【技术实现步骤摘要】
一种人体疲劳监测与反馈刺激系统
本专利技术涉及人体疲劳监测与触觉刺激领域，提出了一种人体疲劳监测与反馈刺激系统。
技术介绍
人体在正常状态下，其各肢体运动加速度具有一定协调性，体现在各肢体本身的运动保持一定的复杂性，各肢体运动关系之间也维持在一个稳定状态。在长期站立作业的情况下，人体易产生疲劳，这种疲劳体现在人体本体感觉下降，肌肉和关节力量减弱等方面，进一步体现在人体的静态平衡功能和动态稳定性下降，影响工作效率，这可以通过运动加速度反映出来。随机共振StochasticResonance(SR)是指在非线性系统中内噪声或外噪声的存在可以增加系统输出响应的现象。1996年，JameJ.Collins等人在《Nature》上发表的文章《Noise-enhancedtactilesensation》表明特定的白噪声信号可以提高低于触感阈值刺激的强度，达到增强触感的效果；更进一步的研究发现，基于触感阈值的随机噪声振动可以增强体感，改善人体平衡，缓解疲劳。针对此问题，现行已有一些改善人体触感的刺激设备，如专利200480010061.0提出了一款可以改善人平衡与步态并防止足...
【技术保护点】
1.一种人体疲劳监测与反馈刺激系统，其特征在于，通过对各个肢体运动加速度的动态变化评价，进行反馈振动刺激，自适应调整各个肢体趋于平衡；具体结构为：由A)一双鞋垫、B)两只小腿部绑带、C)两只大腿部绑带、D)一只腰部绑带组成；每只鞋垫A内部包含1个加速度传感单元，位于鞋垫中心位置，还包含1个触觉振子单元，位于足跟位置；每只小腿部绑带B包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，两个单元的位置均可调整；每只大腿部绑带C包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，两个单元的位置均可调整；腰部绑带D中包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，均位于腰部正后方；系统各部分中的触觉振子单元...
【技术特征摘要】
1.一种人体疲劳监测与反馈刺激系统，其特征在于，通过对各个肢体运动加速度的动态变化评价，进行反馈振动刺激，自适应调整各个肢体趋于平衡；具体结构为：由A)一双鞋垫、B)两只小腿部绑带、C)两只大腿部绑带、D)一只腰部绑带组成；每只鞋垫A内部包含1个加速度传感单元，位于鞋垫中心位置，还包含1个触觉振子单元，位于足跟位置；每只小腿部绑带B包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，两个单元的位置均可调整；每只大腿部绑带C包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，两个单元的位置均可调整；腰部绑带D中包含1个加速度传感单元和1个触觉振子单元，均位于腰部正后方；系统各部分中的触觉振子单元和加速度传感单元成对存在；腰部绑带D中包含整个系统的处理单元D1、存储单元D2、驱动单元D3以及电源装置D4。2.如权利要求1所述处理单元，负责加速度动态变化评价和反馈控制，包含4个模块，依次为：复杂网络分析模块、启停控制模块、复杂度分析模块、振动强度评估模块；其中，复杂网络分析模块的输入为加速度传感单元[N1，N2，...，Ni]的信号，该模块以每个加速度传感单元为网络节点，以加速度传感单元信号两两之间的相似程度为边的权重，构建整个加速度复杂网络，得到每个节点的实时网络节点参数矩阵β(t)＝[β1(t)，β2(t)，...，βi(t)]，输出至后级的启停控制模块；启停控制模块的输入为实时节点参数矩阵β(t)＝[β1(t)，β2(t)，...，βi(t)]和在人体非疲劳状态下测得的网络节点参数参考矩阵β(0)＝[β1(0)，β2(0)，...，βi(0)]，通过滑模控制比较β(t)与β(0)两个矩阵，得到每个节点的振动启停状态矩阵S(t)＝[S1(t)，S2(t)，...，Si(t)]，并通过双阈值控制更新每个触觉振子的振动强度设定参数γ(t)＝[γ1(t)，γ2(t)，...，γi(t)]，具体策略如下：1)若Si(t)高于高阈值，则在复杂度分析模块中对加速度传感器Ni的信号时间序列复杂度分析得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：张庭威，周殿阁，王汉斌，郑亦嘉，吴松杰，张珏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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