体感触觉刺激发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种体感触觉刺激发生装置，它包括一带有顶梁的支架，其顶梁的底面通过连接柱联接一块电磁铁，电磁铁固定在支架的立柱上设置的横隔板上，横隔板下面通过一根支杆固定转接盘，转接盘上固定两根刺激力臂，刺激力臂通过固定螺栓联接刺激针棒。本实用新型专利技术由小型直流电磁铁、刺激力臂、缓冲弹簧、固定螺栓和刺激针棒构成。电磁铁在驱动信号的控制下，产生低频振动，从而带动刺激力臂的上下振动，进而带动刺激针棒的上下运动，以对人体进行触觉刺激。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的一种体感触觉刺激发生器，特别是涉及一种能够适应体感诱发电位研究的便携、灵活的电磁式体感触觉刺激发生装置。
技术介绍
皮肤作为人类重要的感觉器官，是一种非常灵敏的感受器，其触点非常密集，而且触点分辨率在身体的不同部位也有所不同。人通过接触或触摸(包含振动觉、触觉、痛觉等)可以获得两种基本的感受机体感受和本体感受。机体感受提供了我们关于物体形状、表面纹理或粗糙程度以及温度方面的信息；本体感受是肌肉以及筋腱感受到的肌肉内部力量和运动，从而深层次地获得物体形状、力度和硬度的信息。由此可见，皮肤这种特殊的感觉器官，其作用和功效是其它功能器官所无法取代的。在体感诱发电位SEP(Somatosensory Evoked potentials，简称SEP)研究中，常用电流脉冲刺激指、趾皮神经或肢体大的混合神经干中的感觉纤维，达到体感刺激的目的。这种皮肤电刺激方式，一般对仪器设备的性能参数要求非常高，而且装置复杂、价格昂贵，在推广应用方面存在着一定的局限性。此外，这种电流脉冲刺激的方式对某些诸如振动、接触和疼痛的刺激效果难以逼真模拟，而且刺激效果并没有定量定性的指标(例如，一般刺激量要求达到同侧拇指或小趾球肌有可见收缩为宜)，具有一定的主观性和随机性。从本质上而言，电流脉冲刺激方式对被试是有一定的创伤性和危险性的(施加的电刺激过强，可能使被试产生痉挛现象)。理论上，电刺激能够引起相对多类型的神经纤维的兴奋，增加了波形的复杂性。但是实验也表明，通过对被试施加一定的触觉、振动觉或痛觉刺激同样能够达到检测人体某些机能的目的。有文献报道，通过对被试食指施加一定的电磁振动刺激，能有效地诊断精神分裂症。此外，触觉刺激是一种无创或低创、易控的体感刺激，安全系数高，被试的接受程度也高。因此，基于触觉的体感刺激得到了广泛的认可和接受。目前常用的几种体感刺激装置主要有以下几种●基于电脉冲的体感刺激装置这种刺激器采用表面电极或针状电极，对被试的腕部、肘部或腘部的神经肌肉施加刺激，以诱发脑电波相关电位，有一定的创伤性。一般对装置的可靠性、安全性要求极高。这种装置的价格一般比较昂贵、操作技术性高、装置复杂，缺乏一定的灵活性。●基于静电吸附式的刺激装置这种刺激器主要用于体感触觉诱发电位SEP研究或虚拟现实
的人机接触交互应用研究中。其原理是利用硅基片在其上制作相应的电极阵列，并覆盖高强度的电绝缘材料聚酰亚胺薄膜。当电极上施加一定的高电压，该硅片能够产生静电吸附力，从而对被试相应的刺激部位产生触觉刺激。相似的装置，还有利用可充气的气囊进行体感触觉刺激，不同之处在于利用气阀控制装置进行充气放气，以模拟触觉刺激。通常，这类装置的结构复杂、成本高而且仅能够产生简单的触觉刺激信号，使用的灵活性比较差。●基于振动音圈的刺激装置这种装置利用电磁效应原理，通过对振动音圈施加一定频率和强度的电流信号，使线圈起振，从而产生类似的触觉刺激。这种装置的刺激频率一般不高，仅为0～250Hz左右，而且体积比较大，只能提供简单的振动觉或触觉刺激。从调研中不难发现，上述的几类体感刺激发生装置要么价格昂贵、装置复杂；要么刺激简单，效果差、性价比低，灵活性也不是很好。事实上，体感诱发电位SEP方面的研究无论是对刺激的方式，还是对刺激的灵活性的要求都是比较高的，具有一定的特殊性。
技术实现思路
