本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于探測前方障礙物并提示大致方向和距離的超聲波測距式智能盲用杖，特別是一種智能導(dǎo)盲杖的制備方法。

技術(shù)背景：

現(xiàn)有的導(dǎo)盲杖是單純的拐杖，只能靠觸碰來探測前方障礙，使用時極其不方便而且探測距離和精確度有限，給盲人獨自出行帶來很大不便；目前國內(nèi)盲人用品雖然在種類和數(shù)量上有大幅增加，但在一些高端用品如：超聲波探路儀等方面幾乎還是空白，而國外同類產(chǎn)品也存在種類單一的缺點，而且其高昂的價格并不是一般人能承受的，很難在盲人中普及。歸結(jié)起來，現(xiàn)有的一些盲人探路器械在其探測范圍、精確度、舒適性和實用性上均存在著缺陷；傳統(tǒng)拐杖已存在和使用了上千年，但一直沒有在功能和技術(shù)上有所突破。隨著現(xiàn)在盲人用品市場不斷擴大，我們有理由為他們研發(fā)一種新型的智能化使用方便的探路工具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計一種將超聲波傳感器與單片機和語音芯片相結(jié)合，自動控制測量與障礙物距離，采集信息經(jīng)單片機處理后控制語音芯片發(fā)出響應(yīng)提示音的裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明智能導(dǎo)盲杖的電路控制部分主要有超聲波發(fā)射、接收電路，信號處理電路，測控電路和語音提示電路四部分 組成；通過對超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波脈沖被障礙物反射回來而形成的反射脈沖進行采集，將所采集的信號通過兩極放大、音頻譯碼鎖相電路后送入單片機，由單片機進行記時和距離計算，單片機將根據(jù)計算出結(jié)果驅(qū)動語音提示電路播報相應(yīng)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器、拐杖體、控制電路板、電源、開關(guān)、拐杖把和橡膠體等部件，柱形內(nèi)空式拐杖體頂端橫拐處制有拐杖把，底端固連制有軟體式橡膠體，在拐杖體和拐杖把對接處制有便于握杖手按動的電源開關(guān)；拐杖體采用剛性材料制成內(nèi)腔為空體式，內(nèi)腔中安裝有控制電路板、電源及超聲波發(fā)射與接受器件，按電學(xué)原理電連通，實現(xiàn)整體控制功能；在拐杖體下端的橡膠體上部與拐杖把拐向相對應(yīng)方向制有上、下排列的超聲波接受器與發(fā)射器，并在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)其超聲波不受阻的功能；控制電路板根據(jù)其控制電路結(jié)構(gòu)原理按常規(guī)工藝電連通接成便于在拐杖體內(nèi)安裝和連通的板式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)安全、可靠和穩(wěn)定的功能。

本發(fā)明的控制電路所處理信號的發(fā)射與接收由兩片超聲波傳感器實現(xiàn)，單片機為發(fā)射超聲波的傳感器提供時鐘脈沖，超聲波發(fā)射器的發(fā)射頻率為40KHz，并在一定角度范圍(約9度)內(nèi)發(fā)射超聲波，經(jīng)障礙物反射后被超聲波接收器采集反射信號送給下一級的信號處理電路。這部分電路主要由兩級高頻信號放大電路和一個鎖相環(huán)組成，信號處理后輸出一個穩(wěn)定的高電平信號給單片機INTO端口。單片機記下從發(fā)射出超聲波到接收到信號這段時間t，算出與障礙物之間距離s；產(chǎn)生中斷請求并調(diào)用響應(yīng)程序控制放音電路放音，中斷程序執(zhí)行完后 再進入主程序開始循環(huán)探測；盲人可通過耳機收聽提示音。

本發(fā)明智能導(dǎo)盲杖與傳統(tǒng)拐杖技術(shù)相比，其功能新、實用性強、電路簡單、穩(wěn)定性好、測量范圍大、精度高，針對盲人及弱視人等特殊消費群體，具有一定市場前景。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明之整體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明之測試控制電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實施方案：

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明：

實施例1：

本實施例的主體結(jié)構(gòu)包括超聲波發(fā)射器1、超聲波接收器2、拐杖體3、控制電路板4、電源5、開關(guān)6、拐杖把7和橡膠體8等部件，柱形內(nèi)空式拐杖體3的頂端橫拐處制有拐杖把7，底端固連制有軟體式橡膠體18，在拐杖體3和拐杖把7對接處制有便于握杖手按動的電源開關(guān)6；拐杖體3采用剛性材料制成內(nèi)腔為空體式，內(nèi)腔中安裝有控制電路板4、電源5及超聲波發(fā)射器1與接受器2，按電學(xué)原理電連通，實現(xiàn)整體控制功能；在拐杖體3下端的橡膠體8上部與拐杖把拐向相對應(yīng)方向制有上、下排列的超聲波接受器1與發(fā)射器2，并在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)其超聲波不受阻的功能；控制電路板4根據(jù)其控制電路結(jié)構(gòu)原理按常規(guī)工藝電連通接成便于在拐杖體3內(nèi)安裝和連通的板式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)安全、可靠和穩(wěn)定的功能。

本實施例有超聲波傳感器(包括發(fā)射器和接收器)、放大電路、單 片機、語音芯片等組成的電信號處理電路按電學(xué)原理組成以整體裝置。其中超聲波傳感器采用的是UCM40R壓電陶瓷傳感器，它的工作頻率是40KHz，脈沖信號運算放大器采用普通的IC1A和IC1B兩級放大后加到IC2。IC2是帶有鎖相環(huán)的音頻譯碼集成塊LM567，電容C4決定其鎖定帶寬，輸出端8號管腳有高電平變?yōu)榈碗娖?，作為中斷請求信號送至單片機處理。語音芯片I₂采用ISD1416，其SP+和SP-端節(jié)外接揚聲器Y，單片機I₁采用實用的8751。

本實施例軟件處理程序需要完成的工作有：產(chǎn)生脈沖信號，計算與障礙物之間的距離，判斷距離的安全性，選定語音芯片發(fā)聲信號的地址，可按照常規(guī)方法進行編程設(shè)計，并按常規(guī)工藝將編譯后的機器碼固化到單片機的存儲器當(dāng)中，采用常規(guī)的技術(shù)手段即可實現(xiàn)。

本實施例的控制電路按測試控制電學(xué)原理圖示的參數(shù)和標(biāo)志電連通，除已說明的選用元件參數(shù)外，其他電阻、電容等器件的參數(shù)為：R1＝R2＝100ΚΩ，R3＝R5＝10ΚΩ，R4＝R6＝R7＝1ΚΩ，R8＝4.7ΚΩ，R9＝10ΚΩ；C1＝C2＝C3＝C4＝C5＝C6＝C7＝C9＝0.1μF，C8＝2.2μF，C10＝C11＝C12＝30μF，C13＝12MHz，C14＝4.7μF；其電源選用干電池或充電電池，其額定電壓為5-6V；超聲波傳感器為對稱型，一只作為超聲波發(fā)射器，一只作為超聲波接收器。