基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法与流程

本申请是申请日为2018年06月21日，申请号为cn20181064519.5的发明名称为基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置的分案申请。

本发明涉及盲人定向训练技术领域，具体为一种基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法。

背景技术：

盲人在户外行走时通过对到达两耳声音强度的差别以及声音到达两耳时间上的差别进行声源的定向和定位，大脑可以将声音与具体事物建立暂时的神经联系，个体即可通过听觉学习定向。

根据多普勒效应的原理，当某一物体发出同样声响时，距离越近则越响，距离越远贼越小，所以个体可以通过声音的大小来判断物体的远近，根据声音到达双耳的时间差可以判断声音的方向，通过转动身体或头部，可以使双耳的距离差和时间差不断变化，以便更加精确地判断声音的方向和位置。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法，解决了目前盲人在恢复正常行走过程中缺少定向训练装置的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法，包括底板，其特征在于：所述底板顶部的中部固定连接有两个固定板，且两个固定板的相对一侧分别与滚筒的左右两端活动连接，所述滚筒上套接有皮带，且皮带的前方设置有支撑板，所述支撑板的底部与底板的顶部固定连接，且底板顶部的左右两侧分别固定连接有两个支撑杆；

所述支撑杆相背底板的一端与固定环的底部固定连接，且固定环内壁的左右两侧均固定连接有握杆，所述固定环的下方设置有限位条，且限位条的背面固定连接在靠近底板顶部后侧的两个支撑杆上，所述限位条的左右两侧均开设有容纳槽，且两个容纳槽内均活动连接有销轴，两个所述销轴上均套接有转动杆，且两个转动杆的相背一端分别贯穿两个容纳槽并嵌有磁铁，所述限位条的内壁后侧上固定连接有气囊，且气囊顶部的中部插接有导气管的一端，所述导气管与气囊的内腔连通，且导气管远离气囊的一端与风机的出气口连通，所述风机固定安装在限位条的背面；

所述固定环顶部的中部固定安装有第一旋转电机，且第一旋转电机的输出轴与螺纹杆的底端固定连接，所述螺纹杆的上方设置有训练模拟机构，且螺纹杆的顶端与训练模拟机构螺纹连接，所述训练模拟机构底部的左右两侧均设置有肩部缓冲机构，且训练模拟机构的左右两侧均穿插有导向杆，两个所述导向杆的底端分别固定连接在固定环顶部的左右两侧，且两个导向杆的底端上均套接有稳定套，两个所述稳定套的底部分别与固定环顶部的左右两侧固定连接；

所述训练模拟机构的顶部固定连接有固定架，且固定架顶部的中部设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的输出轴与水平转杆顶部的中部固定连接，且水平转杆的左右两端均固定连接有连接杆，所述固定架底部靠近中部的位置固定连接有稳定杆，所述水平转杆的顶部开设有环形槽，且环形槽的底部贯穿水平转杆的底部，所述环形槽内滑动连接有稳定杆的底端。

优选的，所述肩部缓冲机构包括弹簧套、压缩弹簧、连接块、限位槽、导滑动杆、限位块、卡块、连接件和曲面板。

优选的，所述弹簧套的顶部固定连接在训练模拟机构的底部，且弹簧套内固定连接有压缩弹簧，所述压缩弹簧的底端固定连接有连接块，所述弹簧套内壁的左右两侧均开设有限位槽，且两个限位槽内壁的上下两侧分别与两个导滑动杆的上下两端固定连接，所述连接块相背压缩弹簧的一侧贯穿弹簧套的底部，且连接块左右两侧的顶部均固定连接有限位块，两个所述限位块相背连接块的一侧分别延伸至两个限位槽内并套接在两个导滑动杆上，且连接块的底部内卡接有卡块，所述卡块的底部固定连接有连接件，且连接件相背卡块的一端与曲面板的顶部固定连接。

