新型脑电信号读取头盔制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型脑电信号读取头盔，包括硬壳帽体，其主要技术特点是：在硬壳帽体的内侧表面上安装有多条弹性织物带，多条弹性织物带以横纵交织的方式与硬壳帽体相连组成网格状；在弹性织物带安装多个头皮电极，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的电极升降控制装置相连接实现头皮电极的升降功能，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的皮层信号读取单元相连接实现脑电信号读取功能。本实用新型专利技术将头皮电极、皮层信号读取单元及电极升降控制装置安装在头盔内，使头皮电极的定位、安装及解除自动进行，实现了脑电信号的自动读取功能，获取信号精细准确，具有使用维护方便且适用范围广泛等特点。

【技术实现步骤摘要】
新型脑电信号读取头盔
本技术属于神经电生理
，尤其是一种新型脑电信号读取头盔。
技术介绍
目前，在头皮表面安装头皮电极来获取脑电信号的方法已被人们广泛应用于医疗检查及医学实验，但是，现有的头皮电极普遍存在体积较大、结构材料单一、安装方法繁琐、电磁屏蔽效果欠佳等问题，能在头皮表面安装的电极数量及密度较低，无法获取更加精细的大脑电信号。而且，传统头皮电极的定位、安装及拆卸方法繁琐，而且大部分头皮电极需要使用导电胶增加导电性，电极使用前后均需要清洁维护，电极及导线电磁屏蔽差，容易受到外界电磁环境的影响，只能在医用等特定环境中使用，这些均使以读取脑电信号为基础的应用范围受到很大限制。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种信号采集准确、安装使用方便的新型脑电信号读取头盔。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种新型脑电信号读取头盔，包括硬壳帽体，在硬壳帽体的内侧表面上安装有多条弹性织物带，多条弹性织物带以横纵交织的方式与硬壳帽体相连组成网格状；在弹性织物带安装多个头皮电极，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的电极升降控制装置相连接实现头皮电极的升降功能，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的皮层信号读取单元相连接实现脑电信号读取功能。所述硬壳帽体上端还安装有电极帽外壳，在硬壳帽体后部镶嵌有刚性弹片，在硬壳帽体的下端两侧分别安装有帽体系带。所述头皮电极的安装方式为：在弹性织物带上设有多个电极基座安装孔，在电极基座安装孔内安装有电极基座，在电极基座上有电极安装孔，头皮电极安装在电极安装孔内并在电极升降控制装置的控制下在电极安装孔内移动。所述皮层电信号读取单元包括依次连接的微型多通道信号放大器、微型多通道模数转换器和信号传输器，该微型多通道信号放大器的输入端与超微头皮电极阵列式单电极相连接，该信号传输器通过头盔线缆与上位设备相连接，或者通过无线方式与上位设备相连接；所述微型多通道信号放大器、微型多通道模数转换器、信号传输器由微型单板机构成并安装在硬壳帽体内。所述上位设备为微型脑电信号处理单元，该微型脑电信号处理单元由脑电信号接收器、处理器模块、输出模块依次连接构成，所述处理器模块采用微型计算机或微型单片机，在处理器模块中安装有脑电信号存储数据库、脑电信号分析模块、人脑意图解读模块；所述脑电信号接收器采用有线接收器或无线接收器；所述输出模块用于与外围设备相连接实现对外围设备的控制功能。