一种盲人餐具的制作方法

本发明涉及一种餐具，特别是一种适用于盲人使用的餐具。

背景技术：

盲人属于社会弱势群体，由于视力缺陷，无法体验到许多正常人生活，生活单调乏味。进食就是盲人的一大困扰。通常情况下离不开家人的帮助，这一定程度上增加了家庭的负担。

由于现代光电传感器的发展，红外线及其它传感器在各个领域发挥了越来越大的作用。反射型红外线传感器是一种主动式红外线传感器，包括红外线发射管和红外线接收管，利用红外线反射的原理和根据反射的强度来判定前方障碍的有无。在距离适中的时候有较高的测量精度。反射型红外线反射型传感器电路简单，易于操作，工作稳定，灵敏度高，响应快，而且可以不与被测物体直接接触。安全有效，价格便宜，应用广泛。

市场上的盲人餐具功能单一，指示性差，盲人无法准确定位食物位置，有些盲人餐具需要盲人利用手的触觉，来寻找餐碟位置，如果餐具处于高温状态，容易使盲人烫伤。使用不安全、不方便。

技术实现要素：

针对现有盲人餐具的不足，本发明提出了一种利用反射型红外线传感器和磁体对金属吸引的特性，使用方便、安全、指示准确的盲人餐具。

本发明通过以下技术方案实现：一种盲人餐具，由餐盘和电子线路部分组成，所述餐盘主体由底板及底板边缘向上延伸侧板构成，餐盘划分为四个区域，这四个区域有一定深度，每个区域中间有一个圆形浅凹槽，圆形浅凹槽中间固定有磁体(2)，在餐盘的特定部位分布有反射型红外线传感器，通过信号线连接至固定于餐盘一侧的电路板保护盒(3)中。

所述的餐盘长为52cm，宽为50cm，高为4cm，侧面为有一定坡度的挡板(8)，方便擦拭和清洗，在餐盘的一侧有浮点指示盲文(9)，便于指示盲人正确摆放餐盘。

所述餐盘四个区域，长为23cm，宽为22cm，深度为2cm，普通家用餐碟均可稳定放置其中。

所述反射型红外线传感器，其特征在于一号反射型红外线传感器(4)、二号反射型红外线传感器(5)、三号反射型红外线传感器(6)、四号反射型红外线传感器(7)包括红外发射管和红外接收管，且红外接收管四周用不透红外线材料包围，限制接收角度小于20°。

所述的电路板保护盒(3)中，其特征是它包括PCB电源模块、单片机、时钟电路、复位电路、语音模块。电源模块给整个PCB板供电，时钟电路和复位电路连接到单片机，由单片机控制语音模块，它们通过合理的布置排布在一块PCB板上，且PCB的电源能量通过接口由移动电源提供。

本发明的有益效果是：当盲人正确摆放好餐盘后，盲人手持含有金属的餐具就餐时，可以利用红外线感知盲人的动作，通过单片机处理传感器信号，控制声音模块告知盲人手部的位置，此时磁性物质对餐具有轻微的吸引，使盲人能够感知到，由于餐盘尺寸大于磁性物质吸引的范围，盲人即可正确找到餐碟的位置。本发明能够使盲人不接触餐碟，避免烫伤的危险，安全方便地进餐。同时本发明可以使盲人和家人一起进餐，促进盲人与家人的交流，保持乐观健康的心态。

附图说明

图1是一种盲人餐具的正面结构示意图。

图2是一种盲人餐具的背面结构示意图。

图3是一种盲人餐具的传感器模块电路图。

图4是一种盲人餐具的单片机的连接电路图。

图5是一种盲人餐具的PCB电源模块的电路图。

图6是一种盲人餐具的简单单片机程序框图。

具体实施方式

本发明重要的前提是盲人使用的餐具含有能够被磁体吸引的物质，如盲人使用不锈钢勺子用餐。

下面以右手为惯用手举例说明，如果盲人惯用左手，则只需将传感器沿中心线对称的分布于左侧的对应区域，修改对应语音信息即可。

如图1所示，一种盲人餐具，它由餐盘和电子线路组成。所述的餐盘长为52cm，宽为50厘米，高为4cm，两侧为有一定坡度的侧板(8)，当餐盘上残留有食物时方便擦拭，清洗。在餐盘的一侧有浮点盲文(9)，指示盲人正确摆放餐盘。由于餐盘长度接近正常成年人的平均肩宽，正确摆放时，有盲文一侧朝向盲人，水平距离盲人约15cm。餐盘的中线正对人的中线，使两肩到餐盘两侧的距离相同。

餐盘划分为相同的四个区域，长为23cm，宽为22cm，深度为2cm，每区域中间有一个直径约为15cm圆形浅凹槽，普通家庭用的餐碟均可稳定的放置其中，且每个圆形浅凹槽中间固定有磁体(2)。如图1所示，标号(1)的区域的编号为四，顺时针方向分别为三号区域、二号区域、一号区域。

