[發明專利]一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節

在審

• 申請號: 201811546456.2
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109602521A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 鄭江湖;張進峰;周星禹;周浩鵬;李林敏;張笑
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: A61F2/58
• 分類號: A61F2/58;A61F2/72
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 陸曉鷹

本發明公開了一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節，包括用于信息采集的腦電波采集模塊以及用于信息傳輸的藍牙通訊電路，同時包括信息處理及顯示的單片機控制系統，最后包括作用于實體進行使用的仿生手指關節。所述腦電波采集模塊、藍牙通訊電路、單片機控制系統與仿生手指關節之間依次電性相連。所述腦電波采集模塊由耳夾、電波采集芯片與額頭電極共同組成。通過采集分析腦電波信號控制形狀記憶合金絲驅動仿生手指關節活動，該方法解決了傳統仿生關節不易實現小型化，工作效率和靈活性低的問題，為仿生關節在醫療領域的人性化應用提供了一種可實行的設計方案。

技術領域

本發明涉及人機交互技術領域，具體為一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節。

背景技術

傳統驅動器基本采用電機驅動、液壓驅動、氣壓驅動，驅動裝置結構復雜、體積大、成本高，且不易實現驅動器的微小型化，利用形狀記憶合金受熱回復原狀的形狀記憶效應產生回復位移和回復力，將形狀記憶合金作為驅動器，解決傳統驅動方式所存在的缺點。隨著越來越多的學者對腦電波技術的深入和廣泛的研究，腦電波技術逐漸應用于實際產品中，常規腦電波應用控制信號一般分兩大類：專注度信號和放松度信號，通過專注度和放松度數值大小控制仿生手指關節的幅度、姿勢等運動指標，將有效提高仿生手指關節工作效率和靈活性。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節，在該區域內的設備，通過采集分析腦電波信號并通過單片機控制系統控制形狀記憶合金絲驅動仿生關節，解決了傳統仿生關節不易實現小型化以及效率和靈活性低問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節，包括用于信息采集的腦電波采集模塊以及用于信息傳輸的藍牙通訊電路，同時包括信息處理及顯示的單片機控制系統，最后包括作用于實體進行使用的仿生手指關節，所述腦電波采集模塊、藍牙通訊電路、單片機控制系統與仿生手指關節之間依次電性相連。

優選的，所述腦電波采集模塊由耳夾、電波采集芯片與額頭電極共同組成。

優選的，所述藍牙通訊模塊包括第一藍牙模塊和第二藍牙模塊。

優選的，所述耳夾夾在耳垂上，所述額頭電極緊貼在左前額，所述腦電波采集芯片將耳夾與額頭電極收集到的腦電波信號通過第一藍牙模塊發送到第二藍牙模塊。

優選的，所述單片機控制系統由激光位移傳感器、主控芯片與TFT顯示屏組成。

優選的，所述第二藍牙模塊與主控芯片電性連接，所述第二藍牙模塊將腦電波信號發送至主控芯片，所述主控芯片將腦電波數據包解析為專注度和放松度兩個數值，其大小用1-100表示，數值越大表示對應進入程度越深，再由主控芯片根據腦電波數值控制恒流源電路的輸入電壓值。

優選的，所述形狀記憶合金具有記憶效應，受熱回復原狀的形狀記憶效應會產生回復位移和回復力，通過恒流源電路控制形狀記憶合金絲的溫度控制形狀記憶合金的回復位移和回復力。

優選的，所述恒流源電路輸出端與形狀記憶合金的兩端相連接，且形狀記憶合金與手指關節相連，從而實現仿生手指關節的活動。

優選的，所述激光位移傳感器的輸出端連接主控芯片的輸入端，用于記錄形狀記憶合金絲的形變量與電壓的線性關系。

(三)有益效果

本發明提供了一種基于腦電波控制的形狀記憶合金仿生關節，具備以下有益效果：

(一)、該一種基于腦電波的形狀記憶合金仿生關節，通過采用形狀記憶合金絲驅動仿生手指關節，解決了傳統仿生關節不易實現小型化以及效率和靈活性低的問題。