一种盲人探路装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种盲人探路装置，包括单片机、超声波发射器、超声波接收器、报警模块以及给各个部分提供直流电源的电池，超声波发射器与单片机连接，将单片机产生的超声波信号发射出去，超声波接收器与单片机连接，将接收到的超声波信号放大整形并送到单片机的中断口，单片机对超声波信号进行处理，单片机与报警模块连接，根据处理结果控制报警模块工作，在前方障碍物的距离小于其设定的安全距离时，发出报警声提醒盲人注意前方障碍物。该探路器安装在探路杆上，其探测范围不受探路杆长度的影响，并在探路杆碰到障碍物前，即可知前方安全距离内是否有障碍物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种安装在盲人探路杆上的盲人探路装置。
技术介绍
盲人是指眼睛失明的人，其在生活中行动非常不方便，尤其是在走路时很容易碰到墙、桌子或大树等障碍物，为了防止碰到障碍物，盲人在行走时一般都会手持用于探路的探路杆，以探测前方是否有障碍物，如果探路杆碰到障碍物时，盲人便会绕道行走，以绕开障碍物。传统探路杆因为结构简单、制作容易而受到盲人的青睐，但是这种探路杆存在如下问题:探路杆不能做的太长，太长了容易影响其他人行走，因此其探测范围(即前方安全距离)有限；探路杆是在碰到障碍物的情况下才能将障碍物信息传递给盲人，探路杆碰到障碍物时，如果障碍物是位于盲人前方的其他人，则容易戳伤他人，如果障碍物是汽车或者其它贵重物品，则容易损坏该物品。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种盲人探路装置，将其安装于探路杆上，使探路杆的探测范围不受探路杆长度的影响，并在探路杆碰到障碍物前即可知前方安全距离内是否有障碍物。本技术所述的盲人探路装置，包括单片机、超声波发射器、超声波接收器、报警模块以及给各个部分提供直流电源的电池，超声波发射器与单片机连接，将单片机产生的超声波信号发射出去，超声波接收器与单片机连接，将接收到的超声波信号放大整形并送到单片机的中断口，单片机对超声波信号进行处理，单片机与报警模块连接，根据处理结果控制报警模块工作，在前方障碍物的距离小于其设定的安全距离时，发出报警声提醒盲人注意前方障碍物。进一步，所述超声波发射器包括驱动电路和发射头，驱动电路用于驱动发射头，该驱动电路由第一与非门、第十二电阻、第一三极管、第十一电阻、第一反相器、第二反相器、第六电容、第十四电阻、第二三极管、第十三电阻、第三反相器和第四反相器组成；其中，第一与非门的输入端与单片机的超声波输出口连接，输出端通过第十二电阻接第一三极管的基极，第一三极管的发射极接地，集电极通过第十一电阻接直流电源，第一反相器与第二反相器并联，第一、第二反相器的输入端接第一三极管的集电极，输出端接第六电容的一端，第六电容的另一端接发射头的一端，第二三极管的基极通过第十四电阻接单片机的超声波输出口，发射极接地，集电极通过第十三电阻接直流电源，第三反相器与第四反相器并联，第三、第四反相器的输入端接第二三极管的集电极，输出端接发射头的另一端；从而使发射头具有了足够且对称的驱动电流。进一步，所述超声波接收器包括接收头、信号放大电路、检波电路、信号转换电路以及纠错电路，信号放大电路用于将遇到障碍物并反射回来被接收头接收到的微弱信号放大，检波电路用于提取经放大后的信号中的超声波信号，信号转换电路用于将经检波后的超声波信号转换成单片机能处理的方波信号，纠错电路用于防止单片机误读；所述信号放大电路为由第一运算放大器、第二运算放大器以及电阻、电容构成的两级放大电路，检波电路由第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管组成，信号转换电路由第八、第九、第十、第十五电阻以及比较器组成，纠错电路由第二、第三、第四与非门组成；其中，信号放大电路的输入端接接收头，输出端接第三电容的一端，第三电容的另一端接第一二极管的正极，第一二极管的负极接比较器的同向输入端，第二二极管的负极接第一二极管的正极，正极接地，第四电容连接在第一二极管的负极与地之间，第八电阻的一端接直流电源，另一端接第十电阻的一端，第十电阻的另一端接地，比较器的反向输入端接第八电阻与第十电阻的连接点，电源端接直流电源，接地端接地，输出端接第九电阻的一端，第九电阻的另一端接第十五电阻的一端，第十五电阻的另一端接地，第二与非门的第一输入端接第九电阻与第十五电阻的连接点，第二输入端接单片机的纠错信号输出口，第三与非门与第四与非门连接形成RS触发器，第二与非门的输出端接第三与非门的一个输入端，第四与非门的一个输入端接单片机的纠错信号输出口，第三与非门的输出端接单片机的中断口。在使用时，将该盲人探路装置安装在探路杆上，通过探路杆上的开关进行打开/关闭操作。其工作原理如下:打开探路杆上的开关，该盲人探路装置通电工作，单片机初始化后，根据内部设定的程序产生一定频率的超声波信号，并开始计时，该超声波信号通过发射头发射出去，当遇到障碍物时，超声波信号被反射回来，接收头接收到反射回来的超声波信号，经处理后送入单片机的中断口，单片机检测到该信号后，停止计时，并通过相应计算公式S=C*T/2，(其中，C为超声波的声速，T为计时时间)得到障碍物的距离，单片机将该距离S与单片机内部设定的安全距离L进行比较，如果S < L，单片机输出相应控制信号，控制报警模块报警，提醒盲人注意障碍物，如果S ^ L，则报警模块不会发出报警声，盲人可以继续前行，直至听到报警声后才需绕道而行。