如图1所示，在二号区域的四周固定有四个反射型红外线传感器，一号反射型红外线传感器(4)、二号反射型红外线传感器(5)、三号反射型红外线传感器(6)固定在二号区域各边的中点。四号反射型红外线传感器(7)固定在餐盘的正中心位置。四个反射型红外线传感器通过信号线连接至电路板保护盒(3)中单片机对应的I\O口。

如图2所示，餐盘背面有四个底面有花纹的防滑脚(10)，可以更稳固的放置餐盘，防止盲人用餐过程中的作用力造成餐盘滑动。

如图3所示为反射型红外线传感器模块的电路图，包括反射型红外线传感器，电阻R1，R2，R3，滑动变阻器R4，LM393电压比较器U4。其中的红外接收管四周有不透红外线的材料包围，只露出顶部，限制接收角度小于20°。当红外接收管没有接收到红外线或者红外线强度过小时，红外接收管不导通，电位比较器U4的2脚电位为红外接收管两端电压，高于3脚基准电位，1脚输出高电位。反之当障碍物越来越近，反射的红外线强度逐渐增强时，2脚电压逐渐减小，当接收管接收到足够强度的红外线，2脚电位小于3脚基准电位，则1脚输出低电位。本发明用低电位作为单片机有效控制信号。滑动变阻器R4用于调节工作距离大小，调节R4使U4的3脚的基准电压减小时，则接收管需要更强的红外线信号，即更近的工作距离，才能使U4的1脚输出低电平。调节的滑动变阻器使工作距离为12cm左右。

使如图4所示，单片机型号89S51。时钟电路接入单片机的18，19口，包括电容C9、C10和晶振Y1。晶振的频率为12MHz。复位电路接入单片机9口，包括电容C11和电阻R14。一号反射型红外线传感器(4)的输出信号通过信号线连接至单片机的p1.3口，二号反射型红外线传感器(5)输出信号连接至单片机的p1.4口，三号反射型红外线传感器(6)输出信号连接至单片机外部中断0的P3.2口，四号反射型红外线传感器(7)输出信号连接单片机外部中断1的P3.3口。P0.0口控制一号反射型红外线传感器(4)对应的语音模块，P0.1口控制二号反射型红外线传感器(5)对应的语音模块，P0.2口控制三号反射型红外线传感器(6)对应的语音模块，P0.3口控制四号反射型红外线传感器(7)对应的语音模块。对应单片机的控制信号输入语音模块集成的语音芯片的I/O口，语音芯片将存储的对应的语音信息通过输出口输出，输出口连接音频放大器，音频放大器连接一喇叭，最终通过喇叭发出提示语音。

如图5所示为PCB板的电源模块。包括整流二极管D1、三端稳压器LM7805、电容C1、C2、电阻R1和电源指示灯R-LED。A，B端接USB端口，通过USB连接线连接至移动电源。由于市电为220v，需要导线和电压转换模块，成本高，有触电危险。而内置蓄电池也需要移动餐盘充电，不方便。智能手机普及使其配套的衍生产品手机充电移动电源也进入千家万户，移动电源储存电量充足，通常输出电压为5v，体积小巧，可直接放在餐桌上用USB线连接餐盘电路，不用可拔下充电，实用安全且便捷。

如图6所示为单片机的简单程序框图。执行程序时，单片机先后检测二号、一号传感器的信号，即先后检测P1.4，P1.3口是否有低电位。当只有P1.4口有低电位时，单片机控制语音模块播放语音“二号餐碟”，提示盲人餐勺在二号餐碟上方附近。只要P1.3有低电位，播放一号区域的语音信息“一号餐碟”。而当三号、四号传感器给单片机信号时，由于它们分别连接中断口P3.2、P3.3，单片机会优先响应，播放相应的语音信息，提示盲人餐勺位置。这样使得单片机有优先次序的控制语音信号，避免各个信号间的干扰。

当盲人想要用不锈钢勺子取食二号区域的食物时，由于餐盘长度接近盲人肩宽，二号区域正好处在盲人右手正前方，盲人向前伸右手，当手臂经过二号红外线传感器上方时，单片机接收到信号，并控制语音模块，发出“二号餐碟”语音信息。此时餐勺正好处于二号餐盘上方附近，此时盲人能感知到二号区域中间磁体对于盲人手中不锈钢勺子的磁力，餐碟的尺寸大于磁体的磁力范围，更加准确地确定餐盘的位置，顺利的取食。由于四个区域位置固定，盲人能凭记忆，知道各个区域的大概位置，而向各个方向伸手。当经过各个区域的特定位置，单片机接收到红外线传感器信号时，盲人通过语音提示和对磁力的感知找到正确的位置。

可以理解的是，以上实施方式仅是为了说明本发明的原理而采用的示例，并不是对本发明的限制。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明精神和实质的前提下，进行的改进和变型，也视为本发明的保护范围。