优选的，所述训练模拟机构包括固定盘、凹环槽、三角条形槽、主动齿轮、防护圈、齿板、固定圈、滑动杆、固定件、音响、转轴、柱状套、活动杆、斜状板、复位弹簧和弯折片。

优选的，所述固定盘顶部的后侧螺纹连接在螺纹杆的顶端上，且固定盘顶部前侧的左右两侧分别套接在两个导向杆上，所述固定盘的顶部以中点为圆心开设有凹环槽，且固定盘顶部靠近边缘的位置开设有三角条形槽，所述三角条形槽三条内边的中部均与凹环槽连通，所述固定盘顶部的中部活动连接有主动齿轮的底部，且主动齿轮的顶部与连接杆的底端固定连接，所述主动齿轮的底部贯穿固定盘的底部，且主动齿轮的内圈固定连接有防护圈，所述主动齿轮的侧表面与三个齿板啮合，且三个齿板的左右两端内均固定连接有固定圈，所述固定圈内固定连接有滑动杆，且滑动杆的底端滑动连接在三角条形槽内，所述齿板内壁前后两侧的中部分别与固定件的前后两侧固定连接，且固定件内设置有音响，所述固定盘顶部的三侧分别活动连接有三个转轴，且三个转轴上均套接有柱状套，所述柱状套上固定连接有活动杆，且活动杆背面的一侧固定连接有斜状板，所述活动杆正面相背斜状板的一侧固定连接有复位弹簧的一端，且复位弹簧的另一端与弯折片固定连接，所述弯折片固定连接在固定盘的侧表面上。

优选的，所述皮带正表面的中部套接有磨砂带，且磨砂带的表面粗糙程度大于皮带的表面粗糙程度。

优选的，所述压缩弹簧的弹力大于曲面板的自重，且压缩弹簧的侧表面与弹簧套的内壁之间留有间隙。

优选的，所述活动杆远离斜状板的一侧为曲面，且曲面的曲率与凹环槽的曲率相等。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法。具备以下有益效果：

(1)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过设置训练模拟机构，以及第二旋转电机、水平转杆和连接杆的配合设置，从而能够通过第二旋转电机运作驱动训练模拟机构，通过训练模拟机构内部结构的配合设置能够模拟盲人身处户外时周围物体发出的声音，同时能够基于多普勒效应有效增强盲人对周围声音的感知灵敏度，提高了盲人对户外危险的规避反应力。

(2)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过设置第一旋转电机和螺纹杆，以及导向杆的配合设置，从而能够使第一旋转电机运作并驱动训练模拟机构沿着导向杆向下移动，能够使该装置适用于不同身高的使用者，有效提高了该装置的适用性。

(3)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过在训练模拟机构底部设置肩部缓冲机构，从而能够使训练模拟机构下降过程中带动曲面板与使用者肩部接触，便于使用者感知训练模拟机构运作的同时调整站姿，同时通过肩部缓冲机构内的压缩弹簧能够带动曲面板有效与使用者肩部贴紧，并便于一旁工作人员观察曲面板与使用者肩部的贴合状况。

(4)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过在支撑杆上设置限位条，从而能够有效限制盲人位于该装置上的位置，避免盲人在使用过程中出现摔倒的情况，同时通过容纳槽、销轴、转动杆和磁铁的配合设置能够有效闭合限位条，进一步保护了盲人使用过程中的人身安全。

(5)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过在弹簧套内开设限位槽，以及导滑动杆和限位块的配合设置，从而能够有效避免连接块从弹簧套内脱落的情况出现，同时有效提高了连接块的升降稳定性，有效保证了该装置的使用寿命。

(6)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过设置第二旋转电机、水平转杆和连接杆，同时通过训练模拟机构的配合设置，从而能够仅通过第二旋转电机运作驱动训练模拟机构，极大地降低了该装置的能耗，同时通过稳定杆与环形槽的配合设置能够有效稳定水平转杆的转动稳定性，有效提高了该装置的使用寿命。

(7)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过设置主动齿轮和齿板，以及凹环槽、三角条形槽、固定圈和滑动杆的配合设置，从而能够使主动齿轮转动时驱动齿板通过固定圈与滑动杆在三角条形槽和凹环槽内滑动，从而使齿板内的音响在盲人耳部周围作直线与转弯运动，达到了模拟多普勒效应的训练效果。

(8)、该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过在活动杆上设置斜状板，从而能够使齿板移动时通过滑动杆推动斜状板与活动杆以转轴为轴心转动，从而使活动杆的另一端将另一个滑动杆推至凹环槽内，通过这样的结构设计从而能够使齿板在移动至固定盘边角处时变向，从而保证了训练的持续进行，有效提高了该装置对盲人的训练效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明训练模拟机构的俯视图；

