基于擺動導桿機構的導盲棍

賀 禮

武漢大學動力與機械學院機械設計制造及其自動化系，湖北武漢 430072

基于擺動導桿機構的導盲棍

賀 禮

武漢大學動力與機械學院機械設計制造及其自動化系，湖北武漢 430072

本文針對現有的普通導盲棍沒有很有效地解決盲人朋友的出行問題，而且一些高科技導盲棍由于其昂貴的價格，也很難大面積推廣使用的情況。本文介紹了一種基于擺動導桿機構的導盲棍，使用者只需要簡單地推著導盲棍行走，通過組合形成的5個陣列的擺動導桿機構，便能將路面凹凸情況和障礙物分布實時反饋到盲人朋友手中，實現盲人朋友對路面情況的完整掌握。

導盲棍；擺動導桿；盲人；萬向輪

0 引言

眾所周知，現在的盲人朋友絕大多數使用的還是原始的導盲棍——一根細長棍子。雖然已經出現了一些高科技的導盲棍，如超聲波導盲棍、光電傳感器導盲棍等，但是由于其昂貴的價格，很難大面積推廣使用。同時，有很多地方的盲道設置不合理，盲道被占用的情況十分嚴重，諸多不便為盲人朋友的出行帶來很多安全隱患。所以，現在盲人朋友的日常出行難題仍舊沒有得到很大的改觀。

針對上述盲人朋友的生活情況，本設計的目的在于提供一種價格較低實用性強的導盲棍，采用全機械結構，盲人朋友只需要簡單地推著導盲棍行走，擺動導桿機構將路面凹凸情況和障礙物分布反饋到盲人朋友手中。

1 技術方案

1.1 方案結構組成

本方案由一組圓形萬向輪及輪架，一組擺桿，

一個棍體外殼，一組導桿及滑塊，一根中間固定桿，兩個導桿環片，一個螺母和一個球形萬向輪組成（如圖1所示）：

圖1

1.2 具體實施方式

裝配時，先將一個導桿環片7放入外殼4上部，再將中間固定桿5從該位置插入，下端伸出部分再套上另一個導桿環片7，用螺母6固定。接著把五根導桿3插入相應的環片7孔內，連接上滑塊，最后安裝球形萬向輪8和圓形萬向輪1及其輪架2。安裝完成后如圖2所示。

圖2

使用者手握住新型機械導盲棍的上部（即圖3所示部位），導盲棍的下部）自然放到地面。中間固定桿5和球形萬向輪8支撐了導盲棍的全體重量，當推動導盲棍前行時，五個圓形萬向輪1便可由路面的顛簸或者障礙物的阻擋，出現上下擺動或者停止前進，這時萬向輪8帶動導桿3上下移動，盲人便可以通過手部的觸覺，感知路面的情況。

圖3

2 使用效果模擬分析

不同路面情況及其導桿高度對比如下圖：

圖中所示情況從上到下依次是：1.通過磚塊或上坡情況；2.遇到大型障礙物；3.通過溝壑或下坡。

圖4

由以上3種模擬情況可知，圖中的導桿與導盲棍頂部的間距d1>d2>d3，同時d2又等于導盲棍在平路上移動時的常態間距情況。分析這三種典型情況：在壓過凸起障礙物或者上坡時，萬向輪上翹，使導桿下移；在遇到不能翻越的障礙物時，萬向輪受阻，導桿位置保持不變，但使用者明顯感覺到導盲棍整體受阻力；在遇到坑陷或者下坡時，萬向輪下垂，使導桿上移。所以，使用者可以根據導桿的上下移動以及整體的受力情況，可以很準確有效地推測出即將通過的相應路面的實際情況。

3 結論

本導盲棍只需要盲人簡單地推著導盲棍行走，通過擺動導桿機構，將路面凹凸情況和障礙物分布實時反饋到盲人朋友手中，盲人朋友便可以推測出相應的路面情況。本導盲棍的有益效果在于：其結構穩定，造價便宜，同時操作方便，能快速自動反饋路面信息等。能在盲人的出行途中發揮巨大輔助作用。

[1]諾頓.機械設計：機器和機構綜合與分析[M].北京：機械工業出版社，2003.

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1674-6708（2011）48-0037-02