CN110859687B - 振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法 - Google Patents

振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法。该振动臂环包括：至少两个振动马达、单片机及蓝牙模块；所述至少两个振动马达均匀设置于所述臂环四周；所述蓝牙模块用于接收控制指令，并将所述控制指令发送至所述单片机；所述单片机根据所述控制指令向所述至少两个振动马达发送不同频率、不同振动强度的驱动信号。本发明实施例提供的振动臂环，单片机根据接收到的控制指令确定振动模式，并控制至少两个振动马达按照振动模式进行振动，从而实现对神经假肢的触觉检测，可以降低成本且提高便捷性。

Description

振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法
技术领域
本发明实施例涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法。
背景技术
神经假肢是一种利用人体的神经信号(肌电、脑电、外周神经点信号)识别人体运动意图进行动作控制的假肢，可以方便地帮助肢体残障患者融入日常生活。目前，神经假肢的控制精度和稳定性仍然存在一些问题，与真实的肢体功能相差较远。其中一个重要原因是当前的这些假肢不能给用户提供感觉，因为使假肢实现感觉反馈显得尤为重要。
现有技术中，实现感觉反馈的方法包括机械振动刺激法、表面点刺激法及外周神经刺激法等。其中，机械振动刺激法采用有线连接，使用不方便；表面电刺激法需要专门的刺激电极，而且湿电极不适宜长时间佩戴；外周神经刺激法需要手术植入电极，成本高且实现困难。
发明内容
本发明实施例提供一种振动臂环、触觉检测系统、振动控制方法及触觉检测方法，以实现对神经假肢的触觉检测，可以降低成本且提高便捷性。
第一方面，本发明实施例提供了一种振动臂环，包括：至少两个振动马达、单片机及蓝牙模块；
所述至少两个振动马达均匀设置于所述臂环四周；所述蓝牙模块用于接收控制指令，并将所述控制指令发送至所述单片机；所述单片机根据所述控制指令向所述至少两个振动马达发送不同频率、不同振动强度的驱动信号。
进一步的，还包括：驱动电路；
所述驱动电路的输入端与所述单片机的输出端相连，所述驱动电路的控制端与所述至少两个振动马达相连；所述驱动电路对所述驱动信号进行脉冲宽度调制后，驱动所述至少两个振动马达振动。
进一步地，还包括：电源模块和稳压模块；
所述电源模块的输出端与所述稳压模块输入端相连，所述稳压模块的输出端与所述单片机的电源接口相连，所述稳压模块将所述电源模块输出的电能稳压后提供至所述单片机。
进一步地：模数转换器；
所述模数转换器的输入端与所述电源模块的输出端相连，所述模数转换器的输出端与所述单片机相连，用于采集所述电源模块的电压。
进一步地，所述至少两个振动马达包括4个。
第二方面，本发明实施例还提供了一种触觉检测系统，包括本发明实施例所述的振动臂环和触觉传感器装置；
所述触觉传感器装置设置于神经假肢上，用于采集所述神经假肢上的触觉信息，并根据所述触觉信息生成控制指令；
所述触觉传感器装置将所述控制指令发送至所述振动臂环，以控制所述振动臂环振动。
进一步地，所述触觉传感器装置包括蓝牙模块，所述触觉传感器装置通过所述蓝牙模块向所述振动臂环发送控制指令。
第三方面，本发明实施例还提供了一种振动控制方法，用于本发明实施例所述的振动臂环，包括：
接收触觉传感器装置发送的控制指令，所述控制指令根据采集的触觉信息生成；
根据所述控制指令确定振动模式；
按照所述振动模式进行振动。
进一步地，在根据控制指令确定振动模式之后，包括：
根据振动模式生成驱动信号；
相应的，按照所述振动模式进行振动，包括：
根据所述驱动信号进行振动。
第四方面，本发明实施例还提供一种触觉检测方法，用于触觉传感器装置，包括：
采集触觉信息；
根据所述触觉信息生成控制指令；
将所述控制指令发送至振动臂环，以使振动臂环根据所述控制指令振动。
本发明实施例提供的振动臂环，包括：至少两个振动马达、单片机及蓝牙模块；至少两个振动马达均匀设置于臂环四周；蓝牙模块用于接收控制指令，并将控制指令发送至单片机；单片机根据控制指令向至少两个振动马达发送不同频率、不同振动强度的驱动信号。本发明实施例提供的振动臂环，单片机根据接收到的控制指令确定振动模式，并控制至少两个振动马达按照振动模式进行振动，从而实现对神经假肢的触觉检测，可以降低成本且提高便捷性。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种振动臂环的结构示意图；
