一種同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，主要應(yīng)用于心理訓(xùn)練、腦電生物反饋訓(xùn)練等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，通過對(duì)人的腦電信號(hào)的分析，可以獲取反映大腦活動(dòng)的很多信息，如注意力水平、放松程度、緊張程度、疲勞程度等，這些信息可以應(yīng)用于心理狀態(tài)檢測(cè)、生物反饋訓(xùn)練等領(lǐng)域，如注意力訓(xùn)練、放松調(diào)節(jié)訓(xùn)練等，而將這些信號(hào)作為控制信號(hào)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的無線控制，如對(duì)軌道賽車的控制，即可以實(shí)現(xiàn)用意念控制的軌道賽車。
[0003]目前存在通過腦電信號(hào)對(duì)玩具車進(jìn)行控制的裝置，如專利CN201220091777公開了一種腦電智能玩具，通過采集腦電中的注意力集中度來控制玩具車的速度。但此類裝置的目標(biāo)單一，即只是提供一種娛樂的玩具，其實(shí)現(xiàn)方式是將常規(guī)玩具中的速度控制功能由腦電的某一個(gè)參數(shù)來進(jìn)行控制，由于其不能支持實(shí)時(shí)觀測(cè)和同步記錄腦電數(shù)據(jù)的功能，所以不能將此類玩具作為一個(gè)有效的心理類輔助訓(xùn)練設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，為心理訓(xùn)練、腦電生物反饋訓(xùn)練提供一種兼具訓(xùn)練和娛樂功能的訓(xùn)練設(shè)備。本實(shí)用新型基于腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道賽車的控制，并且還可同步輸出腦電數(shù)據(jù)，使得上位機(jī)可以接收這些腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行同步顯示和實(shí)時(shí)記錄，從而可以進(jìn)一步對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，改進(jìn)訓(xùn)練方法。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，包括無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、軌道、賽車、數(shù)據(jù)輸出模塊、電源模塊。
[0006]所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊通過無線方式接收腦波儀發(fā)送的腦電數(shù)據(jù)，無線數(shù)據(jù)接收模塊的輸出端與嵌入式微處理器的輸入端連接。
[0007]所述的嵌入式微處理器接收來自無線數(shù)據(jù)接收模塊的腦電數(shù)據(jù)，從腦電數(shù)據(jù)中提取控制參數(shù)，將此控制參數(shù)傳輸給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)還將接收的全部腦電數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)輸出模塊。
[0008]所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與嵌入式微處理器的輸出端連接，輸出端與軌道連接。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接收嵌入式微處理器傳輸?shù)目刂茀?shù)，根據(jù)此控制參數(shù)輸出電機(jī)控制信號(hào)。
[0009]所述的軌道有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，兩條導(dǎo)軌分別與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接。
[0010]所述的賽車由車體、車輪、金屬電刷和電機(jī)組成，所述的車體和車輪組成賽車的基本結(jié)構(gòu)。所述的金屬電刷有兩條，安裝在賽車車體底部，電刷與電機(jī)的輸入端相連接。所述的電機(jī)安裝在車體內(nèi)，其輸出端與車輪連接。賽車放置在軌道上，兩條金屬電刷分別與軌道的兩條金屬導(dǎo)軌直接接觸。
[0011]所述的數(shù)據(jù)輸出模塊的輸入端與嵌入式微處理器的輸出端連接，接收嵌入式微處理器輸出的所有的腦電數(shù)據(jù)，并將此腦電數(shù)據(jù)通過串行輸出接口輸出，上位機(jī)通過連接此接口可以獲取所有腦電數(shù)據(jù)。
[0012]所述的電源模塊為無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊提供工作電源，電源模塊輸入端直接連接市電交流電源。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:首先，本實(shí)用新型通過腦電參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道賽車的控制，為心理訓(xùn)練、生物反饋訓(xùn)練提供了豐富多樣的訓(xùn)練方式，增強(qiáng)了訓(xùn)練的趣味性、直觀性和有效性。其次，本實(shí)用新型在使用的同時(shí)將腦電數(shù)據(jù)同步對(duì)外輸出，通過計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)的同步顯示和實(shí)時(shí)記錄，便于對(duì)訓(xùn)練過程進(jìn)行完整記錄和分析，對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以改進(jìn)訓(xùn)練方法。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0016]參見圖1，本實(shí)用新型提供基于一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，包括無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、軌道、賽車、數(shù)據(jù)輸出模塊、電源模塊。
[0017]本實(shí)施例中，所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊為一塊內(nèi)置無線SoC(System on Chip)芯片的模塊，無線芯片采用TI公司的CC2510無線收發(fā)芯片，該芯片工作在2.4G頻率波段，是一塊內(nèi)嵌單片機(jī)的可編程無線收發(fā)器芯片。該無線數(shù)據(jù)接收模塊實(shí)時(shí)接收腦波儀發(fā)送的腦電數(shù)據(jù)，腦波儀選用北京視友科技的CUBand便攜式腦波儀，該腦波儀將經(jīng)過處理后的腦電數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送出來。無線數(shù)據(jù)接收模塊的輸出端與嵌入式微處理器的輸入端通過標(biāo)準(zhǔn) UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)接□連接。
