一种用于智力视力障碍行走辅助的智能拐杖的制作方法

本发明涉及生活辅助工具，尤其是一种用于智力视力障碍行走辅助的智能拐杖，属于智能生活用品技术领域。

背景技术：

我国有大量的老年智呆和弱视力等智力视力障碍人群，以及行动不便的老年人群，其中弱视力人群的数量大约有7亿，是世界上重度弱视力患者最多的国家，并且随着学业任务的繁重、电子产品和科学技术的发展，青少年近视、弱视的人数也在逐年递涨。有关调查表明，中国如果按照当前的形式持续发展下去，到2022年盲人数量将会大趋势增长，约为现数目的5至6倍。作为一个不可忽视的群体，他们的生活受到社会与政府部门的广泛关注。而且目前城市中的交通越来越拥挤，这对于外出行走的重度弱视力患者无疑造成了巨大的安全隐患。为了提高重度弱视力患者及行动不便智力衰退患者的生活质量，方便患者出行，需要设计一款能够辅助外出行走的智能拐杖产品。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于解决现目前市场上缺少能够辅助视力弱势人群外出行走工具的问题，而提供一种具有较高的智能化、而且操控简便的智能拐杖。

本发明的技术方案：一种用于智力视力障碍行走辅助的智能拐杖，它包括手柄和拐杖柱体，其特征在于，在所述手柄内安装有控制装置，在所述拐杖柱体内安装有超声波传感器；所述控制装置包括ecu模块、语音模块、定位导航模块、障碍物报警模块、电源模块和音乐模块；

所述电源模块的输出端与ecu模块的输入端相连，所述电源模块用于给ecu模块供电；

所述ecu模块的输出端与障碍物报警模块的输入端相连，障碍物报警模块在接收到ecu模块输出的报警信号后发出报警提示；

所述语音模块与ecu模块双向通信连接，语音模块在接收到ecu模块的语音控制信号时播报语音信息；

所述定位导航模块与ecu模块双向通信连接，定位导航模块与导航卫星通信连接并获取位置信号，定位导航模块将所述位置信号发送给ecu模块，ecu模块接收到位置信号后，再通过定位导航模块将所述位置信号发送给通信终端；

所述音乐模块与ecu模块双向通信连接，音乐模块在接收到ecu模块的音乐控制信号时播放音乐；

所述超声波传感器实时接收ecu模块的控制信号，同时超声波传感器将检测到的距离信号反馈给ecu模块，ecu模块根据接收到的距离信号控制障碍物报警模块发出报警提示；

在所述手柄表面设有控制开关按钮、求救开关按钮、音乐开关按钮和电源开关按钮，所述的控制开关按钮、求救开关按钮、音乐开关按钮和电源开关按钮分别连接到ecu模块的输入端；ecu模块在接收到对应的开关按钮信号后，输出控制信号指示对应的功能模块工作。

优化地，本发明中，在所述拐杖柱体的下部设有可伸缩柱体机构，所述超声波传感器将检测得到的位移值实时的传递给ecu模块，ecu模块在接收到位移值信号后控制所述可伸缩柱体机构动作。

进一步地，所述ecu模块的型号为stm32f103c8t6。所述超声波传感器的型号为acs758lcb-050b-pff-t。所述语音模块的型号为tts。所述定位导航模块的型号为韩松k6。所述障碍物报警模块的型号为tcrt5000。所述电源模块的型号为5vlp102050-1500。所述音乐模块的型号为n910x。

本发明的创新点在于，通过在拐杖上安装控制装置，来实现不同的控制功能，达到辅助行走的目的。其中，所述控制装置工作时，是由人手动按下电源开关按钮，此时控制装置通电，ecu模块初始化，各个模块处于待机状态；当再次按下电源开关按钮后，控制装置断电，各个模块关机。在待机状态下，使用者根据所需的功能，可以按下对应的功能按钮。当按下控制开关按钮时，障碍物报警模块和超声波传感器同时启动，用于检测前方是否出现障碍物，以及障碍物与拐杖之间的距离，当障碍物的距离小于预设的数值时，ecu模块发出命令给语音模块，此时语音模块发出报警提示音，警示前方有障碍物，提醒避让；同时，ecu模块还发出命令，控制可伸缩柱体机构升高或者降低，以此适应不同的地形情况。本发明中，由于可伸缩柱体机构采用的是现有的机械结构以及电路控制单元，而且ecu模块对可伸缩柱体机构的控制也是本领域技术人员常规的操作方式，因此在此不对此作更多的介绍。当使用者按下求救开关按钮时，定位导航模块工作，定位导航模块采集实时的位置信息，并将该位置信息发送给ecu模块，ecu模块接收并分析位置信息后，再通过定位导航模块把位置信息以及求救信号发送到预存的通信终端上，例如手机，这样就方便使用者的家人及时的赶到求救位置。当使用者按下音乐开关按钮时，ecu模块发出命令控制音乐模块工作，此时音乐模块加载预置的音乐文件并开始播放，当再次按下音乐开关按钮时，停止播放音乐。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明以拐杖为原型，通过在拐杖内部安装硬件，应用了gps、语音功能、超声波、线性传感器以及app等新技术，能够实现对前方障碍物实时探知报警、位置等信息的语音提示等功能，gps功能和语音功能可规划出行的路线，引导重度弱视力患者到达目的地。

