[實用新型]一種超聲波探測導盲杖及控制系統

有效

• 申請號: 201820264100.9
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN211705230U
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 程大國
• 申請（專利權）人: 程大國
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強

本實用新型公開了一種超聲波探測導盲杖及控制系統，它解決了現有技術中電子導盲杖的探測距離較近、掃描不全、探測精度不高的問題，具有能夠無間隙的探測障礙、操作方便、能夠精確探測到障礙物與人體的間距的效果；其技術方案為：包括杖桿、手柄、驅動裝置、連接軸和探測裝置，所述連接軸與杖桿相連，連接軸的一端連接驅動裝置，連接軸的另一端設有探測裝置；探測裝置包括超聲波發射器和超聲波接收器；手柄垂直于杖桿，連接軸垂直于手柄和杖桿；連接軸的一端分別設有方向完全相反的兩個反射罩，反射罩的內側固定有超聲波發射器，連接軸上與超聲波發射器同側設置超聲波接收器，兩個超聲波發射器的波束中軸線垂直于連接軸并且在同一條直線上。

技術領域

本實用新型涉及導盲杖領域，尤其涉及一種超聲波探測導盲杖及控制系統。

背景技術

世界上視覺障礙者數量眾多，他們只能通過感覺來獲取信息。盲人生活在黑暗的世界中，給工作、生活、社交活動帶來很大的困難，如何安全行走，成為盲人生活中最大的問題。因此，導盲杖成為盲人生活中不可或缺的工具。

現有導盲杖多為一根拐杖，盲人通過手握拐杖，供拐杖的端部觸碰路面以感知障礙物的位置；這種方式主要依靠的是盲人的經驗，很多障礙物存在觸碰不到的情況，因此，使用拐杖類導盲杖并不能為盲人帶來很大的便利。

目前，電子導盲杖應運而生。例如，安裝紅外傳感器的導盲杖，通過紅外線傳感器感應路面情況，但是這種導盲杖易受環境影響、探測距離較近；也有一些安裝超聲波傳感器的導盲杖，但是其發射角度太大，容易出現掃描不全的現象。

綜上所述，現有技術中對于如何設計一種無間隙掃描的導盲杖問題，尚缺乏有效的解決方案。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種超聲波探測導盲杖及控制系統，其具有能夠無間隙的探測障礙、操作方便、能夠精確探測到障礙物與人體的間距、能夠將所需障礙物信息通過語音告知盲人的效果。

本實用新型采用下述技術方案：

一種超聲波探測導盲杖，包括杖桿和手柄，還包括驅動裝置、連接軸和探測裝置，所述連接軸與杖桿相連，連接軸的一端由驅動裝置提供動力，連接軸的另一端設有探測裝置；

其中，探測裝置包括超聲波發射器和超聲波接收器，超聲波發射器發出的錐形波束在驅動裝置的帶動下實現無間隙掃描。

進一步的，所述手柄垂直于杖桿，連接軸垂直于手柄和杖桿；所述連接軸的一端分別設有方向完全相反的兩個反射罩，反射罩的內側固定有超聲波發射器，連接軸上與超聲波發射器同側設置超聲波接收器，兩個超聲波發射器的波束中軸線垂直于連接軸并且在同一條直線上。

進一步的，所述連接軸與杖桿的連接部位設有用于檢測波束中軸線與杖桿的夾角的角度傳感器。

進一步的，所述連接軸的一端分別設有方向完全相反的反射罩，超聲波發射器通過伸縮機構設于反射罩的內側以實現超聲波發射器發射波束角可調，超聲波接收器設于反射罩相同一側。

進一步的，所述手柄上安裝有用于檢測手柄轉動角度的電子羅盤，所述杖桿上設有檢測杖桿傾斜角的重力感應器；所述手柄上設有第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵。

進一步的，所述超聲波發射器發射波束的角度為6°～0°。

一種超聲波探測導盲控制系統，包括CPU、超聲波發射器和超聲波接收器，超聲波發射器發射信號輸入端與CPU的控制信號輸出端連接，超聲波接收器接收信號端輸出端與CPU的檢測信號輸入端連接；所述CPU根據超聲波發射器發出波束的時間、超聲波接收器接收波束的時間、聲速、角度傳感器、電子羅盤顯示的夾角、重力感應器測出的角度、杖桿與連接軸的交點到杖桿底端的距離計算出杖桿距障礙物的水平距離、垂直距離和電子羅盤的指南針與手柄的夾角；CPU根據超聲波發射器發出脈沖的調整好的波束角和發射脈沖間隔時間確定上下掃描的轉速及杖桿轉速。