一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，包括箱體，PLC,箱體的頂部開有手指孔，箱體底部固定有電機，該電機轉動軸上固定圓盤，圓盤上沿著圓周均勻分布固定有可伸縮的包裹頭，該包裹頭上套有織物；圓盤中間位置靠近每個包裹頭位置對應開有通光孔，靠近通光孔的光電傳感器的發(fā)射器和接收器固定在箱體的支架上；PLC控制電機帶動圓盤上的包裹頭上的織物與手指接觸時，光電傳感器接通，光電信號通過與光電傳感器的接收器連接的鼠標電路，轉化為鼠標的左鍵觸發(fā)信號，作為ERPs腦電儀的刺激信號。本發(fā)明不僅可以準確捕捉面料和皮膚接觸的時間點；而且可以作為基于腦電技術的服裝面料觸感測試的平臺，將不同的試樣面料按隨機的順序與手指接觸。
【專利說明】—種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于腦電技術的服裝觸感捕捉刺激器，特別是能輔助腦電儀檢測服裝面料觸感的儀器。

【背景技術】
[0002]基于腦電技術的服裝面料觸感測試與分析時，捕捉皮膚與面料接觸的瞬間至關重要。因為觸感發(fā)生的時間僅僅在幾百毫秒內，而事件相關電位儀(腦電儀器)對觸感的捕捉，需要將幾十次到一百多次記錄下的同一外部刺激形成的腦電位數(shù)據(jù)信號進行放大和疊力口，從腦電波中將事件相關電位(ERP)提取出來。這就要求準確標記出觸覺發(fā)生的起點，所以標識皮膚與面料接觸瞬間是采用腦電技術檢測觸覺舒適性的關鍵。
[0003]目前，基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器都應用了光電傳感器，通過光量的變化確定其接觸時間。試樣掛在一個橫桿上，慢慢移動，最后滑過手臂，橫桿移至快要接觸手臂皮膚時，光被擋住，接收器檢測到光量變化，從而記錄下接觸時間點。然而由于試樣布條的柔性，光被遮擋的時刻與布條一皮膚接觸的時刻存在不確定因素；而且是反復的短時間接觸刺激，沒有隨機性，受試者容易產生感覺記憶，影響數(shù)據(jù)的準確性。


【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現(xiàn)有基于腦電的服裝觸感捕捉刺激方案捕捉接觸時間點不準確和接觸不穩(wěn)定等不足，本發(fā)明提出一種新型基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，該裝置不僅能準確標示出接觸時間點，還能使多種試樣面料隨機的與手指皮膚接觸，消除受試者的感覺記憶，而且也能調節(jié)試樣面料與皮膚的接觸距離和接觸速度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可通過以下技術方案予以解決:
[0006]一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，包括一箱體，PLC (可編程控制器)，所述箱體的頂部開有手指孔，箱體底部固定有一電機，該電機轉動軸上固定一圓盤，圓盤的一面上沿著圓周均勻分布固定有若干可伸縮的包裹頭，該可伸縮的包裹頭上套有織物；所述圓盤中間位置靠近每個所述可伸縮的包裹頭位置對應開有通光孔，一靠近所述通光孔的光電傳感器的發(fā)射器和接收器固定在一所述箱體的支架上；所述PLC控制電機帶動所述圓盤上的可伸縮的包裹頭上的織物與手指接觸時，所述光電傳感器接通，光電信號通過與所述光電傳感器的接收器連接的鼠標電路，轉化為鼠標的左鍵觸發(fā)信號，作為ERPs腦電儀(事件相關電位儀)的刺激信號，這也就是觸覺發(fā)生的起點。
[0007]作為優(yōu)選的技術方案:
[0008]本發(fā)明的一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，所述每個通光孔的中心點分別在與其對應的可伸縮的包裹頭的軸線上。
[0009]本發(fā)明的一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，所述PLC隨機產生所述圓盤的轉動順序序列，根據(jù)該順序序列使所述織物與手指接觸。
[0010]本發(fā)明的一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，所述織物與手指接觸時轉速是lr/min,非接觸時轉速是2_3r/min。
[0011]本發(fā)明的一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，所述若干可伸縮的包裹頭為3-6個。
[0012]由于采用以上技術方案，本發(fā)明的有益效果是，不僅可以準確捕捉面料和皮膚接觸的時間點；而且可以作為基于腦電技術的服裝面料觸感測試的平臺，將不同的試樣面料按隨機的順序與手指接觸，輔助腦電儀測試腦電波；有利于消除肌電位和感覺記憶的影響，實驗方便，省時。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的簡圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的裝置機械圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的裝置機械半剖圖；
[0017]圖4是本發(fā)明的裝置中圓盤的機械剖面圖；
[0018]圖5是本發(fā)明專利的PLC程序流程圖；
[0019]圖6是本發(fā)明專利的電氣控制接線圖。
[0020]圖中:1為箱體，2為手指孔，3為可伸縮的包裹頭，4為圓盤，5為光電傳感器，6為直流無刷電機，7為光電鼠標,8為織物,9為手指,10為通光孔

