CN110448315B - 一种心理评估用的无线红外脉搏采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，该心理评估用的无线红外脉搏采集器，包括采集器主体和光通系统，所述采集器主体上设置光通系统，所述光通系统包括射光机构和采光机构，采光机构包括第一光筒和第二光筒，第一光筒的一端通过转轴与采集器主体的转动连接，第二光筒的另一端通过转轴与第二光筒转动连接，第一光筒与采集器主体连接的一端设有第一出光口，第一出光口的内侧设有第一反光镜，第一光筒与第二光筒连接的一端设有第二反光镜；本发明通过两个光筒作为采光的光通路，第二光筒的进光口与使用者体表接触，整个光通路不会接收到外部光线，排除了外界环境的干扰，测量的准确度大大提高，值得大力推广。
Description
技术领域
本发明属于红外脉搏采集器技术领域，具体涉及一种心理评估用的无线红外脉搏采集器。
背景技术
最早我们看到的计算心率的方式，是在运动后通过触摸颈动脉计算单位时间内的心跳数据来获得心率的数据。随着科技的发展进步，用于运动训练的心率监测装置已经是运动科学领域中一个十分成熟的项目了。早在1977年，第一个无线传输的心率监测器就已经装备到了芬兰国家越野滑雪队的身上，而第一款民用量产的心率监测产品也在1983年全面上市，自此以后每年都会有着新的技术与产品推出，而功能也变的愈来愈强劲。
绿光光电测量法是由两个绿色波长(570nm)的发光LED和一个光敏传感器组成，位于心率表的背部。其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。发光LED发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测光场强度的变化并换算成心率。
血液之所以呈现红色，因为它反射红光并吸收绿光。常见的心率表均使用绿色LED灯，配合对光敏感的感光器，检测任意时间点流经手腕的血液流量。心脏跳动时，流经手腕的血液会增加，吸收的绿光也会增加；心跳间隔期间则会减少。通过每秒数百次闪动的LED灯，就可以算出每分钟的心跳次数，也就是心率。
光电测量方法是利用血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来测量脉搏。手表装有红外发射光束回路和接收反射回路。这种方法测量心率优点是非常简便无需胸带，但是由于信号极为微弱而非常容易受到外界干扰而造成测量数据不准确而且一般需要安静的状态下测量，不适合运动中持续测量心率。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种排除外部干扰的心理评估用的无线红外脉搏采集器。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，包括采集器主体和光通系统，所述采集器主体上设置光通系统，所述光通系统包括射光机构和采光机构，采光机构包括第一光筒和第二光筒，第一光筒的一端通过转轴与采集器主体的转动连接，第二光筒的另一端通过转轴与第二光筒转动连接，第一光筒与采集器主体连接的一端设有第一出光口，第一出光口的内侧设有第一反光镜，第一光筒与第二光筒连接的一端设有第二反光镜。从第二光筒的第二进光口进入的光线经过第二反光镜的反射转化光线方向到第一光筒内，然后再通过第一光筒的第一反光镜的反射从第一出光口射出到内部的传感器上，完成光的采集。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒和第二光筒均是由四个侧板围成的矩形筒形结构。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒连接采集器主体的一端设有半环形挡板，半环形挡板的两端连接第一光筒的左右侧板的端部，半环形挡板的前后两侧分别连接第一光筒的前后侧板；
第一光筒的前后侧板连接采集器主体的一端设有与半环形挡板配合的半圆形部分，使第一光筒在连接采集器主体的一端构成半圆形部分，此部分的半圆形的形状能够降低第一光筒旋转时与采集器主体的冲突。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒连接第二光筒的一端设有半环形挡板，半环形挡板的两端连接第一光筒的左右侧板的端部，半环形挡板的前后两侧分别连接第一光筒的前后侧板。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒连接采集器主体的一端设有第一出光口，连接第二光筒的一端设有第一进光口，第二光筒连接第一光筒的一端设有第二出光口，第二光筒远离第一光筒的一端设有第二进光口。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒的第一出光口设置于第一光筒的左侧侧板上，第一光筒的右侧的采集器主体上设有与第一出光口对应的采光口。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一光筒的左侧侧板靠近第二光筒的一端设有缺口，第一光筒连接第二光筒的一端的半环形挡板的右侧同样设有缺口，第一光筒的左侧侧板上的缺口和半环形挡板上的缺口组合构成第一进光口，第一进光口的上沿与半环形挡板的内壁切向设置。
