Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales.

Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales.

El presente documento hace referencia a un bastón electrónico formado por un Bastón Blanco estándar de cualquier tipo cuyo mango es sustituido por el mango electrónico objeto de la presente invención. El mango contiene una serie de sensores de ultrasonidos dispuesto con una orientación determinada, que dependerá de la altura y talla del usuario, a partir de la cual es posible discriminar dos regiones espaciales delimitadas a una altura aproximada de la cintura del invidente. La discriminación de estas regiones posibilita localizar la posición de objetos frente al usuario, implicando un aviso adecuado ante obstáculos aéreos imposibles de detectar mediante un Bastón Blanco tradicional, y a su vez la eliminación de información redundante o no necesaria ante elementos que no suponen un obstáculo real en el camino del usuario.

Ante una situación en la que el usuario pueda colisionar con un objeto suspendido, e imposible de detectar con el contacto del propio bastón, se produce un aviso mediante la vibración de una pulsera que el usuario lleva colocada en la muñeca. La pulsera puede ir unida al bastón electrónico mediante una conexión eléctrica (cable) que contiene un conector de seguridad. Si el bastón queda encajado en algún obstáculo (e.g. rejilla de alcantarillado) el conector se libera evitando que el usuario sufra un tirón peligroso en su muñeca.

Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales.

La presente invención se refiere a un bastón de ayuda a la movilidad destinado a discapacitados visuales. El equipo permite detectar los objetos que quedan dentro de una determinada región del espacio por delante del sujeto y que pueden suponer un peligro para el mismo. La detección se realiza mediante un conjunto de sensores de ultrasonidos orientados de manera específica para discriminar diferentes regiones espaciales. Ante la presencia de un objeto que suponga un peligro para la integridad del usuario y que éste no vaya a detectar mediante la colisión del bastón, se emite un aviso mediante un sistema de vibración colocado en la muñeca del usuario, lo que le permite detenerse antes de colisionar con el mismo.

Estado de la técnica El Bastón Blanco es un instrumento que identifica a los ciegos y discapacitados visuales y les permite desplazarse de forma autónoma, llegando a ser una prolongación de su cuerpo. Esta herramienta táctil guía los pasos del invidente, haciéndole notar sobre qué tipo de superficie está caminando y proporcionándole asimismo información acerca de su ubicación. El contacto del puntero con el suelo transmite unas vibraciones al usuario, que son más intensas cuanto más rugosa es la superficie sobre la que se encuentra. Además, sus diferentes técnicas de manejo facilitan el rastreo y detección oportuna de obstáculos que se encuentran en el camino.

Como inconveniente, el Bastón Blanco tradicional ofrece capacidad de detección solo por debajo de la cintura, lo que permite caminar detectando obstáculos bajos sin mayor problema pero deja al usuario expuesto a objetos suspendidos como ramas de árboles, extintores, máquinas expendedoras, retrovisores de autobuses y camiones, etc.

En la actualidad son varios los dispositivos que tratan de paliar los límites de alcance de detección del tradicional Bastón Blanco, empleando distintas vías de detección sin contacto físico, generalmente mediante el uso de sensores de distinto tipo capaces de detectar objetos frente al usuario. En los documentos de patente MX20090001705, ES20090031059, ES20070001134U, ES19990001199, ES19930002250, ES19920002266, ES19900002432, ES19840282591U, CR20080010396U, US4761770, US4280204, US006671226, US7706212, US6469956, US20080309913, US5508699 se proponen diferentes métodos de detección de obstáculos en el entorno utilizando elementos de sensado de distinto tipo, que acompañados de un posterior procesado, ofrecen un aviso de distinta naturaleza al usuario ante la presencia de objetos que se encuentran en la región de detección.

A pesar de la gran oferta técnica/tecnológica y comercial, los mencionados instrumentos no han tenido una gran aceptación entre el colectivo de discapacitados visuales. El principal inconveniente que presentan es que no han sido diseñados para diferenciar regiones espaciales, por lo que la queja general de los usuarios es que el dispositivo avisa/alerta ante cualquier objeto que se encuentre frente a ellos, sin diferenciar si el objeto se detectaría mediante el uso tradicional del bastón o no. Esta circunstancia genera una ingente cantidad de información al invidente, que puede provocar una pérdida de atención del entorno.

La presente invención trata de subsanar estos defectos incorporando en el mango del bastón un conjunto de sensores de ultrasonidos, que orientados según se muestra en la figura 6 son capaces de diferenciar dos regiones espaciales definidas y delimitadas aproximadamente a la altura de la cintura del usuario. Esto implica la generación de un aviso sólo ante obstáculos aéreos imposibles de detectar mediante un Bastón Blanco tradicional, y a su vez la eliminación de información redundante o no relevante ante elementos que, aun estando en el camino del usuario, pueden ser detectados haciendo uso tradicional del bastón.

Descripción detallada de la invención

El bastón electrónico objeto de esta invención está formado por un mango o empuñadura autónomo, acoplable a un tubo único o a un conjunto de ellos (según sea éste desmontable o no) mediante un elemento adaptador (6) permitiendo su compatibilidad con cualquier tipo de tubo o conjunto de ellos (7) , independientemente de su longitud, marca y modelo.

