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(jī)，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)包裹頭位置對(duì)應(yīng)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(jī)帶動(dòng)圓盤上的包裹頭上的織物與手指接觸時(shí)，光電傳感器接通，光電信號(hào)通過與光電傳感器的接收器連接的鼠標(biāo)電路，轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)的左鍵觸發(fā)信號(hào)，作為ERPs腦電儀的刺激信號(hào)。本發(fā)明不僅可以準(zhǔn)確捕捉面料和皮膚接觸的時(shí)間點(diǎn)；而且可以作為基于腦電技術(shù)的服裝面料觸感測試的平臺(tái)，將不同的試樣面料按隨機(jī)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于腦電技術(shù)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(shù)】
[0002]基于腦電技術(shù)的服裝面料觸感測試與分析時(shí)，捕捉皮膚與面料接觸的瞬間至關(guān)重要。因?yàn)橛|感發(fā)生的時(shí)間僅僅在幾百毫秒內(nèi)，而事件相關(guān)電位儀(腦電儀器)對(duì)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(hào)進(jìn)行放大和疊力口，從腦電波中將事件相關(guān)電位(ERP)提取出來。這就要求準(zhǔn)確標(biāo)記出觸覺發(fā)生的起點(diǎn)，所以標(biāo)識(shí)皮膚與面料接觸瞬間是采用腦電技術(shù)檢測觸覺舒適性的關(guān)鍵。
[0003]目前，基于腦電的服裝觸感捕捉刺激器都應(yīng)用了光電傳感器，通過光量的變化確定其接觸時(shí)間。試樣掛在一個(gè)橫桿上，慢慢移動(dòng)，最后滑過手臂，橫桿移至快要接觸手臂皮膚時(shí)，光被擋住，接收器檢測到光量變化，從而記錄下接觸時(shí)間點(diǎn)。然而由于試樣布條的柔性，光被遮擋的時(shí)刻與布條一皮膚接觸的時(shí)刻存在不確定因素；而且是反復(fù)的短時(shí)間接觸刺激，沒有隨機(jī)性，受試者容易產(chǎn)生感覺記憶，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)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(shí)間點(diǎn)不準(zhǔn)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(zhǔn)確標(biāo)示出接觸時(shí)間點(diǎn)，還能使多種試樣面料隨機(jī)的與手指皮膚接觸，消除受試者的感覺記憶，而且也能調(diào)節(jié)試樣面料與皮膚的接觸距離和接觸速度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可通過以下技術(shù)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(jī)，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)所述可伸縮的包裹頭位置對(duì)應(yīng)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(jī)帶動(dòng)所述圓盤上的可伸縮的包裹頭上的織物與手指接觸時(shí)，所述光電傳感器接通，光電信號(hào)通過與所述光電傳感器的接收器連接的鼠標(biāo)電路，轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)的左鍵觸發(fā)信號(hào)，作為ERPs腦電儀(事件相關(guān)電位儀)的刺激信號(hào)，這也就是觸覺發(fā)生的起點(diǎn)。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)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(gè)通光孔的中心點(diǎn)分別在與其對(duì)應(yīng)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(jī)產(chǎn)生所述圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)轉(zhuǎn)速是lr/min,非接觸時(shí)轉(zhuǎn)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(gè)。
[0012]由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是，不僅可以準(zhǔn)確捕捉面料和皮膚接觸的時(shí)間點(diǎn)；而且可以作為基于腦電技術(shù)的服裝面料觸感測試的平臺(tái)，將不同的試樣面料按隨機(jī)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(shí)驗(yàn)方便，省時(shí)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)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(jī)械圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的裝置機(jī)械半剖圖；
[0017]圖4是本發(fā)明的裝置中圓盤的機(jī)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(jī)，7為光電鼠標(biāo),8為織物,9為手指,10為通光孔

