基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲波測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波測(cè)距技術(shù)是利用超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了，這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。(超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即:s=340t/2)。
[0003]機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能，通過(guò)切割電磁圈的磁感線，可以使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在電機(jī)中，機(jī)械能和電能可以互逆轉(zhuǎn)換。
[0004]目前的一些盲人導(dǎo)航鞋有的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，要利用GPS技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)來(lái)輔助定位，而且常會(huì)受到天氣信號(hào)及建筑物的影響，從而經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量的結(jié)果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的就在于提供了一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，將超聲波發(fā)射接收模塊嵌入在鞋子的前端，通過(guò)盲人在步行過(guò)程中周期性向前發(fā)射超聲波信號(hào)來(lái)判斷前方的路況，從而及時(shí)提醒盲人路況，同時(shí)巧妙的利用盲人在步行過(guò)程中腳的反復(fù)性動(dòng)作將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能從而給電路系統(tǒng)供電，不僅具有新穎性，而且具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，包括依次連接的超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊；
[0007]所述超聲波模塊由超聲波發(fā)射模塊與超聲波接收模塊組成；
[0008]還包括電池模塊，所述電池模塊分別與超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊相連接；
[0009]還包括依次連接的機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊、電能存儲(chǔ)模塊、LED燈；所述機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有一彈性裝置；
[0010]所述電能存儲(chǔ)模塊通過(guò)開(kāi)關(guān)單元連接于電池模塊；
[0011]所述LED燈由機(jī)電轉(zhuǎn)換燈與電池充電燈組成。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述超聲波模塊采用的型號(hào)為HC-SR04。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述放大器采用的型號(hào)為AD817。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述濾波器采用的型號(hào)為TPL2015-G01。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述中央處理器采用CX20106A芯片。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述語(yǔ)音提示模塊采用WT588芯片。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]1.將超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊安裝在一起，當(dāng)導(dǎo)航鞋前方有障礙物時(shí)，超聲波發(fā)射模塊發(fā)射出去的超聲波信號(hào)就會(huì)隨時(shí)被超聲波接收模塊采集到，及時(shí)有效；
[0019]2.通過(guò)放大器和濾波器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，并且有效的濾除環(huán)境中其他頻率的噪聲信號(hào)和濾除電源中帶來(lái)的噪聲信號(hào)，從而排除了噪聲干擾，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；
[0020]3.通過(guò)中央處理器進(jìn)行信號(hào)的處理，得到障礙物距離盲人的距離并且通過(guò)語(yǔ)音提示模塊告訴盲人，更為準(zhǔn)確和人性化；
[0021]4.采用機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊將盲人在步行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并存儲(chǔ)起來(lái)，節(jié)省了購(gòu)買電池的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的盲人導(dǎo)航鞋的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型中機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊的位置狀態(tài)示意圖一；
[0024]圖3為本實(shí)用新型中機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊的位置狀態(tài)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0026]實(shí)施例:
[0027]如圖1所示，一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，包括依次連接的超聲波模塊1、放大器2、濾波器3、中央處理器4、語(yǔ)音提示模塊5 ;
[0028]所述超聲波模塊I由超聲波發(fā)射模塊1-1與超聲波接收模塊1-2組成；
[0029]所述超聲波模塊I用于發(fā)射和接收超聲波信號(hào)；所述放大器2用于把接收的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述濾波器3用于放大后的噪聲濾除，并將有效的超聲波信號(hào)過(guò)濾出來(lái)；所述中央處理器4對(duì)得到的超聲波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)器處理等，并得到障礙物距離盲人距離的數(shù)據(jù)；所述語(yǔ)音提示模塊5內(nèi)置有語(yǔ)音芯片，可以將從中央處理器4出來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音信號(hào)，進(jìn)而及時(shí)提醒盲人路況；
