阅读说明：本技术 一种具有语音提示效果的防碰撞装置 (Anti-collision device with voice prompt effect ) 是由 詹金宝 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有语音提示效果的防碰撞装置,包括主外架和后轮,所述主外架的前端固定有防撞架,且主外架的上端一侧固定有副支架,所述副支架的顶端固定有把手,所述主外架的下端一侧设置有后轮,且主外架的下端另一侧设置有前轮,所述距离感应器的下端固定有弹簧外套筒,且弹簧外套筒的一端连接有弹簧内套筒,所述弹簧外套筒与弹簧内套筒的内部贯穿有弹簧,所述弹簧外套筒与弹簧内套筒衔接处固定有套筒阻块,所述弹簧内套筒的末端固定有防撞梁,所述弹簧外套筒的下端设置有喇叭。该设置有弹簧外套筒与弹簧内套筒主要作用在于固定弹簧和防撞梁,同时起到保护弹簧的作用,而套筒阻块主要起到连接和固定弹簧外套筒与弹簧内套筒的作用。(The invention discloses an anti-collision device with a voice prompt effect, which comprises a main outer frame and rear wheels, wherein an anti-collision frame is fixed at the front end of the main outer frame, an auxiliary support is fixed on one side of the upper end of the main outer frame, a handle is fixed at the top end of the auxiliary support, the rear wheels are arranged on one side of the lower end of the main outer frame, the front wheels are arranged on the other side of the lower end of the main outer frame, a spring outer sleeve is fixed at the lower end of a distance sensor, a spring inner sleeve is connected to one end of the spring outer sleeve, a spring penetrates through the spring outer sleeve and the spring inner sleeve, a sleeve block is fixed at the joint of the spring outer sleeve and the spring inner sleeve, an anti-collision beam is fixed at the tail end of the spring inner sleeve, and a horn. The spring outer sleeve and the spring inner sleeve are mainly used for fixing the spring and the anti-collision beam and protecting the spring, and the sleeve blocking block is mainly used for connecting and fixing the spring outer sleeve and the spring inner sleeve.)

一种具有语音提示效果的防碰撞装置

技术领域

本发明涉及具有语音提示效果的防碰撞技术领域，具体为一种具有语音提示效果的防碰撞装置。

背景技术

防碰撞装置五花八门，其中最简单的就是加装防撞保险杠，但随着技术的进步，具有多功能性的防碰撞装置便随即出现，例如红外感应器、动态感应器等。

目前市场上的防碰撞装置相对而言功能较为单一，例如最直接的就是加装物理防碰撞装置，但也带来一些缺点，比如加有防撞装置但不具有警示功能，又比如具有警示功能却不具有具体防碰撞措施。为此，我们提出一种具有语音提示效果的防碰撞装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有语音提示效果的防碰撞装置，以解决上述背景技术中提出的目前市场上的防碰撞装置相对而言功能较为单一，例如最直接的就是加装物理防碰撞装置，但也带来一些缺点，比如加有防撞装置但不具有警示功能，又比如具有警示功能却不具有具体防碰撞措施的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有语音提示效果的防碰撞装置，包括主外架和后轮，所述主外架的前端固定有防撞架，且主外架的上端一侧固定有副支架，所述副支架的顶端固定有把手，所述主外架的下端一侧设置有后轮，且主外架的下端另一侧设置有前轮，所述主外架的上端中心处设置有乘坐区，且乘坐区的上端固定有保护圈，所述防撞架的中部固定有脚蹬，且脚蹬的下端设置有距离感应器，所述距离感应器的下端固定有弹簧外套筒，且弹簧外套筒的一端连接有弹簧内套筒，所述弹簧外套筒与弹簧内套筒的内部贯穿有弹簧，所述弹簧外套筒与弹簧内套筒衔接处固定有套筒阻块，所述弹簧内套筒的末端固定有防撞梁，所述弹簧外套筒的下端设置有喇叭，所述所述乘坐区的内部固定有垫层。

