以及方向等信息，通過導(dǎo)盲手 杖上的RFID閱讀器和揚(yáng)聲器，給予盲人語音導(dǎo)盲提不，提高安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型光電兩輪車的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025] 圖3為光電兩輪車上電感線圈的布置圖；
[0026] 圖4為本實用新型導(dǎo)盲軌道示意圖；
[0027] 圖5為地鐵站系統(tǒng)導(dǎo)盲軌道安裝示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實施例以本實用新型 技術(shù)方案為前提進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保 護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0029] -種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，包括導(dǎo)盲手杖和埋設(shè)有RFID電子標(biāo)簽的導(dǎo)盲軌道，如圖 1所示，導(dǎo)盲手杖包括手杖本體8和光電兩輪車，手杖本體8為空心的圓柱狀連接桿，手杖本 體8-端設(shè)有手柄1，另一端通過360度轉(zhuǎn)向頭與光電兩輪車連接，手杖本體8內(nèi)設(shè)有釋熱 紅外感應(yīng)器4和揚(yáng)聲器3,手柄1處設(shè)有按鈕組件2,按鈕組件2包括手杖總開關(guān)控制鈕、兩 輪車開關(guān)鈕、兩輪車速度調(diào)節(jié)滾輪以及揚(yáng)聲器調(diào)節(jié)鈕，通過按鈕組件可實現(xiàn)手杖開啟關(guān)閉 控制、小車開啟關(guān)閉控制、小車速度調(diào)節(jié)、揚(yáng)聲器音量調(diào)節(jié)等功能性操作。
[0030] 如圖2所示，光電兩輪車包括單片機(jī)13、陀螺儀9、加速度傳感器10、電磁傳感器 15、電機(jī)驅(qū)動電路11、電機(jī)12、編碼器14和車輪5,陀螺儀9、加速度傳感器10和電機(jī)驅(qū)動 電路11分別連接單片機(jī)13,電機(jī)12分別連接電機(jī)驅(qū)動電路11和車輪5,編碼器14分別連 接單片機(jī)13和車輪5,單片機(jī)13分別連接釋熱紅外感應(yīng)器4和揚(yáng)聲器3。單片機(jī)13采用 MC9S12XS128芯片，陀螺儀9為ENC-03陀螺儀，加速度傳感器10為MMA7631三軸加速度計， 提供實時的角度信息，實現(xiàn)車頭保持平衡。電磁傳感器15檢測光電兩輪車中軸與軌道導(dǎo)線 的偏離程度，控制兩個車輪差速運行實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。編碼器14為電增量式編碼器。電機(jī)驅(qū)動電 路11采用由BTS7970為主芯片的驅(qū)動電路板，通過Η型全橋式電路驅(qū)動直流電機(jī)實現(xiàn)電機(jī) 驅(qū)動功能，驅(qū)動光電兩輪車按預(yù)定路線行進(jìn)。
[0031] 如圖3所示，光電兩輪車上安裝有四個電感線圈，電感線圈與單片機(jī)連接，分別感 應(yīng)陀螺儀信號、加速度信號、電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號、電磁偏差信號，實現(xiàn)對車頭直立，速度，方 向的控制。
[0032] 光電兩輪車前端設(shè)有攝像頭傳感器和照明燈6,光電兩輪車底部設(shè)有與RFID電子 標(biāo)簽通信連接的RFID閱讀器7,該RFID閱讀器7與單片機(jī)連接。
[0033] 如圖4所示，導(dǎo)盲軌道包括基板16,基板16上設(shè)有引導(dǎo)線17,基板16為白色，弓丨 導(dǎo)線17為黑色，引導(dǎo)線下鋪設(shè)有直徑為0. lmm-0. 3mm的漆包線，漆包線內(nèi)通有20KHz，100mA 的交變電流，頻率范圍20K±2K，電流范圍50mA-150mA。RFID電子標(biāo)簽18埋設(shè)在導(dǎo)盲軌道 內(nèi)。導(dǎo)盲軌道在岔道口處設(shè)有貼于墻面20的障礙物19。導(dǎo)盲軌道鑲嵌于地板瓷磚內(nèi)部， 不突出地面，由入站位置通向無障礙電梯，通向各個乘車點、服務(wù)點、廁所等位置，如圖5所 /_J、1 〇