图3为本发明图1中的a处结构放大图；

图4为本发明图1中的b处结构放大图；

图5为本发明图2中的c处结构放大图；

图6为本发明图2中的d处结构放大图。

图中：1底板、2固定板、3滚筒、4皮带、5磨砂带、6支撑板、7支撑杆、8固定环、9握杆、10限位条、11容纳槽、12销轴、13转动杆、14磁铁、15气囊、16导气管、17风机、18第一旋转电机、19螺纹杆、20训练模拟机构、21肩部缓冲机构、22导向杆、23稳定套、24固定架、25第二旋转电机、26水平转杆、27连接杆、28稳定杆、29环形槽、211弹簧套、212压缩弹簧、213连接块、214限位槽、215导滑动杆、216限位块、217卡块、218连接件、219曲面板、2001固定盘、2002凹环槽、2003三角条形槽、2004主动齿轮、2005防护圈、2006齿板、2007固定圈、2008滑动杆、2009固定件、2010音响、2011转轴、2012柱状套、2013活动杆、2014斜状板、2015复位弹簧、2016弯折片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置及方法，包括底板1，底板1顶部的中部固定连接有两个固定板2，且两个固定板2的相对一侧分别与滚筒3的左右两端活动连接，滚筒3上套接有皮带4，且皮带4的前方设置有支撑板6，皮带4正表面的中部套接有磨砂带5，且磨砂带5的表面粗糙程度大于皮带4的表面粗糙程度，通过这样的结构设计从而能够便于盲人感受自身所处位置，避免盲人在皮带4上出现走偏的情况，支撑板6的底部与底板1的顶部固定连接，且底板1顶部的左右两侧分别固定连接有两个支撑杆7。

支撑杆7相背底板1的一端与固定环8的底部固定连接，且固定环8内壁的左右两侧均固定连接有握杆9，固定环8的下方设置有限位条10，且限位条10的背面固定连接在靠近底板1顶部后侧的两个支撑杆7上，限位条10的左右两侧均开设有容纳槽11，且两个容纳槽11内均活动连接有销轴12，两个销轴12上均套接有转动杆13，且两个转动杆13的相背一端分别贯穿两个容纳槽11并嵌有磁铁14，通过在支撑杆7上设置限位条10，从而能够有效限制盲人位于该装置上的位置，避免盲人在使用过程中出现摔倒的情况，同时通过容纳槽11、销轴12、转动杆13和磁铁14的配合设置能够有效闭合限位条10，进一步保护了盲人使用过程中的人身安全,限位条10的内壁后侧上固定连接有气囊15，且气囊15顶部的中部插接有导气管16的一端，导气管16与气囊15的内腔连通，且导气管16远离气囊15的一端与风机17的出气口连通，风机17固定安装在限位条10的背面。

固定环8顶部的中部固定安装有第一旋转电机18，且第一旋转电机18的输出轴与螺纹杆19的底端固定连接，螺纹杆19的上方设置有训练模拟机构20，且螺纹杆19的顶端与训练模拟机构20螺纹连接，训练模拟机构20底部的左右两侧均设置有肩部缓冲机构21，且训练模拟机构20的左右两侧均穿插有导向杆22，两个导向杆22的底端分别固定连接在固定环8顶部的左右两侧，且两个导向杆22的底端上均套接有稳定套23，通过设置第一旋转电机18和螺纹杆19，以及导向杆22的配合设置，从而能够使第一旋转电机18运作并驱动训练模拟机构20沿着导向杆22向下移动，能够使该装置适用于不同身高的使用者，有效提高了该装置的适用性，两个稳定套23的底部分别与固定环8顶部的左右两侧固定连接。

训练模拟机构20的顶部固定连接有固定架24，且固定架24顶部的中部设置有第二旋转电机25，第二旋转电机25的输出轴与水平转杆26顶部的中部固定连接，且水平转杆26的左右两端均固定连接有连接杆27，固定架24底部靠近中部的位置固定连接有稳定杆28，水平转杆26的顶部开设有环形槽29，且环形槽29的底部贯穿水平转杆26的底部，环形槽29内滑动连接有稳定杆28的底端，通过设置第二旋转电机25、水平转杆26和连接杆27，同时通过训练模拟机构20的配合设置，从而能够仅通过第二旋转电机25运作驱动训练模拟机构20，极大地降低了该装置的能耗，同时通过稳定杆28与环形槽29的配合设置能够有效稳定水平转杆26的转动稳定性，有效提高了该装置的使用寿命。

