CN113367659A - 一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备 - Google Patents

一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，包括底座；所述底座的上表面设有第二气动伸缩杆，第二气动伸缩杆通过设置在其上表面的铰链转动连接有座椅，座椅的左侧面设有靠背，本测试装置自动化程度高，且用户在测试的过程中不容易被干扰，同时可以通过场景模拟再现，使得测试用户有身临其境的感知，从而可以捕捉到更加精准的数据，测试效果更加精准，通过第一气动伸缩杆可以对头罩进行升降调节，通过电动伸缩杆可以对头罩进行左右移动调节，通过降噪耳机可以有效降低外界的干扰，腿部支撑槽板的设置方便了用户脚部的固定，通过控制四个第二气动伸缩杆的伸缩可以实现座椅的晃动调节，使得座椅可以模拟多种场景。

Description

一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备
技术领域
本发明涉及心理学测试设备技术领域，具体为一种基于用户面部表情识 别的心理学测试设备。
背景技术
心理学包括基础心理学与应用心理学，其研究涉及知觉、认知、 情绪、思维、人格、行为习惯、人际关系、社会关系，人工智能，IQ， 性格等许多领域，也与日常生活的许多领域—家庭、教育、健康、社 会等发生关联。心理学一方面尝试用大脑运作来解释个体基本的行为 与心理机能，同时，心理学也尝试解释个体心理机能在社会行为与社 会动力中的角色；另外，它还与神经科学、医学、哲学、生物学等学 科有关，因为这些学科所探讨的生理或心理作用会影响个体的心智。 实际上，很多人文和自然学科都与心理学有关，人类心理活动其本身 就与人类生存环境密不可分。
面部表情是指通过眼部肌肉、颜面肌肉和口部肌肉的变化来表现各种情 绪状态。面部表情是一种十分重要的非语言交往手段。我们的面部有3个能 够独立运动的部分，包括额头和眉毛，眼睛、眼睑、鼻子，脸颊、嘴和下巴。 下面我们将结合这些部位的变化，描述6种常见的面部表情。每一种表情都 需要面部各个部位的组合，并进行令人难以置信的、微妙的重新组合和排列， 然后才能传递出独一无二的信号。人们往往能够迅速地辨认和识别出这些表 情及其含义。
在心理学研究测试过程中，可以通过用户的面部表情来推断用户的内心 活动，目前的心理学测试装置在对人们的心理学进行测试时，大多需要除测 试者之外的测试人员进行辅助操作才能进行测试，这样的测试装置自动化程 度较低，且用户在测试的过程中容易被干扰，从而给测试者的心理学测试带 来了极大的不便；同时现有的心理学测试设备无法进行场景模拟，用户在测 试的过程，只能眼看耳听来进行感知识别，体验感较差，导致测试效果与实 际偏差较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于用户面部表 情识别的心理学测试设备，测试装置自动化程度高，且用户在测试的过程中 不容易被干扰，同时可以通过场景模拟再现，使得测试用户有身临其境的感 知，从而可以捕捉到更加精准的数据，测试效果更加精准，可以有效解决背 景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于用户面部表情识 别的心理学测试设备，包括底座；所述底座的上表面设有第二气动伸缩杆， 第二气动伸缩杆通过设置在其上表面的铰链转动连接有座椅，座椅的左侧面 设有靠背，靠背的上表面设有第一气动伸缩杆，第一气动伸缩杆的上端面设 有升降板，升降板的右侧面连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的伸缩端连接有 头罩，头罩通过设置在其内侧面右端下侧的限位铰链转动连接有安装架，安 装架的左侧面安装有曲面显示屏，曲面显示屏的外壳体上安装有摄像头，座椅的前侧面设有限位槽，限位槽通过设置在其内侧面上端的铰链转动连接有 操作板，操作板的上表面设有控制开关组，控制开关组的输入端与外部电源 的输出端电连接，控制开关组的输出端分别与第二气动伸缩杆、第一气动伸 缩杆、电动伸缩杆、曲面显示屏和摄像头的输入端电连接。
进一步的，所述第二气动伸缩杆的数量为四个，四个第二气动伸缩杆均 匀分布在底座的上表面四周。
进一步的，所述座椅的下表面中部与底座的上表面之间设有减震弹簧。
进一步的，所述头罩通过设置在其外侧面的耳机挂置钩连接有降噪耳机。
