阅读说明：本技术 一种新型智能拐杖 (Novel intelligent walking stick ) 是由 任斌 刘敏华 纪政霖 孙子修 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型智能拐杖,包括把手和控制模块,所述把手上连接有伸缩杆,所述伸缩杆上通过螺栓连接有固定筒,所述固定筒上固定设有智能导向盒,所述智能导向盒上设有警示灯、指示灯、蜂鸣器和超声波模块；所述控制模块电性连接有警示灯、蜂鸣器、超声波模块、摄像模块、倾倒模块、GPS模块、GSM模块和GPRS模块；本发明采用GPS模块和GPRS模块传输位置,且GSM模块一键发送短信；在盲人摔倒在地的时候,倾倒模块通过蜂鸣器进行求救；超声波模块,检测前方障碍物并警报提醒；警示灯在夜晚对其他人和车辆器警示的作用；智能导向盒和通过螺栓进行拆卸和安装,方便安装在不同的导盲杖上。(The invention discloses a novel intelligent walking stick which comprises a handle and a control module, wherein a telescopic rod is connected to the handle, a fixed cylinder is connected to the telescopic rod through a bolt, an intelligent guide box is fixedly arranged on the fixed cylinder, and a warning lamp, an indicator lamp, a buzzer and an ultrasonic module are arranged on the intelligent guide box; the control module is electrically connected with a warning lamp, a buzzer, an ultrasonic module, a camera module, a dumping module, a GPS module, a GSM module and a GPRS module; the invention adopts a GPS module and a GPRS module to transmit positions, and a GSM module sends short messages by one key; when the blind person falls down to the ground, the dumping module asks for help through the buzzer; the ultrasonic module is used for detecting a front obstacle and giving an alarm for reminding; the warning lamp has the function of warning other people and vehicles at night; the intelligent guide box is detached and installed through the bolts, and is conveniently installed on different blind guiding sticks.)

一种新型智能拐杖

技术领域

本发明属于导盲技术领域，具体涉及一种新型智能拐杖。

背景技术

盲人既是我们普通人民中的一员，又是一个特殊群体，他们由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便，盲人在平时生活中使用导盲杖进行行走判别前方道路的情况，导盲杖作为盲人的眼睛，在平时生活中具有很大的用处。

但是，在现有技术中，导盲杖仅仅能够作为盲人探测前方路况的工具，其功能性较为单一，不能够满足盲人在使用的时候的需求，并且盲人在行走的时候，不能够通过导盲杖完全判断出前方是否有障碍物；并且现有的导盲杖不能直接取得地理位置信息并且通知亲人朋友，也不能自动向路人和家人进行求救，这样不能够提高盲人的安全性；以及盲人在夜间行走的时候不能有效的提醒其他行人和车辆，使得盲人处于危险环境中，以及现有的一些智能导盲杖，都不能够进行拆卸安装，这样使得导盲杖损坏就需要完全进行更换导盲杖，造成盲人资金的消耗。

为此，我们提出一种新型智能拐杖来解决现有技术中存在的问题，使的导盲杖的功能性多样，超声波雷达能够探测前方障碍物，蜂鸣器可以进行警报和求救，警示灯可以提高夜晚的安全性，各种通讯系统可以及时通知家人朋友。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型智能拐杖，以解决上述背景技术中提出现有技术中功能性单一，安全性不高，无法求救和通知家人等的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型智能拐杖，包括把手和控制模块，所述把手的一端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆上通过螺栓活动连接有固定筒，所述固定筒的内部设有紧固片，所述紧固片的底部上下两端固定设有轴承座，所述轴承座内通过轴承活动连接有螺栓，所述螺栓螺纹处于固定筒底部的螺栓槽内，所述固定筒上固定设有智能导向盒，所述智能导向盒的一侧固定开设有散热口，所述智能导向盒的顶部固定设有控制开关，所述控制开关的下部固定设有摄像头，所述摄像头的左侧固定设有警示灯，所述摄像头的右侧固定设有指示灯，所述摄像头的下部固定设有蜂鸣器，所述蜂鸣器的下部固定设有超声波模块；

