一种盲人引导手杖系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种盲人引导手杖系统，包括导盲手杖和埋设有RFID电子标签的导盲轨道，导盲手杖包括手杖本体和光电两轮车，手杖本体一端设有手柄，另一端通过360度转向头与光电两轮车连接，手杖本体内设有释热红外感应器和扬声器，释热红外感应器、扬声器均与光电两轮车连接，手柄处设有按钮组件；光电两轮车包括单片机、陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器、电机驱动电路、电机、编码器和车轮，陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器和电机驱动电路均与单片机连接，电机分别连接电机驱动电路和车轮，编码器分别连接单片机和车轮，单片机分别连接释热红外感应器和扬声器。与现有技术相比，本实用新型具有操作方便、安全性高等优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种盲人引导系统，尤其是涉及一种盲人引导手杖系统，适用于 地铁、机场等复杂公共场所。 一种盲人引导手杖系统
【背景技术】
[0002] 白色柺杖是最原始至今也仍是盲人最普遍使用的行进辅助工具，通过一根拐杖， 盲人可以察觉出地上的障碍物、路面的不平坦、坑洞与台阶等等环境中的状况，然而要在某 些人流密集，道路复杂的地铁、飞机等站点，通过自己准确的到达指定服务、乘车点还相对 比较困难。导盲犬是提供盲人行进辅助的另一个选择，然而导盲犬是否可以在诸如此类的 公共场合被使用，却一直存在着很大的争议。
[0003] 盲人通过手杖或足底来人为感知道路，盲人所得到的道路信息单一，且不准确，容 易发生误判。而目前道路情况复杂多变，如果盲人得到的道路信息不准确，就容易使盲人迷 失方向，甚至威胁到盲人的生命安全，因此需要设计出一套导盲系统能够记录较多的道路 信息，且能准确的相关道路信息传递给盲人，便于盲人的识别。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作方便、 安全性高的盲人引导手杖系统。
[0005] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] -种盲人引导手杖系统，包括导盲手杖和埋设有RFID电子标签的导盲轨道，所述 的导盲手杖包括手杖本体和光电两轮车，所述的手杖本体一端设有手柄，另一端通过360 度转向头与光电两轮车连接，所述的手杖本体内设有释热红外感应器和扬声器，所述的释 热红外感应器、扬声器均与光电两轮车连接，所述的手柄处设有按钮组件；
[0007] 所述的光电两轮车包括单片机、陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器、电机驱动电 路、电机、编码器和车轮，所述的陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器和电机驱动电路均与单 片机连接，所述的电机分别连接电机驱动电路和车轮，所述的编码器分别连接单片机和车 轮，所述的单片机分别连接释热红外感应器和扬声器；
[0008] 所述的光电两轮车前端设有摄像头传感器和照明灯，光电两轮车底部设有与RFID 电子标签通信连接的RFID阅读器，该RFID阅读器与单片机连接。
[0009] 所述的光电两轮车还设有四个电感线圈，分别与单片机连接。
[0010] 所述的按钮组件包括手杖总开关控制钮、两轮车开关钮、两轮车速度调节滚轮以 及扬声器调节钮。
[0011] 所述的手杖本体为空心的圆柱状连接杆。
[0012] 所述的导盲轨道包括基板，基板上设有引导线，引导线下铺设有通入交变电流的 漆包线，所述的引导线与基板的颜色不同。
[0013] 所述的漆包线的直径为0· lmm-0· 3mm。
[0014] 所述的基板为白色，引导线为黑色。
[0015] 所述的导盲轨道在岔道口处设有贴于墙面的障碍物。
[0016] 所述的导盲轨道镶嵌于地板瓷砖内部。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0018] 1)本实用新型通过光电两轮车与导盲轨道的电磁效应进行导航，稳定、可靠地引 导盲人沿着既定的路径行走；
[0019] 2)本实用新型手杖本体通过转向头与光电两轮车连接，运动灵活，可实现360度 空间自由控制；
[0020] 3)本实用新型将按钮组件设置在手柄处，可方便实现车体启动、停止控制、车速、 音量切换等功能性操作；
[0021] 4)本实用新型采用红外热释传感器，实现对半径2米范围内人和动物的预警，提 高安全性；
[0022] 5)本实用新型的RFID电子标签内存储有公共设施以及方向等信息，通过导盲手 杖上的RFID阅读器和扬声器，给予盲人语音导盲提不，提高安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0024] 图2为本实用新型光电两轮车的结构框图；
[0025] 图3为光电两轮车上电感线圈的布置图；
[0026] 图4为本实用新型导盲轨道示意图；
[0027] 图5为地铁站系统导盲轨道安装示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0029] -种盲人引导手杖系统，包括导盲手杖和埋设有RFID电子标签的导盲轨道，如图 1所示，导盲手杖包括手杖本体8和光电两轮车，手杖本体8为空心的圆柱状连接杆，手杖本 体8-端设有手柄1，另一端通过360度转向头与光电两轮车连接，手杖本体8内设有释热 红外感应器4和扬声器3,手柄1处设有按钮组件2,按钮组件2包括手杖总开关控制钮、两 轮车开关钮、两轮车速度调节滚轮以及扬声器调节钮，通过按钮组件可实现手杖开启关闭 控制、小车开启关闭控制、小车速度调节、扬声器音量调节等功能性操作。
