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智能爱心手杖 简单

头像 粒子 2021.05.20 12 0

步骤1 设计思路

【主题要求】                                                    《智能爱心工具》

      助人为乐是中华民族的传统美德。在生活中,有部分群体理应获得更多的帮助,他们或是因肢体、语言、听力、精神、智力有所缺陷的残障人士,或是因年龄过大或过小,生活无法自理的老人与婴儿,或是因怀孕导致行动不便的准妈妈们。他们在日常生活中会遇到比常人更多的困难,请制作一款智能爱心工具,帮助他们缓解或解决生活中遇到的困难。

【命题思路】

      盲人出门的时候一般是在手杖的辅助下行走,但是在雨后路面会出现有浅层积水的路段,很难用手杖感知是否有积水,还有一个问题,就是一旦因为手滑导致手杖脱落,盲人也很难摸到手杖落在哪里,为了解决这两个问题,我们小组决定对传统拐手杖进行智能化改进,智能爱心手杖由此诞生。

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【确定主题】                                                    《智能爱心拐杖》

【目标功能】

(1)探测水坑,提前报警。

(2)检测拐杖非自愿离手,报警提示掉落方位。

材料清单

  • DFRduino UNO R3 X1
  • 土壤湿度传感器(Arduino兼容) X1 链接
  • 模拟环境光线传感器(Arduino兼容) X1 链接
  • 带功放喇叭模块 X1 链接
  • 电池盒 X1 链接
  • 1.5V充电电池 X6
  • 40*60雪弗板 X2
  • M3*10铜柱螺丝 X10 链接
  • M3*6圆头内六角螺丝 X10 链接
  • 杜邦线(公母头) X6 链接
  • 数字传感器连接线 X1 链接
  • 模拟传感器连接线 X2 链接
  • 自锁按钮模块 X1 链接

步骤2 电路设计

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步骤3 程序设计

程序由三个部分组成。

(1)主控开关。(用自锁按钮作为控制器输出的开关。)

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(2)遇水报警部分控制。(根据实验监测,进入浅层水时,装在手杖尾部的湿度传感器的返回值会在350以上,所以程序设置在350以上时报警。)

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(3)手杖非自愿离手报警。(非自愿的含义,就是在意外情况下导致手杖离手,这时候,装在握把处的环境光传感器返回值因为有手的遮挡,本来很小,一旦手杖离手,返回值就会变大,从而判断报警。在主动放下手杖的时候直接关闭主控开关就不会报警了。)

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(4)总程序

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步骤4 结构设计

【1】准备

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结构图

选用雪弗板作为结构材料,铅笔画线,壁纸刀切割。

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考虑测量误差,为了尽量节省空间又不至于过小,所以进行了实际大小尺寸的参考。

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【2】搭建

1、因为要把土壤湿度传感器装在最下面,而控制器要装在最上面,所以需要长线,就地取材,用公母头杜邦线将模拟线延长。

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2、把土壤湿度传感器卡在手杖末端。

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3、把线捋顺,沿着用雪弗板围好三面的凹槽向上。

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4、用热熔胶把第四块雪弗板封上,手杖底部的支撑杆也就完成了。

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5、把土壤湿度传感器的的加长线穿过主控盒中间的预留孔。

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6、组成支撑杆的四块雪弗板我们都留有榫头,方便和主控盒的底板连接,为了更结实,用热熔胶把缝隙填满。

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7、把控制器和电池盒固定在切割好的雪弗板上,以便固定在主控盒底部。

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8、把控制器和电池盒装在主控盒底板上,并把主控盒的左右侧板一并安装。

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9、在主控盒的前侧板上打孔,这是为了让安装在主控盒内部的喇叭响声可以传出来,四个角打孔,用来固定喇叭。

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10、在喇叭四角固定四个铜柱螺丝,把喇叭固定在前侧板打好的孔上。

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11、安装前侧板和后侧板,底部榫卯,上部用热熔胶。

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12、在前后侧板上下打孔,以便环境光传感器和自锁按钮的线从握把穿回主控盒。

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13、环境光传感器的安装方法与喇叭相同,不过是固定在握把的顶盖上。

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14、把模拟线穿回主控盒,并将握把组装固定。

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15、用铜柱螺丝固定自锁按钮在前侧板的握把内。

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16、按照设计电路连接所有硬件。

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步骤5 作品展示

【项目外观】

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【视频演示】

步骤6 项目总结

       参加项目刚开始的时候,有很多很多的想法,但是想到要帮助人,就要具有一定的实用性,所以结合实际情况,想到对市面现有的产品加以改进,这样可以更容易被使用者理解和认可。目前拐杖可以解决脱手报警和水坑报警的功能,我们希望在未来可以通过AI技术和GPS导航技术,能够在报警的同时,为使用者规划合理路线,这个将在后期进行完善。

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