【具體實施方式】
[0021]下面根據(jù)附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明:
[0022]如圖1-4所示，一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，包括一箱體1，PLC，箱體I的頂部開有手指孔2，用于透過手指皮膚，箱體I底部固定有一電機，其為直流無刷電機6，該電機轉動軸上固定圓盤4，圓盤4的一面上沿著圓周均勻分布固定有若干可伸縮的包裹頭3，根據(jù)需要可任意設計個數(shù)，最佳為3-6個，太多了的話，實驗的時候被試者反應不過來，本實施例中，設計6個，該可伸縮的包裹頭3上套有織物8，面料包裹頭是由現(xiàn)有的螺旋測微器改裝而成，可上下自由升降，可以細微調節(jié)織物8與手指9皮膚的接觸面積；圓盤4中間位置靠近每個可伸縮的包裹頭3位置對應開有通光孔10，且每個通光孔10的中心點分別在與其對應的可伸縮的包裹頭3的軸線上，一靠近通光孔10的光電傳感器5的發(fā)射器和接收器固定在一箱體的支架上；PLC控制電機6帶動圓盤4上的可伸縮的包裹頭3上的織物與手指接觸時，光電傳感器5接通，光電脈沖信號通過與光電傳感器5的接收器連接的鼠標電路(鼠標通過USB接口與ERPs腦電儀連接)，轉化為鼠標的左鍵觸發(fā)信號，作為ERPs腦電儀(事件相關電位儀)的刺激信號，這也就是觸覺發(fā)生的起點。
[0023]電路連接如圖6所示，光電傳感器5接收器的信號端接入到PLC數(shù)字量輸入端10.5，PLC數(shù)字量輸出端Q0.1接到鼠標7采集芯片左鍵處的復位開關端子。當圓盤4上的試樣織物8與手指孔2的手指9皮膚接觸時，通光孔10透過光線，光電傳感器5的接收器探測到發(fā)射器發(fā)來的信號時，信號端的電勢為高電勢5V，如同按下鼠標7左鍵，左鍵信號經過USB接口傳遞到腦電儀中，作為誘發(fā)事件相關電位的刺激，從而記錄下了接觸瞬間的時間點。PLC模擬量輸出端連接無刷控制器的三芯調速線，用來調控無刷電機6的轉速。無刷電機控制器的相位脈沖輸出端A、B接入PLC高數(shù)計數(shù)器的輸入端10.1，用來獲取電機6轉動的角位移，即試樣織物的即時位置，相關參數(shù)由觸摸屏作為輸入設置和輸出顯示。
[0024]具體實施例:
[0025]在室內溫度25°C、相對濕度50%的ERPs實驗室中。開啟服裝觸感捕捉刺激器，被試者(男性大學生20名)佩戴國際上通用的10-20系統(tǒng)的電極帽，坐在椅子上，處于閉眼靜坐狀。右手中指自然擺放在服裝觸感捕捉刺激器頂部的孔內，露出的手指皮膚正好與劃過的試樣面料相接觸，采集電腦采集腦電波。
[0026]電機轉速等參數(shù)由觸摸屏輸入進PLC中，如圖5PLC程序流程圖所示，試樣面料與皮膚接觸順序由PLC中的隨機函數(shù)產生，也可以人為任意給定。判斷所要執(zhí)行的下一部運動，也就是判斷哪塊試樣織物將要與手指接觸，電機帶動圓盤轉動執(zhí)行相應的運動子程序。當試樣織物轉到圖1所示的位置，試樣織物與頂孔內的手指皮膚接觸，通光孔透過光線，光電傳感器的接收器探測到發(fā)射器發(fā)來的信號時，信號端的電勢為高電勢5V，如同按下鼠標左鍵，左鍵信號經過USB接口傳遞到ERPs腦電儀中，在ERPs腦電儀記錄的腦電波圖上標記刺激發(fā)生的時間點。腦電波分析時，將以這些標記的時間點為事件相關電位發(fā)生的起點，進行腦電波的分段和疊加。重復進行至少30次試驗。ERPs腦電儀根據(jù)這個標示的時間點，對30多次接觸的腦電波進行疊加，分離出事件相關電位圖，用來進行服裝面料觸感分析。
[0027]但是，上述的【具體實施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
【權利要求】
1.一種基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器，包括一箱體，PLC，其特征在于:所述箱體的頂部開有手指孔，箱體底部固定有一電機，該電機轉動軸上固定一圓盤，圓盤的一面上沿著圓周均勻分布固定有若干可伸縮的包裹頭，該包裹頭上套有織物；所述圓盤中間位置靠近每個所述可伸縮的包裹頭位置對應開有通光孔，一靠近所述通光孔的光電傳感器的發(fā)射器和接收器固定在一所述箱體的支架上；所述PLC控制電機帶動所述圓盤上的可伸縮的包裹頭上的織物與手指接觸時，所述光電傳感器接通，光電信號通過與所述光電傳感器的接收器連接的鼠標電路，轉化為鼠標的左鍵觸發(fā)信號，作為ERPs腦電儀的刺激信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的服裝觸感捕捉刺激器，其特征在于:所述每個通光孔的中心點分別在與其對應的可伸縮的包裹頭的軸線上。
3.根據(jù)權利要求1所述的服裝觸感捕捉刺激器，其特征在于:所述PLC隨機產生所述圓盤的轉動順序序列，根據(jù)該順序序列使所述織物與手指接觸。
4.根據(jù)權利要求3所述的服裝觸感捕捉刺激器，其特征在于:所述織物與手指接觸時轉速是lr/min,非接觸時轉速是2_3r/min。
5.根據(jù)權利要求1所述的服裝觸感捕捉刺激器，其特征在于:所述若干可伸縮的包裹頭為3-6個。
【文檔編號】G01N33/00GK104374877SQ201410625381
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】萬賢福, 李 東, 汪軍 申請人:東華大學