[0030] 如图2所示，光电两轮车包括单片机13、陀螺仪9、加速度传感器10、电磁传感器 15、电机驱动电路11、电机12、编码器14和车轮5,陀螺仪9、加速度传感器10和电机驱动 电路11分别连接单片机13,电机12分别连接电机驱动电路11和车轮5,编码器14分别连 接单片机13和车轮5,单片机13分别连接释热红外感应器4和扬声器3。单片机13采用 MC9S12XS128芯片，陀螺仪9为ENC-03陀螺仪，加速度传感器10为MMA7631三轴加速度计， 提供实时的角度信息，实现车头保持平衡。电磁传感器15检测光电两轮车中轴与轨道导线 的偏离程度，控制两个车轮差速运行实现转向。编码器14为电增量式编码器。电机驱动电 路11采用由BTS7970为主芯片的驱动电路板，通过Η型全桥式电路驱动直流电机实现电机 驱动功能，驱动光电两轮车按预定路线行进。
[0031] 如图3所示，光电两轮车上安装有四个电感线圈，电感线圈与单片机连接，分别感 应陀螺仪信号、加速度信号、电机转速脉冲信号、电磁偏差信号，实现对车头直立，速度，方 向的控制。
[0032] 光电两轮车前端设有摄像头传感器和照明灯6,光电两轮车底部设有与RFID电子 标签通信连接的RFID阅读器7,该RFID阅读器7与单片机连接。
[0033] 如图4所示，导盲轨道包括基板16,基板16上设有引导线17,基板16为白色，弓丨 导线17为黑色，引导线下铺设有直径为0. lmm-0. 3mm的漆包线，漆包线内通有20KHz，100mA 的交变电流，频率范围20K±2K，电流范围50mA-150mA。RFID电子标签18埋设在导盲轨道 内。导盲轨道在岔道口处设有贴于墙面20的障碍物19。导盲轨道镶嵌于地板瓷砖内部， 不突出地面，由入站位置通向无障碍电梯，通向各个乘车点、服务点、厕所等位置，如图5所 /_J、1 〇
[0034] 当盲人进入地铁站等复杂场所时，首先在工作人员的帮助下找到导盲轨道，将手 杖置于轨道上方，然后按下位于导盲手杖手柄处的手杖总开关控制钮开启手杖，随后所有 手杖系统进入开启模式。在遇到岔路时，光电两轮车的车头撞到位于岔路口的障碍物，盲人 做出反应关闭小车，位于光电两轮车下端的RFID阅读器7读取到轨道下方的RFID电子标 签内的路况信息（包括岔路口的下一个站信息、路口周边信息以及最终目的地信息），路况 信息通过扬声器3播放，信息播放完后盲人做出判断，顺着障碍物可实现手杖转向，控制开 启小车后寻找下一目标。在遇到出现在盲人前方一定角度和距离范围内的行人时，位于手 杖本体中央的释热红外感应器4感应到行人并反馈到单片机13,单片机13控制扬声器3实 现报警，提醒路人注意。在轨道检测、路况播报以及人体检测的共同协作下，导盲手杖引导 盲人最终安全、准确地到达目的地。
【权利要求】
1. 一种盲人引导手杖系统，其特征在于，包括导盲手杖和埋设有RFID电子标签的导盲 轨道，所述的导盲手杖包括手杖本体和光电两轮车，所述的手杖本体一端设有手柄，另一端 通过360度转向头与光电两轮车连接，所述的手杖本体内设有释热红外感应器和扬声器， 所述的释热红外感应器、扬声器均与光电两轮车连接，所述的手柄处设有按钮组件； 所述的光电两轮车包括单片机、陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器、电机驱动电路、电 机、编码器和车轮，所述的陀螺仪、加速度传感器、电磁传感器和电机驱动电路均与单片机 连接，所述的电机分别连接电机驱动电路和车轮，所述的编码器分别连接单片机和车轮，所 述的单片机分别连接释热红外感应器和扬声器； 所述的光电两轮车前端设有摄像头传感器和照明灯，光电两轮车底部设有与RFID电 子标签通信连接的RFID阅读器，该RFID阅读器与单片机连接。
2. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的光电两轮车上 还设有四个电感线圈，分别与单片机连接。
3. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的按钮组件包括 手杖总开关控制钮、两轮车开关钮、两轮车速度调节滚轮以及扬声器调节钮。
4. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的手杖本体为空 心的圆柱状连接杆。
5. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的导盲轨道包括 基板，基板上设有引导线，引导线下铺设有通入交变电流的漆包线，所述的引导线与基板的 颜色不同。
6. 根据权利要求5所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的漆包线的直径 为 0· 1mm-Q. 3mm η
7. 根据权利要求5所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的基板为白色，引 导线为黑色。
8. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的导盲轨道在岔 道口处设有贴于墙面的障碍物。
9. 根据权利要求1所述的一种盲人引导手杖系统，其特征在于，所述的导盲轨道镶嵌 于地板瓷砖内部。
【文档编号】A61H3/02GK203898662SQ201420175434
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】郭鸿宇, 崔平, 戎自强 申请人:上海工程技术大学