所述控制模块电性连接有电源模块，所述控制模块上电性连接有警示灯、指示灯和蜂鸣器，所述控制模块与控制开关电性连接，所述控制模块上电性连接有超声波模块、摄像模块、倾倒模块，所述控制模块电性连接有GPS模块、GSM模块和GPRS模块，所述GPRS模块通信连接有位置显示。

优选的，所述伸缩杆包括外伸缩杆和内伸缩杆，所述内伸缩杆活动处于外伸缩杆内。

优选的，所述外伸缩杆和内伸缩杆上均设有按扣槽，所述内伸缩杆的内部活动设有按扣，所述按扣的底部固定设有限位块，所述限位块的底部固定连接有弹簧，所述弹簧的一端固定连接在内伸缩杆的另一端

优选的，所述伸缩杆最顶端的内伸缩杆的顶部固定设有固定头，所述把手的尾端固定设有挂绳环，所述挂绳环上缠绕挂绳。

优选的，所述按扣活动设定在内伸缩杆和外伸缩杆上的按扣槽内，所述限位块的上部设置成弧形面。

优选的，所述把手上设有防滑条纹凹槽，并且在把手上套接有聚乙烯泡沫。

优选的，所述控制开关包括有电源开关和一键发送GSM模块短信、GPRS模块位置和蜂鸣器求救的开关以及警示灯的开关。

优选的，所述倾倒模块采用MPU芯片测量角度。

优选的，所述电源模块包括锂电池组和锂电池组充电模块，所述锂电池组充电模块与锂电池组电性连接，所述锂电池组通过电源开关与控制模块电性连接。

优选的，所述警示灯为黄色显色灯光，所述指示灯分别电性连接有锂电池组充电模块，超声波模块和GSM模块、GPRS模块。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种新型智能拐杖，与现有技术相比，具有以下有点：

本发明采用GPS模块获取盲人朋友的位置信息，并且通过GPRS模块实时传输，使家属能够在手机APP端进行查看盲人的位置，防止盲人走失；另外，GSM模块可以在盲人遇到危险的时候一键发送短信通知家人朋友，并且控制蜂鸣器向路人寻求帮助；以及在盲人摔倒在地的时候，倾倒模块会在检测倾斜角度的时候，自动通过蜂鸣器向路人进行求救；并且在智能导向盒内设有超声波模块，在检测前方是否有障碍物，在有障碍物的时候可以通过蜂鸣器对盲人进行提醒警报；以及在智能导向盒上设有警示灯，可以在夜晚的时候发出黄色的光对其他人和车辆器警示的作用；以及本发明的智能导向盒和通过螺栓进行拆卸和安装，方便安装在不同的导盲杖上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A部示意图；

图3为本发明的B部示意图；

图4为本发明的智能导向盒俯视图；

图5为本发明的电路框图；

图6为本发明的控制模块电路图；

图7为本发明的指示灯电路图；

图8为本发明的串口和语音播报电路图。

图中：1、把手；2、伸缩杆；3、固定头；4、挂绳环；5、固定筒；6、智能导向盒；7、螺栓；8、外伸缩杆；9、内伸缩杆；10、按扣槽；11、按扣；12、限位块；13、弹簧；14、散热口；15、紧固片；16、螺栓槽；17、轴承座；18、控制开关；19、摄像头；20、警示灯；21、指示灯；22、蜂鸣器；23、超声波模块。

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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

