一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)。包括腦電儀、磁懸浮底座、懸浮體；其中，腦電儀包括腦電數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元；磁懸浮底座包括磁性基座、升降裝置、控制單元、數(shù)據(jù)接收單元、底座外殼；懸浮體包含至少一個(gè)永磁體，位于磁懸浮底座的上方，懸浮體的重力能夠被磁懸浮底座與懸浮體之間產(chǎn)生的磁斥力平衡，從而懸浮在磁懸浮底座的上方。本實(shí)用新型通過(guò)腦電儀采集的腦電參數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮體懸浮高度的動(dòng)態(tài)控制，從而提供了一種腦電參數(shù)的可視化動(dòng)態(tài)展示效果。
【專利說(shuō)明】
一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及腦電和磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]腦電技術(shù)早已在臨床醫(yī)學(xué)方面有大量應(yīng)用，將腦電技術(shù)應(yīng)用于民用領(lǐng)域也漸成趨勢(shì)。腦電是人的大腦在活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一種生物電信號(hào)，這些自發(fā)的生物電信號(hào)的頻率變動(dòng)范圍通常在0.1Hz — 10Hz之間，根據(jù)其頻率不同可劃分為Delta波、Theta波、Alpha波、Beta波、Ga_a波等多種類(lèi)型。目前，通過(guò)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，如想象運(yùn)動(dòng)參數(shù)、反映注意力水平的注意力參數(shù)，反映壓力水平的放松度參數(shù)，反映疲勞程度的疲勞度參數(shù)等。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有產(chǎn)品將腦電數(shù)據(jù)和應(yīng)用軟件、音樂(lè)或視頻結(jié)合，用于娛樂(lè)或心理健康、放松減壓等場(chǎng)合，但是上述產(chǎn)品主要是通過(guò)腦電測(cè)量?jī)x器與安裝到手機(jī)或電腦中的軟件配合，以軟件的方式呈現(xiàn)腦電數(shù)據(jù)，此類(lèi)產(chǎn)品存在的缺陷是:不直觀、無(wú)立體感，平淡無(wú)奇，不能直觀呈現(xiàn)使用者的大腦狀態(tài)。目前存在磁懸浮裝置，通過(guò)磁斥力將懸浮體懸浮在其上方，懸浮體的懸空狀態(tài)能夠給人空靈感，不但能引起使用者的好奇心，也能起到放松心情的作用。但目前的此類(lèi)裝置的懸浮都是手動(dòng)控制或自動(dòng)控制，使用者的參與感和控制感不強(qiáng)。
[0004]通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，將腦電數(shù)據(jù)用以控制磁懸浮系統(tǒng)的懸浮體的狀態(tài)，比如升降過(guò)程、升降高度等，通過(guò)懸浮體這些狀態(tài)變化的可視化效果展示，能直觀的展示使用者的大腦狀態(tài)，并且使用者也可以體驗(yàn)到意念控制的感覺(jué)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種可以通過(guò)腦電進(jìn)行控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)以腦電參數(shù)來(lái)控制懸浮體的升降及控制懸浮高度的功能。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)。包括腦電儀、磁懸浮底座、懸浮體。其中，所述的腦電儀包括腦電數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元，所述的磁懸浮底座包括磁性基座、升降裝置、控制單元、數(shù)據(jù)接收單元、底座外殼。所述的懸浮體包含至少一個(gè)永磁體，位于磁懸浮底座的上方，懸浮體的重力能夠被磁懸浮底座與懸浮體之間產(chǎn)生的磁斥力平衡，從而懸浮在磁懸浮底座的上方。
[0007]所述的腦電儀在使用時(shí)佩戴在使用者的頭部，所述的腦電數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)腦電信號(hào)的采集和處理。所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸入端與腦電數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接，用于接收腦電數(shù)據(jù)采集單元輸出的腦電數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。數(shù)據(jù)發(fā)送的方式可以采用有線通訊方式和無(wú)線通訊方式中的至少一種。無(wú)線通訊方式中的無(wú)線通訊協(xié)議采用藍(lán)牙、WIF1、ZigBee、射頻中的至少一種。腦電數(shù)據(jù)包括腦電原始數(shù)據(jù)、腦電頻譜參數(shù)、想象運(yùn)動(dòng)參數(shù)、專注度、放松度、警覺(jué)度、疲勞度、欣賞度、喜好度、熟練度、用腦度參數(shù)中的至少一種。
[0008]所述磁懸浮底座的底座外殼是一個(gè)殼體，磁懸浮底座的所有其它部件都安裝在底座外殼的內(nèi)部，所述的升降裝置可以在底座外殼內(nèi)做升降運(yùn)動(dòng)，所述的磁性基座安裝在升降裝置的頂部，可以隨升降裝置的升降而一起上下運(yùn)動(dòng)。
[0009]所述的數(shù)據(jù)接收單元接收數(shù)據(jù)發(fā)送單元傳送的腦電數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，將接收的所有數(shù)據(jù)傳送給控制單元，控制單元與升降裝置連接。所述的控制單元提取腦電數(shù)據(jù)中的至少一種腦電參數(shù)或者提取多個(gè)腦電參數(shù)進(jìn)行組合計(jì)算形成新的腦電參數(shù)，并將該腦電參數(shù)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，以控制升降裝置的升降運(yùn)動(dòng);磁性基座放置在升降裝置的頂部，隨著升降裝置的升降一起運(yùn)動(dòng)。
