CN202142007U - 信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置 - Google Patents
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Abstract
一种信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于包括：信号采集端，包括肌电传感器、单片机电路、信号发送电路，肌电传感器产生的输出信号送至单片机电路，单片机电路对该信号进行处理后再送至信号发送电路，信号发送电路将此信号送至信号接收端；信号接收端，其输出送至被控制的计算机；头箍，可佩戴在头部，所述信号采集端嵌于头箍内。利用此装置可使高位截瘫、上肢截肢等上肢运动功能障碍患者能够通过佩戴该头箍，利用简单的咬牙动作实现鼠标按键点击和鼠标光标移动功能的控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及利用肌电信号鼠标按键点击和鼠标光标移动功能控制的装置，属于康复工程及计算机技术领域。
背景技术
基于脑电、眼电、肌电等生物电信号的人机交互技术是近年来遥操作机器人和人机交互技术的研究前沿和热点之一，经过大量的研究表明，脑电和眼电信号的提取不够方便，易受个人误动作及周围环境因素的影响，且脑电控制的成本较高，不易实现产业化。而表面肌电采集预处理技术已十分成熟，肌电控制作为人-机接口领域的一个新兴分支，在临床肌肉疾病诊断、运动医学、康复工程等领域越来越受关注。另外，鼠标是计算机一种必不可少的输入设备，目前的产品主要是通过手的移动与点击实现对计算机的控制，并不能满足高位截瘫和上肢残疾患者的需求。
申请人于200610024781.3号专利涉及的肌电信号控制鼠标，可利用控制假手的肌电信号来控制鼠标的左右键开关，并利用现有的肌电控制假手来抓住鼠标，靠残肢的运动来实现移动鼠标，从而实现光标X、Y方向的运动。但此项专利控制装置较复杂且仍然需要残肢进行鼠标的控制，不能满足高位截瘫等患者的控制需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为截瘫及上肢残疾患者提供一种可利用自身肌电信号实现鼠标点击及鼠标光标移动功能控制的装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下方案：
一种信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于包括：
信号采集端，包括肌电传感器、单片机电路、信号发送电路，肌电传感器产生的输出信号送至单片机电路，单片机电路对该信号进行处理后再送至信号发送电路，信号发送电路将此信号送至信号接收端；
信号接收端，其输出送至被控制的计算机；
头箍，可佩戴在头部，所述信号采集端嵌于头箍内。
进一步地：
所述肌电传感器产生的信号经运算放大器放大和滤波器滤波后再接入单片机电路。
所述信号发送电路为蓝牙无线发送模块；
所述信号接收端采用USB口蓝牙无线接收装置。
所述头箍可调松紧度，可根据不同人的需求调佩戴位置和肌电传感器位置。
所述肌电传感器处于一可滑动模块内，可根据不同人的特征选择固定位置，以紧贴头部表面肌肉进行肌电信号的采集。
本实用新型可利用自身肌电信号实现鼠标点击及鼠标光标移动功能控制。
附图说明
图1为头箍结构示意图；
图2为装置整体控制原理图；
图3为控制装置结构框图；
图4为鼠标控制方法流程图；
图5为鼠标控制方法流程图。
具体实施方式
本实用新型为一种信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其包括：
信号采集端，包括肌电传感器、单片机电路、信号发送电路，肌电传感器产生的输出信号送至单片机电路，单片机电路对该信号进行处理后再送至信号发送电路，信号发送电路将此信号送至信号接收端；