肩部缓冲机构21包括弹簧套211、压缩弹簧212、连接块213、限位槽214、导滑动杆215、限位块216、卡块217、连接件218和曲面板219。

弹簧套211的顶部固定连接在训练模拟机构20的底部，且弹簧套211内固定连接有压缩弹簧212，压缩弹簧212的底端固定连接有连接块213，压缩弹簧212的弹力大于曲面板219的自重，且压缩弹簧212的侧表面与弹簧套211的内壁之间留有间隙，通过这样的结构设计能够有效保证压缩弹簧212推动曲面板219，同时有效保证了压缩弹簧212在弹簧套211内具有一定的形变空间，弹簧套211内壁的左右两侧均开设有限位槽214，且两个限位槽214内壁的上下两侧分别与两个导滑动杆215的上下两端固定连接，连接块213相背压缩弹簧212的一侧贯穿弹簧套211的底部，且连接块213左右两侧的顶部均固定连接有限位块216，两个限位块216相背连接块213的一侧分别延伸至两个限位槽214内并套接在两个导滑动杆215上，且连接块213的底部内卡接有卡块217，通过在弹簧套211内开设限位槽214，以及导滑动杆215和限位块216的配合设置，从而能够有效避免连接块213从弹簧套211内脱落的情况出现，同时有效提高了连接块213的升降稳定性，有效保证了该装置的使用寿命，卡块217的底部固定连接有连接件218，且连接件218相背卡块217的一端与曲面板219的顶部固定连接，通过在训练模拟机构20底部设置肩部缓冲机构21，从而能够使训练模拟机构20下降过程中带动曲面板219与使用者肩部接触，便于使用者感知训练模拟机构20运作的同时调整站姿，同时通过肩部缓冲机构21内的压缩弹簧212能够带动曲面板219有效与使用者肩部贴紧，并便于一旁工作人员观察曲面板219与使用者肩部的贴合状况。

训练模拟机构20包括固定盘2001、凹环槽2002、三角条形槽2003、主动齿轮2004、防护圈2005、齿板2006、固定圈2007、滑动杆2008、固定件2009、音响2010、转轴2011、柱状套2012、活动杆2013、斜状板2014、复位弹簧2015和弯折片2016。

固定盘2001顶部的后侧螺纹连接在螺纹杆19的顶端上，且固定盘2001顶部前侧的左右两侧分别套接在两个导向杆22上，固定盘2001的顶部以中点为圆心开设有凹环槽2002，且固定盘2001顶部靠近边缘的位置开设有三角条形槽2003，三角条形槽2003三条内边的中部均与凹环槽2002连通，固定盘2001顶部的中部活动连接有主动齿轮2004的底部，且主动齿轮2004的顶部与连接杆27的底端固定连接，主动齿轮2004的底部贯穿固定盘2001的底部，且主动齿轮2004的内圈固定连接有防护圈2005，主动齿轮2004的侧表面与三个齿板2006啮合，且三个齿板2006的左右两端内均固定连接有固定圈2007，固定圈2007内固定连接有滑动杆2008，且滑动杆2008的底端滑动连接在三角条形槽2003内，齿板2006内壁前后两侧的中部分别与固定件2009的前后两侧固定连接，且固定件2009内设置有音响2010，通过设置主动齿轮2004和齿板2006，以及凹环槽2002、三角条形槽2003、固定圈2007和滑动杆2008的配合设置，从而能够使主动齿轮2004转动时驱动齿板2006通过固定圈2007与滑动杆2008在三角条形槽2003和凹环槽2002内滑动，从而使齿板2006内的音响在盲人耳部周围作直线与转弯运动，达到了模拟多普勒效应的训练效果，固定盘2001顶部的三侧分别活动连接有三个转轴2011，且三个转轴2011上均套接有柱状套2012，柱状套2012上固定连接有活动杆2013，且活动杆2013背面的一侧固定连接有斜状板2014，活动杆2013远离斜状板2014的一侧为曲面，且曲面的曲率与凹环槽2002的曲率相等，活动杆2013正面相背斜状板2014的一侧固定连接有复位弹簧2015的一端，且复位弹簧2015的另一端与弯折片2016固定连接，通过在活动杆2013上设置斜状板2014，从而能够使齿板2006移动时通过滑动杆2008推动斜状板2014与活动杆2013以转轴2011为轴心转动，从而使活动杆2013的另一端将另一个滑动杆2008推至凹环槽2002内，通过这样的结构设计从而能够使齿板2006在移动至固定盘2001边角处时变向，从而保证了训练的持续进行，有效提高了该装置对盲人的训练效果，弯折片2016固定连接在固定盘2001的侧表面上，通过设置训练模拟机构20，以及第二旋转电机25、水平转杆26和连接杆27的配合设置，从而能够通过第二旋转电机25运作驱动训练模拟机构20，通过训练模拟机构20内部结构的配合设置能够模拟盲人身处户外时周围物体发出的声音，同时能够基于多普勒效应有效增强盲人对周围声音的感知灵敏度，提高了盲人对户外危险的规避反应力。