[0010]所述的懸浮體依靠磁斥力懸浮在磁懸浮底座的上方，隨升降裝置一起做升降運(yùn)動(dòng)，從而可以通過(guò)調(diào)整升降裝置的高度來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)懸浮體的懸浮高度。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過(guò)腦電儀采集的腦電參數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)懸浮體懸浮高度的動(dòng)態(tài)控制，從而提供了一種腦電參數(shù)的可視化動(dòng)態(tài)展示效果，一方面，可以通過(guò)可視化的方式直觀反映出使用者大腦狀態(tài)的變化，為玩具、游戲、心理訓(xùn)練、生物反饋訓(xùn)練、放松減壓訓(xùn)練等產(chǎn)品增強(qiáng)趣味性功能；另一方面，使用者自身也可以體會(huì)到用大腦來(lái)控制一個(gè)物體從靜止到漂浮，進(jìn)而控制其漂浮高度的感覺(jué)，產(chǎn)生神奇的意念控制的感覺(jué)，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的科技感。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型通過(guò)腦電實(shí)現(xiàn)懸浮升降控制過(guò)程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]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(shuō)明。
[0015]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)。包括腦電儀1、磁懸浮底座2、懸浮體3。其中，所述的腦電儀I包括腦電數(shù)據(jù)采集單元11、數(shù)據(jù)發(fā)送單元12，所述的磁懸浮底座2包括磁性基座21、升降裝置22、控制單元23、數(shù)據(jù)接收單元24、底座外殼25。所述的懸浮體3包含至少一個(gè)永磁體31，位于磁懸浮底座2的上方，懸浮體3的重力能夠被磁懸浮底座2與懸浮體3之間產(chǎn)生的磁斥力平衡，從而懸浮在磁懸浮底座2的上方。
[0016]本實(shí)施例中，所述的腦電儀I在使用時(shí)佩戴在使用者的頭部，所述的腦電數(shù)據(jù)采集單元11是一塊內(nèi)置有腦電信號(hào)采集處理芯片、干電極傳感器和鋰電池的模塊，腦電采集芯片采用NeuroSky的TGAT芯片，該芯片通過(guò)干電極傳感器采集腦電信號(hào)，并在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了腦電信號(hào)的采集、濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及分析等功能，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)接口對(duì)外輸出包括腦電原始數(shù)據(jù)和腦電頻譜參數(shù)以及反映大腦狀態(tài)的專注度、放松度等多種腦電數(shù)據(jù)。
[0017]所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元12和數(shù)據(jù)接收單元24分別為一塊內(nèi)置無(wú)線SoC(SystemonChip)芯片的模塊，無(wú)線SoC芯片采用TI公司的CC2510無(wú)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(wú)線收發(fā)器芯片。數(shù)據(jù)發(fā)送單元12的輸入端與腦電數(shù)據(jù)采集單元11的輸出端通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)UART接口連接，接收腦電數(shù)據(jù)采集單元11輸出的腦電數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)以無(wú)線方式發(fā)送給數(shù)據(jù)接收單元24，無(wú)線通訊的協(xié)議采用基于CC2510的射頻通訊協(xié)議。
[0018]本實(shí)施例中，磁懸浮底座2的底座外殼25是一個(gè)封閉的殼體，磁懸浮底座2的所有其它部件都安裝在底座外殼25的內(nèi)部，升降裝置22可以在底座外殼25內(nèi)做上下升降運(yùn)動(dòng)，磁性基座21安裝在升降裝置22的頂部，可以隨升降裝置22的升降而一起上下運(yùn)動(dòng)。
[0019]所述的數(shù)據(jù)接收單元24通過(guò)無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)發(fā)送單元12傳送的腦電數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收單元24的輸出端與控制單元23的輸入端連接，將接收的所有數(shù)據(jù)傳送給控制單元23，本實(shí)施例中的控制單元23內(nèi)嵌有嵌入式微處理器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，嵌入式微處理器采用LPC1768，LPC1768是NXP公司推出的基于ARM Cortex_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(guò)UART接口接收來(lái)自數(shù)據(jù)接收單元24的所有腦電數(shù)據(jù)。
[0020]控制單元23與升降裝置22連接。本實(shí)施例中，控制單元23從腦電數(shù)據(jù)中提取放松度參數(shù)，將放松度參數(shù)的數(shù)值大小轉(zhuǎn)化為電機(jī)的控制參數(shù)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降裝置22做上下升降運(yùn)動(dòng);磁性基座21放置在升降裝置22的頂部，隨著升降裝置22的升降一起運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)斥力帶動(dòng)浮于磁懸浮底座2上方的懸浮體3—起做升降運(yùn)動(dòng)，從而可以通過(guò)調(diào)整升降裝置22的高度來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)懸浮體3的懸浮高度。
