一种自主学习智能调节头套制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自主学习智能调节头套，包括头套本体和安装在头套本体上的近红外采集模块、控制电路和骨传导耳机模块和电源，所述近红外采集模块包括若干红外传感器，所述若干红外传感器均匀分布在所述头套本体内侧以采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，所述控制电路连接所述近红外采集模块接收氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，骨传导耳机模块安装在所述头套本体的下端以接触用户头部骨骼传递声音，电源进行供电，本实用新型专利技术具有控制骨传导耳机模块发出不同声音以缓解大脑疲劳或亢奋，实现调节学习状态等优点。

An Intelligent Adjustment Headset for Autonomous Learning

【技术实现步骤摘要】
一种自主学习智能调节头套
本技术涉及一种自主学习智能调节头套，特别是涉及一种根据人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号来控制骨传导耳机模块发出不同声音以缓解人体大脑疲劳或亢奋的自主学习智能调节头套。
技术介绍
在学习过程中，学习者容易由于学习状态影响学习效率，例如学习者处于疲惫的情况下，学习者容易身心疲惫，注意力不集中导致学习效率低，而当学习者处于亢奋的状态下，又容易烦躁不安，遇到学习难题很难冷静思考，这两种情况都影响学习效率。研究表明不同频率的声音信号对人的大脑产生刺激后，可以促进脑部细胞和周围其他的神经细胞的血流速度，对身体的自动调节有很好的激励作用，例如白噪声可以缓解疲劳，粉红噪声可以缓解亢奋。因此，合理利用不同频率的声音信号来调节学习状态以提高学习效率成为了研制学习辅助设备的重要思路。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种自主学习智能调节头套。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自主学习智能调节头套，其包括头套本体和安装在头套本体上的近红外采集模块、控制电路、骨传导耳机模块和电源，所述近红外采集模块包括若干红外传感器，所述若干红外传感器分布在所述头套本体内侧以采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号，所述近红外采集模块连接所述控制电路，所述控制电路根据所述近红外采集模块的信号驱动控制所述骨传导耳机模块发出不同的声音，所述骨传导耳机模块安装在所述头套本体上以通过人体耳骨传递声音，所述电源连接所述近红外采集模块、控制电路和骨传导耳机模块进行供电。在另一较佳实施例中，所述红外传感器包括红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器之间形成一定夹角。在另一较佳实施例中，所述控制电路包括信号处理模块，所述近红外采集模块连接所述信号处理模块。在另一较佳实施例中，所述控制电路包括噪声发生模块，所述噪声发生模块驱动连接所述骨传导耳机模块进行发声。在另一较佳实施例中，所述电源包括用以控制所述电源启停的电源开关和用以对所述电源进行充电的充电接口，所述电源开关和所述充电接口分别设置在所述头套本体上。在另一较佳实施例中，所述充电接口是USB接口，所述USB接口用以充电或数据传输。在另一较佳实施例中，所述头套本体为弹性开环状，所述骨传导耳机模块包括两个耳机单元，两个耳机单元分别位于所述开环头套本体的两个端点。在另一较佳实施例中，所述两个端点通过伸缩结构设置在所述头套本体上。本技术的有益效果是：1、通过近红外采集模块采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号，控制电路根据该信号控制骨传导耳机模块发出不同声音以缓解人体大脑疲劳或亢奋，实现调节学习状态的目的，骨传导耳机模块不必贴在耳朵孔或塞在耳朵孔内，可以增强舒适度，并且骨传导省去了声波传递的步骤，能在嘈杂的环境中实现清晰的声音还原，同时避免声波因为在空气中扩散而影响到他人。2、采用信号处理模块对近红外采集模块所采集的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号进行数据分析，进一步促进控制电路控制骨传导耳机模块发声的准确性。3、采用噪声发生模块驱动骨传导耳机模块精准发声。4、设置充电接口方便快速充电。5、充电接口采用USB接口方便充电和数据传输。6、耳机分别位于头套本体的两个端点，穿戴和调节方便，适合不同人群的使用。以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明；但本技术的一种自主学习智能调节头套不局限于实施例。附图说明图1是本技术一较佳实施例的系统框图；图2是本技术一较佳实施例的结构示意图；图3是本技术一较佳实施例的主视图；图4是本技术一较佳实施例的左视图；图5是本技术一较佳实施例的右视图。图6是近红外测量原理示意图。具体实施方式实施例，参见图1至图5所示，本技术的一种自主学习智能调节头套，其包括头套本体100和安装在头套本体100上的近红外采集模块200、控制电路300、骨传导耳机模块400和电源500，所述近红外采集模块200包括若干红外传感器210。