专利名称：手电式音阶语言导盲器的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种手电式音阶语言导盲器，它属于盲人行走辅助工具。
现有的导盲器、导盲眼镜不能明确告诉盲人前方障碍物的距离、外形。如专利申请号为85100707的“一种作用距离可控的超声导盲眼镜”的发明技术，它给盲人的是一连串改变重复周期和频率的声音信号，盲人难以通过这种声音脉冲确定障碍物的距离、形状。
本发明的目的就是提供一种易于指示前方障碍物的距离和形状的导盲器。
本发明是这样实现的它是由发射换能器1、接收换能器2、超声波收发器3、微处理机4、扬声器7、电池8、机壳9和音阶集成电路5、语音集成电路6等部件组成。通过音阶和语言来指示前进方向的道路平正度与障碍物的形状、距离。发射换能器1采用T40超声波发射换能器，它安装于机壳9的前窗10一侧。接收换能器2采用R40超声波接收换能器，它装于机壳9的前窗10另一侧。超声波收发器3采用LM1812超声波收发器，它装在机壳9前端。微处理机4采用8751型，装置在机壳9中部一侧。音阶集成电路5采用HT-15型，语音合成集成电路6采用M50800型。超声波收发器3、微处理机4、音阶集成电路5和语言集成电路6等都装置在电路板11上。发射换能器1将电脉冲转换成超声波，接收换能器2将接收到的超声波转换成电脉冲。超声波收发器3在微处理机4的控制下驱动发射换能器1发射超声波，并接收回波电脉冲信号，送入微处理机4。微处理机4产生电脉冲、产生键控信号、接收比较计算单位时间收到的脉冲数，并换算出距离，输出控制脉冲给音阶集成电路5或语音集成电路6。
在机壳9的后部装有电池8。
本发明的主要特点是采用音阶指示前方障碍物的距离，一个音阶代表一特定距离1代表障碍物距离5m，2代表4.5m，3代表4m，4代表3.5m，5代表3m，6代表2.5m，7代表2m，i代表1.5。采用音阶变化的连续与否判断前方路面的平整度。变动发射度与发射位置，探测障碍物的外形。采用语言直接告诉盲人障碍物临近的危险距离，并提醒盲人“注意危险”等。
本产品采用回声测距测形的基本原理，由装在导盲器前部的发射换能器发射超声波，接收换能器接收回波信号，测定发射到接收到回波所需的时间，将此时间代入下面公式，即可求出距离D2D＝vt＝331tD＝166t(m)导盲器中的微处理机4计算出距离后，按距离的远近输出控制脉冲，音阶集成电路收到该控制脉冲后，即发出相应的音阶电信号驱动扬声器7发声，如果语言集成电路收到控制脉冲，即发出语言电信号驱动扬声器。
本发明的优点1.通过音阶的不同变化来表示物体的外形与距离，障碍物的信息单一，指示明确，很易分档，使盲人虽看不见，但可利用听到的不同音阶了解与判断物体的形状和距离，从而减轻了盲人的精神负担。
2.通过音阶变化的连续性来表示前方路面的平整度。
3.手电方式的导盲器便于改变发射角度和发射位置。
4.音阶的不同组合，构成了音乐，增加盲人的趣味性，减少枯躁感。
5.学习极为容易，不需经过特殊或长时间训练即可撑握操作。
下面将对本发明的主要技术特征通过实施例及附图做进一步详细说明。
图1是本发明形状示意图。
图2是本发明剖视图。
图3是本发明工作原理方框图。
图4是本发明电路图。
参照图1～4;本发明利用手电的外部造型，将发射换能器1、接收换能器2分别设置在机壳9的前窗部位，发射换能器1的作用是将电脉冲转换成超声波，接收换能器2的作用是将接收到的超声波转换成电脉冲。超声波收发器3焊接在电路板11上，它在微处理机4的控制下驱动发射换能器发射超声波，并接收放大接收换能器送来的电脉冲信号，送给微处理机4。微处理机4插接在电路板上，它产生电脉冲、产生键控信号、接收比较计算单位时间收到的脉冲数，再换算出距离，此外，输出控制脉冲给音阶集成电路5或语音集成电路6，音阶集成电路5焊接在线路板上，当信号线上出现电脉冲时输出端即输出音阶信号，语言集成电路6焊接在线路板上，当信号线上出现控制信号时输出端即输出内存中的语言信号“注意危险”。扬声器7用紧固件装于机壳内侧，它将电信号转换成声音。电池8设在线路板上，用卡子固定，给各部件供电。开关12设置在前窗10侧面。
音阶集成电路的功能当微处理机4根据发射超声波和接收到超声波信号的时间计算出障碍距离(时间×声速/2＝距离)后，即发出控制脉冲，距离是5m时P20口输出高电平到HT-15的2脚，扬声器发出1的音阶距离是4.5m时P21口输出高电平到3脚，扬声器发出2的音阶，距离是4m时P22口输出高电平到HT-15的4脚，扬声器发出3的音阶，距离是3.5m时P23口输出高电平到HT-15的5脚，扬声器发出4的音阶，距离是3m时P24口输出高电平到HT-15的6脚，扬声器发出5的音阶;距离是2.5m时P25口输出高电平到HT-15的7脚，扬声器发出6的音阶，距离是2m时P26口输出高电平到HT-15的8脚，扬声器发出7的音阶，距离是1.5m时P27口输出高电平到HT-15的9脚，扬声器发出高音i的音阶。