所述电极升降装置包括主控制器、微型空气压缩机、单向气阀、空气导管、柱状微气囊、气囊压力传感器和电磁排气阀，所述主控制器通过线缆与微型空气压缩机相连接，该微型空气压缩机通过单向气阀及空气导管与柱状微型气囊相连接，该柱状微型气囊与头皮电极相连接，所述气囊压力传感器安装在柱状微型气囊与头皮电极之间，该气囊压力传感器通过线缆与主控制器相连接，主控制器还通过线缆连接电磁排气阀，该电磁排气阀与空气导管相连通。所述的头皮电极为超微头皮电极阵列式单电极或普通头皮电极。所述超微头皮电极阵列式单电极由超微头皮电极阵列模块和主体安装在超微头皮电极阵列模块内的一组超微头皮电极构成；所述超微头皮电极包括超微头皮电极头部、超微头皮电极体部、超微头皮电极尾部、电极线和弹簧，所述超微头皮电极体部设置在超微头皮电极头部上，所述超微头皮电极尾部一端与超微头皮电极体部相连接且超微头皮电极尾部另一端与电极线相连，所述电极线一端与超微头皮电极尾部相连，电极线另一端穿过超微头皮电极阵列模块表面并与上位设备相连实现信号传递功能，所述弹簧安装在超微头皮电极尾部上方；在超微头皮电极阵列模块内部设有电极仓，所述超微头皮电极尾部及弹簧安装电极仓中可上下移动，在电极仓下端设有电极滑动孔并与超微头皮电极阵列模块外部相通起到支撑和引导超微头皮电极体部作用。所述超微头皮电极阵列模块由硬质塑料制成，在超微头皮电极阵列模块表面设有电磁屏蔽涂层；所述超微头皮电极头部、超微头皮电极体部、超微头皮电极尾部及电极线均由银材料或铜材料制成；所述超微头皮电极头部呈半球形，表面覆盖石墨烯或白金材料；所述超微头皮电极体部呈细长圆柱形，表面镀有坡莫合金或铝材料组成的电磁屏蔽涂层；所述超微头皮电极尾部呈短圆柱形，直径大于超微头皮电极头部和超微头皮电极体部；所述电极线外部包裹绝缘橡胶及电磁屏蔽层；所述电极仓的内壁呈圆柱形，直径略大于超微头皮电极尾部直径，所述电极滑动孔的内壁呈圆柱形，直径略大于超微头皮电极体部直径；所述一组超微头皮电极的每个电极线分别与上位设备相连接，或者一组超微头皮电极的每个电极线连通后共同与上位设备相连接。在电极帽外壳表面喷涂有屏蔽导电漆用以屏蔽外界电磁辐射干扰；或者在电极帽外壳外表面覆盖密织柔性金属网用以屏蔽外界电磁辐射干扰。本技术的优点和积极效果是：1、本技术将头皮电极、皮层信号读取单元及电极升降控制装置安装在头盔内，使头皮电极的定位、安装及解除自动进行，实现了脑电信号的自动读取功能，使用时不需要导电膏等导电介质，使用前后不需要维护，使用者可以自行穿戴，全电磁屏蔽设计可以获得更清晰的脑电信号，并可在电磁环境复杂的环境应用。2、本技术采用的超微头皮电极阵列式单电极体积微小并可在单位面积上组成极其密集的阵列，因此，其电极数量及密度非常高；并且超微头皮电极阵列式单电极采用全电磁屏蔽设计，可以无创地获得极其精细、清晰的脑电信号。3、本技术采用的电极升降控制装置能够自动控制头皮电极升降并通过皮层新号读取单元实现脑电信号的自动采集功能，其控制方式快速便捷。4、本技术可以自动读取佩戴者脑电信号并通过无线或有线的方式传送给脑电信号处理单元，由脑电信号处理单元向其它外周设备发出操控指令，如车(机)载音响、空调、灯光控制等，为驾驶者提供最佳声音、温度、亮度的驾驶环境，缓解驾驶者紧张及疲劳状态。5、本技术应用范围广泛：可广泛应用于未来人工智能游戏领域，残疾人人工智能辅助设施领域，多种驾驶场景，如自行车骑行驾驶、轮滑运动、摩托车驾驶、汽车驾驶、赛车驾驶、航空航天驾驶等需要佩戴头盔的场景。