[0018]所述的嵌入式微處理器采用LPC1768，LPC1768是NXP公司推出的基于ARMCortex-M3內(nèi)核的微處理器，具有強(qiáng)大的處理功能和豐富的I/O接口。嵌入式微處理器通過UART接口接收來自無線數(shù)據(jù)接收模塊的腦電數(shù)據(jù)，從中提取出注意力參數(shù)、放松度參數(shù)、眨眼參數(shù)等作為控制參數(shù)，其中注意力參數(shù)或放松度參數(shù)可用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，如注意力數(shù)值越高，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，眨眼參數(shù)用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，如將連續(xù)2次眨眼作為電機(jī)正反轉(zhuǎn)的切換開關(guān)，嵌入式微處理器輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸入端連接；嵌入式微處理器輸出端與數(shù)據(jù)輸出模塊的輸入端連接，將接收的全部腦電數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)輸出模塊。
[0019]所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)置有L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N是一種雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其中每個(gè)H橋可以提供2A的電流，功率部分的供電電壓范圍是2.5-48v，邏輯部分5v供電，接受5vTTL電平。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與軌道連接。
[0020]所述的軌道為圓形軌道，其上有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，兩條導(dǎo)軌分別與電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接。所述的賽車由車體、車輪、金屬電刷和電機(jī)組成，所述的車體和車輪組成賽車的基本結(jié)構(gòu)。所述的金屬電刷有兩條，安裝在賽車車體底部，電刷與電機(jī)的輸入端相連接。所述的電機(jī)安裝在車體內(nèi)，其輸出端與車輪連接。賽車放置在軌道上時(shí)，兩條金屬電刷分別與軌道的兩條金屬導(dǎo)軌直接接觸，進(jìn)而使賽車電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊在電路上形成連接，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出可以直接控制賽車電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)賽車前進(jìn)速度和方向的控制。
[0021]所述的數(shù)據(jù)輸出模塊的輸入端與嵌入式微處理器的輸出端連接，接收嵌入式微處理器輸出的所有的腦電數(shù)據(jù)，并將此腦電數(shù)據(jù)通過USB (Universal Serial Bus)接口輸出，上位機(jī)通過連接此接口可以獲取所有腦電數(shù)據(jù)。
[0022]所述的電源模塊為無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊提供工作電源，電源模塊輸入端直接連接市電交流電源，將220V交流電變換為5V-48V的直流電。
[0023]以上所述的僅是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干修改、等同替換和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，包括無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、軌道、賽車、數(shù)據(jù)輸出模塊、電源模塊；其中無線數(shù)據(jù)接收模塊通過無線方式接收腦波儀發(fā)送的腦電數(shù)據(jù)，無線數(shù)據(jù)接收模塊的輸出端與嵌入式微處理器的輸入端連接；嵌入式微處理器接收來自無線數(shù)據(jù)接收模塊的腦電數(shù)據(jù)，從腦電數(shù)據(jù)中提取控制參數(shù)，將此控制參數(shù)傳輸給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)還將接收的全部腦電數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)輸出模塊；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與嵌入式微處理器的輸出端連接，輸出端與軌道的兩條平行的金屬導(dǎo)軌連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接收嵌入式微處理器傳輸?shù)目刂茀?shù)，根據(jù)此控制參數(shù)輸出電機(jī)控制信號(hào)；賽車由車體、車輪、金屬電刷和電機(jī)組成，車體和車輪組成賽車的基本結(jié)構(gòu)，金屬電刷有兩條，安裝在賽車車體底部，電刷與電機(jī)的輸入端相連接，電機(jī)安裝在車體內(nèi)，其輸出端與車輪連接；數(shù)據(jù)輸出模塊的輸入端與嵌入式微處理器的輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)輸出模塊接收嵌入式微處理器輸出的所有的腦電數(shù)據(jù)，并將此腦電數(shù)據(jù)通過串行輸出接口輸出，上位機(jī)通過連接此接口可以獲取所有腦電數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，其特征在于，所述的電源模塊為無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊提供工作電源，電源模塊輸入端直接連接市電交流電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種同步輸出腦電數(shù)據(jù)的腦電控制軌道車，包括無線數(shù)據(jù)接收模塊、嵌入式微處理器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、軌道、賽車、數(shù)據(jù)輸出模塊、電源模塊。本實(shí)用新型通過腦電參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道賽車的控制，為心理訓(xùn)練、生物反饋訓(xùn)練提供了豐富多樣的訓(xùn)練方式，增強(qiáng)了訓(xùn)練的趣味性、直觀性和有效性，同時(shí)，本實(shí)用新型在使用時(shí)將腦電數(shù)據(jù)同步對(duì)外輸出，便于通過上位機(jī)進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)的同步顯示和實(shí)時(shí)記錄。
【IPC分類】G05B19/04
【公開號(hào)】CN204856073
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520337856
【發(fā)明人】許冰
【申請(qǐng)人】北京視友科技有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日