一种多功能盲人拐杖的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种多功能盲人拐杖，属于盲人拐杖【技术领域】。它解决了现有技术中依靠传统盲人拐杖盲人在夜间出行比较危险且传统盲人拐杖探测的范围太小的问题。本盲人拐杖包括撑杆、电子控制单元、电池和手柄，电子控制单元包括设置在撑杆上的蜂鸣器、若干LED灯、光感应器、超声波传感器、设置在手柄内的驱动电路、放大电路和控制模块，光感应器和超声波传感器连接控制模块的输入端，驱动电路的输入端连接控制模块的输出端，放大电路的输入端连接驱动电路的输出端，放大电路的输出端连接蜂鸣器，LED灯连接控制模块的输出端。本盲人拐杖能够在光线暗的时候自动开启LED灯并且还能够提前提醒盲人前方是否有障碍物。
【专利说明】一种多功能盲人拐杖
【技术领域】
[0001]本实用新型属于盲人拐杖【技术领域】，涉及一种多功能盲人拐杖。
【背景技术】
[0002]盲人是我们社会群体中较为庞大的一群人，由于这个群体的特殊性，他们不能像正常人一样用眼睛来观察这个世界，因此这成了他们生活中最大的障碍。由于盲人的特殊性，他们的出行就会十分的不方便，虽然社会公共设施中也设有专门让盲人使用的盲人通道，但是也难免在盲人通道上会有障碍物，让盲人躲闪不及威胁到盲人的人身安全。盲人出行一般会借助拐杖来辨别路况，虽然拐杖能在一定程度上帮助盲人的出行，但是夜间在外的时候盲人没有办法有效的警示他人自己的存在加之自己又看不见，因此存在一定的安全隐患。
[0003]为此，中国专利文献公开的专利号为CN201120114004.4的一款盲人拐杖，其包括撑杆，手柄组成的盲人拐杖，在拐杖的撑杆内安装了电池，在撑杆表明安装了开关和发光元件LED灯，电池通过开关连接放光LED灯。该盲人拐杖能够在夜间按下开关后LED灯亮起来警示他人，让他人有足够时间躲避出行的盲人，这样就使盲人安全出行。但是盲人自己并不能准确的在夜间按下开关，因此该盲人拐杖不够实用，并且该盲人拐杖探测的范围只限于拐杖长度所能触及的面积，无法准确有效判别道路上的障碍物，存在安全隐患。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种多功能盲人拐杖，该多功能盲人拐杖能够在光线暗的时候自动开启LED灯并且还能够提前提醒盲人前方是否有障碍物。
[0005]本实用新型通过下列技术方案来实现:一种多功能盲人拐杖，包括撑杆和与撑杆顶端相固连的手柄，其特征在于，本盲人拐杖还包括电子控制单元和设置在撑杆内给电子控制单元供电的电池，电子控制单元包括设置在撑杆上的蜂鸣器、若干LED灯、用于感应并发送光线强度信号的光感应器和用于检测并发送撑杆与前方障碍物距离信号的超声波传感器，电子控制单元还包括设置在手柄内的驱动电路、放大电路和用于接收光线强度信号和撑杆与前方障碍物距离信号并发出控制信号的控制模块，所述光感应器和超声波传感器连接控制模块的输入端，所述驱动电路的输入端连接控制模块的输出端，所述放大电路的输入端连接驱动电路的输出端，所述放大电路的输出端连接蜂鸣器，所述LED灯连接控制模块的输出端。
[0006]当本盲人拐杖处于工作状态时，盲人不仅可以和平常一样握住拐杖手柄，控制撑杆进行辨别路况，而且电池给电子控制单元供电，电子控制单元开始工作，确保盲人出行的安全性。电子控制单元开始工作，光感应器和超声波传感器开始检测。光感应器感应外界光线强度，并发送光线强度信号给控制模块，控制模块对此信号进行分析判断，得出是否开启LED灯；超声波传感器检测撑杆与前方障碍物距离，并发送撑杆与前方障碍物距离信号给控制模块，控制模块根据此信号得到撑杆与前方障碍物的距离，根据此距离的远近控制模块发送控制信号给驱动电路，驱动电路根据控制信号控制放大电路使蜂鸣器以对应的提示声频率来进行工作，当超声波传感器探测距离内没有障碍物，控制模块不控制蜂鸣器发出声响。LED灯的亮起可以警示他人盲人的存在，蜂鸣器发出不同的声响可以提醒盲人与前方障碍物的距离远近，这样就确保了盲人出行的安全。
[0007]在上述的多功能盲人拐杖中，所述控制模块包括单片机和开关电路，所述开关电路的输入端连接单片机的输出端，所述开关电路的输出端连接LED灯，所述光感应器的输出端和超声波传感器的输出端连接单片机的输入端，所述驱动电路的输入端连接单片机的输出端。单片机根据接收到超声波传感器和光感应器发送的信号，控制LED灯的亮灭和蜂鸣器发送出提示声的频率。
[0008]在上述的多功能盲人拐杖中，所述超声波传感器设置在撑杆中上部的外表面上，所述超声波传感器的探头朝下与撑杆成45度到75度角。超声波传感器的探头这样设置既可以检测到道路上较小的障碍物又能检测到道路上较大的障碍物，确保能够全面检测盲人前面的障碍物保证盲人的安全。
