[发明专利]一种自动伸缩式智能拐杖及其智能避障方法

权利要求书

1.一种自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，其包括：

拐杖头(1)；

上杆(7)，其顶端与拐杖头(1)连接；上杆(7)的外壁上具有等间距设置的多个凸起块(10)；

下杆(12)，其内部开设有延伸至其顶端且与上杆(7)相配合的滑道(15)；滑道(15)的内壁上开设有分别与多个凸起块(10)对应的多个凹槽(13)；在上杆(7)的底端插入在下杆(12)的顶端中时，至少一个凸起块(10)限位在对应的凹槽(13)中；

挡块(11)，其在上杆(7)与下杆(12)配合后插入在滑道(15)中，并与所有凹槽(13)位于同一个圆环上；以及

避障车(17)，其包括机箱(19)、至少三个伺服电机(21)、分别与至少三个伺服电机(21)对应的至少三个麦克纳姆轮(20)、分别与至少三个麦克纳姆轮(20)对应的至少三个超声波传感器(22)以及控制板(23)；机箱(19)呈半球形；下杆(12)的底端安装在机箱(19)上；至少三个麦克纳姆轮(20)安装在机箱(19)上，并环绕机箱(19)的上杆(7)的中心轴设置，并能够在转动时使机箱(19)自旋；每个伺服电机(21)用于驱动对应的麦克纳姆轮(20)转动；每个超声波传感器(22)安装在机箱(19)上，并用于检测对应的麦克纳姆轮(20)前进方向上的障碍物，且在检测到障碍物时产生障碍物检测信号；控制板(23)用于先通过拐杖头(1)与机箱(19)的相对旋转角度判断拄杖人与机箱(19)的相对位置一，再根据所述障碍物检测信号，判断所述障碍物与机箱(19)的相对位置二，然后计算所述相对位置一、所述相对位置二同机箱(19)的偏差角度，再然后判断所述偏差角度是否大于一个预设角度，最后在所述偏差角度小于所述预设角度时，通过各个伺服电机(21)驱使对应的麦克纳姆轮(20)转动，使机箱(19)旋转直至所述偏差角度大于所述预设角度。

2.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，拐杖头(1)的底端为球形头(5)，上杆(7)的顶端开设有与球形头(5)配合的球形孔洞(9)。

3.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，下杆(12)的底端开设外螺纹(14)，机箱(19)的顶端中部开设与外螺纹(14)螺纹配合的螺纹孔(18)。

4.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，至少三个麦克纳姆轮(20)分别通过相对应的至少三个定位柱而定位在机箱(19)上，至少三个定位柱的同一端固定在机箱(19)的球心处。

5.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，凸起块(10)与凹槽(13)均呈扇形，凸起块(10)与凹槽(13)的内角均为90°。

6.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，拐杖头(1)为中空结构，且沿轴向开设有圆形孔一(4)，沿径向开设有与圆形孔一(4)连通的圆形孔二(6)；上杆(7)沿轴向开设有与圆形孔一(4)连通的圆形孔三(8)，圆形孔三(8)与圆形孔二(6)连通；下杆(12)沿轴向开设有圆形孔四(16)，圆形孔四(16)通过滑道(15)与圆形孔三(8)连通，且连通机箱(19)的内部。

7.如权利要求1所述的自动伸缩式智能拐杖，其特征在于，避障车(17)还包括报警模块(25)和至少一个摄像头(24)；摄像头(24)安装在机箱(19)上，并用于拍摄机箱(19)外的动态图像；在超声波传感器(22)检测到所述障碍物时，控制板(23)还用于根据所述动态图像，先获取所述动态图像中的障碍物轮廓，再将所述障碍物轮廓与一个预设人体倒地轮廓对比，并获得相似度，最后判断所述相似度是否大于一个预设相似程度，并在所述相似度大于所述预设相似程度时驱使所述报警模块发出倒地报警信息。