附图说明图1为新型脑电信号读取头盔的结构示意图；图2为新型脑电信号读取头盔的外形图；图3为超微头皮电极阵列式单电极安放至电极基座的示意图(安放前)；图4为超微头皮电极阵列式单电极安放至电极基座的示意图(安放后)；图5为超微头皮电极阵列式单电极的结构示意图；图6为超微头皮电极阵列式单电极的结构示意图；图7为皮层信号读取单元的结构示意图；图8为电极升降装置的结构示意图(电极未降下时)；图9为电极升降装置示意图(电极已降下时)；图中，1-1：硬壳帽体、1-2：弹性织物带、1-3：电极基座、1-4：刚性弹片、1-5：电极基座安装孔、1-6：帽体系带、1-7：电极帽外壳、1-8：超微头皮电极阵列式单电极、1-9：电极安装孔、1-10：头盔数据线，1-11：主控制器、1-12：微型空气压缩机、1-13：单向气阀、1-14：空气导管、1-15：柱状微气囊、1-16：气囊压力传感器、1-17：电磁排气阀、1-18：头皮；2：超微头皮电极阵列模块、2-1：电极仓、2-2：电极滑动孔、2-3：电磁屏蔽涂层；3：超微头皮电极、3-1：微头皮电极头部、3-2：超微头皮电极体部、3-3：超微头皮电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型脑电信号读取头盔，包括硬壳帽体，其特征在于：在硬壳帽体的内侧表面上安装有多条弹性织物带，多条弹性织物带以横纵交织的方式与硬壳帽体相连组成网格状；在弹性织物带安装多个头皮电极，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的电极升降控制装置相连接实现头皮电极的升降功能，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的皮层信号读取单元相连接实现脑电信号读取功能。

【技术特征摘要】
1.一种新型脑电信号读取头盔，包括硬壳帽体，其特征在于：在硬壳帽体的内侧表面上安装有多条弹性织物带，多条弹性织物带以横纵交织的方式与硬壳帽体相连组成网格状；在弹性织物带安装多个头皮电极，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的电极升降控制装置相连接实现头皮电极的升降功能，该头皮电极与安装在硬壳帽体内的皮层信号读取单元相连接实现脑电信号读取功能。2.根据权利要求1所述的新型脑电信号读取头盔，其特征在于：所述硬壳帽体上端还安装有电极帽外壳，在硬壳帽体后部镶嵌有刚性弹片，在硬壳帽体的下端两侧分别安装有帽体系带。3.根据权利要求1所述的新型脑电信号读取头盔，其特征在于：所述头皮电极的安装方式为：在弹性织物带上设有多个电极基座安装孔，在电极基座安装孔内安装有电极基座，在电极基座上有电极安装孔，头皮电极安装在电极安装孔内并在电极升降控制装置的控制下在电极安装孔内移动。4.根据权利要求1至3任一项所述的新型脑电信号读取头盔，其特征在于：所述皮层电信号读取单元包括依次连接的微型多通道信号放大器、微型多通道模数转换器和信号传输器，该微型多通道信号放大器的输入端与超微头皮电极阵列式单电极相连接，该信号传输器通过头盔线缆与上位设备相连接，或者通过无线方式与上位设备相连接；所述微型多通道信号放大器、微型多通道模数转换器、信号传输器由微型单板机构成并安装在硬壳帽体内。5.根据权利要求1至3任一项所述的新型脑电信号读取头盔，其特征在于：所述电极升降装置包括主控制器、微型空气压缩机、单向气阀、空气导管、柱状微气囊、气囊压力传感器和电磁排气阀，所述主控制器通过线缆与微型空气压缩机相连接，该微型空气压缩机通过单向气阀及空气导管与柱状微型气囊相连接，该柱状微型气囊与头皮电极相连接，所述气囊压力传感器安装在柱状微型气囊与头皮电极之间，该气囊压力传感器通过线缆与主控制器相连接，主控制器还通过线缆连接电磁排气阀，该电磁排气阀与空气导管相连通。6.根据权利要求1至3任一项所述的新型脑电信号读取头盔，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑勇，臧大维，
申请(专利权)人：臧大维，郑勇，
类型：新型
国别省市：天津,12