[发明专利]一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节

说明书

本发明公开了一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节，包括用于信息采集的脑电波采集模块以及用于信息传输的蓝牙通讯电路，同时包括信息处理及显示的单片机控制系统，最后包括作用于实体进行使用的仿生手指关节。所述脑电波采集模块、蓝牙通讯电路、单片机控制系统与仿生手指关节之间依次电性相连。所述脑电波采集模块由耳夹、电波采集芯片与额头电极共同组成。通过采集分析脑电波信号控制形状记忆合金丝驱动仿生手指关节活动，该方法解决了传统仿生关节不易实现小型化，工作效率和灵活性低的问题，为仿生关节在医疗领域的人性化应用提供了一种可实行的设计方案。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，具体为一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节。

背景技术

传统驱动器基本采用电机驱动、液压驱动、气压驱动，驱动装置结构复杂、体积大、成本高，且不易实现驱动器的微小型化，利用形状记忆合金受热回复原状的形状记忆效应产生回复位移和回复力，将形状记忆合金作为驱动器，解决传统驱动方式所存在的缺点。随着越来越多的学者对脑电波技术的深入和广泛的研究，脑电波技术逐渐应用于实际产品中，常规脑电波应用控制信号一般分两大类：专注度信号和放松度信号，通过专注度和放松度数值大小控制仿生手指关节的幅度、姿势等运动指标，将有效提高仿生手指关节工作效率和灵活性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节，在该区域内的设备，通过采集分析脑电波信号并通过单片机控制系统控制形状记忆合金丝驱动仿生关节，解决了传统仿生关节不易实现小型化以及效率和灵活性低问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节，包括用于信息采集的脑电波采集模块以及用于信息传输的蓝牙通讯电路，同时包括信息处理及显示的单片机控制系统，最后包括作用于实体进行使用的仿生手指关节，所述脑电波采集模块、蓝牙通讯电路、单片机控制系统与仿生手指关节之间依次电性相连。

优选的，所述脑电波采集模块由耳夹、电波采集芯片与额头电极共同组成。

优选的，所述蓝牙通讯模块包括第一蓝牙模块和第二蓝牙模块。

优选的，所述耳夹夹在耳垂上，所述额头电极紧贴在左前额，所述脑电波采集芯片将耳夹与额头电极收集到的脑电波信号通过第一蓝牙模块发送到第二蓝牙模块。

优选的，所述单片机控制系统由激光位移传感器、主控芯片与TFT显示屏组成。

优选的，所述第二蓝牙模块与主控芯片电性连接，所述第二蓝牙模块将脑电波信号发送至主控芯片，所述主控芯片将脑电波数据包解析为专注度和放松度两个数值，其大小用1-100表示，数值越大表示对应进入程度越深，再由主控芯片根据脑电波数值控制恒流源电路的输入电压值。

优选的，所述形状记忆合金具有记忆效应，受热回复原状的形状记忆效应会产生回复位移和回复力，通过恒流源电路控制形状记忆合金丝的温度控制形状记忆合金的回复位移和回复力。

优选的，所述恒流源电路输出端与形状记忆合金的两端相连接，且形状记忆合金与手指关节相连，从而实现仿生手指关节的活动。

优选的，所述激光位移传感器的输出端连接主控芯片的输入端，用于记录形状记忆合金丝的形变量与电压的线性关系。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于脑电波控制的形状记忆合金仿生关节，具备以下有益效果：

(一)、该一种基于脑电波的形状记忆合金仿生关节，通过采用形状记忆合金丝驱动仿生手指关节，解决了传统仿生关节不易实现小型化以及效率和灵活性低的问题。