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面根據(jù)附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)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(jī)，其為直流無刷電機(jī)6，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shè)計(jì)個(gè)數(shù)，最佳為3-6個(gè)，太多了的話，實(shí)驗(yàn)的時(shí)候被試者反應(yīng)不過來，本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)6個(gè)，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(xì)微調(diào)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(gè)可伸縮的包裹頭3位置對(duì)應(yīng)開有通光孔10，且每個(gè)通光孔10的中心點(diǎn)分別在與其對(duì)應(yīng)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(jī)6帶動(dòng)圓盤4上的可伸縮的包裹頭3上的織物與手指接觸時(shí)，光電傳感器5接通，光電脈沖信號(hào)通過與光電傳感器5的接收器連接的鼠標(biāo)電路(鼠標(biāo)通過USB接口與ERPs腦電儀連接)，轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)的左鍵觸發(fā)信號(hào)，作為ERPs腦電儀(事件相關(guān)電位儀)的刺激信號(hào)，這也就是觸覺發(fā)生的起點(diǎn)。
[0023]電路連接如圖6所示，光電傳感器5接收器的信號(hào)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(biāo)7采集芯片左鍵處的復(fù)位開關(guān)端子。當(dāng)圓盤4上的試樣織物8與手指孔2的手指9皮膚接觸時(shí)，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(hào)時(shí)，信號(hào)端的電勢為高電勢5V，如同按下鼠標(biāo)7左鍵，左鍵信號(hào)經(jīng)過USB接口傳遞到腦電儀中，作為誘發(fā)事件相關(guān)電位的刺激，從而記錄下了接觸瞬間的時(shí)間點(diǎn)。PLC模擬量輸出端連接無刷控制器的三芯調(diào)速線，用來調(diào)控?zé)o刷電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。無刷電機(jī)控制器的相位脈沖輸出端A、B接入PLC高數(shù)計(jì)數(shù)器的輸入端10.1，用來獲取電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移，即試樣織物的即時(shí)位置，相關(guān)參數(shù)由觸摸屏作為輸入設(shè)置和輸出顯示。
[0024]具體實(shí)施例:
[0025]在室內(nèi)溫度25°C、相對(duì)濕度50%的ERPs實(shí)驗(yàn)室中。開啟服裝觸感捕捉刺激器，被試者(男性大學(xué)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(nèi)，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(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)由觸摸屏輸入進(jìn)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(jī)函數(shù)產(chǎn)生，也可以人為任意給定。判斷所要執(zhí)行的下一部運(yùn)動(dòng)，也就是判斷哪塊試樣織物將要與手指接觸，電機(jī)帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)子程序。當(dāng)試樣織物轉(zhuǎn)到圖1所示的位置，試樣織物與頂孔內(nèi)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(hào)時(shí)，信號(hào)端的電勢為高電勢5V，如同按下鼠標(biāo)左鍵，左鍵信號(hào)經(jīng)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(biāo)記刺激發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)。腦電波分析時(shí)，將以這些標(biāo)記的時(shí)間點(diǎn)為事件相關(guān)電位發(fā)生的起點(diǎn)，進(jìn)行腦電波的分段和疊加。重復(fù)進(jìn)行至少30次試驗(yàn)。ERPs腦電儀根據(jù)這個(gè)標(biāo)示的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)30多次接觸的腦電波進(jìn)行疊加，分離出事件相關(guān)電位圖，用來進(jìn)行服裝面料觸感分析。
[0027]但是，上述的【具體實(shí)施方式】只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)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(quán)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(jī)，該電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)所述可伸縮的包裹頭位置對(duì)應(yīng)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(jī)帶動(dòng)所述圓盤上的可伸縮的包裹頭上的織物與手指接觸時(shí)，所述光電傳感器接通，光電信號(hào)通過與所述光電傳感器的接收器連接的鼠標(biāo)電路，轉(zhuǎn)化為鼠標(biāo)的左鍵觸發(fā)信號(hào)，作為ERPs腦電儀的刺激信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)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(gè)通光孔的中心點(diǎn)分別在與其對(duì)應(yīng)的可伸縮的包裹頭的軸線上。
3.根據(jù)權(quán)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(jī)產(chǎn)生所述圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)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(quán)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(shí)轉(zhuǎn)速是lr/min,非接觸時(shí)轉(zhuǎn)速是2_3r/min。
5.根據(jù)權(quán)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(gè)。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104374877SQ201410625381
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】萬賢福, 李 東, 汪軍 申請(qǐng)人:東華大學(xué)