CN106726200A

CN106726200A - 一种基于人脑电波控制的智能轮椅

Info

Publication number: CN106726200A
Application number: CN201710067184.7A
Authority: CN
Inventors: 李红梅
Original assignee: Deyang Li Long Yun Intellectual Property Operation Co Ltd
Current assignee: Deyang Li Long Yun Intellectual Property Operation Co Ltd
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明涉及康复辅助领域，具体涉及一种基于人脑电波控制的智能轮椅，所述智能轮椅包括脑机接口模块、控制模块、驱动模块、照明模块以及轮椅本体，所述轮椅本体上设置有红外感应模块，所述脑电波处理模块和红外感应模块分别与控制模块输入端电连接，所述驱动模块以及照明模块分别与控制模块输出端电连接，所述轮椅本体还设置有电源模块。本发明提供的一种基于人脑电波控制的智能轮椅通过采集脑电波信号来控制轮椅的运转，极大地方便了四肢失去活动能力的人的使用，同时设置有红外感应模块，可以避免发生碰撞事故，保证使用者的安全。

Description

一种基于人脑电波控制的智能轮椅

技术领域

本发明涉及一种轮椅，特别是一种基于人脑电波控制的智能轮椅。

背景技术

轮椅是现在残疾人常用的辅助工具之一，为下肢残疾人士的出行提供了极大的方便，当前轮椅主要分为手动式和电动式两种，其中手动式轮椅主要提供给上肢健全而下肢残疾的人士使用，电动式轮椅除了给上述人士使用外，还主要提供给上肢活动较为不便的一部分残疾人士使用，只需要通过按动按钮或通过操纵杆即可使电机驱动轮椅工作，但是目前对于目前一些完全丧失自理能力的残疾人士如帕金森病患者来说，它们仅仅只有健全的思维能力，四肢均已失去活动能力，这就导致以上轮椅均不能被他们自由的使用，须有专人陪护，这无疑增大了人力劳动。

人的大脑是一个高度复杂信息处理系统，它由数十亿的神经元通过相互连接来进行信息交流，以整体协调方式来完成各种各样的认知任务。在人类进化过程中，科学家发现，当人的大脑在进行思维活动、产生意识或受到外界的刺激（如视觉、听觉等）时，伴随其神经系统运行的会有一系列电活动，从而产生脑电信号，因此便慢慢产生了“脑机接口”技术（BCI）。自上世纪70年代“脑机接口”技术诞生以来，经过近半个世纪的发展，如今已能实时捕捉大脑复杂神经信号，并用来直接控制外部设备，使得人和机械可以作为一个生命不同组成部分而共存。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于人脑电波控制的智能轮椅，可以实现通过脑电波对进行轮椅的简单运动控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于人脑电波控制的智能轮椅，所述智能轮椅包括脑机接口模块、控制模块、驱动模块、照明模块以及轮椅本体，所述轮椅本体上设置有红外感应模块，所述脑机接口模块和红外感应模块分别与控制模块输入端电连接，所述控制模块内部设置有微处理器模块和储存模块，所述驱动模块以及照明模块分别与控制模块输出端电连接，所述轮椅本体还设置有电源模块。

作为本发明的优选方案，所述脑机接口模块包括脑电波采集模块、放大电路模块、滤波电路模块以及脑电波处理模块。

作为本发明的优选方案，所述脑机接口模块为头戴式电极帽，其内部还设置有多个采集脑电波的电极，头戴式电极帽可以很方便的戴在使用者的头部。

作为本发明的优选方案，所述控制模块设置于轮椅椅背外侧。

作为本发明的优选方案，所述红外感应模块设置于轮椅四周不同位置，其中前面设置于脚踏板处，侧面两边设置于轮子外侧，后面设置于椅背外侧,在各个方向均设置红外感应模块，可以全方位的检测四周的障碍物信息，保证安全。

作为本发明的优选方案，所述驱动模块为电动机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，实时捕捉大脑在进行思维活动、产生意识或受到外界的刺激（如视觉、听觉等）时所产生的不同脑电波信号，并通过放大电路模块和滤波电路模块滤出其中简单运动指令的脑电波信息，转换为有效的电平信号，从而驱动轮椅进行简单的运转工作，比如前进、后退、转弯等等。

