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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 智能多功能導(dǎo)盲拐杖
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種能讓盲人對(duì)前方障礙物實(shí)時(shí)探知自動(dòng)或手動(dòng)報(bào)警的，位置和時(shí)間信息語(yǔ)音提示的，智能多功能導(dǎo)盲拐杖。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種智能多功能導(dǎo)盲拐杖，由拐杖頭、反光發(fā)光警示燈、蜂鳴器、四節(jié)空心桿身、彈簧卡鈕、控制按鈕、內(nèi)置天線、導(dǎo)線和組成電子系統(tǒng)設(shè)備的集成芯片電路板組成。
- 詳細(xì)介紹：
- 本設(shè)計(jì)克服了傳統(tǒng)拐杖一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能較為單一，方位輔助效果不明顯；導(dǎo)盲犬訓(xùn)練周期長(zhǎng)，難度大，成本高，動(dòng)物習(xí)性不好控制，還要維持生命消費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)；隨身便攜式導(dǎo)盲儀體積小，輕便好用，但沒(méi)有輔助支撐功能，對(duì)身有殘疾，腿腳不便的人，仍然需要拐杖輔助行走等技術(shù)不足，結(jié)合了傳統(tǒng)拐杖輕便易攜帶，制造簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，增加了可以四節(jié)收縮，三檔調(diào)高的功能特點(diǎn)，內(nèi)置電子技術(shù)系統(tǒng)設(shè)備，糅合了智能測(cè)控和先進(jìn)導(dǎo)盲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)導(dǎo)盲設(shè)備的結(jié)構(gòu)功能和智能控制升級(jí)，其實(shí)質(zhì)技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）利用電子技術(shù)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款能GPS自動(dòng)定位與超聲波測(cè)障等多功能的智能收縮拐杖。拐杖桿上部分和手把為中空，內(nèi)部設(shè)計(jì)有以單片機(jī)為主控件的GPS模塊、超聲波測(cè)障模塊和語(yǔ)言提示模塊電路，拐杖的頭部有警示燈和揚(yáng)聲器。 （2）通過(guò)操作拐杖頭上相應(yīng)的按鈕，可以對(duì)當(dāng)前北京時(shí)間、拐杖所處地理坐標(biāo)位置進(jìn)行語(yǔ)音讀出；當(dāng)遇到前方1.5m內(nèi)的障礙物時(shí)，其內(nèi)部蜂鳴器自動(dòng)報(bào)警；過(guò)馬路時(shí)或遇到緊急情況時(shí)可以手動(dòng)按動(dòng)對(duì)應(yīng)按鈕進(jìn)行燈光閃爍和聲音警示報(bào)警。 （3）智能系統(tǒng)安裝在中空手把的內(nèi)部，通過(guò)兩節(jié)充電電池供電。整個(gè)拐杖重量較輕，結(jié)構(gòu)緊湊，可真正成為盲人朋友的小幫手，好伴侶。 其GPS模塊，超聲波模塊，語(yǔ)音模塊與單片機(jī)協(xié)調(diào)通訊電路可見(jiàn)詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1.發(fā)明目的： 目的：創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種能讓盲人對(duì)前方障礙物實(shí)時(shí)探知報(bào)警或手動(dòng)報(bào)警的，位置和時(shí)間信息語(yǔ)音提示的，智能多功能導(dǎo)盲拐杖。 方案實(shí)現(xiàn)：該由拐杖頭、反光發(fā)光警示燈、蜂鳴器、四節(jié)空心桿身、彈簧卡鈕、控制按鈕、內(nèi)置天線、導(dǎo)線和組成電子系統(tǒng)設(shè)備的集成芯片電路板組成。 2.