本发明提供了如图1-8，所示的一种新型智能拐杖，包括把手1和控制模块，把手1的一端固定连接有伸缩杆2，伸缩杆2上通过螺栓7活动连接有固定筒5，该处的螺栓7连接的固定筒5可以方便对智能导向盒6进行拆卸和安装，便于更换导盲杖；固定筒5的内部设有紧固片15，紧固片15的底部上下两端固定设有轴承座17，轴承座17内通过轴承活动连接有螺栓7，螺栓7螺纹处于固定筒5底部的螺栓槽16内，该处的紧固片15上设有橡胶垫，可以防止螺栓7在进行紧固的时候对伸缩杆2造成损坏；固定筒5上固定设有智能导向盒6，智能导向盒6的一侧固定开设有散热口14，智能导向盒6的顶部固定设有控制开关18，控制开关18的下部固定设有摄像头19，摄像头19的左侧固定设有警示灯20，摄像头19的右侧固定设有指示灯21，摄像头19的下部固定设有蜂鸣器22，蜂鸣器22的下部固定设有超声波模块23，该处的智能导向盒6内设有各种检测设备和通讯设备，能够提高导盲杖的使用功能，并且能够提高盲人在使用时候的安全性；

控制模块电性连接有电源模块，该处的电源模块用来为智能导向盒6进行供电；控制模块上电性连接有警示灯20、指示灯21和蜂鸣器22，该处的警示灯20可以在黑夜显示自身的位置，指示灯21可以显示设备运行状态和充电情况，蜂鸣器22可以进行求救；控制模块与控制开关18电性连接，控制模块上电性连接有超声波模块23、摄像模块、倾倒模块，该处的超声波模块23可以有效的检测前方是否有障碍物，摄像模块可以进行行走记录，倾倒模块可以检测盲人是否倾倒；控制模块电性连接有GPS模块、GSM模块和GPRS模块，GPRS模块通信连接有位置显示，该处的GPS模块可以取到位置信息，然后通过GPRS模块进行发送，且GSM模块可以进行短信信息的发送。

较佳地，伸缩杆2包括外伸缩杆8和内伸缩杆9，内伸缩杆9活动处于外伸缩杆8内。

通过采用上述技术方案，该处的外伸缩杆8和内伸缩杆9的设定可以使得伸缩杆2在不使用的时候能够收起来，方便拿持。

较佳地，外伸缩杆8和内伸缩杆9上均设有按扣槽10，内伸缩杆9的内部活动设有按扣11，按扣11的底部固定设有限位块12，限位块12的底部固定连接有弹簧13，弹簧13的一端固定连接在内伸缩杆9的另一端。

通过采用上述技术方案，该处的按扣槽10和按扣11的设定可以在内伸缩杆9拉出外伸缩杆8内部的时候进行固定，防止内伸缩杆9在使用的时候晃动，并且按扣11通过弹簧13进行弹性连接，可以方便对按扣11和按扣槽10的分离。

较佳地，伸缩杆2最顶端的内伸缩杆9的顶部固定设有固定头3，把手1的尾端固定设有挂绳环4，挂绳环4上缠绕挂绳。

通过采用上述技术方案，该处的固定头3可以防止最顶端的内伸缩杆9在收缩的时候进入到外伸缩杆8内，在成内伸缩杆9无法拿出来的问题，并且挂绳环4的设定可以缠绕挂绳在盲人手腕处，防止导盲杖脱落丢失。

较佳地，按扣11活动设定在内伸缩杆9和外伸缩杆8上的按扣槽10内，限位块12的上部设置成弧形面。

通过采用上述技术方案，该处的按扣11处于按扣槽10内，可以方便对内伸缩杆9和外伸缩杆8的固定，且限位块12的上部的弧形面可以与内伸缩杆9内壁贴合连接。

较佳地，把手1上设有防滑条纹凹槽，并且在把手1上套接有聚乙烯泡沫。

通过采用上述技术方案，该处的防滑条纹凹槽和聚乙烯泡沫的设定可以实现防滑和吸汗，方便盲人拿持导盲杖。

较佳地，控制开关18包括有电源开关和一键发送GSM模块短信、GPRS模块位置和蜂鸣器22求救的开关以及警示灯20的开关。

通过采用上述技术方案，该处的电源开关可以控制智能导向盒6的电源接通运行，并且一键发送短信和位置信息，并且及时进行语音求救，在晚上的时候可以打开警示灯20的开关，使得灯光能够使得自己较为醒目，提高安全性。