[0009]在上述的多功能盲人拐杖中，在超声波传感器下方的撑杆外表面设置一排LED灯，与该排LED灯相背的撑杆外表面上设置有另一排LED灯，该两排LED灯分别沿撑杆的长度方向设置。两排LED灯亮起时向前后放出光亮警示他人，保证盲人的安全。
[0010]在上述的多功能盲人拐杖中，所述若干LED灯在超声波传感器下方的撑杆外表面沿撑杆长度方向螺旋设置。LED灯这样设置，当LED灯亮起警示他人时可以向拐杖四周发出光亮，警示效果好。
[0011]在上述的多功能盲人拐杖中，所述撑杆顶端外表面设置有用于开关电源的总开关，所述总开关分别连接电池和电子控制单元。当使用本盲人拐杖时可以通过总开关使电子控制单元通电工作，不使用时通过总开关关闭电子控制单元。
[0012]与现有技术相比，本多功能盲人拐杖具有以下优点:
[0013]1、本实用新型能够根据外界的光线强度自动开启或关闭LED灯，通过在光线暗时使LED灯的亮起可以警示他人盲人的存在，保护盲人在夜间或其他黑暗情况下的出行安全。
[0014]2、本实用新型能够增大障碍物的检测范围，并根据与障碍物的距离不同控制蜂鸣器以不同的频率工作，这样就可以预先提醒盲人进行躲避，确保盲人的人身安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
[0016]图2是本实用新型的电子控制单元内部结构连接示意图。
[0017]图中，1、撑杆；2、手柄；3、控制模块；4、电池；5、单片机；6、驱动电路；7、放大电路；8、开关电路；9、光感应器；10、超声波传感器；11、蜂鸣器；12、LED灯；13、总开关。
【具体实施方式】
[0018]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。[0019]实施例一:
[0020]如图1、图2所示，本多功能盲人拐杖包括撑杆I和与撑杆I顶端相固连的手柄2，本多功能盲人拐杖还包括电子控制单元和设置在撑杆I内给电子控制单元供电的电池4，电池4可拆卸。撑杆I顶端外表面设置有用于开关电源的总开关13，总开关13分别连接电池4和电子控制单元。
[0021]电子控制单元包括设置在撑杆I上的蜂鸣器11、若干LED灯12、用于感应并发送光线强度信号的光感应器9和用于检测并发送撑杆I与前方障碍物距离信号的超声波传感器10。超声波传感器10设置在撑杆I中上部的外表面上，超声波传感器10的探头朝下与撑杆I成45度到75度角，最优状态超声波传感器10的探头朝下与撑杆I成60度角，若干LED灯12在超声波传感器10下方的撑杆I外表面沿撑杆I长度方向螺旋设置。电子控制单元还包括设置在手柄2内的驱动电路6、放大电路7和用于接收光线强度信号和撑杆与前方障碍物距离信号并发出控制信号的控制模块3。
[0022]光感应器9和超声波传感器10连接控制模块3的输入端，驱动电路6的输入端连接控制模块3的输出端，放大电路7的输入端连接驱动电路6的输出端，放大电路7的输出端连接蜂鸣器11，LED灯12连接控制模块3的输出端。控制模块3包括单片机5和开关电路8，开关电路8的输入端连接单片机5的输出端，开关电路8的输出端连接LED灯12，光感应器9的输出端和超声波传感器10的输出端连接单片机5的输入端,驱动电路6的输入端连接单片机5的输出端。控制模块3可以单独包括单片机5，由单片机5直接控制LED灯12的売灭。
[0023]以下是本实用新型的工作过程:
[0024]当盲人使用本盲人拐杖出行时只要按下总开关13，电池4与电子控制单元之间导通，电子控制单元得电开始工作。此时盲人不仅可以和平常一样握住拐杖手柄2，控制撑杆I进行辨别路况，而且电子控制单元开始工作进行对路况的检测并根据路况采取提醒他人或盲人自己的措施，确保盲人出行的安全性。
[0025]电子控制单元开始工作，则光感应器9和超声波传感器10开始实时检测。光感应器9感应外界光线强度，并发送光线强度信号给单片机5。单片机5内预设有一光线强度阈值，当单片机5接收到光感应器9发送的光线强度信号，单片机5对此信号进行处理后与光线强度阈值进行比较，当光感应器9感应到的外界光线强度低于光线强度阈值时，表明外界光线很弱，此时单片机5发送控制信号给开关电路8控制开关电路8导通LED灯12与电池4的连接。LED灯12得电亮起后向本盲人拐杖的撑杆I四周发出光亮，使他人能看到警示后躲避盲人，起到很好的警示他人效果保护盲人在夜间或其他黑暗情况下的出行安全。开关电路8可以采用继电器开关电路、三极管开关电路等等。