优选的，所述弹簧外套筒与弹簧内套筒呈圆筒状分布，且弹簧外套筒与弹簧内套筒连接一端各固定有一组套筒阻块。

优选的，所述弹簧呈水平状贯穿于弹簧外套筒与弹簧内套筒的内部，且弹簧内套筒末端的防撞梁呈水平状分布。

优选的，所述垫层呈圆拱状分布于乘坐区的底部和后方，且乘坐区呈镂空状分布。

优选的，所述防撞架呈倾斜状分布，且防撞架顶端的保护圈呈椭圆状水平分布。

优选的，所述脚蹬和距离感应器与喇叭沿主外架的中心线分布，且距离感应器呈水平状分布。

优选的，所述副支架呈倾斜状分布，且副支架顶端的把手固定有两个。

优选的，所述防撞架上设置储放盒，所述储放盒中设置有控制器和红外传感器，所述前轮上设置有第一电机，所述后轮上设置有第二电机；

所述控制器与所述红外传感器、喇叭、第一电机以及第二电机连接；

所述红外传感器，用于在防碰撞装置行进过程中，检测道路前方的障碍物，并将检测结果传输到控制器；

所述控制器，用于基于所述检测结果控制第一电机和第二电机执行预设操作，进而控制对应的前轮、后轮进行左转、右转、前进以及后退，以及在防碰撞装置逼近障碍物时控制喇叭发出报警信号。

优选的，所述控制器基于所述检测结果控制第一电机和第二电机执行预设操作，进而控制对应的前轮、后轮进行左转、右转、前进以及后退的过程中，还包括：当所述防碰撞装置在转弯过程中，对所述前轮的转向角度进行监测，其监测步骤包括：

根据如下公式计算所述前轮转速；

v_g0为所述前轮中的第一车轮的车轮转速，r表示所述前轮中的第一车轮的车轮半径，w表示所述前轮中的第一车轮的车轮工作能量，p表示所述前轮中的第一车轮的工作功率，v_g1为所述前轮中的第二车轮的车轮转速，为所述前轮中的第一车轮的偏转角，λ_f为所述前轮中的第二车轮的偏转角；

根据如下公式计算所述前轮的第一车轮与第二车轮之间的转向阻力矩：

其中，S_r表示所述前轮的第一车轮与第二车轮在行驶路面上的转向阻力矩；ρ₁表示所述第一车轮的轮胎与地面间的滑动摩擦系数；ρ₂表示所述第二车轮的轮胎与地面间的滑动摩擦系数；X1表示所述前轮的第一轮胎的转向轴负荷；X2表示所述前轮的第二轮胎的转向轴负荷；p1表示所述前轮的第一轮胎的轮胎气压；p2表示所述前轮的第二轮胎的轮胎气压；P₀表示轮胎气压常数200kPa；n表示对轮胎气压的纠正参数；a表示基于所述前轮的转向系数；

根据所述前轮转速、所述前轮的第一车轮与第二车轮之间的转向阻力矩，确定所述前轮转弯时的转向角度θ；

其中，L表示所述第一车轮与第二车轮之间的轴距；v_g0表示所述前轮的第一车轮的转速；v_g1表示所述前轮的第二车轮的转速；S表示所述前轮的第一车轮与第二车轮在预设时间段的移动行程；γ表示所述基于前轮以及前轮的轮轴与水平地面的梯形夹角；

当所述前轮转弯时的转向角度在[0°,40°]之间时，判定防碰撞装置转弯合格；

否则，判定防碰撞装置转弯不合格，同时，基于所述控制器控制所述第一电机和第二电机停止工作，进而控制所述前轮停止转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有一种具有语音提示效果的防碰撞装置设置有弹簧外套筒与弹簧内套筒主要作用在于固定弹簧和防撞梁，同时起到保护弹簧的作用，而套筒阻块主要起到连接和固定弹簧外套筒与弹簧内套筒的作用。

弹簧的主要作用在于能够使弹簧外套筒与弹簧内套筒形成弹性结构，并使得防撞梁在受到撞击时能够吸收一定的缓冲，从而避免推车受到硬冲击。

脚蹬的主要作用在于给儿童提供脚部支撑，而距离感应器主要起到对设备即将受到外界物撞击时提供感应作用，同时喇叭主要起到当设备即将受到撞击时提供提醒作用。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明侧视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为本发明A处局部放大结构示意图；

