一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，包括第一压力传感模块、第二压力传感模块、差分放大器、发声装置、电池模块、开关单元、机电转换模块、电能存储模块、LED灯。本实用新型在鞋子的前后嵌入两个压力传感器模块对盲人在步行过程中脚步压力的变化进行比较，同时利用步行过程中双脚重复性的动作驱动机械产生电能，实现机械能向电能的转换，从而为所涉及的电路系统提供电源，本实用新型经济适用，有着重要的现实意义。
【专利说明】一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器和能量转换【技术领域】，尤其涉及了一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋。
【背景技术】
[0002]传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。压力传感器引是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。机械能转化电能，通过切割电磁圈的磁感线，可以使机械能转化为电能。在电机中，机械能和电能可以互逆转换。
[0003]目前市场上的一些盲人导航鞋涉及较复杂，要利用GPS技术和GPRS网络信号来辅助定位，但是常会受到天气信号及建筑物的影响。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的就在于提供了一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，在鞋子的前后嵌入两个压力传感器模块对盲人在步行过程中脚步压力的变化进行比较，同时利用步行过程中双脚重复性的动作驱动机械产生电能，实现机械能向电能的转换，从而为所涉及的电路系统提供电源，本实用新型经济适用，有着重要的现实意义。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的:一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，包括第一压力传感模块、第二压力传感模块、差分放大器、发声装置、电池模块、开关单元、机电转换模块、电能存储模块、LED灯；
[0006]所述第一压力传感模块设置于导航鞋的前端，第二压力传感模块设置于导航鞋的后端；所述第一压力传感模块与第二压力传感模块均与差分放大器相连接；
[0007]所述电池模块分别与差分放大器、发声装置相连接，用于给差分放大器、发声装置供电，并通过开关单元与电能存储模块相连接；其中所述差分放大器与发声装置相连接；
[0008]所述电能存储模块的一端与机电转换模块相连，其另一端与LED灯相连；其中机电转换模块为一弹性装置，可以将步行时脚步受到的压力变成机械做功转换成电能并及时储存起来给电路供电；
[0009]所述LED灯包括机电转换灯与电池充电灯。
[0010]作为一种优选方案，所述第一压力传感模块、第二压力传感模块米用4525DO压力传感器。
[0011]作为一种优选方案，所述差分放大器的型号为AD8216。
[0012]作为一种优选方案，所述发声装置采用WT588D语音芯片。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0014]1.在导航鞋的前部和后部均设有压力传感模块，可以检测到盲人在不同的地形鞋子前后受到不同的压力，并通过差分放大器比较得到相应的值，提高了数据的准确度；
[0015]2.发声装置内置语音芯片，可以将差分放大器得到的数字信号翻译成模拟音频信号并输出；
[0016]3.在脚后跟设有机电转换弹性装置，根据人们步行惯性的特点，可以将运动产生的机械能转换成电能并及时存储起来给电路供电，节省了购买电源的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的导航鞋的结构框图；
[0018]图2为本实用新型中机电转换模块的位置状态示意图一；
[0019]图3为本实用新型中机电转换模块的位置状态示意图二。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合具体实施例对本实用新型提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0021]实施例:
[0022]如图1、图2、图3所示，一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，包括第一压力传感模块1、第二压力传感模块2、差分放大器3、发声装置4、电池模块5、开关单元6、机电转换模块7、电能存储模块8、LED灯9 ；
[0023]所述第一压力传感模块I设置于导航鞋12的前端，第二压力传感模块2设置于导航鞋12的后端；所述第一压力传感模块I与第二压力传感模块2均与差分放大器3相连接；所述第一压力传感模块I与第二压力传感模块2用于检测收到压力的变化；所述差分放大器3用于比较第一压力传感模块I与第二压力传感模块2检测到的压力数据，并将数据进行功能运算。如果第一压力传感模块I得到的值大于第二压力传感模块2的值，得到正电平I ;如果第一压力传感模块I得到的值小于第二压力传感模块2的值，得到负电平-1 ;如果第一压力传感模块I得到的值等于第二压力传感模块2的值，得到O ;
[0024]所述电池模块5分别与差分放大器3、发声装置4相连接，用于给差分放大器3、发声装置4供电，并通过开关单元6与电能存储模块8相连接；其中所述差分放大器3与发声装置4相连接；所述发声模块4内置语音芯片，可以将输入的数字信号转换成语音信号输出；所述电池模块5用于给电路提供电源，而且该电池模块5为可充式电池模块；所述开关单元6用于控制电能的供应；
[0025]所述电能存储模块8的一端与机电转换模块7相连，其另一端与LED灯9相连；其中机电转换模块7为一弹性装置，可以将步行时脚步受到的压力变成机械做功转换成电能并及时储存起来给电路供电；所述机电转换模块7用于在步行中产生的机械能转化成电能；所述电能存储模块8用于将产生的电能存储起来以备随时的供应；
[0026]所述LED灯9包括机电转换灯10与电池充电灯11，用于随时监控电路的工作状
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[0027]具体实施时，所述第一压力传感模块1、第二压力传感模块2均采用4525DO压力传感器；所述差分放大器3的型号为AD8216 ;所述发声装置4采用WT588D语音芯片。
[0028]首先电池模块5开始给电路供电，盲人在平整路面上步行时，鞋底面的第一压力传感模块I和第二压力传感模块2得到的压力数据应该相等，此时由差分放大器3计算得到的数值为0，再将O电平输入发声装置4最后会提示盲人为正常行驶；当路面不平整或者遇到施工路段路面有小石块时，此时盲人因踩到不平整的路面或者小石块时使得第一压力传感模块I和第二压力传感模块2，此时得到的数值就不再相等，通过差分放大器3的输出结果或者为高电平或者为低电平，此时信号再经发声装置4的处理得到语音信号，即提示盲人前方路面不平整可能有小石块或者路面不好，提醒盲人放慢脚步以免脚踝扭伤。在盲人整个步行过程中，由于重复性的步行，根据机电转换模块7，当盲人在抬起后脚跟时机电转换模块7的弹性装置弹起，当盲人的后脚跟落下时机电转换模块7的弹性装置由于受到压力作用而被压下去，此时就是机械能转换成电能的过程，同时将运动产生的机械能转换成电能并且存储到电能存储模块8中，此时开关闭合，将存储的电能再给电池模块5充电，完成整个电路的工作；LED灯9包括机电转换灯10和电池充电灯11，用于随时监控电路的工作状态。
[0029]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，其特征在于:包括第一压力传感模块、第二压力传感模块、差分放大器、发声装置、电池模块、开关单元、机电转换模块、电能存储模块、LED灯； 所述第一压力传感模块设置于导航鞋的前端，第二压力传感模块设置于导航鞋的后端；所述第一压力传感模块与第二压力传感模块均与差分放大器相连接； 所述电池模块分别与差分放大器、发声装置相连接，并通过开关单元与电能存储模块相连接；其中所述差分放大器与发声装置相连接； 所述电能存储模块的一端与机电转换模块相连，其另一端与LED灯相连； 所述LED灯包括机电转换灯与电池充电灯。
2.根据权利要求1所述的一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，其特征在于:所述第一压力传感模块、第二压力传感模块采用4525D0压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，其特征在于:所述差分放大器的型号为AD8216。
4.根据权利要求1所述的一种采用压力传感器和利用能量转换的盲人导航鞋，其特征在于:所述发声装置采用WT588D语音芯片。
【文档编号】H02J7/32GK204241002SQ201420706961
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】宦海, 卢松, 张雨, 黄凌霄, 张景珂, 郭克伦 申请人:南京信息工程大学