一种多功能智能拐杖制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多功能智能拐杖，包括拐杖本体，拐杖本体上设有测量拐杖前方障碍物与拐杖之间距离的红外测距传感器和/或监测人体脉搏的脉搏心率传感器和/或照明灯组件；拐杖本体上还设有显示器、语音朗读器、蜂鸣器。本实用新型专利技术在普通拐杖基础上进行设计，不同于其他具有报警功能的智能拐杖，该实用新型专利技术专利主要侧重于实时性的脉搏监测、红外避障、“伞拐”两用以及警示行人的功能进行设计。脉搏心率传感器将人体脉搏数据、脉搏状态和根据人体脉搏数据、脉搏状态将提示信息显示在显示器的相应位置上，以达到实时观测人体脉搏状态和提示用户作用。拐杖本体通体采用6063铝合金材质，该合金材料兼具承重强，耐腐蚀，抗拉伸和舒适轻便等特点。便等特点。便等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能拐杖


[0001]本技术涉及一种户外用品，具体是涉及具有脉搏监测、红外避障及警示作用等的一种多功能智能拐杖。

技术介绍

[0002]根据国家统计局发布的各省老人人口数据显示，我国老龄化人口数量多、增长速度快、差异大、任务重。中国的老年人口数量居于世界首位，老人的生活起居和健康状况引起了社会的广泛关注。随着年龄的增长他们的生理机能也随之下降，常常会摔倒，轻则疼痛难忍重则骨折，所以常常习惯使用拐杖来辅助行走，而普通的拐杖所具有的功能单一，在当今充满智能化气息的时代，普通拐杖已经不能满足现代老年人的需求了，属于养老产业之类的智能拐杖则应时而生。
[0003]中国专利文献号CN208002273U于2018.10.26公开一种自带导航功能的智能拐杖伞，包括智能拐杖、雨伞、碳纤维杆，手柄、弹性锁扣、SOS求救按钮、红闪灯、主定位模块、压力传感器、心率传感器、跌倒传感器、副定位模块、显示屏、照明器、通讯装置及无线电模块、听筒及话筒、语音语义识别按钮；智能拐杖、雨伞可通过弹性锁扣拆分作为分项独立产品使用；智能拐杖包含碳纤维杆和手柄，手柄设置在碳纤维杆的底端；碳纤维杆的中间部分设置有弹性锁扣；弹性锁扣与手柄之间设置有红闪灯；手柄内部从左到右依次设置有SOS求救按钮、红闪灯、主定位模块、压力传感器、心率传感器、跌倒传感器、副定位模块、显示屏、照明器、通讯装置及无线电模块、听筒及话筒；语音语义识别按钮设置于手柄的主体表面上。该结构并没有警示拐杖前方障碍物的作用。因此有待进一步改进。