所述若干红外传感器210分布在所述头套本体100内侧以采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，所述控制电路300包括信号处理模块310和噪声发生模块320，所述近红外采集模块200连接所述信号处理模块310，所述近红外采集模块200将采集的信号传输给信号处理模块310进行数据分析，根据分析结果，所述噪声发生模块320驱动连接所述骨传导耳机模块400进行发声，所述骨传导耳机模块400安装在所述头套本体100对应人体耳骨的位置以通过耳骨传递声音，所述电源500连接所述近红外采集模块200、控制电路300和骨传导耳机模块400以进行供电，所述电源500包括用以控制所述电源500启停的电源开关510和用以对所述电源500进行充电的USB接口520，所述电源开关510和所述USB接口520分别设置在所述头套本体100的底部的两侧。本实施例是利用近红外光学成像技术动态检测脑功能的方法，测量在脑活动时氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和细胞色素氧化酶等的变化；近红外脑功能成像机制主要运用的是神经血管耦合机制，根据神经活动和脑组织血管耦合的概念，大脑的血流供应会随着功能活动的变化而响应；大脑的活动通常情况下，其局部脑血流的供应和局部氧代谢率处于一种平稳状态，使得氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白的浓度能够基本保持不变；但当其处于激活状态时，氧合血红蛋白浓度、脱氧血红蛋白浓度发生相应的改变；可以用氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白的浓度变化间接地反映神经活动的强弱，判断学习者的学习状态。具体的，参见图6所示，本技术所采用的近红外采集原理如下：以活体组织中各主要色团如：氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和细胞色素氧化酶吸收光谱为基础，结合光在组织中的传播规律，利用近红外光对组织良好的穿透能力，研究光在组织中历经一系列吸收、散射后出射光携带的与吸收谱相关的组织生化信息；每个测量通道，即所述近红外传感器210，是由一个红外发射器1和一个红外接收器2放在组织表面3，所述红外发射器1和所述红外接收器2之间形成一定夹角，方实现光的发射得到接收；因其散射的组织特性，根据光源和探测器的间距，所接收到的光通过一个部分深部组织结构，与组织的发色团相互作用；而头皮皮质的近红外光谱测量信号估计来自于一个地区中心之间的源和探测器，并且组织深度不超过源检测器一半的距离；大脑皮层某一区域活动时，其局部血容将增加，增加量反应了激活的程度，因此皮层中血容变化量可作为脑功能活动的指标；基于近红外光谱术的大脑功能监测系统能够实时，非侵入地测量大脑皮层中某个区域的氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白的浓度变化；从而可以推算出该区域的血氧和血容的变化量，对大脑皮层的功能活动进行监测。因此，通过检测到的大脑皮层的功能活动特点可以得到学习者的学习状态。当学习状态疲惫或烦躁时，大脑皮层血液中的氧合血红蛋白浓度明显下降，可以通过白噪声刺激调节：白噪声是一种功率谱密度为常数的随机信号或随机过程，白噪声能有效掩蔽其它外部噪声，感知系统对它最适应——对白噪声的感受是中性的，不包含信息和结构，所以在学习中不会分神，而有助于放松身心缓解疲劳，增强注意力；当学习者脑活动在兴奋状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自主学习智能调节头套，其特征在于：其包括头套本体和安装在头套本体上的近红外采集模块、控制电路、骨传导耳机模块和电源，所述近红外采集模块包括若干红外传感器，所述若干红外传感器分布在所述头套本体内侧以采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号，所述近红外采集模块连接所述控制电路，所述控制电路根据所述近红外采集模块的信号驱动控制所述骨传导耳机模块发出不同的声音，所述骨传导耳机模块安装在所述头套本体上以通过人体耳骨传递声音，所述电源连接所述近红外采集模块、控制电路和骨传导耳机模块以进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种自主学习智能调节头套，其特征在于：其包括头套本体和安装在头套本体上的近红外采集模块、控制电路、骨传导耳机模块和电源，所述近红外采集模块包括若干红外传感器，所述若干红外传感器分布在所述头套本体内侧以采集人体前额叶大脑皮层的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度信号，所述近红外采集模块连接所述控制电路，所述控制电路根据所述近红外采集模块的信号驱动控制所述骨传导耳机模块发出不同的声音，所述骨传导耳机模块安装在所述头套本体上以通过人体耳骨传递声音，所述电源连接所述近红外采集模块、控制电路和骨传导耳机模块以进行供电。2.根据权利要求1所述的一种自主学习智能调节头套，其特征在于：所述红外传感器包括红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器之间形成一定夹角。3.根据权利要求1所述的一种自主学习智能调节头套，其特征在于：所述控制电路包括信号处理模块，所述近红...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立新，詹梦颖，肖健文，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33