El principio de funcionamiento del bastón electrónico radica en la utilización de tres sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) que miden la distancia de objetos cercanos. Estos sensores están orientados (ver Figura 6) de manera que se cubren dos regiones espaciales definidas y delimitadas a la altura aproximada de la cintura del usuario, como se muestra en las Figuras 3 y 4. La región superior cubre desde una altura ligeramente superior a la cabeza hasta la cintura del usuario mediante el uso combinado de los sensores superiores (3) y (4) . A su vez estos sensores (3) y (4) están desfasados en ángulo respecto al plano longitudinal del bastón con el fin de ajustar la anchura de esta región a los hombros del usuario. En cuanto a la región inferior, cubre desde la cintura del usuario hasta el suelo, mediante

el uso de un sensor inferior (5) cuya orientación coincide con el plano longitudinal del bastón. La orientación de los sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) viene determinada por su posición de montaje, que puede ser a través de una pieza intercambiable (2) como se muestra en la Figura 2, o mediante un alojamiento practicado en el propio mango (1) . En ambos casos la orientación de los sensores puede variar para ajustar las regiones de detección a la altura del usuario.

En el interior del mango (1) se encuentran los elementos que controlan el funcionamiento del bastón: la electrónica

(8) y los sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) . La Figura 9 muestra un diagrama de bloques donde quedan reflejados los elementos que conforman la parte electrónica del bastón. Todos estos elementos, a excepción de los sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) y el motor vibrador (15) , se encuentran integrados en el propio circuito electrónico (8) . El elemento principal de esta electrónica (8) consiste en un microcontrolador (17) que gestiona todos los elementos y procesa la información obtenida de los sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) . El circuito electrónico

(8) integra una batería (21) encargada de alimentar tanto al propio circuito (8) como a los elementos periféricos, sensores de ultrasonidos (3) , (4) y (5) y vibrador (15) . La batería es recargable a través de un circuito específico de control de carga (20) que controla la tensión aplicada mediante una fuente de alimentación externa sobre el conector de carga (19) . La alimentación del circuito se realiza a través de un conmutador integrado (18) al que se accede desde el exterior del mango. Al conmutar el interruptor (18) el microcontrolador (17) queda alimentado directamente a la batería (21) , comenzando así a ejecutarse el programa que contiene y poniendo en funcionamiento el bastón.

El conmutador integrado (18) permite seleccionar entre tres modos: Bastón apagado; Bastón en modo A de funcionamiento que adapta la distancia de detección a una velocidad elevada del usuario, donde el entorno tenga una baja densidad de ocupación (mayor distancia de detección) y; Bastón en modo B de funcionamiento adaptando la distancia de detección a una velocidad baja del usuario, donde el entorno tenga una alta densidad de ocupación (menor distancia de detección.

El programa contenido en el microcontrolador (17) se encarga de gestionar el funcionamiento del bastón electrónico. Este programa se transfiere al microcontrolador (17) a través del mismo conector (19) utilizado para la carga de las baterías (21) del bastón.

El programa está formado por una rutina principal (25) y un conjunto de subrutinas (26) , (27) , (28) , (29) y (30) que desvían el flujo del programa principal (25) . El programa principal comienza a ejecutarse cuando se alimenta el microcontrolador (17) a través del interruptor principal (18) , en este momento se carga la configuración de los periféricos del microcontrolador (17) , que permanecerá sin alteraciones durante la ejecución del programa. A continuación se produce una llamada a la función MODO (26) encargada de cargar la configuración que el usuario ha seleccionado a través del interruptor de selección de modo (18) . Se identifica la posición del interruptor (18) a través de una entrada digital del microcontrolador (17) y se carga en registro la distancia de detección de los sensores, que pueden ser dos en función del modo seleccionado. Cada vez que se actúa sobre el interruptor de selección (18) se produce una interrupción (30) del programa que reinicia el microcontrolador...

1. Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales que se caracteriza por detectar obstáculos de forma anticipada y que está comprendido por:

a. Un mango totalmente autónomo independientemente del material y longitud, con adaptador para ser utilizado con cualquier tubo único o conjunto de ellos y que presenta una cara plana en uno de sus laterales que permite al usuario identificar la orientación correcta del bastón.

b. Un conjunto de sensores de ultrasonidos con orientación modificable dependiendo de las características del usuario, a partir de los cuales se pueden discriminar al menos dos regiones espaciales (superior e inferior) , permitiendo señalar la presencia de un obstáculo únicamente cuando el usuario no lo vaya a percibir haciendo uso tradicional de bastón.

c. Una pulsera ajustable a la muñeca del usuario comunicada alámbrica o inalámbricamente con el bastón que incorpora un sistema de aviso vibratorio

2. Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales según reivindicación 1 configurable para adaptarse a las necesidades específicas de cada usuario como altura, complexión, longitud de las extremidades, preferencias de deambulación.

3. Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales según reivindicaciones 1 y 2 que incorpora un sistema de seguridad que permite la desconexión electro-mecánica (si la hubiere) de la pulsera con el bastón para evitar tirones o enganches peligrosos para el usuario.

4. Bastón electrónico de ayuda a la movilidad para discapacitados visuales según reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, que incluye dos o más modos de funcionamiento dependiendo de las regiones de detección, la velocidad de movimiento del usuario y/o la densidad de ocupación de la vía.