进一步的，所述头罩的内侧面顶部设有补光灯和第二测距传感器，头罩 的内侧面左端设有第一测距传感器，第一测距传感器、补光灯和第二测距传 感器的输入端均通过控制开关组与外部电源的输出端电连接。
进一步的，所述安装架的外侧面与头罩的内侧面之间设有第二电动伸缩 杆，第二电动伸缩杆的输入端通过控制开关组与外部电源的输出端电连接。
进一步的，所述座椅的上表面前后两端均设有扶手，扶手的上表面左端 设有手臂定位槽，手臂定位槽的内部设置有第二绑带，扶手的上表面右端设 有紧急停机开关，紧急停机开关与控制开关组电连接。
进一步的，所述操作板的下表面通过电控伸缩机构与限位槽的内侧面相 连。
进一步的，所述座椅的内侧面底部设有中空槽，中空槽的内部设有第一 电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的伸缩端连接有连接杆，连接杆的外侧面套接 有定位套筒，定位套筒的外侧面与中空槽的内侧面底部固定连接，连接杆通 过设置在其右端面的铰链转动连接有腿部支撑槽板，腿部支撑槽板的左侧面 上端与连接杆的外侧面之间设有第三气动伸缩杆，腿部支撑槽板的外侧面设 有第一绑带，第一电动伸缩杆和第三气动伸缩杆的输入端均通过控制开关组 与外部电源的输出端电连接。
进一步的，所述腿部支撑槽板的外侧面下端转动连接有转轴，转轴的端 部固定连接有脚踏板，腿部支撑槽板的外侧面设有防护罩，防护罩的内部设 有减速电机，减速电机的输出轴通过齿轮传动系统与转轴转动连接，减速电 机的输入端通过控制开关组与外部电源的输出端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本基于用户面部表情识别的心 理学测试设备，具有以下好处：
1、本测试装置自动化程度高，且用户在测试的过程中不容易被干扰，同 时可以通过场景模拟再现，使得测试用户有身临其境的感知，从而可以捕捉 到更加精准的数据，测试效果更加精准；
2、通过第一气动伸缩杆可以对头罩进行升降调节，通过电动伸缩杆可以 对头罩进行左右移动调节，通过降噪耳机可以有效降低外界的干扰，腿部支 撑槽板的设置方便了用户脚部的固定，通过控制四个第二气动伸缩杆的伸缩 可以实现座椅的晃动调节，使得座椅可以模拟多种场景；
3、减震弹簧的设置可以有效提高本装置的使用舒适性，通过第一电动伸 缩杆可以控制腿部支撑槽板的伸缩，通过第三气动伸缩杆可以对腿部支撑槽 板进行旋转调节，通过减速电机可以实现脚踏板的旋转调节；
4、曲面显示屏的设置方便了用户的视知觉心理研究，通过摄像头可以对 用户的面部表情进行获取，第二电动伸缩杆可以对曲面显示屏进行旋转调节， 第一测距传感器结合第二测距传感器的设置可以有效避免头罩触碰到用户的 头部。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明主视图；
图3为本发明俯视图；
图4为A处局部放大结构示意图。
图中：1靠背、2第一气动伸缩杆、3升降板、4电动伸缩杆、5头罩、6 耳机挂置钩、7降噪耳机、8腿部支撑槽板、9脚踏板、10防护罩、11座椅、 12操作板、13控制开关组、14底座、15第二气动伸缩杆、16减震弹簧、17 第一电动伸缩杆、18定位套筒、19连接杆、20转轴、21第一绑带、22减速 电机、23第三气动伸缩杆、24限位槽、25紧急停机开关、26第二绑带、27 扶手、28摄像头、29安装架、30曲面显示屏、31第二电动伸缩杆、32限位 铰链、33第一测距传感器、34补光灯、35第二测距传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位 或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指 的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本发明的限制。当某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”在 另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地 设置、固定、连接在另一个特征上。