創(chuàng)新基本特點(diǎn)： （1）拐杖體積較小，重量輕，整個(gè)分為四節(jié)，中空，每節(jié)長(zhǎng)度約30cm，便于收縮攜帶。拐杖把手豎直安裝在第一節(jié)桿身上面，稱(chēng)為拐杖頭；把手內(nèi)安裝有電子系統(tǒng)設(shè)備，并通過(guò)導(dǎo)線分別與拐杖頭中的警示燈、蜂鳴器和按鈕連接。 （2）電子系統(tǒng)設(shè)備包括：電源電路、GPS定位系統(tǒng)電路、單片機(jī)中斷處理電路、超聲波發(fā)射接收電路、語(yǔ)音合成輸出電路、控制報(bào)警電路。整個(gè)電子系統(tǒng)設(shè)備通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息處理。 （3）用GPS芯片接受位置時(shí)間信息通過(guò)單片機(jī)結(jié)合電子地圖信息查表，輸送地名文本信息，通過(guò)合成語(yǔ)音輸出可以使盲人隨時(shí)知道當(dāng)前所處的位置和時(shí)間，輔助盲人定位找路。 （4）利用超聲波測(cè)障功能，通過(guò)蜂鳴器報(bào)警可以輔助盲人準(zhǔn)確探知前方1～1.5m內(nèi)的障礙物。 （5）利用蜂鳴器發(fā)聲和警示燈發(fā)光提示功能，通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)蜂鳴器和警示燈工作，輔助盲人安全過(guò)馬路和提示旁人避讓行走。 本發(fā)明有益效果：集合了拐杖和導(dǎo)盲儀的雙重功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、功能全、操作簡(jiǎn)單、可靠實(shí)用、成本較低，能滿足普通老百姓的購(gòu)買(mǎi)能力和功能需求，可以給數(shù)百萬(wàn)盲人生活提供方便，具有廣闊市場(chǎng)前景。 3.技術(shù)指標(biāo)（詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)）
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計(jì)結(jié)合了傳統(tǒng)拐杖輕便易攜帶，制造簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，增加了可以四節(jié)收縮，三檔調(diào)高度的功能特點(diǎn)，內(nèi)置電子技術(shù)系統(tǒng)設(shè)備，糅合了智能測(cè)控和先進(jìn)導(dǎo)盲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)導(dǎo)盲設(shè)備的結(jié)構(gòu)功能和智能控制升級(jí)， 其實(shí)質(zhì)技術(shù)特點(diǎn)如下： （1）利用電子技術(shù)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款能GPS自動(dòng)定位與超聲波測(cè)障等多功能的智能收縮拐杖。拐杖桿上部分和手把為中空，內(nèi)部設(shè)計(jì)有以單片機(jī)為主控件的GPS模塊、超聲波測(cè)障模塊和語(yǔ)言提示模塊電路，拐杖的頭部有警示燈和揚(yáng)聲器。 （2）通過(guò)操作拐杖頭上相應(yīng)的按鈕，可以對(duì)當(dāng)前北京時(shí)間、拐杖所處地理坐標(biāo)位置進(jìn)行語(yǔ)音讀出；當(dāng)遇到前方1.5m內(nèi)的障礙物時(shí)，其內(nèi)部蜂鳴器自動(dòng)報(bào)警；過(guò)馬路時(shí)或遇到緊急情況時(shí)可以手動(dòng)按動(dòng)對(duì)應(yīng)按鈕進(jìn)行燈光閃爍和聲音警示報(bào)警。 （3）智能系統(tǒng)安裝在中空手把的內(nèi)部，通過(guò)兩節(jié)充電電池供電。整個(gè)拐杖重量較輕，結(jié)構(gòu)緊湊，可真正成為盲人朋友的小幫手，好伴侶。其GPS模塊，超聲波模塊，語(yǔ)音模塊與單片機(jī)協(xié)調(diào)通訊電路可見(jiàn)詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月，西華大學(xué)《西華杯》項(xiàng)目，評(píng)審合格，準(zhǔn)予結(jié)題。