图2a是本发明实施例一中的一种振动臂环的正视图；
图2b是本发明实施例一中的一种振动臂环的侧视图；
图3是本发明实施例一中的另一种振动臂环的结构示意图；
图4是本发明实施例二中的一种触觉检测系统的结构示意图；
图5是本发明实施例三中的一种振动控制方法的流程图；
图6是本发明实施例四中的一种触觉检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种振动臂环的结构示意图，如图1所示，该臂环包括至少两个振动马达110、单片机120及蓝牙模块130。图2a是本发明实施例一提供的一种振动臂环的正视图，图2b是本发明实施例一提供的一种振动臂环的侧视图。
如图1、图2a及图2b所示，至少两个振动马达110均匀设置于臂环四周；蓝牙模块130用于接收控制指令，并将控制指令发送至单片机120；单片机120根据控制指令向至少两个振动马达110发送不同频率、不同振动强度的驱动信号。
其中，控制指令可以是计算机、移动终端或者触觉传感器装置发送过来的。蓝牙模块130接收到控制指令后，将控制指令发送至单片机120，单片机120对控制指令进行分析，获取振动模式，根据振动模式控制至少两个振动马达110振动。振动模式包括至少两个振动马达110的振动强度、振动频率以及各振动马达110之间的配合方式等。
可选的，图3为本发明实施例一提供的另一种振动臂环的结构示意图。如图3所示，还包括：驱动电路140。驱动电路140的输入端与单片机120的输出端相连，驱动电路140的控制端与至少两个振动马达110相连；驱动电路140对驱动信号进行脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，PWM)后，驱动至少两个振动马达110振动。本实施例中，可以是多个振动马达共用一个驱动电路，或者每个振动马达配置一个驱动电路。优选的，为了节省成本及空间，多个振动马达共用一个驱动电路。
可选的，还包括：电源模块150和稳压模块160。电源模块150的输出端与稳压模块160输入端相连，稳压模块160的输出端与单片机的电源接口相连，稳压模块160将电源模块150输出的电能稳压后提供至单片机120。本实施例中，稳压模块160将电能稳定在单片机120可以正常工作的电压状态。
可选的，还包括：模数转换器170；
模数转换器(Analog-to-Digital Converte，ADC)170的输入端与电源模块150的输出端相连，模数转换器170的输出端与单片机120相连，用于采集电源模块150的电压。本实施例中，模数转换器170采集电源模块150分压后的电压，当电压低于设定阈值时，单片机120产生提示信息，如产生提醒语音或者点亮闪光灯等。
可选的，至少两个振动马达包括4个。单片机120根据控制指令控制这4个振动马达按照一定的振动模式振动。
本发明实施例提供的振动臂环，包括：至少两个振动马达、单片机及蓝牙模块；至少两个振动马达均匀设置于臂环四周；蓝牙模块用于接收控制指令，并将控制指令发送至单片机；单片机根据控制指令向至少两个振动马达发送不同频率、不同振动强度的驱动信号。单片机根据接收到的控制指令确定振动模式，并控制至少两个振动马达按照振动模式进行振动，从而实现对神经假肢的触觉检测，可以降低成本且提高便捷性。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的一种触觉检测系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括上述实施例所述的振动臂环和触觉传感器装置。
触觉传感器装置设置于神经假肢上，用于采集神经假肢上的触觉信息，并根据触觉信息生成控制指令。触觉传感器装置将控制指令发送至振动臂环，以控制振动臂环振动。可选的，触觉传感器装置包括蓝牙模块，触觉传感器装置通过蓝牙模块向振动臂环发送控制指令。
其中，触觉信息可以包括压力信息和温度信息等。触觉传感器采集到触觉信息后，获取触觉信息中的触觉类别、触觉位置以及大小，根据触觉信息生成控制指令。生成控制指令后，通过蓝牙模块发送至振动臂环，振动臂环根据控制指令进行振动，从而实现对神经假肢触觉的检测。
可选的，该系统中可以包括多个振动臂环，多个振动臂环配合工作，实现多位置、多种类以及阵列式触觉检测。