本技术采用超 声波对盲人前方的障碍物距离进行测定，探路杆的长度不会影响其探测范围，在探路时，探路杆不必接触障碍物，只要障碍物的距离小于设定的安全距离，听到报警声后，盲人即可知道该障碍物的存在，从而避免了探路杆戳伤或损坏障碍物。附图说明图1为本技术的电路测量原理框图。图2为本技术中超声波发射器的电路原理图。图3为本技术中超声波接收器的电路原理图(未包含纠错电路)。图4为本技术中超声波接收器的纠错电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示的盲人探路装置，包括单片机1、超声波发射器2、超声波接收器3、报警模块4以及给各个部分提供直流电源VCC的电池5，超声波发射器2与单片机I连接，超声波接收器3与单片机I连接，单片机I与报警模块4连接。本技术中描述的接直流电源VCC是指接电池5的正极，接地是指接电池5的负极。如图2所示，超声波发射器2包括驱动电路和发射头LS1，驱动电路由第一与非门U4A、第十二电阻R12、第一三极管Q1、第十一电阻R11、第一反相器U3A、第二反相器U3B、第六电容C6、第十四电阻R14、第二三极管Q2、第十三电阻R13、第三反相器U3C和第四反相器U3D组成，第一反相器U3A、第二反相器U3B、第三反相器U3C和第四反相器U3D采用⑶4069六反相器中的其中四个反相器，第一与非门U4A采用74LS00四2输入与非门中的其中一个与非门；其中，74LS00四2输入与非门的I脚、2脚均与单片机I的超声波输出口 CLK40连接，3脚通过第十二电阻R12接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地，集电极通过第i^一电阻Rll接直流电源VCC，⑶4069六反相器的11脚与13脚连接，并同时接第一三极管Ql的集电极，10脚与12脚连接，并同时接第六电容C6的一端，第六电容C6的另一端接发射头LSl的一端，第二三极管Q2的基极通过第十四电阻R14接单片机I的超声波输出口 CLK40，发射极接地，集电极通过第十三电阻R13接直流电源VCC，⑶4069六反相器的5脚与9脚连接，并同时接第二三极管Q2的集电极，6脚与8脚连接，并同时接发射头LSl的另一端。如图3、图4所示，超声波接收器3包括接收头LS2、信号放大电路、检波电路、信号转换电路以及纠错电路；信号放大电路为由第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盲人探路装置，其特征是：包括单片机（1）、超声波发射器（2）、超声波接收器（3）、报警模块（4）以及给各个部分提供直流电源（VCC）的电池（5），超声波发射器与单片机连接，将单片机产生的超声波信号发射出去，超声波接收器与单片机连接，将接收到的超声波信号放大整形并送到单片机的中断口，单片机对超声波信号进行处理，单片机与报警模块连接，根据处理结果控制报警模块工作。

【技术特征摘要】
1.一种盲人探路装置，其特征是:包括单片机(I)、超声波发射器(2)、超声波接收器(3)、报警模块(4)以及给各个部分提供直流电源(VCC)的电池(5)，超声波发射器与单片机连接，将单片机产生的超声波信号发射出去，超声波接收器与单片机连接，将接收到的超声波信号放大整形并送到单片机的中断口，单片机对超声波信号进行处理，单片机与报警模块连接，根据处理结果控制报警模块工作。2.根据权利要求1所述的盲人探路装置，其特征是:所述超声波发射器(2)包括驱动电路和发射头(LS1)，驱动电路由第一与非门(U4A)、第十二电阻(R12)、第一三极管(Q1)、第i^一电阻(R11)、第一反相器(U3A)、第二反相器(U3B)、第六电容(C6)、第十四电阻(R14)、第二三极管(Q2)、第十三电阻(R13)、第三反相器(U3C)和第四反相器(U3D)组成；其中，第一与非门(U4A)的输入端与单片机(I)的超声波输出口(CLK40)连接，输出端通过第十二电阻(R12)接第一三极管(Ql)的基极，第一三极管(Ql)的发射极接地，集电极通过第十一电阻(Rll)接直流电源(VCC)，第一反相器(U3A)与第二反相器(U3B)并联，第一、第二反相器(U3A、U3B)的输入端接第一三极管(Ql)的集电极，输出端接第六电容(C6)的一端,第六电容(C6)的另一端接发射头(LSI)的一端，第二三极管(Q2)的基极通过第十四电阻(R14)接单片机(I)的超声波输出口(CLK40)，发射极接地，集电极通过第十三电阻(R13)接直流电源(VCC)，第三反相器(U3C)与第四反相器(U3D)并联，第三、第四反相器(U3C、U3D)的输入端接第二三极管(Q2)的集电极，输出端接发射头(LSI)的另一端。3.根据权利要求1所述的盲人探路装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶会英，张庆彬，钱红英，张庆凤，
申请(专利权)人：重庆卓特科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：