图5为本发明工作流程示意图；

图6为本发明控制器连接示意图。

图中：1、主外架；2、防撞架；3、副支架；4、把手；5、后轮；6、前轮；7、乘坐区；8、保护圈；9、脚蹬；10、距离感应器；11、弹簧外套筒；12、弹簧内套筒；13、套筒阻块；14、弹簧；15、防撞梁；16、喇叭；17、垫层。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具有语音提示效果的防碰撞装置，包括主外架1、防撞架2、副支架3、把手4、后轮5、前轮6、乘坐区7、保护圈8、脚蹬9、距离感应器10、弹簧外套筒11、弹簧内套筒12、套筒阻块13、弹簧14、防撞梁15、喇叭16和垫层17，主外架1的前端固定有防撞架2，且主外架1的上端一侧固定有副支架3，副支架3的顶端固定有把手4，主外架1的下端一侧设置有后轮5，且主外架1的下端另一侧设置有前轮6，主外架1的上端中心处设置有乘坐区7，且乘坐区7的上端固定有保护圈8，防撞架2的中部固定有脚蹬9，且脚蹬9的下端设置有距离感应器10，距离感应器10的下端固定有弹簧外套筒11，且弹簧外套筒11的一端连接有弹簧内套筒12，弹簧外套筒11与弹簧内套筒12的内部贯穿有弹簧14，弹簧外套筒11与弹簧内套筒12衔接处固定有套筒阻块13，弹簧内套筒12的末端固定有防撞梁15，弹簧外套筒11的下端设置有喇叭16，乘坐区7的内部固定有垫层17。

弹簧外套筒11与弹簧内套筒12呈圆筒状分布，且弹簧外套筒11与弹簧内套筒12连接一端各固定有一组套筒阻块13，弹簧外套筒11与弹簧内套筒12主要作用在于固定弹簧14和防撞梁15，同时起到保护弹簧14的作用，而套筒阻块13主要起到连接和固定弹簧外套筒11与弹簧内套筒12的作用；

弹簧14呈水平状贯穿于弹簧外套筒11与弹簧内套筒12的内部，且弹簧内套筒12末端的防撞梁15呈水平状分布，弹簧14的主要作用在于能够使弹簧外套筒11与弹簧内套筒12形成弹性结构，并使得防撞梁15在受到撞击时能够吸收一定的缓冲，从而避免推车受到硬冲击；

垫层17呈圆拱状分布于乘坐区7的底部和后方，且乘坐区7呈镂空状分布，垫层17的主要起到给乘坐者提供舒适度，同时又能给乘坐者在受到撞击时提供一定的缓冲，乘坐区7呈镂空状的作用在于使设备更加轻便，同时又能使乘坐者的手臂活动区域更加宽裕；

防撞架2呈倾斜状分布，且防撞架2顶端的保护圈8呈椭圆状水平分布，防撞架2的主要作用在于当设备受到撞击时提供第二道防线，同时防撞架2起到了固定防撞梁15的作用，而保护圈8的主要作用在于保护儿童不会翻出乘坐区7；

脚蹬9和距离感应器10与喇叭16沿主外架1的中心线分布，且距离感应器10呈水平状分布，脚蹬9的主要作用在于给儿童提供脚部支撑，而距离感应器10主要起到对设备即将受到外界物撞击时提供感应作用，同时喇叭16主要起到当设备即将受到撞击时提供提醒作用；

副支架3呈倾斜状分布，且副支架3顶端的把手4固定有两个，副支架3的主要作用在于给把手4提供支撑，而把手4的主要作用在于使操作人员在推行时更加方便。

工作原理：对于这类的具有一种具有语音提示效果的防碰撞装置，首先将主外架1放正姿态，然后推动把手4并通过副支架3使其推进，与此同时前轮6与后轮5会推动设备水平移动，当设备遇到障碍物时，此时预先设定好的距离感应器10(BF-M12JG-DS15C1)会及时感应距离，距离感应器10能够将检测到的信息传递给PLC控制器，PLC控制器通过信息处理能将执行指令发送给喇叭16，当距离值达到限定时会通过喇叭16语音提醒，需要注意的是当设备遇到障碍物继续推进时，一旦受到撞击，防撞梁15会第一时间受到撞击，与此同时，其受到的冲击力会通过弹簧内套筒12传递到弹簧14，同时弹簧14会将冲击力传递到弹簧外套筒11，而弹簧外套筒11会将冲击力传递给防撞架2，需要注意的是保护圈8主要起到对儿童的防护作用。