本实施例提供的触觉检测系统，包括振动臂环和触觉传感器装置，通过振动臂环实现对触觉信息的反馈，提高触觉检测的便捷性。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种振动控制方法的流程图，该方法用于上述实施例所述的振动臂环。如图5所示，该方法包括如下步骤：
步骤510，接收触觉传感器装置发送的控制指令，控制指令根据采集的触觉信息生成。
本实施例中，触觉传感器装置在采集到神经假肢的触觉信息后，根据触觉信息中触觉类别、触觉位置以及大小等信息生成控制指令，并将控制指令通过无线传输模块发送至振动臂环。其中，无线传输模块可以是蓝牙模块、WIFI模块等。
步骤520，根据控制指令确定振动模式。
其中，振动模式可以包括振动强度、振动频率以及振动方式等。具体的，震动臂环在接收到控制指令后，对控制指令进行分析后确定振动模式。
步骤530，按照振动模式进行振动。
在确定了振动模式之后，振动臂环按照振动模式进行振动。
可选的，在根据控制指令确定振动模式之后，还包括如下步骤：根据振动模式生成驱动信号。
在确定振动模式之后，按照振动模式生成相应的驱动信号，以驱动振动臂环振动。相应的，按照振动模式进行振动，包括：根据驱动信号进行振动。
本实施例的技术方案，首先接收触觉传感器装置发送的控制指令，控制指令根据采集的触觉信息生成，然后根据控制指令确定振动模式，最后按照振动模式进行振动。本实施例提供的振动控制方法，振动臂环通过接收的控制指令确定振动模式，从而是振动臂环按照振动模式进行振动，提高振动控制的便捷性。
实施例四
图6为本发明实施例四提供的一种触觉检测方法的流程图，该方法应用于触觉传感器装置，如图6所示，该方法包括如下步骤：
步骤610，采集触觉信息。
本实施例中，触觉传感器装置设置于神经假肢上，当有外界因素作用于神经假肢上时，如压力、温度等，传感器采集作用于神经假肢的外界信息，获得触觉信息。触觉信息可以包括触觉类别、触觉位置以及大小等信息。
步骤620，根据触觉信息生成控制指令。
在采集到触觉信息后，根据触觉信息生成控制指令。
步骤630，将控制指令发送至振动臂环，以使振动臂环根据控制指令振动。
本实施例中，触觉传感器装置通过无线传输模块将控制指令发送至振动臂环，以使振动臂环根据控制指令进行振动。
本实施例的技术方案，首先采集触觉信息，然后根据触觉信息生成控制指令，最后将控制指令发送至振动臂环，以使振动臂环根据控制指令振动。将控制指令发送至振动臂环，使振动臂环对触觉信息进行反馈，提高触觉检测的便捷性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种触觉检测系统，其特征在于，包括触觉传感器装置和振动臂环；
所述触觉传感器装置设置于神经假肢上，用于采集所述神经假肢上的触觉信息，获取所述触觉信息中的触觉类别、触觉位置以及大小，根据所述触觉信息生成控制指令；其中，所述触觉信息包括压力信息和温度信息；
所述触觉传感器装置包括第一蓝牙模块，所述触觉传感器装置通过所述第一蓝牙模块向所述振动臂环发送控制指令；
所述振动臂环包括：至少两个振动马达、单片机及第二蓝牙模块；
所述至少两个振动马达均匀设置于所述臂环四周；所述第二蓝牙模块用于接收控制指令，并将所述控制指令发送至所述单片机；所述单片机对所述控制指令进行分析，获取振动模式，根据所述振动模式控制所述至少两个振动马达振动；所述振动模式包括至少两个振动马达的振动强度、振动频率以及各振动马达之间的配合方式；
其中，所述系统包括多个所述振动臂环，多个所述振动臂环配合工作。
2.根据权利要求1所述的触觉检测系统，其特征在于，所述振动臂环还包括：驱动电路；
所述驱动电路的输入端与所述单片机的输出端相连，所述驱动电路的控制端与所述至少两个振动马达相连；所述驱动电路驱动所述至少两个振动马达振动。
3.根据权利要求1所述的触觉检测系统，其特征在于，所述振动臂环还包括：电源模块和稳压模块；
所述电源模块的输出端与所述稳压模块输入端相连，所述稳压模块的输出端与所述单片机的电源接口相连，所述稳压模块将所述电源模块输出的电能稳压后提供至所述单片机。
4.根据权利要求3所述的触觉检测系统，其特征在于，所述振动臂环还包括：模数转换器；
所述模数转换器的输入端与所述电源模块的输出端相连，所述模数转换器的输出端与所述单片机相连，用于采集所述电源模块的电压。
5.根据权利要求1所述的触觉检测系统，其特征在于，所述至少两个振动马达包括4个。
6.一种利用权利要求1-5任一所述的触觉检测系统进行触觉检测的触觉检测方法。
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