基本信息
- 项目名称：
- 智能多功能导盲拐杖
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 创新设计一种能让盲人对前方障碍物实时探知自动或手动报警的，位置和时间信息语音提示的，智能多功能导盲拐杖。 为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种智能多功能导盲拐杖，由拐杖头、反光发光警示灯、蜂鸣器、四节空心杆身、弹簧卡钮、控制按钮、内置天线、导线和组成电子系统设备的集成芯片电路板组成。
- 详细介绍：
- 本设计克服了传统拐杖一般结构简单，功能较为单一，方位辅助效果不明显；导盲犬训练周期长，难度大，成本高，动物习性不好控制，还要维持生命消费开销；随身便携式导盲仪体积小，轻便好用，但没有辅助支撑功能，对身有残疾，腿脚不便的人，仍然需要拐杖辅助行走等技术不足，结合了传统拐杖轻便易携带，制造简单的特点，增加了可以四节收缩，三档调高的功能特点，内置电子技术系统设备，糅合了智能测控和先进导盲技术，实现了传统导盲设备的结构功能和智能控制升级，其实质技术特点如下： （1）利用电子技术，结合机械结构创新，设计研发了一款能GPS自动定位与超声波测障等多功能的智能收缩拐杖。拐杖杆上部分和手把为中空，内部设计有以单片机为主控件的GPS模块、超声波测障模块和语言提示模块电路，拐杖的头部有警示灯和扬声器。 （2）通过操作拐杖头上相应的按钮，可以对当前北京时间、拐杖所处地理坐标位置进行语音读出；当遇到前方1.5m内的障碍物时，其内部蜂鸣器自动报警；过马路时或遇到紧急情况时可以手动按动对应按钮进行灯光闪烁和声音警示报警。 （3）智能系统安装在中空手把的内部，通过两节充电电池供电。整个拐杖重量较轻，结构紧凑，可真正成为盲人朋友的小帮手，好伴侣。 其GPS模块，超声波模块，语音模块与单片机协调通讯电路可见详细的说明书。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.发明目的： 目的：创新设计一种能让盲人对前方障碍物实时探知报警或手动报警的，位置和时间信息语音提示的，智能多功能导盲拐杖。 方案实现：该由拐杖头、反光发光警示灯、蜂鸣器、四节空心杆身、弹簧卡钮、控制按钮、内置天线、导线和组成电子系统设备的集成芯片电路板组成。 2.创新基本特点： （1）拐杖体积较小，重量轻，整个分为四节，中空，每节长度约30cm，便于收缩携带。拐杖把手竖直安装在第一节杆身上面，称为拐杖头；把手内安装有电子系统设备，并通过导线分别与拐杖头中的警示灯、蜂鸣器和按钮连接。 （2）电子系统设备包括：电源电路、GPS定位系统电路、单片机中断处理电路、超声波发射接收电路、语音合成输出电路、控制报警电路。整个电子系统设备通过单片机进行实时的信息处理。 （3）用GPS芯片接受位置时间信息通过单片机结合电子地图信息查表，输送地名文本信息，通过合成语音输出可以使盲人随时知道当前所处的位置和时间，辅助盲人定位找路。 （4）利用超声波测障功能，通过蜂鸣器报警可以辅助盲人准确探知前方1～1.5m内的障碍物。 （5）利用蜂鸣器发声和警示灯发光提示功能，通过自动或手动触发蜂鸣器和警示灯工作，辅助盲人安全过马路和提示旁人避让行走。 本发明有益效果：集合了拐杖和导盲仪的双重功能，结构简单、重量轻、功能全、操作简单、可靠实用、成本较低，能满足普通老百姓的购买能力和功能需求，可以给数百万盲人生活提供方便，具有广阔市场前景。 3.技术指标（详见说明书）
科学性、先进性
- 本设计结合了传统拐杖轻便易携带，制造简单的特点，增加了可以四节收缩，三档调高度的功能特点，内置电子技术系统设备，糅合了智能测控和先进导盲技术，实现了传统导盲设备的结构功能和智能控制升级， 其实质技术特点如下： （1）利用电子技术，结合机械结构创新，设计研发了一款能GPS自动定位与超声波测障等多功能的智能收缩拐杖。拐杖杆上部分和手把为中空，内部设计有以单片机为主控件的GPS模块、超声波测障模块和语言提示模块电路，拐杖的头部有警示灯和扬声器。 （2）通过操作拐杖头上相应的按钮，可以对当前北京时间、拐杖所处地理坐标位置进行语音读出；当遇到前方1.5m内的障碍物时，其内部蜂鸣器自动报警；过马路时或遇到紧急情况时可以手动按动对应按钮进行灯光闪烁和声音警示报警。 （3）智能系统安装在中空手把的内部，通过两节充电电池供电。整个拐杖重量较轻，结构紧凑，可真正成为盲人朋友的小帮手，好伴侣。其GPS模块，超声波模块，语音模块与单片机协调通讯电路可见详细的说明书。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年12月，西华大学《西华杯》项目，评审合格，准予结题。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利成果转让
作品可展示的形式
- 模型、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品的技术特点和优势：利用电子技术，结合机械结构创新，设计研发这一款能GPS自动定位与超声波测障等多功能的智能拐杖。本作品属于电子设备高端产品，技术新颖，市场针对性强，制造简单，一物多能，具有传统单一功能产品无法比拟的优势。 适应范围：针对盲人特点补充统拐杖市场； 扭转改变导盲犬市场；以及颠覆导盲仪市场 市场分析：近几年来，我国导盲产品生产主要集中在中南、华北，华东地区，产业发展基本平稳，从业人员波动幅度较小，企业固定资产有向上发展又回落的趋势。需要市场注入新活力和新生力量，新型实用产品具有很广阔的市场前景。 经济效益预测：本智能多功能拐杖通过两节充电电池供电，功率低，电路集成度高，技术成熟，制板工序少；整个拐杖重量较轻，结构紧凑新颖，生产改进容易，具有很高的投入产出比智能多功能导盲拐杖市场针对性强，适用性强，可以预见有很好的经济效益前景。
同类课题研究水平概述
- 现在市场上盲人所使用的拐杖大多结构简单而功能单一，使用方便但辅助效果不很明显，事实上，盲人朋友使用时会碰到诸多问题，比如路况不好，坑洼不平、前方有悬挂的障碍物，普通的拐杖无法准确的探明；出行时间不好把握，当前天气的变化无法知晓；迷路时方向无法定位，亲属不容易寻找等。 或者现在采用导盲犬导盲，而培训一名导盲犬难度较大，一般也得花费3-6个月的时间，培训一只娴熟的导盲犬则需要花费两年左右的时间，花费的成本达上万元，而且也有犬的消费开支，还有它有限的生命周期。 另据文献记载，以美国发展导盲犬70多年的经验来说，比例上，导盲幼犬，大约50—60%能成功训练成导盲犬，但只有3%有资格成为导盲种犬，我国发展导盲犬市场起步晚，最早是由从日本留学归来的王靖宇教授2004年10月开始培育训练工作。目前，我国视障人士1233万人，而使用导盲犬的人只有17人。可以看出，我国导盲产品市场空间远没有达到发展稳定阶段，具有很广阔的发展潜力。 目前公布的针对普通行走不便的智能化拐杖的专利很多，但专门为盲人朋友研究设计的多功能导盲拐杖的专利相对较少，而且实际使用时有很多的缺陷和问题。