较佳地，倾倒模块采用MPU6050芯片测量角度。

通过采用上述技术方案，角度测量防摔模块应用MPU6050来测量角度。当盲人行走，由于地面不平导致盲人身体倾斜或将摔倒时，当角度探测小于30°，则认为盲人即将摔倒，角度测量器把信息传给蜂鸣器22，蜂鸣器22发出警报，通知监护人，由监护人迅速将盲人扶稳。

较佳地，电源模块包括锂电池组和锂电池组充电模块，锂电池组充电模块与锂电池组电性连接，锂电池组通过电源开关与控制模块电性连接。

通过采用上述技术方案，该处使用锂电池组提高电池的使用寿命和存电量，并且锂电池组充电模块可以为锂电池组进行充电。

较佳地，警示灯20为黄色显色灯光，指示灯21分别电性连接有锂电池组充电模块，超声波模块23和GSM模块、GPRS模块。

通过采用上述技术方案，警示灯20采用黄色灯光能提高醒目效果，增加安全性，并且指示灯21可以显示各个设备的运行状态。

本导盲系统采用STM32F103RCT6作为主要的控制电路，STM32控制器相较于51单片机，拥有主频率更高、处理能力更强、耗能低、成本低等特点，是一款性价比较高的嵌入式处理器。同时还具有PWM、DA、AD等常用外设，使用方便，只需8MHz的晶振频率和3.3V的电压即可工作。

超声波模块：设计利用超声波避障的好处在于测量方式简单，易于实现，成本低，覆盖面广。本设计采用HC-SR04超声波传感器，该模块性能稳定，测距精准。STM32主控制电路发送40kHz的脉冲信号，超声波发射器发射信号后，经超声波换能器处理后转换为超声波信号，当探测到前方的障碍物时，将超声波所测得的距离发送给蜂鸣器22，从而提醒盲人成功避开障碍物。

倾倒模块：倾倒模块应用MPU6050来测量角度。当盲人行走，由于地面不平导致盲人身体倾斜或将摔倒时，当角度探测小于30°，则认为盲人即将摔倒，角度测量器把信息传给蜂鸣器22，蜂鸣器22发出警报，通知监护人，由监护人迅速将盲人扶稳。

蜂鸣器22超声波模块、按键和倾倒模块相结合，为监护人提供盲人的信息。当倾倒模块检测到拐杖的角度小于30°时，此时，STM32主控制电路启动蜂鸣器22，请求路人帮忙，并且发送短信到指定人手机。

GPS技术从根本上解决了定位问题。GPS模块主要用于盲人人的精确定位，盲人发生紧急情况时，可以通过GSM模块把信息发送给监护人。

工作原理：使用之前，先通过锂电池组充电模块对电源模块中的锂电池组进行充电，在使用的时候，可以打开智能导向盒6上的控制开关18中的电源开关，使得智能导向盒6可以实现运行，然后在盲人行走的时候，超声波模块23会时刻检测前方道路的安全性，遇到障碍物的时候会将信号传送给控制模块，控制模块会通过蜂鸣器22进行警报提醒，并且摄像模块会将盲人行走的过程进行记录下来，在盲人发生倾写摔倒的时候，倾倒模块中的MPU6050芯片会测量角度，进行判断，然后控制模块将信息通GSM模块发送给盲人的亲人和朋友，并且控制模块会通过蜂鸣器22向路人进行求救，在智能导向盒6在使用时候，会时刻通GSP模块接收地理位置，并且在按下一键按键的时候，能够通过GPRS模块发送亲人，使得亲人能够进行定位，并且通过GSM模块发送信息，在夜晚的时候，可以通过警示灯20来显示自己的位置，提醒路人和车辆，提高自身的安全性，当导盲杖损坏的时候，可以通过固定筒5下方的螺栓7将固定筒5从伸缩杆2上取下来，然后更换到新的导盲杖上进行使用，实现资源的节约。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。