2、本发明提供的一种基于人脑电波控制的智能轮椅在四周设置有红外感应模块，当探测到轮椅任意方向有障碍物时，就会自动停止轮椅往这个方向的运动，避免在紧急情况时发生碰撞事故。此外，本发明的轮椅还设置有照明模块，照明模块可以在光线不足时提供一个辅助照明的作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理框图。

图中标记：1-脑机接口模块，2-轮椅本体，3-控制模块，4-红外感应模块，5-驱动模块，6-电源模块，7-照明模块，11-脑电波采集模块，12-放大电路模块，13-滤波电路模块，14-脑电波处理模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1、图2所示，脑机接口模块1设置为头戴式电极帽的形式，内部集成了脑电波采集模块11、放大电路模块12、滤波电路模块13以及脑电波处理模块14，脑机接口模块1通过导线连接到设置在椅背上的控制模块3，椅背上还设置有红外感应模块4，其中红外感应模块4与控制模块3的输入端口连接，在轮椅轮子的轮轴处，设置有驱动模块5，驱动模块5与控制模块3的输出端口连接，驱动模块5可以控制轮椅的前进、后退、转弯等工作，轮椅两边的轮子外侧均设置有多个红外感应模块4，这里可以在轮子上下左右四个方向分别设置一个，在轮椅下部还安装有一个电源模块6，电源模块6用于为轮椅供电，并设置有外接充电接口，可以通过外部电源充电，在轮椅前面的脚踏板处，也设置有红外感应模块4，在轮椅两边把手处分别还设置有照明模块7，照明模块7与控制模块3的输出端口连接，用于在光线不足时为使用者提供照明。

使用时，使用者戴上电极帽，电极帽内部设置的脑电波采集模块11可以采集人脑发出的电波，由于人脑电波的信号较为微弱并且人的大脑活动非常复杂，因此采集到的脑电波信号也较为微弱并且杂乱，无法直接控制轮椅的运转，需要通过相应模块的处理转换为有效电平指令。首先通过放大电路模块12将收集到的脑电波信号进行放大，再通过滤波电路模块13对波形进行整流过滤，滤出大脑在发出前进、后退、左转、右转、左前进、右前进以及停止时的脑电波波形，每种波形不相同，因此每个波形均可对应其相应的控制指令，由于事先在控制模块3内的储存模块中储存有相应的控制波形信号，因此最终经过整流后的波形在通过控制模块3中微处理器的分析比对后，匹配到相对应的波形后，就会发送相应电平信号使轮椅进行相应的运动。轮椅的四周设置有多个红外传感器4，可以探测轮椅周围障碍物的情况，当距离障碍物一定范围内时，轮椅会自动停止，可以避免在接近障碍时，使用者因为反应不及时而造成碰撞事故，能够最大限度的保证使用者的安全。

本发明提供的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，实时捕捉大脑在进行思维活动、产生意识或受到外界的刺激（如视觉、听觉等）时所产生的不同脑电波信号，并通过放大电路模块和滤波电路模块滤出其中简单运动指令的脑电波信息，转换为有效的电平信号，从而驱动轮椅进行简单的运转工作，比如前进、后退、转弯等等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于人脑电波控制的智能轮椅，其特征在于所述智能轮椅包括脑机接口模块、控制模块、驱动模块、照明模块以及轮椅本体，所述轮椅本体上设置有红外感应模块，所述脑机接口模块和红外感应模块分别与控制模块输入端电连接，所述控制模块内部设置有微处理器模块和储存模块，所述驱动模块以及照明模块分别与控制模块输出端电连接，所述轮椅本体还设置有电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，其特征在于所述脑机接口模块包括脑电波采集模块、放大电路模块、滤波电路模块以及脑电波处理模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，其特征在于所述脑机接口模块为头戴式电极帽，其内部还设置有多个采集脑电波的电极。

4.根据权利要求3所述的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，其特征在于所述红外感应模块设置于轮椅四周不同位置，其中前面设置于脚踏板处，侧面两边设置于轮子外侧，后面设置于椅背外侧。

5.根据权利要求4所述的一种基于人脑电波控制的智能轮椅，其特征在于所述驱动模块为电动机。