[0034] 當(dāng)盲人進(jìn)入地鐵站等復(fù)雜場所時，首先在工作人員的幫助下找到導(dǎo)盲軌道，將手 杖置于軌道上方，然后按下位于導(dǎo)盲手杖手柄處的手杖總開關(guān)控制鈕開啟手杖，隨后所有 手杖系統(tǒng)進(jìn)入開啟模式。在遇到岔路時，光電兩輪車的車頭撞到位于岔路口的障礙物，盲人 做出反應(yīng)關(guān)閉小車，位于光電兩輪車下端的RFID閱讀器7讀取到軌道下方的RFID電子標(biāo) 簽內(nèi)的路況信息（包括岔路口的下一個站信息、路口周邊信息以及最終目的地信息），路況 信息通過揚(yáng)聲器3播放，信息播放完后盲人做出判斷，順著障礙物可實現(xiàn)手杖轉(zhuǎn)向，控制開 啟小車后尋找下一目標(biāo)。在遇到出現(xiàn)在盲人前方一定角度和距離范圍內(nèi)的行人時，位于手 杖本體中央的釋熱紅外感應(yīng)器4感應(yīng)到行人并反饋到單片機(jī)13,單片機(jī)13控制揚(yáng)聲器3實 現(xiàn)報警，提醒路人注意。在軌道檢測、路況播報以及人體檢測的共同協(xié)作下，導(dǎo)盲手杖引導(dǎo) 盲人最終安全、準(zhǔn)確地到達(dá)目的地。
【權(quán)利要求】
1. 一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)盲手杖和埋設(shè)有RFID電子標(biāo)簽的導(dǎo)盲 軌道，所述的導(dǎo)盲手杖包括手杖本體和光電兩輪車，所述的手杖本體一端設(shè)有手柄，另一端 通過360度轉(zhuǎn)向頭與光電兩輪車連接，所述的手杖本體內(nèi)設(shè)有釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器， 所述的釋熱紅外感應(yīng)器、揚(yáng)聲器均與光電兩輪車連接，所述的手柄處設(shè)有按鈕組件； 所述的光電兩輪車包括單片機(jī)、陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路、電 機(jī)、編碼器和車輪，所述的陀螺儀、加速度傳感器、電磁傳感器和電機(jī)驅(qū)動電路均與單片機(jī) 連接，所述的電機(jī)分別連接電機(jī)驅(qū)動電路和車輪，所述的編碼器分別連接單片機(jī)和車輪，所 述的單片機(jī)分別連接釋熱紅外感應(yīng)器和揚(yáng)聲器； 所述的光電兩輪車前端設(shè)有攝像頭傳感器和照明燈，光電兩輪車底部設(shè)有與RFID電 子標(biāo)簽通信連接的RFID閱讀器，該RFID閱讀器與單片機(jī)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的光電兩輪車上 還設(shè)有四個電感線圈，分別與單片機(jī)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的按鈕組件包括 手杖總開關(guān)控制鈕、兩輪車開關(guān)鈕、兩輪車速度調(diào)節(jié)滾輪以及揚(yáng)聲器調(diào)節(jié)鈕。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的手杖本體為空 心的圓柱狀連接桿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)盲軌道包括 基板，基板上設(shè)有引導(dǎo)線，引導(dǎo)線下鋪設(shè)有通入交變電流的漆包線，所述的引導(dǎo)線與基板的 顏色不同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的漆包線的直徑 為 0· 1mm-Q. 3mm η
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的基板為白色，引 導(dǎo)線為黑色。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)盲軌道在岔 道口處設(shè)有貼于墻面的障礙物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盲人引導(dǎo)手杖系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)盲軌道鑲嵌 于地板瓷磚內(nèi)部。
【文檔編號】A61H3/02GK203898662SQ201420175434
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】郭鴻宇, 崔平, 戎自強(qiáng) 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)