2、本发明的智能拐杖能智能探测识别全方位环境，在周围有障碍或交通路况能及时用语音或震动提醒智能拐杖使用人员，同时具有定位功能，智能拐杖使用人员能向亲人发送自己准确的位置，以及在人员出现意外或紧急情况下能向亲人发出信号。

3、本发明在保证拐杖功能齐全的情况下，减小了拐杖的重量和体积，且价格便宜；不仅可以安全可靠的帮助患者出行，给患者带来很多方便，也可以供给老年人、登山爱好者使用，经过多次试验，达到了预设计的功能，市场广阔，实用性强。

附图说明

图1为本发明一种用于智力视力障碍行走辅助的智能拐杖的结构示意图。

图2为本发明中控制装置的电路结构框图。

图3为本发明的工作原理图。

图中，1—手柄，2—拐杖柱体，3—控制装置，31—ecu模块，32—语音模块，33—定位导航模块，34—障碍物报警模块，35—电源模块，36—音乐模块，4—超声波传感器，51—控制开关按钮，52—求救开关按钮，53—音乐开关按钮，54—电源开关按钮，6—可伸缩柱体机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的一种用于智力视力障碍行走辅助的智能拐杖，包括手柄1和拐杖柱体2，在所述手柄1内安装有控制装置3，在所述拐杖柱体2内安装有超声波传感器4；所述控制装置3包括ecu模块31、语音模块32、定位导航模块33、障碍物报警模块34、电源模块35和音乐模块36。

所述电源模块35的输出端与ecu模块31的输入端相连，所述电源模块35用于给ecu模块31供电；

所述ecu模块31的输出端与障碍物报警模块34的输入端相连，障碍物报警模块34在接收到ecu模块31输出的报警信号后发出报警提示；

所述语音模块32与ecu模块31双向通信连接，语音模块32在接收到ecu模块31的语音控制信号时播报语音信息；

所述定位导航模块33与ecu模块31双向通信连接，定位导航模块33与导航卫星通信连接并获取位置信号，定位导航模块33将所述位置信号发送给ecu模块31，ecu模块接收31到位置信号后，再通过定位导航模块33将所述位置信号发送给通信终端；

所述音乐模块36与ecu模块31双向通信连接，音乐模块36在接收到ecu模块31的音乐控制信号时播放音乐；

所述超声波传感器4实时接收ecu模块31的控制信号，同时超声波传感器4将检测到的距离信号反馈给ecu模块31，ecu模块31根据接收到的距离信号控制障碍物报警模块34发出报警提示；

本发明中，在所述手柄1表面设有控制开关按钮51、求救开关按钮52、音乐开关按钮53和电源开关按钮54，所述的控制开关按钮51、求救开关按钮52、音乐开关按钮53和电源开关按钮54分别连接到ecu模块31的输入端；ecu模块31在接收到对应的开关按钮信号后，输出控制信号指示对应的功能模块工作。在所述拐杖柱体2的下部设有可伸缩柱体机构6，所述超声波传感器4将检测得到的位移值实时的传递给ecu模块31，ecu模块31在接收到位移值信号后控制所述可伸缩柱体机构6动作。

本发明中，所述ecu模块31的型号为stm32f103c8t6。所述超声波传感器4的型号为acs758lcb-050b-pff-t。所述语音模块32的型号为tts。所述定位导航模块33的型号为韩松k6。所述障碍物报警模块34的型号为tcrt5000。所述电源模块35的型号为5vlp102050-1500。所述音乐模块36的型号为n910x。

本发明的整个系统采用模块化设计，主要由定位导航模块、语音模块、超声波传感器、用户终端等模块组成。实现了障碍探测、方位辨识、紧急呼救等功能，并且所有功能均伴有语音提示。为了使设计更加人性化，该系统设置了功能按键，使用者可以通过按键实现各个功能之间的切换。操作更加简单、便捷，同时它对提高人体智能化设计起到重要的意义。定位导航模块采集数据通过卫星传达给地面中心站从而精确计算出地理位置，将位置信息传达给用户终端，并经过语音系统处理进行播报，用户也可以通过语音输入位置信息，经过语音系统反馈给定位导航模块，定位导航模块进行定位导航并规划行路方案，在通过语音系统处理进行播报。超声波传感器是利用超声波的特性用于产生和接收超声波的器件，利用声波往返时间来测量距离，并反馈给用户终端，警示用户前方障碍物，大量用户终端是具有定位导航芯片和语音系统芯片的智能导盲拐杖，通过这两个重要芯片来实现导盲引路的功能。

本发明的智能拐杖能智能探测识别全方位环境，在周围有障碍或交通路况能及时用语音或震动提醒智能拐杖使用人员。同时具有定位功能，智能拐杖使用人员能向亲人发送自己准确的位置，在人员出现意外或紧急情况下能向亲人发出信号（自动/手动）。进一步的还能调整拐杖的高度，并可扩展功能，例如可以向周围汽车共享自己位置以向开车人员提醒谨慎开车。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。