[發(fā)明專利]一種基于腦電控制的跑步機及其控制方法

在審

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• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110898384A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伏云發(fā);王曉琳;周建華;陳壯飛;熊馨
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: A63B22/02
• 分類號: A63B22/02;A63B24/00;A61B5/00;A61B5/0476;A61B5/0478
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于腦電控制的跑步機，其特征在于：包括腦電信號采集處理裝置和跑步機裝置；

所述腦電信號采集處理裝置包括腦電信號采集裝置（101）、腦電信號處理裝置（102）、腦電庫（103）、Wi-Fi傳輸模塊（104）和第一供電模塊（105），所述第一供電模塊（105）分別與腦電信號采集裝置（101）、腦電信號處理裝置（102）、腦電庫（103）和Wi-Fi傳輸模塊（104）相連，所述腦電信號處理裝置（102）分別與腦電信號采集裝置（101）、腦電庫（103）和Wi-Fi傳輸模塊（104）相連；

所述跑步機裝置包括控制電路（202）、驅(qū)動電路（203）、整流電路（204）、逆變電路（205）、Wi-Fi接收模塊（207）和第二供電模塊（208），所述第二供電模塊（208）分別與控制電路（202）、驅(qū)動電路（203）、整流電路（204）和逆變電路（205）相連，控制電路（202）分別與Wi-Fi接收模塊（207）、驅(qū)動電路（203）和整流電路（204）相連，逆變電路（205）分別與驅(qū)動電路（203）和整流電路（204）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電控制的跑步機，其特征在于：所述跑步機裝置還包括供使用者觀測自己運動情況的顯示裝置和手動操作的輔助操作裝置。

3.一種基于腦電控制跑步機的方法，其特征在于：利用腦電信號采集處理裝置采集使用者的腦電信號并對其處理分析得到腦電信號的結(jié)果即其頻率和幅度，跑步機裝置接收到腦電信號的結(jié)果并利用其來控制跑步機的運行狀態(tài)，當(dāng)腦電信號的頻率為1～3Hz，幅度為20～200uV時，此時使用者處于極度疲勞狀態(tài)，則關(guān)閉跑步機，停止運動；當(dāng)腦電波頻率為3～8Hz，幅度為5～20uV時，繼續(xù)觀察使用者的腦電波走勢，如果其腦電波向著1～3Hz的方向發(fā)展，則關(guān)閉跑步機，停止運動；若向著8～13Hz方向發(fā)展則可以繼續(xù)運動；當(dāng)腦電波頻率為8～13Hz，幅度為20～100uV時，此時使用者處于精神狀態(tài)，可以正常運動，當(dāng)腦電波頻率為14～30Hz，幅度為100～150uV時，使用者處于鍛煉疲勞狀態(tài)，故關(guān)閉跑步機，停止鍛煉。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于腦電控制跑步機的方法，其特征在于：其具體過程為：利用腦電信號采集裝置（101）采集使用者的腦電信號并傳輸至腦電信號處理裝置（102），腦電信號處理裝置（102）對腦電信號進行特征提取和分類獲得腦電信號的頻率和幅度，將其與腦電庫（103）的數(shù)據(jù)進行對比確定腦電信號的頻率和幅度范圍，再經(jīng)Wi-Fi傳輸模塊（104）傳輸?shù)脚懿狡鞯腤i-Fi接收模塊（207）；

Wi-Fi接收模塊（207）將接收的腦電信號傳輸至控制電路（202），控制電路（202）根據(jù)接收的腦電信號結(jié)果將交流電壓放大并傳輸至整流電路（204），同時將腦電信號的頻率輸出為脈沖PWM并將其傳輸至驅(qū)動電路（203），整流電路（204）將交流電壓整流成直流電壓，驅(qū)動電路（203）將驅(qū)動脈沖PWM作為導(dǎo)通逆變電路（205）IGBT的開關(guān)，逆變電路（205）將直流電壓逆變成電機所需的交流電壓，當(dāng)整流電路（204）和驅(qū)動電路（203）接收的結(jié)果滿足逆變電路（205）中IGBT的導(dǎo)通要求，則逆變電路（205）中IGBT導(dǎo)通，跑步機啟動，反之則跑步機停止運行。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于腦電控制跑步機的方法，其特征在于：其中IGBT導(dǎo)通的交流電壓和頻率分別是6HZ～17HZ，30V～220V。