[发明专利]一种仿生头部模型及系统

权利要求书

1.一种仿生头部模型，用于代替用户使用头戴式用品并采集数据，所述仿生头部模型设有仿生颅骨层、仿生头部软组织层，仿生颅骨层包括仿生脑颅层和仿生面颅层，仿生脑颅层和仿生面颅层连接，仿生头部软组织层包裹在仿生面颅层的外层，并形成仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区和仿生耳朵区，仿生耳朵区设置在仿生面颅层的两侧，其特征在于，所述仿生头部软组织层包括仿生皮肤层和仿生肌肉层，仿生肌肉层、仿生皮肤层依次按照由内层到外层进行设置形成分层结构；

所述仿生头部模型还包括处理器、发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器，所述处理器分别与发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器连接，所述处理器和发送器内嵌设置在仿生脑颅层，所述摄像装置、压力传感器和温湿度传感器分别内嵌设置在仿生头部软组织层；

所述压力传感器设置在仿生耳朵区，温湿度传感器设置在仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区以及仿生脑颅层。

2.根据权利要求1所述的仿生头部模型，其特征在于，所述仿生眼部区包括仿生眼眶区和仿生眼睛区，所述仿生眼睛区设有眼部孔，所述眼部孔依次贯穿仿生皮肤层和仿生肌肉层，所述摄像装置相对设置在眼部孔的末端边缘部，所述摄像装置设置在仿生面颅层。

3.根据权利要求1所述的仿生头部模型，其特征在于，所述仿生皮肤层的厚度大于3mm，所述压力传感器设置在仿生皮肤层由外向内1.5mm至3mm处。

4.根据权利要求3所述的仿生头部模型，其特征在于，所述温湿度传感器包括温湿度传感主体和温湿度传感探头，所述温湿度传感探头与温湿度传感主体连接，所述温湿度传感主体设置在仿生面颅层上，所述温湿度传感探头设置在仿生皮肤层由外向内0.5mm至1mm处。

5.根据权利要求3所述的仿生头部模型，其特征在于，所述仿生面颅层设有仿生颌骨区，在水平面的方向上，仿生颌骨区设置在仿生眼眶区的下方；

在垂直仿生皮肤层所在平面的方向上，仿生颌骨区设置在靠近仿生肌肉层的内层位置处并与仿生肌肉层的内层连接；

所述仿生头部模型还包括呼吸传感器，所述呼吸传感器与处理器连接，所述呼吸传感器的一端固定设置在仿生颌骨区，呼吸传感器的另一端设置在仿生肌肉层内，所述仿生头部软组织层在与仿生颌骨区垂直的方向上设有颌骨通孔，所述颌骨通孔与呼吸传感器设置在仿生颌骨区的位置对应。

6.根据权利要求1所述的仿生头部模型，其特征在于，还包括声音采集装置，所述声音采集装置与处理器连接，所述声音采集装置内嵌设置在仿生耳朵区的中耳位置并贯穿至仿生皮肤层由外向内1mm至2mm处。

7.根据权利要求1-6任一所述的仿生头部模型，其特征在于，所述仿生颅骨层采用ABS工程塑料制成，所述仿生颅骨层用于为仿生头部软组织层和头戴式用品提供有力支撑；

所述仿生头部软组织层采用硅橡胶制成，仿生皮肤层的邵氏硬度小于仿生肌肉层的邵氏硬度；

所述仿生头部模型为通过以下步骤制作得到：

步骤S1：利用核磁共振技术扫描预设数量的人员得到头部图像数据，汇总处理得到头部图像数据平均值；

步骤S2：基于头部图像数据平均值，分离头部软组织层和颅骨的轮廓，确定仿生颅骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量，计算出仿生皮肤层和仿生肌肉层的生物数据，所述生物数据包括厚度、密度、泊松比以及弹性模量；

步骤S3：根据仿生颅骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量制作仿生头部模型。