作为本发明的进一步优化方案，所述射光机构包括固定设置于第二光筒远离第一光筒的一端的射光头，射光头的入口端通过光纤连接光源。利用光纤的导光性和柔性能够使光源的光能够通过光纤传导到射光头内，然后通过射光头出光到人体表面，由于是柔性材料因此可以在射光头跟随第二光筒移动时保持光通。
作为本发明的进一步优化方案，所述采集器主体上设有与第一光筒、第二光筒和光纤配合的凹槽。能够使这些机构收纳到凹槽内。
作为本发明的进一步优化方案，所述第二光筒的第二进光口内设置透镜。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过两个光筒作为采光的光通路，第二光筒的进光口与使用者体表接触，整个光通路不会接收到外部光线，排除了外界环境的干扰，测量的准确度大大提高；
2)本发明的光通系统能够收纳到采集器主体的凹槽内，在不测心率时能够收合，对采集器主体的外形影响小，而且不会影响采集器主体其他功能的实现，便于该采集器主体应用到腕表、耳机、颈带、腰带等穿戴式智能设备领域。
附图说明
图1是实施例一中本发明的结构示意图；
图2是实施例一中本发明的进行监测时的结构示意图；
图3是实施例一中本发明的第一光筒的结构示意图；
图4是实施例一中本发明的第二光筒的结构示意图；
图5是实施例三中本发明的结构示意图。
图中：采集器主体100、腕带101、第一光筒1、第二光筒2、第一出光口3、第一进光口4、第二出光口5、第二进光口6、半环形挡板7、第一反光镜8、第二反光镜9、转轴10、缺口11、采光口12、传感器13、射光头14、光纤15、光源16。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例一
如图1-4所示，一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，包括采集器主体100和光通系统，所述采集器主体100上设置光通系统，所述光通系统包括射光机构和采光机构，采光机构包括第一光筒1和第二光筒2，第一光筒1的一端通过转轴10与采集器主体100的转动连接，第二光筒2的另一端通过转轴10与第二光筒2转动连接，第一光筒1与采集器主体100连接的一端设有第一出光口3，第一出光口3的内侧设有第一反光镜8，第一光筒1与第二光筒2连接的一端设有第二反光镜9。从第二光筒2的第二进光口6进入的光线经过第二反光镜9的反射转化光线方向到第一光筒1内，然后再通过第一光筒1的第一反光镜8的反射从第一出光口3射出到内部的传感器13上，完成光的采集。
第一光筒1和第二光筒2均是由四个侧板围成的矩形筒形结构，第一光筒1连接采集器主体100的一端设有半环形挡板7，半环形挡板7的两端连接第一光筒1的左右侧板的端部，半环形挡板7的前后两侧分别连接第一光筒1的前后侧板；
第一光筒1的前后侧板连接采集器主体100的一端设有与半环形挡板7配合的半圆形部分，使第一光筒1在连接采集器主体100的一端构成半圆形部分，此部分的半圆形的形状能够降低第一光筒1旋转时与采集器主体100的冲突。
优选的，第一光筒1的前后侧板通过转轴10连接采集器主体100。该转轴10可以是贯穿第一光筒1设置，不会影响光通。
优选的，第二光筒2的前后侧板分别通过转轴10连接第一光筒1的前后侧板，该转轴10并非是贯穿第一光筒1，不会影响内部镜片和光通。
第一光筒1连接第二光筒2的一端设有半环形挡板7，半环形挡板7的两端连接第一光筒1的左右侧板的端部，半环形挡板7的前后两侧分别连接第一光筒1的前后侧板。
第一光筒1的前后侧板连接第二光筒2的一端设有与半环形挡板7配合的半圆形部分，使第一光筒1在连接第二光筒2的一端构成半圆形部分，此部分的半圆形的形状能够降低第一光筒1旋转时与第二光筒2的冲突，并且能够在第一光筒1的端部进行封口，避免外部光线的进入。
第一光筒1连接采集器主体100的一端设有第一出光口3，连接第二光筒2的一端设有第一进光口4，第二光筒2连接第一光筒1的一端设有第二出光口5，第二光筒2远离第一光筒1的一端设有第二进光口6；
第一光筒1的第一出光口3设置于第一光筒1的左侧侧板上，第一光筒1的右侧的采集器主体100上设有与第一出光口3对应的采光口12。在第一光筒1旋转180°后能够使第一出光口3旋转到第一光筒1的右侧，并贴合对准采集器主体100上的采光口12。
优选的，采光口12与传感器13之间设有光通道。
第一光筒1的左侧侧板靠近第二光筒2的一端设有缺口11，第一光筒1连接第二光筒2的一端的半环形挡板7的右侧同样设有缺口11，第一光筒1的左侧侧板上的缺口11和半环形挡板7上的缺口11组合构成第一进光口4，第一进光口4的上沿与半环形挡板7的内壁切向设置。
第二光筒2连接第一光筒1的一端设有第二出光口5，第二出光口5右侧的侧板的端部与半环形挡板7的表面贴合，第二出光口5左侧的侧板与半环形挡板7之间设有间距。与半环形挡板7贴合的侧板能够在第二光筒2旋转时始终保持与半环形挡板7的贴合，防止外部光线从第一光筒1与第二光筒2之间进入，在第二光筒2旋转90°之后左侧的侧板正好与第一光筒1左侧的侧板接触，防止外部光线从第一光筒1与第二光筒2之间进入，形成一个密封的光通道。