本发明提供一种技术方案：一种具有语音提示效果的防碰撞装置，如图6所示，所述防撞架2上设置储放盒，所述储放盒中设置有控制器和红外传感器，所述前轮6上设置有第一电机，所述后轮5上设置有第二电机；

所述控制器与所述红外传感器、喇叭16、第一电机以及第二电机连接；

所述红外传感器，用于在防碰撞装置行进过程中，检测道路前方的障碍物，并将检测结果传输到控制器；

所述控制器，用于基于所述检测结果控制第一电机和第二电机执行预设操作，进而控制对应的前轮、后轮进行左转、右转、前进以及后退，以及在防碰撞装置逼近障碍物时控制喇叭发出报警信号。

该实施例中，储放盒分为两层，底层设置有控制器和红外传感器，上层可放置外出时需要携带的物品，中间采用隔板隔开。

该实施例中，预设操作即事先将左转、右转、前进以及后退命令录入控制器，便于装置在碰到障碍时快速做出相应动作。

上述技术方案的有益效果：通过控制器和红外传感器，实现该防碰撞装置在遇到障碍物时可以自行进行左转、右转、前进以及后退动作，为该防碰撞装置增加了双重保险，提升了该防碰撞装置的安全系数。

本发明提供一种技术方案：一种具有语音提示效果的防碰撞装置，所述控制器基于所述检测结果控制第一电机和第二电机执行预设操作，进而控制对应的前轮、后轮进行左转、右转、前进以及后退的过程中，还包括：当所述防碰撞装置在转弯过程中，对所述前轮的转向角度进行监测，其监测步骤包括：

根据如下公式计算所述前轮转速；

v_g0为所述前轮中的第一车轮的车轮转速，r表示所述前轮中的第一车轮的车轮半径，w表示所述前轮中的第一车轮的车轮工作能量，p表示所述前轮中的第一车轮的工作功率，v_g1为所述前轮中的第二车轮的车轮转速，

为所述前轮中的第一车轮的偏转角，λ_f为所述前轮中的第二车轮的偏转角；

根据如下公式计算所述前轮的第一车轮与第二车轮之间的转向阻力矩：

其中，S_r表示所述前轮的第一车轮与第二车轮在行驶路面上的转向阻力矩；ρ₁表示所述第一车轮的轮胎与地面间的滑动摩擦系数；ρ₂表示所述第二车轮的轮胎与地面间的滑动摩擦系数；X1表示所述前轮的第一轮胎的转向轴负荷；X2表示所述前轮的第二轮胎的转向轴负荷；p1表示所述前轮的第一轮胎的轮胎气压；p2表示所述前轮的第二轮胎的轮胎气压；P₀表示轮胎气压常数200kPa；n表示对轮胎气压的纠正参数；a表示基于所述前轮的转向系数；

根据所述前轮转速、所述前轮的第一车轮与第二车轮之间的转向阻力矩，确定所述前轮转弯时的转向角度θ；

其中，L表示所述第一车轮与第二车轮之间的轴距；v_g0表示所述前轮的第一车轮的转速；v_g1表示所述前轮的第二车轮的转速；S表示所述前轮的第一车轮与第二车轮在预设时间段的移动行程；γ表示所述基于前轮以及前轮的轮轴与水平地面的梯形夹角；

当所述前轮转弯时的转向角度在[0°,40°]之间时，判定防碰撞装置转弯合格；

否则，判定防碰撞装置转弯不合格，同时，基于所述控制器控制所述第一电机和第二电机停止工作，进而控制所述前轮停止转动。

该实施例中，前轮转速为该装置在进行转弯时前轮轮胎的行驶速度。

该实施例中，梯形夹角指前轮以及前轮的轮轴与水平地面所形成的下底角。

上述技术方案的有益效果：通过第一电机、第二电机控制车轮转速，实现防碰撞装置在转弯时达到一个安全的车轮转速，通过转速可以判断装置在转弯时需要的合适的偏转角，实现装置在转弯时不会发生侧翻，从而保证车轮在转弯时只有滚动没有滑动，最终实现防碰撞装置在遇到障碍物时通过自身检测及控制完成避障。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。