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于用户面部表情识别的 心理学测试设备，包括底座14；底座14的上表面设有第二气动伸缩杆15， 第二气动伸缩杆15的数量为四个，四个第二气动伸缩杆15均匀分布在底座 14的上表面四周，第二气动伸缩杆15通过设置在其上表面的铰链转动连接有 座椅11，座椅11的下表面中部与底座14的上表面之间设有减震弹簧16，座 椅11的左侧面设有靠背1，靠背1的上表面设有第一气动伸缩杆2，通过第 一气动伸缩杆2可以对头罩5进行升降调节，第一气动伸缩杆2的上端面设 有升降板3，升降板3的右侧面连接有电动伸缩杆4，电动伸缩杆4的伸缩端 连接有头罩5，通过电动伸缩杆4可以对头罩5进行左右移动调节，头罩5通 过设置在其外侧面的耳机挂置钩6连接有降噪耳机7，通过降噪耳机7可以有 效降低外界的干扰，头罩5的内侧面顶部设有补光灯34和第二测距传感器35， 头罩5的内侧面左端设有第一测距传感器33，第一测距传感器33、补光灯34 和第二测距传感器35的输入端均通过控制开关组13与外部电源的输出端电 连接，第一测距传感器33结合第二测距传感器35的设置可以有效避免头罩5 触碰到用户的头部，头罩5通过设置在其内侧面右端下侧的限位铰链32转动 连接有安装架29，安装架29的外侧面与头罩5的内侧面之间设有第二电动伸 缩杆31，第二电动伸缩杆31的输入端通过控制开关组13与外部电源的输出 端电连接，安装架29的左侧面安装有曲面显示屏30，第二电动伸缩杆31可 以对曲面显示屏30进行旋转调节，曲面显示屏30的设置方便了用户的视知 觉心理研究，曲面显示屏30的外壳体上安装有摄像头28，通过摄像头28可 以对用户的面部表情进行获取，座椅11的前侧面设有限位槽24，限位槽24 通过设置在其内侧面上端的铰链转动连接有操作板12，操作板12的上表面设 有控制开关组13，控制开关组13的输入端与外部电源的输出端电连接，控制 开关组13的输出端分别与第二气动伸缩杆15、第一气动伸缩杆2、电动伸缩 杆4、曲面显示屏30和摄像头28的输入端电连接，座椅11的上表面前后两 端均设有扶手27，扶手27的上表面左端设有手臂定位槽，手臂定位槽的内部 设置有第二绑带26，扶手27的上表面右端设有紧急停机开关25，紧急停机 开关25与控制开关组13电连接，操作板12的下表面通过电控伸缩机构与限 位槽24的内侧面相连，座椅11的内侧面底部设有中空槽，中空槽的内部设 有第一电动伸缩杆17，第一电动伸缩杆17的伸缩端连接有连接杆19，连接 杆19的外侧面套接有定位套筒18，定位套筒18的外侧面与中空槽的内侧面 底部固定连接，连接杆19通过设置在其右端面的铰链转动连接有腿部支撑槽 板8，腿部支撑槽板8的设置方便了用户脚部的固定，腿部支撑槽板8的左侧 面上端与连接杆19的外侧面之间设有第三气动伸缩杆23，通过第三气动伸缩 杆23可以对腿部支撑槽板8进行旋转调节，腿部支撑槽板8的外侧面设有第 一绑带21，第一电动伸缩杆17和第三气动伸缩杆23的输入端均通过控制开 关组13与外部电源的输出端电连接，腿部支撑槽板8的外侧面下端转动连接 有转轴20，转轴20的端部固定连接有脚踏板9，腿部支撑槽板8的外侧面设 有防护罩10，防护罩10的内部设有减速电机22，减速电机22的输出轴通过 齿轮传动系统与转轴20转动连接，通过减速电机22可以实现脚踏板9的旋 转调节，减速电机22的输入端通过控制开关组13与外部电源的输出端电连 接，本测试装置自动化程度高，且用户在测试的过程中不容易被干扰，同时 可以通过场景模拟再现，使得测试用户有身临其境的感知，从而可以捕捉到 更加精准的数据，测试效果更加精准。
在使用时：用户坐在座椅11上，用户将其手臂置于扶手27上，将其小 腿置于腿部支撑槽板8内，调节腿部支撑槽板8到合适的位置，通过调节第 一气动伸缩杆2的伸缩将头罩5套到用户头部，测试快速时，用户佩戴降噪 耳机7，通过曲面显示屏30进行视觉感知，同时通过控制四个第二气动伸缩 杆15的伸缩，让座椅11可以模拟不同场景下的晃动，让用户在进行视觉感 知的同时其身体可以进行实况模拟感知，此时用户的面部表情会更加丰富，通过摄像头28即可对用户的面部信息进行抓取。
值得注意的是，本实施例中所公开的控制开关组13核心芯片选用的是PLC 单片机，具体型号为西门子S7-200，控制开关组13控制电控设备工作均采用 现有技术中常用的方法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (10)