优选的，第一反光镜8与第一光筒1的轴线之间的夹角均为45°。
射光机构包括固定设置于第二光筒2远离第一光筒1的一端的射光头14，射光头14的入口端通过光纤15连接光源16。利用光纤15的导光性和柔性能够使光源16的光能够通过光纤15传导到射光头14内，然后通过射光头14出光到人体表面，由于是柔性材料因此可以在射光头14跟随第二光筒2移动时保持光通。
优选的，采集器主体100上设有与第一光筒1、第二光筒2和光纤15配合的凹槽。能够使这些机构收纳到凹槽内。
优选的，上述传感器13为光电传感器13，其应用于现有的成熟的监测心率的系统中，监测心率系统为现有技术，在此不作赘述。
优选的，第二光筒2设置为可伸缩的结构。
本发明的工作原理：采集器主体100的右侧面为贴近人体的一面，正常状态下第一光筒1和第二光筒2折叠到平行状态，收纳到采集器主体100内，使用时将第一光筒1旋转180°，再将第二光筒2折叠到与第一光筒1垂直的状态，此时第二光筒2的第二进光口6接触患者体表，射光头14发射光线，人体反射回的光线进入第二进光口6，而后通过第二光筒2和第一光筒1进入采集器主体100的采光口12，射向传感器13。
实施例二
在实施例一的基础上，为了使光线不会由于散射损失在光筒中，在第二光筒2的第二进光口6内设置透镜。该透镜能够将进入的光线转化为平行光。
为了提高这个效果，射光头14的出射光和第二光筒2的轴线之间设有夹角，该夹角为5～8°，使入射光的回光点靠近透镜的焦点。
实施例三
在实施例一的基础上，该心理评估用的无线红外脉搏采集器可应用到各种穿戴式智能设备，采集器主体100可以搭配腕带101、颈带、无线耳机、松紧带等机构使用，能够作为不同使用方式的穿戴式智能设备使用。
如图5所示为采集器主体100搭配腕带101使用的示意图。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：包括采集器主体和光通系统，所述采集器主体上设置光通系统，所述光通系统包括射光机构和采光机构，采光机构包括第一光筒和第二光筒，第一光筒的一端通过转轴与采集器主体的转动连接，第二光筒的另一端通过转轴与第二光筒转动连接，第一光筒与采集器主体连接的一端设有第一出光口，第一出光口的内侧设有第一反光镜，第一光筒与第二光筒连接的一端设有第二反光镜；
所述采集器主体上设有与第一光筒、第二光筒和光纤配合的凹槽；
所述第二光筒的第二进光口内设置透镜；
采集器主体的右侧面为贴近人体的一面，正常状态下第一光筒和第二光筒折叠到平行状态，收纳到采集器主体内，使用时将第一光筒旋转180°，再将第二光筒折叠到与第一光筒垂直的状态，此时第二光筒的第二进光口接触患者体表，射光头发射光线，人体反射回的光线进入第二进光口，而后通过第二光筒和第一光筒进入采集器主体的采光口，射向传感器。
2.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒和第二光筒均是由四个侧板围成的矩形筒形结构。
3.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒连接采集器主体的一端设有半环形挡板，半环形挡板的两端连接第一光筒的左右侧板的端部，半环形挡板的前后两侧分别连接第一光筒的前后侧板；
第一光筒的前后侧板连接采集器主体的一端设有与半环形挡板配合的半圆形部分。
4.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒连接第二光筒的一端设有半环形挡板，半环形挡板的两端连接第一光筒的左右侧板的端部，半环形挡板的前后两侧分别连接第一光筒的前后侧板。
5.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒连接采集器主体的一端设有第一出光口，连接第二光筒的一端设有第一进光口，第二光筒连接第一光筒的一端设有第二出光口，第二光筒远离第一光筒的一端设有第二进光口。
6.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒的第一出光口设置于第一光筒的左侧侧板上，第一光筒的右侧的采集器主体上设有与第一出光口对应的采光口。
7.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述第一光筒的左侧侧板靠近第二光筒的一端设有缺口，第一光筒连接第二光筒的一端的半环形挡板的右侧同样设有缺口，第一光筒的左侧侧板上的缺口和半环形挡板上的缺口组合构成第一进光口，第一进光口的上沿与半环形挡板的内壁切向设置。
8.根据权利要求1所述的一种心理评估用的无线红外脉搏采集器，其特征在于：所述射光机构包括固定设置于第二光筒远离第一光筒的一端的射光头，射光头的入口端通过光纤连接光源。
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