[0021]本實(shí)施例中，升降裝置22的上下運(yùn)動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱工作，齒輪箱與升降柱連接，通過(guò)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)升降柱上下運(yùn)動(dòng)。
[0022]圖2為本實(shí)施例通過(guò)腦電實(shí)現(xiàn)懸浮升降控制過(guò)程的示意圖，本示意圖只圖示了與視覺(jué)效果相關(guān)的部分。本實(shí)施例采用放松度參數(shù)來(lái)實(shí)施懸浮體的懸浮控制，放松度是腦電儀采集的腦電信號(hào)中的一種，該參數(shù)反映了使用者當(dāng)前的“平靜程度”或者“放松程度”，本實(shí)施例中以O(shè)到100之間的具體數(shù)值來(lái)指示使用者的放松度水平，數(shù)值越大越放松。其中圖2
(I)為使用者放松度數(shù)值為O時(shí)的懸浮狀態(tài)，此時(shí)懸浮體3懸浮于底座外殼25的上表面，從視覺(jué)效果看停留在底座外殼25上。圖2(2)為放松度數(shù)值為20時(shí)的狀態(tài)，當(dāng)使用者通過(guò)調(diào)節(jié)大腦狀態(tài)，使得自己的放松度數(shù)值達(dá)到20時(shí)，升降裝置22開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)磁性基座21向上運(yùn)動(dòng)，懸浮體3內(nèi)的永磁體31受到磁斥力的作用也開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)懸浮體3向上運(yùn)動(dòng)，從視覺(jué)效果上來(lái)看，產(chǎn)生了由于使用者放松度增加導(dǎo)致懸浮體開(kāi)始懸浮的效果。當(dāng)使用者通過(guò)持續(xù)調(diào)節(jié)自己的放松狀態(tài)從而使放松度達(dá)到最大，即放松度數(shù)值達(dá)到100時(shí)，如圖2
(3)所示，升降裝置22帶動(dòng)磁性基座21上升到最大高度，懸浮體3也上升到了最大高度。在本實(shí)施例中，懸浮體3會(huì)始終跟隨使用者放松度的增加或減少而上浮或下降。
[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)】
1.一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:包括腦電儀、磁懸浮底座、懸浮體，其中所述的腦電儀包括腦電數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元;其中所述的磁懸浮底座包括磁性基座、升降裝置、控制單元、數(shù)據(jù)接收單元、底座外殼;其中所述的懸浮體包含至少一個(gè)永磁體； 所述的腦電儀在使用時(shí)佩戴在使用者的頭部，所述的腦電數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)腦電信號(hào)的采集和處理，所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸入端與腦電數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接，用于接收腦電數(shù)據(jù)采集單元輸出的腦電數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去； 所述的磁懸浮底座通過(guò)數(shù)據(jù)接收單元接收數(shù)據(jù)發(fā)送單元發(fā)送的腦電數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)接收單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，將接收的所有數(shù)據(jù)傳送給控制單元;所述的控制單元與升降裝置連接，控制單元提取腦電數(shù)據(jù)中的腦電參數(shù)，將腦電參數(shù)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，以控制升降裝置的升降運(yùn)動(dòng);所述的磁性基座隨著升降裝置的升降一起運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)斥力帶動(dòng)浮于磁懸浮底座上方的懸浮體一起做升降運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)發(fā)送單元和數(shù)據(jù)接收單元之間的數(shù)據(jù)通訊可以采用有線通訊和無(wú)線通訊方式中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)發(fā)送單元和數(shù)據(jù)接收單元之間的無(wú)線通訊協(xié)議采用藍(lán)牙、WIF1、ZigBee、射頻中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:腦電儀采集的腦電數(shù)據(jù)包括腦電原始數(shù)據(jù)、腦電頻譜參數(shù)、想象運(yùn)動(dòng)參數(shù)、專注度、放松度、警覺(jué)度、疲勞度、欣賞度、喜好度、熟練度、用腦度參數(shù)中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:控制單元提取腦電數(shù)據(jù)中的至少一種腦電參數(shù)或者提取多個(gè)腦電參數(shù)進(jìn)行組合計(jì)算形成新的腦電參數(shù)，并將該腦電參數(shù)轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)，以控制升降裝置的升降運(yùn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:所述磁懸浮底座的底座外殼是一個(gè)殼體，磁懸浮底座的所有其它部件都安裝在底座外殼的內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過(guò)腦電控制的可升降磁懸浮系統(tǒng)，其特征在于:所述的磁性基座放置在升降裝置的頂部，跟隨升降裝置的升降一起運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK205584050SQ201620411362
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】許冰, 劉勇
【申請(qǐng)人】北京視友科技有限責(zé)任公司