该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置使用时，通过支撑板6引导盲人走至皮带4上，同时通过滚筒3带动皮带4在固定板2上传动，通过握杆9辅助盲人扶持，转动杆13在容纳槽11内以销轴12为轴心转动，从而通过磁铁14相互吸附封闭限位条10，通过风机17运作将外部空气经由导气管16抽入气囊15内，通过第一旋转电机18运作带动螺纹杆19转动，从而使固定盘2001沿着导向杆22向下移动，通过压缩弹簧212推动连接块213，从而使连接块213通过限位块216沿着导滑动杆215移动，从而通过卡块217带动连接杆218和曲面板219与使用者肩部接触，通过第二旋转电机25运作带动水平转杆26转动，从而使连接杆27带动主动齿轮2004转动，从而使主动齿轮2004与齿板2006啮合，通过滑动杆2008带动齿板2006在三角条形槽2003，从而使滑动杆2008推动斜状板2014与活动杆2013以转轴2011为轴心转动，通过活动杆2013将滑动杆2008推入凹环槽2002内，从而使齿板2006环绕三角条形槽2003在固定盘2001上滑动，通过音响2010达到模拟多普勒效应的训练效果。

综上可得，该基于多普勒效应模拟户外危险规避的盲人定向训练装置，通过在支撑杆7上设置限位条10，有效限制了盲人位于该装置上的位置，避免盲人在使用过程中出现摔倒的情况，同时通过容纳槽11、销轴12、转动杆13和磁铁14的配合设置有效闭合限位条10，进一步保护了盲人使用过程中的人身安全。

同时，通过设置第一旋转电机18和螺纹杆19，以及导向杆22的配合设置，从而使第一旋转电机18运作并驱动训练模拟机构20沿着导向杆22向下移动，使该装置适用于不同身高的使用者，有效提高了该装置的适用性。

同时，通过设置第二旋转电机25、水平转杆26和连接杆27，同时通过训练模拟机构20的配合设置，从而仅通过第二旋转电机25运作驱动训练模拟机构20，极大地降低了该装置的能耗，同时通过稳定杆28与环形槽29的配合设置有效稳定水平转杆26的转动稳定性，有效提高了该装置的使用寿命。

同时，通过在训练模拟机构20底部设置肩部缓冲机构21，从而使训练模拟机构20下降过程中带动曲面板219与使用者肩部接触，便于使用者感知训练模拟机构20运作的同时调整站姿，同时通过肩部缓冲机构21内的压缩弹簧212能够带动曲面板219有效与使用者肩部贴紧，并便于一旁工作人员观察曲面板219与使用者肩部的贴合状况。

同时，通过设置主动齿轮2004和齿板2006，以及凹环槽2002、三角条形槽2003、固定圈2007和滑动杆2008的配合设置，从而使主动齿轮2004转动时驱动齿板2006通过固定圈2007与滑动杆2008在三角条形槽2003和凹环槽2002内滑动，使齿板2006内的音响在盲人耳部周围作直线与转弯运动，达到了模拟多普勒效应的训练效果。

同时，通过在活动杆2013上设置斜状板2014，从而使齿板2006移动时通过滑动杆2008推动斜状板2014与活动杆2013以转轴2011为轴心转动，使活动杆2013的另一端将另一个滑动杆2008推至凹环槽2002内，通过这样的结构设计使齿板2006在移动至固定盘2001边角处时变向，保证了训练的持续进行，有效提高了该装置对盲人的训练效果。

同时，通过设置训练模拟机构20，以及第二旋转电机25、水平转杆26和连接杆27的配合设置，从而通过第二旋转电机25运作驱动训练模拟机构20，通过训练模拟机构20内部结构的配合设置能够模拟盲人身处户外时周围物体发出的声音，同时基于多普勒效应有效增强盲人对周围声音的感知灵敏度，提高了盲人对户外危险的规避反应力。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制作用的常规已知设备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。