技术实现思路

[0004]本技术的目的旨在提供一种多功能智能拐杖，具有脉搏监测、红外避障与警示功能，增加使用体验，以克服现有技术中的不足之处。
[0005]按此目的设计的一种多功能智能拐杖，包括拐杖本体，拐杖本体上设有测量拐杖前方障碍物与拐杖之间距离的红外测距传感器和/或监测人体脉搏的脉搏心率传感器和/或照明灯组件；拐杖本体上还设有显示器、语音朗读器、蜂鸣器。本技术在普通拐杖基础上进行设计，不同于其他具有报警功能的智能拐杖，该技术专利主要侧重于实时性的脉搏监测、红外避障、“伞拐”两用以及警示行人的功能进行设计。
[0006]脉搏心率传感器将人体脉搏数据、脉搏状态和根据人体脉搏数据、脉搏状态将提示信息显示在显示器的相应位置上，以达到实时观测人体脉搏状态和提示用户作用。
[0007]红外测距传感器测量拐杖前方障碍物与拐杖之间距离，并通过语音朗读器将信息提示给用户，或者提示前方的行人注意用户。
[0008]蜂鸣器可以发出鸣笛声音引起附近人群注意。
[0009]照明灯组件在夜间行走下起到照明作用。
[0010]拐杖本体包括手柄，手柄包括第一柄体，第一柄体内腔上设有开发板，红外测距传
感器、脉搏心率传感器、照明灯组件的灯光板、显示器、语音朗读器、蜂鸣器分别与开发板电控连接。
[0011]脉搏心率传感器、显示器固定设置在第一柄体上，第一柄体设有pulse sensor脉搏心率传感器。第一柄体上有液晶显示器、警示按钮与LED灯照明按钮。第一柄体前端设有LED灯照明灯，LED灯照明灯下方设有红外测距传感器，手柄内部设有单片机、微型可充电锂电池和USB充电接口。
[0012]第一柄体上还设有控制照明灯组件或语音朗读器和/或蜂鸣器工作的按钮，按钮与开发板电控连接。
[0013]第一柄体一端对应语音朗读器、蜂鸣器设有发声孔。
[0014]照明灯组件包括设置在第一柄体另一端上的透光片，以及安装在第一柄体内腔上的灯光板。
[0015]手柄呈弯折型，手柄还包括第二柄体，红外测距传感器固定设置在第二柄体上；红外测距传感器与照明灯组件辐射方向相同。
[0016]第一柄体、第二柄体二者内腔相通，第二柄体内腔设有与开发板电控连接的锂电池；第二柄体上设有连接电源的锂电池充电口。
[0017]第二柄体上设有挂设紧急联系人信息和/或用户信息的挂牌孔，以便在紧急情况下行人帮助老人联系亲友及家人。
[0018]拐杖本体包括与手柄连接的杆体，杆体上设有伞面与若干个伞骨，伞面通过伞骨支撑设置在杆体上，杆体上设有控制伞面开合的开合按钮，为增加老人的使用体验，智能拐杖的外观被设计为雨伞结构，在做拐杖的同时兼具做雨伞的功能，达到一拐两用效果。
[0019]杆体内设有空腔；或者，杆体上设有伸缩设置在空腔中的伸缩杆，通过伸缩杆的伸长或缩短适应不同身高的人体；杆体或伸缩杆的一端设有连接头，连接头上若干个橡胶防滑支撑点，接触地面的底部设计为可以增大摩擦的橡胶防滑支撑点，且拐杖伞面支撑结构被设计为具有八根伞骨的雨伞结构，伞布采用晴雨两用的黑胶布材料；整个拐杖杆体内部为中空结构(杆体内设有空腔)，以便传感器传输数据和日常维护，另外中空的结构在减轻拐杖自身的重量的同时，还可以增加用户的使用体验。
[0020]拐杖本体通体采用6063铝合金材质，该合金材料兼具承重强，耐腐蚀，抗拉伸和舒适轻便等特点。
[0021]本技术有益效果如下：
[0022]本技术在系统控制器方面，选用了Arduino Nano
‑
V3.0开发板，其基于Microchip ATmega 328P 8位微控制芯片的智能硬件开发板，尺寸小且功能丰富。
[0023]本技术在脉搏信息采集方面，选用了pulse sensor脉搏心率传感器，属于光电反射式模拟传感器，利用人体组织在血管搏动时引起的透光率进行测量。
[0024]本技术在红外避障方面，选用了GP2Y0A02的红外测距传感器，利用光反射信号来测量数据，体积小、节能、价格亲民和测量精度高。
[0025]本技术在照明方面，选用了强光节能LED灯，功耗低、散热性能好。
[0026]本技术在警示方面，选用了SYN6288语音朗读传感器和有源蜂鸣器TMB，尺寸小，操作简便，发音洪亮清晰，拐杖手柄的尾部设有发声孔。
[0027]本技术在信息显示(显示器)方面选用了SH1106
‑
2线I2C接口的液晶显示屏，
体积小，耗电量小，字母清晰，满足中英文、数字和基本符号的显示。
[0028]本技术在警示与照明开关方面，选用了触发事件时为低电平的按钮。
[0029]本技术在供电方面，选用了定制的12V可升降电压、长条DC5521充电头和能通过USB接口供电的可充电锂电池，稳定的直流电源给控制器以及整个系统供电。
[0030]本技术将支撑杆设计成雨伞结构，采用的雨布是耐用黑胶布材料，具有晴雨两用的效果。
[0031]本技术将底部支撑点设计为防滑凸凹点，使用了可增大接触面摩擦力的防滑耐磨橡胶材料，降低老人外出时意外摔倒的风险。
[0032]除了达到以上功能之外，本技术还将软件与硬件结合起来，利用软件将脉搏监测的方法做了改进。由于pulse sensor脉搏心率传感器的供电电压为3.3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能拐杖，包括拐杖本体，其特征在于：还包括平均值滤波器，拐杖本体上设有测量拐杖前方障碍物与拐杖之间距离的红外测距传感器(2)和/或监测人体脉搏的脉搏心率传感器(6)和/或照明灯组件(3)；拐杖本体上还设有显示器(4)、语音朗读器(13)、蜂鸣器(14)；拐杖本体包括手柄(19)，手柄(19)包括第一柄体(20)，第一柄体(20)内腔上设有开发板(15)，红外测距传感器(2)、脉搏心率传感器(6)、照明灯组件(3)的灯光板、显示器(4)、语音朗读器(13)、蜂鸣器(14)分别与开发板(15)电控连接；脉搏心率传感器(6)、显示器(4)固定设置在第一柄体(20)上；第一柄体(20)上还设有控制照明灯组件(3)或语音朗读器(13)和/或蜂鸣器(14)工作的按钮(5)，按钮(5)与开发板(15)电控连接；其中，示警与灯控的按钮(5)芯片的D、GND引脚分别与开发板(15)A0模拟接口、A1模拟接口、GND引脚连接；蜂鸣器(14)的D、GND引脚分别与开发板(15)的A2模拟接口、GND引脚连接；红外测距传感器(2)芯片的VCC、GND、PORT模拟信号输出接口引脚分别与开发板(15)的VCC、GND、A6模拟接口引脚连接；脉搏心率传感器(6)的GND、VCC、PORT模拟信号输出接口引脚分别与开发板(15)的GND、VCC、A7模拟接口引脚连接；语音朗读传感器的GND、VCC、RXD接收数字信号引脚分别与开发板(15)的GNG、VCC、D2数字接口连接；照明灯组件(3)的LED上的DP、VCC引脚分别与开发板(15)的D3数字接口、VCC连接；显示器(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓兰，郭娜娜，刘连杰，张旭康，候杰，李江，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：