本技术的目的是克服已有体感刺激器价格昂贵、装置复杂、灵活性差的缺陷；为了避免使用时带来的创伤性，又能达到有效体感刺激SEP研究的目的；提供一种小型便携、功能集中的电磁式的体感触觉刺激发生装置，产生人能感觉的类似于真实的触觉、振动觉以及痛觉的低频振动，达到有效体感触觉刺激的目的；为体感诱发电位SEP研究或临床医学应用提供一种性价比高、结构简单、无创伤性的体感刺激装置，灵活地提供多种形式的触觉刺激。本技术提供的体感刺激发生装置，包括一带有顶梁5的支架1，其顶梁5的底面通过连接柱联接一块电磁铁3，电磁铁3固定在支架1的立柱上设置的横隔板2上，横隔板2下面通过一根行程护杆11固定一中空的转接盘12，转接盘12上开有行程导孔15，一行程调节器13安装在转接盘12内，其调节钮穿出行程导孔15外；电磁振子6穿入转接盘12上的电磁振子导孔17，用螺栓16与转接盘12固定，电磁振子6的下端通过凹槽固定两根刺激力臂7，刺激力臂7通过固定螺栓9联接刺激针棒10，如图1所示。在上述的技术方案中，为了保证电磁振子6复位，还包括在电磁铁3顶面安装一复位弹簧4，该复位弹簧4设置在顶梁5的两根连接柱之间。在上述的技术方案中，还包括一缓冲弹簧8，该缓冲弹簧8安装在刺激力臂7末端与刺激针棒10之间。缓冲弹簧主要是将振子的机械运动方式转换为柔性好的振动方式，以提供逼真的触觉刺激。在上述的技术方案中，所述的转接盘12为一中空的圆盘，并安装了行程调节器13，由行程调节器13来调节刺激力臂7的行程，达到调节触觉刺激幅度的目的。在上述的技术方案中，所述的电磁振子6的振动并不直接对人刺激，而是通过刺激力臂传导后，再经缓冲弹簧的缓冲，产生柔性逼真的触觉刺激。在上述的技术方案中，所述的刺激力臂7只能够在由行程调节器13给定的行程范围内来回振动。在上述的技术方案中，所述的电磁铁3为小型直流电磁铁。本技术的一种体感触觉刺激发生器，主要由固定支架、小型直流电磁铁、刺激力臂、缓冲弹簧、固定螺栓和刺激针棒等部分构成。可与微型计算机控制系统配合，在驱动信号控制下电磁铁产生低频的振动，从而带动刺激力臂的上下振动，进而带动刺激针棒的上下运动，产生类似于真实触觉、振动觉和痛觉的特征包络的振动波形，达到有效体感触觉刺激的目的，刺激的深度、强度和持续度主要由外部的微型计算机来控制。本技术是一种能够适应体感诱发电位SEP研究的便携、灵活的电磁式体感触觉刺激发生装置。此外，该装置还可作为人机接触交互的接口装置应用于虚拟现实
本技术的体感触觉刺激发生装置具有以下主要优点●本技术提供的装置体积小、结构简单、性价比高，可以产生所需的体感触觉刺激； ●刺激力臂和刺激针棒之间通过缓冲弹簧的缓冲作用，能够提供柔性逼真的触觉刺激；●刺激针棒可以根据刺激方式和刺激部位的不同更换相应的构件，应用灵活性好；●本技术提供的装置操作简便，使用时不会带来的创伤性，安全可靠。附图说明图1是本技术的结构示意图图2是本技术所述的转换盘的立体视图图3是本技术的应用系统图具体实施方式首先，参照图1和图2制作一本技术的体感触觉刺激发生装置。图中支架-1，横隔板-2，电磁铁-3，复位弹簧-4，顶梁-5，电磁振子-6，刺激力臂-7，缓冲弹簧-8，固定螺栓-9，刺激针棒-10，行程护杆-11，转接盘-12，行程调节器-13，高温导线-14，行程导孔-15，螺栓-16，电磁振子导孔-17。采用金属制作的“”形的固定支架1，支架1的顶部设置一根采用同样金属材料制作的顶梁5，其顶梁5的底面固定2根连接柱，连接柱联接一块带有高温导线6的电磁铁3，在支架1的立柱上设置一横隔板2，该电磁铁3被横隔板2托住，该电磁铁3为市售的小型直流电磁铁。在电磁铁3顶面还可以安装一复位弹簧4，该复位弹簧4设置在顶梁5的两根连接柱之间；横隔板2下面通过一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体感触觉刺激发生装置，包括刺激针棒（１０）：其特征在于：还包括一带有顶梁（５）的支架（１），其顶梁（５）的底面通过连接柱联接一块电磁铁（３），电磁铁（３）固定在支架（１）的立柱上设置的横隔板（２）上，横隔板（２）下面通过一根行程护杆（１１）固定一中空的转接盘（１２），转接盘（１２）上开有行程导孔（１５），一行程调节器（１３）安装在转接盘（１２）内，其调节钮穿出行程导孔（１５）外；电磁振子（６）穿入转接盘（１２）上的电磁振子导孔（１７），用螺栓（１６）与转接盘（１２）固定，电磁振子（６）的下端通过凹槽固定两根刺激力臂（７），刺激力臂（７）通过固定螺栓（９）联接所述的刺激针棒（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗本成，罗跃嘉，
申请(专利权)人：中国科学院心理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]