[0030]還包括電池模塊6，所述電池模塊6分別與超聲波模塊1、放大器2、濾波器3、中央處理器4、語(yǔ)音提示模塊5相連接；所述電池模塊6用于給電路供電；
[0031]還包括依次連接的機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8、電能存儲(chǔ)模塊9、LED燈10 ;所述機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8用于將盲人在步行過(guò)程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能；
[0032]所述電能存儲(chǔ)模塊9通過(guò)開(kāi)關(guān)單元7連接于電池模塊6 ;所述電能存儲(chǔ)模塊9用于將機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8轉(zhuǎn)換的電能存儲(chǔ)起來(lái)；所述開(kāi)關(guān)單元7用于控制電路工作及電池的充電過(guò)程；
[0033]所述LED燈10由機(jī)電轉(zhuǎn)換燈10_1與電池充電燈10_2組成；其中機(jī)電轉(zhuǎn)換燈10_1用于監(jiān)測(cè)電路的機(jī)電轉(zhuǎn)換過(guò)程，電池充電燈10-2用于監(jiān)測(cè)電路的電池充電過(guò)程。
[0034]具體實(shí)施時(shí)，所述超聲波模塊I采用的型號(hào)為HC-SR04 ;所述放大器2采用的型號(hào)為AD817 ;所述濾波器3采用的型號(hào)為TPL2015-G01 ;所述中央處理器4采用CX20106A芯片；所述語(yǔ)音提示模塊5采用WT588芯片；當(dāng)盲人在步行過(guò)程中，電池模塊6開(kāi)始給整個(gè)電路供電，此時(shí)超聲波發(fā)射模塊1-1開(kāi)始發(fā)送超聲波信號(hào)，當(dāng)前方有障礙物時(shí)，超聲波就會(huì)返回被超聲波接收模塊1-2接收，超聲波接收模塊1-2將接收的信號(hào)送入放大器2進(jìn)行放大，后經(jīng)濾波器3濾除噪聲信號(hào)，將超聲波信號(hào)送至中央處理器4進(jìn)行處理，信號(hào)再經(jīng)語(yǔ)音提示模塊5發(fā)出語(yǔ)音信號(hào)提示盲人注意路況。在盲人整個(gè)步行過(guò)程中，由于重復(fù)性的步行，根據(jù)圖2、圖3所示機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8，將運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能并且存儲(chǔ)到電能存儲(chǔ)模塊9中，此時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，將存儲(chǔ)的電能再給電池模塊6充電，完成整個(gè)電路的工作。而機(jī)電轉(zhuǎn)換燈10-1和電池充電燈10-2，在此過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路的機(jī)電轉(zhuǎn)換過(guò)程和電池充電過(guò)程的工作狀態(tài)。
[0035]如圖2是盲人穿的鞋子11，鞋底為設(shè)有彈性裝置的機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8，當(dāng)盲人在抬起后腳跟時(shí)機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊8的彈性轉(zhuǎn)裝置彈起，當(dāng)盲人的后腳跟落下時(shí)彈性裝置由于受到壓力作用而被壓下去，此時(shí)就是機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。
[0036]最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于: 包括依次連接的超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊； 所述超聲波模塊由超聲波發(fā)射模塊與超聲波接收模塊組成； 還包括電池模塊，所述電池模塊分別與超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊相連接； 還包括依次連接的機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊、電能存儲(chǔ)模塊、LED燈； 所述電能存儲(chǔ)模塊通過(guò)開(kāi)關(guān)單元連接于電池模塊； 所述LED燈由機(jī)電轉(zhuǎn)換燈與電池充電燈組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于:所述超聲波模塊采用的型號(hào)為HC-SR04。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于:所述放大器采用的型號(hào)為AD817。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于:所述濾波器采用的型號(hào)為TPL2015-G01。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于:所述中央處理器采用CX20106A芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，其特征在于:所述語(yǔ)音提示模塊采用WT588芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于超聲波測(cè)距的盲人導(dǎo)航鞋，包括依次連接的超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊；所述超聲波模塊由超聲波發(fā)射模塊與超聲波接收模塊組成；還包括電池模塊，所述電池模塊分別與超聲波模塊、放大器、濾波器、中央處理器、語(yǔ)音提示模塊相連接；還包括依次連接的機(jī)電轉(zhuǎn)換模塊、電能存儲(chǔ)模塊、LED燈；所述電能存儲(chǔ)模塊通過(guò)開(kāi)關(guān)單元連接于電池模塊。本實(shí)用新型將超聲波發(fā)射接收模塊嵌入在鞋子的前端，通過(guò)盲人在步行過(guò)程中周期性向前發(fā)射超聲波信號(hào)來(lái)判斷前方的路況，同時(shí)巧妙的利用盲人在步行過(guò)程中腳的反復(fù)性動(dòng)作將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能給電路系統(tǒng)供電，不僅具有新穎性，而且具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【IPC分類】A43B3-00, A61H3-06
【公開(kāi)號(hào)】CN204319213
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420707025
【發(fā)明人】劉金鑄, 翁秀娟, 盧松, 黃凌霄
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日