[發明專利]一種陣列式壓電雙晶片刺激系統

在審

• 申請號: 202010154130.6
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111281383A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 吳景龍;王晨宇;閆天翼;仰若水;楊彬彬;石忠焱
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B5/0484
• 分類號: A61B5/0484
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

本發明公開一種陣列式壓電雙晶片刺激系統，包括上位機控制平臺、下位機處理控制平臺，所述上位機控制平臺與所述下位機處理控制平臺電性連接，所述下位機處理控制平臺通過轉接板控制觸覺點陣驅動電路，所述觸點點陣驅動電路的輸出端連接到驅動電路，所述驅動電路通過接線端子連接到觸點點陣裝置。本發明合理的運用串行數據處理原則節約了電路硬件資源，減少了軟件開發成本，工作性能穩定，硬件通訊和軟件控制性能良好，并且滿足便捷模塊拆裝，可用于觸覺刺激實驗。

技術領域

本發明涉及觸覺顯示技術領域，特別是涉及一種陣列式壓電雙晶片刺激系統。

背景技術

在日常生活中，人們都有各種各樣的觸覺感知，會對外在環境的刺激產生相應的認知變化，比如說聲、光、電、壓力等刺激，都會對人造成各種各樣的刺激影響，各種各樣的刺激都會對人體的神經元復雜活動，而目前監測人腦的神經元活動的方法最主要有核磁共振掃描，其原理是利用核磁造影來測量神經元活動所引發的血液動力的改變，已經應用在探究人類的視聽覺、觸覺等功能的腦圖譜研究中。觸覺是以客觀事物為對象通過皮膚上的觸覺感受器產生不同的動作電位，將外界的物理量轉化為神經信號，傳遞至大腦體感皮質激發觸覺腦功能，從而產生感覺、認知的復雜過程。

進行觸覺腦圖譜測量，需要對皮膚施加刺激，引發神經元活動。皮膚的個體差異較大，對觸覺刺激位點進行精準定位是提高觸覺腦圖譜測量的準確性的重要因素。由于功能磁共振設備周圍具有強大磁場，鐵磁性的物品不僅會對磁場產生干擾，而且具有極大的危險，因此，鐵磁性的物品均不可置入核磁室。在測量過程中，被試者需要進入核磁室內，施加觸覺刺激的裝置靠近被試者。這就要求施加觸覺刺激的裝置具有核磁兼容性。另外，大腦的活動是瞬時變化的，延時會降低測量的準確性，施加觸覺刺激的裝置需要具有較高的時間響應速度，對觸覺刺激的控制需要快速響應。但是，現有技術中的施加觸覺刺激的裝置響應速度較慢，觸覺刺激位點的施加精度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種陣列式壓電雙晶片刺激系統，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種陣列式壓電雙晶片刺激系統，包括上位機控制平臺、下位機處理控制平臺，所述上位機控制平臺與所述下位機處理控制平臺電性連接，所述下位機處理控制平臺通過轉接板控制觸覺點陣驅動電路，所述觸點點陣驅動電路的輸出端連接到驅動電路，所述驅動電路通過接線端子連接到觸點點陣裝置。

優選地，所述下位機控制平臺包括主控板，所述主控板包括單片機、type-C、485總線控制芯片、降壓芯片、晶振以及電容電阻；所述主控板通過type-c與上位機控制平臺通信；所述單片機通過485總線分別與轉接板、驅動板連接。

優選地，所述驅動電路布設在驅動板上，所述驅動板上還布設有電源模塊、驅動模塊、控制模塊和通信模塊，以及每塊驅動板上布設的拓展通道模塊，所述驅動模塊通過FPC與轉接板連接，進而通過線纜與主控板模塊通信連接，所述電源模塊用于為驅動板提供電源，所述控制模塊分別與驅動模塊、通信模塊電性連接。

優選地，所述驅動板也能夠與其他相同驅動板模塊連接通過FPC軟排線連接，用于實現更多通道的觸覺刺激。

優選地，所述電源模塊能夠設置不同的電壓，用于通過改變驅動板的電壓，來實現改變觸覺設備的輸出伏值。

優選地，所述上位機處理控制平臺包括CAN總線接口電路、串口通訊電路、電源接口、復位電路，所述串口通訊電路連接通過USB接口與單片機連接，所述電源接口電路與所述復位電路連接；所述CAN總線接口電路、所述串口通訊電路、所述電源接口、所述復位電路與控制輸出接口直接連接到主控制器。

優選地，還包括振動裝置，所述驅動板上的輸出端與所述振動裝置連接，所述振動裝置用于將驅動板的數字信號轉變為位移信號。