音阶简谱1234567i对应HT-15的23456789脚。
语言合成集成电路的作用当距离1m时，微处理机4从P30口输出高电平到m50800的Do端，语音合成集成电路即将事先存在片子中的语音“注意危险”输出，扬声器即发出“注意危险”。
信号流程合上开关K，电源接通→微处理机从P12脚输出开关脉冲信号给收发器的8脚，并开始计时→收发器接到开关信号，即驱动发射换能器发出超声波→1MS后，微处理机P12的开关信号变为低，即将收发器的发射状态转成接收状态。→收发器接收回波信号并放大，从16脚输出到微处理机的P13脚收到回波信号，计时停止→微处理机进行计算，将时间乘166，所得结果和程序中设定的距离进行比较，并根据比较的结果向P2口输出控制信号→HT-15音阶集成电路的2-9脚分别对应音阶1234567i，只要其中任一脚为高电平，则30.31脚即输出相应的音阶信号驱动扬声器。
→如距离小于1米，则微处理机向语音集成电路的Do信号线输出高电平，→语音集成电路则将事先存入片子内的语音信号输出，驱动扬声器工作，用语音直接报警(语音为注意危险！)。
使用方法测前方障碍物距离-打开电源开关12，将导盲器指向前方，如有障碍物，导盲器即根据其距离的远近发出音阶声响1代表障碍物距离5米，2代表4.5米，3代表4米，4代表3.5米，5代表3米，6代表2.5米，7代表2米，i代表1.5米。当障碍物到1米时，导盲器就发出“注意危险”的话，提醒盲人止步。
测前方障碍物外形-打开电源开关12，将导盲器从左到右、从上到下地探测，即可根据音阶的变化判断物体的宽度与高度。例如，从左边开始探测，导盲器发出音阶，即说明是物体的左边沿，到音阶停止时，即说明是物体的右边沿以此类推。
测前方路面平整情况-打开电源开关12，将导盲对着自己脚下，而后逐渐向前方探测，如音阶从高到低连续变化，即说明路面平整，如遇到坑或坎时，则音阶信号就会发生突变，此为不连续变化，暗示路面不平整，需小心前进或绕过。
权利要求
1.一种手电式音阶语言导盲器，它是由发射换能器1、接收换能器2、超声波收发器3、微处理机4、扬声器7、电池8、机壳9和音阶集成电路5、语音集成电路6等部件组成。通过音阶和语言来指示前进方向的道路平正度与障碍物的形状、距离(1)发射换能器1采用T40超声波发射换能器，它安装于机壳9的前窗10一侧；(2)接收换能器2采用R40超声波接收换能器，它装于机壳9的前窗10另一侧；(3)超声波收发器3采用LM1812超声波收发器，它装在机壳9前端；(4)微处理机4采用8751型，装置在机壳9中部一侧；(5)音阶集成电路5采用HT-15型，语音合成集成电路6采用M50800型；(6)超声波收发器3、微处理机4、音阶集成电路5和语言集成电路6等都装置在电路板11上；(7)发射换能器1将电脉冲转换成超声波，接收换能器2将接收到的超声波转换成电脉冲。超声波收发器3在微处理机4的控制下驱动发射换能器1发射超声波，并接收回波电脉冲信号，送入微处理机4。微处理机4产生电脉冲、产生键控信号、接收比较计算单位时间收到的脉冲数，并换算出距离，输出控制脉冲给音阶集成电路5或语音集成电路6。
2.如权利要求1所述的手电式音阶语言导盲器，其特征在于(1)采用音阶指示前方障碍物的距离，一个音阶代表一特定距离a)1代表障碍物距离5m;b)2代表4.5m;c)3代表4m;d)4代表3.5m;e)5代表3m;f)6代表2.5m;g)7代表2m;h)i代表1.5;(2)采用音阶变化的连续与否判断前方路面或物体的平整度。(3)变动发射角度与发射位置，探测障碍物的外形。(4)采用语言直接告诉盲人障碍物临近的危险距离，并提醒盲人“注意危险”。
全文摘要
本发明公开了一种手电式音阶语言导盲器，属于盲人行走辅助工具。它是由手电式外壳、发射换能器、接收换能器、超声波收发器、微处理机、扬声器、电池、音阶集成电路和语言集成电路等组成，所有部件都安装在手电式壳体内。采用了回声测距、测形的基本原理，通过音阶的不同变化来表示物体的外形与距离，障碍物的信息单一、指示明确、很易分档，使盲人可利用听到的不同音阶，清楚了解与判断物体的形状和距离，从而减轻了盲人的精神负担。
文档编号A61H3/06GK1049449SQ90108200
公开日1991年2月27日 申请日期1990年10月13日 优先权日1990年10月13日
发明者姜晓明, 宋志玲, 段志强, 王虹霞, 姜凌力, 邹海兰 申请人:宋志玲, 姜晓明