1.一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：包括底座(14)；所述底座(14)的上表面设有第二气动伸缩杆(15)，第二气动伸缩杆(15)通过设置在其上表面的铰链转动连接有座椅(11)，座椅(11)的左侧面设有靠背(1)，靠背(1)的上表面设有第一气动伸缩杆(2)，第一气动伸缩杆(2)的上端面设有升降板(3)，升降板(3)的右侧面连接有电动伸缩杆(4)，电动伸缩杆(4)的伸缩端连接有头罩(5)，头罩(5)通过设置在其内侧面右端下侧的限位铰链(32)转动连接有安装架(29)，安装架(29)的左侧面安装有曲面显示屏(30)，曲面显示屏(30)的外壳体上安装有摄像头(28)，座椅(11)的前侧面设有限位槽(24)，限位槽(24)通过设置在其内侧面上端的铰链转动连接有操作板(12)，操作板(12)的上表面设有控制开关组(13)，控制开关组(13)的输入端与外部电源的输出端电连接，控制开关组(13)的输出端分别与第二气动伸缩杆(15)、第一气动伸缩杆(2)、电动伸缩杆(4)、曲面显示屏(30)和摄像头(28)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述第二气动伸缩杆(15)的数量为四个，四个第二气动伸缩杆(15)均匀分布在底座(14)的上表面四周。
3.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述座椅(11)的下表面中部与底座(14)的上表面之间设有减震弹簧(16)。
4.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述头罩(5)通过设置在其外侧面的耳机挂置钩(6)连接有降噪耳机(7)。
5.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述头罩(5)的内侧面顶部设有补光灯(34)和第二测距传感器(35)，头罩(5)的内侧面左端设有第一测距传感器(33)，第一测距传感器(33)、补光灯(34)和第二测距传感器(35)的输入端均通过控制开关组(13)与外部电源的输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述安装架(29)的外侧面与头罩(5)的内侧面之间设有第二电动伸缩杆(31)，第二电动伸缩杆(31)的输入端通过控制开关组(13)与外部电源的输出端电连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述座椅(11)的上表面前后两端均设有扶手(27)，扶手(27)的上表面左端设有手臂定位槽，手臂定位槽的内部设置有第二绑带(26)，扶手(27)的上表面右端设有紧急停机开关(25)，紧急停机开关(25)与控制开关组(13)电连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述操作板(12)的下表面通过电控伸缩机构与限位槽(24)的内侧面相连。
9.根据权利要求1所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述座椅(11)的内侧面底部设有中空槽，中空槽的内部设有第一电动伸缩杆(17)，第一电动伸缩杆(17)的伸缩端连接有连接杆(19)，连接杆(19)的外侧面套接有定位套筒(18)，定位套筒(18)的外侧面与中空槽的内侧面底部固定连接，连接杆(19)通过设置在其右端面的铰链转动连接有腿部支撑槽板(8)，腿部支撑槽板(8)的左侧面上端与连接杆(19)的外侧面之间设有第三气动伸缩杆(23)，腿部支撑槽板(8)的外侧面设有第一绑带(21)，第一电动伸缩杆(17)和第三气动伸缩杆(23)的输入端均通过控制开关组(13)与外部电源的输出端电连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于用户面部表情识别的心理学测试设备，其特征在于：所述腿部支撑槽板(8)的外侧面下端转动连接有转轴(20)，转轴(20)的端部固定连接有脚踏板(9)，腿部支撑槽板(8)的外侧面设有防护罩(10)，防护罩(10)的内部设有减速电机(22)，减速电机(22)的输出轴通过齿轮传动系统与转轴(20)转动连接，减速电机(22)的输入端通过控制开关组(13)与外部电源的输出端电连接。
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