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利成果轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：利用電子技術(shù)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)研發(fā)這一款能GPS自動(dòng)定位與超聲波測(cè)障等多功能的智能拐杖。本作品屬于電子設(shè)備高端產(chǎn)品，技術(shù)新穎，市場(chǎng)針對(duì)性強(qiáng)，制造簡(jiǎn)單，一物多能，具有傳統(tǒng)單一功能產(chǎn)品無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。 適應(yīng)范圍：針對(duì)盲人特點(diǎn)補(bǔ)充統(tǒng)拐杖市場(chǎng)； 扭轉(zhuǎn)改變導(dǎo)盲犬市場(chǎng)；以及顛覆導(dǎo)盲儀市場(chǎng) 市場(chǎng)分析：近幾年來(lái)，我國(guó)導(dǎo)盲產(chǎn)品生產(chǎn)主要集中在中南、華北，華東地區(qū)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本平穩(wěn)，從業(yè)人員波動(dòng)幅度較小，企業(yè)固定資產(chǎn)有向上發(fā)展又回落的趨勢(shì)。需要市場(chǎng)注入新活力和新生力量，新型實(shí)用產(chǎn)品具有很廣闊的市場(chǎng)前景。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：本智能多功能拐杖通過(guò)兩節(jié)充電電池供電，功率低，電路集成度高，技術(shù)成熟，制板工序少；整個(gè)拐杖重量較輕，結(jié)構(gòu)緊湊新穎，生產(chǎn)改進(jìn)容易，具有很高的投入產(chǎn)出比智能多功能導(dǎo)盲拐杖市場(chǎng)針對(duì)性強(qiáng)，適用性強(qiáng)，可以預(yù)見(jiàn)有很好的經(jīng)濟(jì)效益前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 現(xiàn)在市場(chǎng)上盲人所使用的拐杖大多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而功能單一，使用方便但輔助效果不很明顯，事實(shí)上，盲人朋友使用時(shí)會(huì)碰到諸多問(wèn)題，比如路況不好，坑洼不平、前方有懸掛的障礙物，普通的拐杖無(wú)法準(zhǔn)確的探明；出行時(shí)間不好把握，當(dāng)前天氣的變化無(wú)法知曉；迷路時(shí)方向無(wú)法定位，親屬不容易尋找等。 或者現(xiàn)在采用導(dǎo)盲犬導(dǎo)盲，而培訓(xùn)一名導(dǎo)盲犬難度較大，一般也得花費(fèi)3-6個(gè)月的時(shí)間，培訓(xùn)一只嫻熟的導(dǎo)盲犬則需要花費(fèi)兩年左右的時(shí)間，花費(fèi)的成本達(dá)上萬(wàn)元，而且也有犬的消費(fèi)開(kāi)支，還有它有限的生命周期。 另?yè)?jù)文獻(xiàn)記載，以美國(guó)發(fā)展導(dǎo)盲犬70多年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，比例上，導(dǎo)盲幼犬，大約50—60%能成功訓(xùn)練成導(dǎo)盲犬，但只有3%有資格成為導(dǎo)盲種犬，我國(guó)發(fā)展導(dǎo)盲犬市場(chǎng)起步晚，最早是由從日本留學(xué)歸來(lái)的王靖宇教授2004年10月開(kāi)始培育訓(xùn)練工作。目前，我國(guó)視障人士1233萬(wàn)人，而使用導(dǎo)盲犬的人只有17人。可以看出，我國(guó)導(dǎo)盲產(chǎn)品市場(chǎng)空間遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到發(fā)展穩(wěn)定階段，具有很廣闊的發(fā)展?jié)摿Α? 目前公布的針對(duì)普通行走不便的智能化拐杖的專(zhuān)利很多，但專(zhuān)門(mén)為盲人朋友研究設(shè)計(jì)的多功能導(dǎo)盲拐杖的專(zhuān)利相對(duì)較少，而且實(shí)際使用時(shí)有很多的缺陷和問(wèn)題。