[0026]超声波传感器10与光感应器9同时开始工作。超声波传感器10由于设置在撑杆I中上部的外表面上且探头朝下与撑杆I成60度角(盲人握住手柄2时超声波传感器10朝向盲人正前方)，因此能够确保能够全面检测盲人前面的障碍物保证盲人的安全。超声波传感器10检测撑杆I与前方障碍物距离，并发送撑杆I与前方障碍物距离信号给单片机5，单片机5内预设有若干撑杆I与前方障碍物距离的距离区间以及与所述距离区间对应的若干蜂鸣器11发出提示声的频率，单片机5接收到超声波传感器10发送的信号后进行处理得到撑杆I与前方障碍物的距离并且判断该距离所处的距离区间，由所处的距离区间得到蜂鸣器11所应发出提示声的频率，此时单片机5发出控制信号给驱动电路6，驱动电路6根据控制信号控制放大电路7使蜂鸣器11以对应的提示声频率来进行工作。当撑杆I与前方障碍物的距离越近，蜂鸣器11发出提示声的频率越快，盲人可以根据蜂鸣声的频率来确定自己与障碍物的越近，方便盲人进行对障碍物的躲避。当超声波传感器10探测距离内没有障碍物，单片机5不控制蜂鸣器11发出提示声。
[0027]在夜间或者外界光线不足的情况下，本盲人拐杖的LED灯12自动亮起，这样可以警示他人盲人的存在，同时由于增加了超声波传感器10也就增加了盲人拐杖的检测范围，由蜂鸣器11发出声响频率快慢就可以提醒盲人与前方障碍物的距离远近，使盲人可以对障碍物进行躲避。通过上述两种功能，本盲人拐杖可以确保盲人出行的安全。
[0028]实施例二:
[0029]实施例二与实施例一的原理和结构基本相同，其结构不同之处在于，在超声波传感器10下方的撑杆I外表面设置一排LED灯12，与该排LED灯12相背的撑杆I外表面上设置有另一排LED灯12，该两排LED灯12分别沿撑杆I的长度方向设置。两排LED灯12亮起时向前后放出光亮警示他人，保证盲人的安全。
[0030]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0031]尽管本文较多地使用了撑杆1、手柄2、控制模块3、电池4、单片机5、驱动电路6、放大电路7、开关电路8、光感应器9、超声波传感器10、蜂鸣器11、LED灯12、总开关13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种多功能盲人拐杖，包括撑杆(I)和与撑杆(I)顶端相固连的手柄(2)，其特征在于，本盲人拐杖还包括电子控制单元和设置在撑杆(I)内给电子控制单元供电的电池(4 )，电子控制单元包括设置在撑杆(I)上的蜂鸣器(11)、若干LED灯(12)、用于感应并发送光线强度信号的光感应器(9)和用于检测并发送撑杆(I)与前方障碍物距离信号的超声波传感器(10)，电子控制单元还包括设置在手柄(2)内的驱动电路(6)、放大电路(7)和用于接收光线强度信号和撑杆(I)与前方障碍物距离信号并发出控制信号的控制模块(3)，所述光感应器(9)和超声波传感器(10)连接控制模块(3)的输入端，所述驱动电路(6)的输入端连接控制模块(3)的输出端，所述放大电路(7)的输入端连接驱动电路(6)的输出端，所述放大电路(7)的输出端连接蜂鸣器(11)，所述LED灯(12)连接控制模块(3)的输出端。
2.根据权利要求1所述的多功能盲人拐杖，其特征在于，所述控制模块(3)包括单片机(5)和开关电路(8)，所述开关电路(8)的输入端连接单片机(5)的输出端，所述开关电路(8)的输出端连接LED灯(12)，所述光感应器(9)的输出端和超声波传感器(10)的输出端连接单片机(5)的输入端，所述驱动电路(6)的输入端连接单片机(5)的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的多功能盲人拐杖，其特征在于，所述超声波传感器(10)设置在撑杆(I)中上部的外表面上，所述超声波传感器(10 )的探头朝下与撑杆(I)成45度到75度角。
4.根据权利要求3所述的多功能盲人拐杖，其特征在于，在超声波传感器(10)下方的撑杆(I)外表面设置一排LED灯(12)，与该排LED灯(12)相背的撑杆(I)外表面上设置有另一排LED灯(12)，该两排LED灯(12)分别沿撑杆(I)的长度方向设置。
5.根据权利要求3所述的多功能盲人拐杖，其特征在于，所述若干LED灯(12)在超声波传感器(10)下方的撑杆(I)外表面沿撑杆(I)长度方向螺旋设置。
6.根据权利要求1所述的多功能盲人拐杖，其特征在于，所述撑杆(I)顶端外表面设置有用于开关电源的总开关(13)，所述总开关(13)分别连接电池(4)和电子控制单元。
【文档编号】F21Y101/02GK203634443SQ201320893755
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】化明松 申请人:化明松, 台州职业技术学院