信号接收端，其输出送至被控制的计算机；
头箍，可佩戴在头部，所述信号采集端嵌于头箍内。
进一步地：
所述肌电传感器产生的信号经运算放大器放大和滤波器滤波后再接入单片机电路。
所述信号发送电路为蓝牙无线发送模块；
所述信号接收端采用USB口蓝牙无线接收装置。
所述头箍可调松紧度，可根据不同人的需求调佩戴位置和肌电传感器位置。
所述肌电传感器处于一可滑动模块内，可根据不同人的特征选择固定位置，以紧贴头部表面肌肉进行肌电信号的采集。
为了更清楚地解释本实用新型内容，再做如下详细介绍：
装置主要由四个模块组成：肌电信号采集模块；信号处理与转换模块；无线传输模块；计算机应用软件。其中：
肌电信号采集模块：选取头部颞肌位置作为肌电信号采集源，将采集到的肌电信号进行滤波、放大后传输给下一模块进行信号处理与转换；
信号处理和转换模块：将经过预处理的肌电信号通过单片机电路对其进行处理与计算，将其转化成计算机可识别的鼠标控制信号，通过不同位置咬牙动作控制信号的组合实现鼠标点击及鼠标光标移动功能的控制；
信号传输模块：采用无线技术实现控制信号的无线发送，接收端采用USB口的无线接收装置；
应用软件：基于VB平台的鼠标(光标)控制的实现，根据咬牙动作肌电信号模式识别的结果，采用windows自带的API函数实现对光标的控制。
采集端集肌电传感器、运算放大器、滤波器、可将预处理的肌电信号转化成可实现鼠标按键点击和鼠标光标移动功能的控制信号的单片机电路与蓝牙无线发送模块为一体，并嵌入可调松紧度与肌电采集位置的头箍内。如图1所示，通过a可调节头箍上下位置，通过b可调节头箍松紧度，通过c可调节肌电传感器d的左右和前后位置，以保证肌电传感器位于合适的采集点并贴紧皮肤。接收端采用USB口蓝牙无线接收装置。使用者可通过佩戴该头箍来实现鼠标按键点击与鼠标光标移动功能的控制。
具体操作过程参照附图：
如图2，选取颞肌位置的肌肉作为肌电信号的采集点，将采集的信号经过处理与计算并转换成可实现鼠标点击与鼠标光标移动等功能的控制信号，之后利用蓝牙无线模块完成控制信号的无线发送与接收，计算机根据咬牙动作肌电信号模式识别的结果，利用VB平台及windows自带的API函数实现对上述功能的控制。
如图3所示，发生咬牙动作时颞肌位置的肌电信号表现的特征明显，将采集的肌电信号经过放大、滤波等预处理后传入单片机电路，单片机电路将传入的信号进行A/D转换并将转换的数字信号参照采样频率及肌电信号电压幅值等特征，并利用阈值判别法将其转换成可控制鼠标的信号，之后利用无线蓝牙技术完成控制信号的传送与接收。
如图4所示，通过阈值判别法判断是否有动作产生，有动作产生则信号置高电平，没有动作产生则信号置低电平，根据高电平持续时间将信号分为杂信号、按键信号与移动信号。杂信号为无效信号，按键信号与移动信号是控制信号，当产生杂信号时返回产生杂信号之前的信号状态，当产生有效信号时设定一定的高电平持续时间阈值，当不超过阈值时判断其为按键信号，当超过阈值时判断其为移动信号，将信号转入下一模块D计算处理。将信号转入下一模块D(图5)计算处理。
如图5所示，不同位置的控制信号分别对应鼠标的左右键点击功能与当前鼠标光标方向切换功能；不同位置的移动信号分别对应鼠标的左/右与上/下移动功能以及确定键功能。
具体内容如下：
只有左侧颞肌位置产生按键信号(简称LS信号)对应鼠标左键点击功能；只有右侧颞肌位置产生按键信号(简称RS信号)对应鼠标右键点击功能；左右颞肌位置同时产生按键信号(简称BS信号)对应切换功能，其控制效果是实现当前鼠标光标移动方向的切换(左右方向的切换与上下方向的切换)。
只有左侧颞肌位置产生移动信号(简称LL信号)对应光标向左/右方向移动功能；只有右侧颞肌位置产生的移动信号(简称RL信号)对应光标上/下方向移动功能；左右颞肌位置同时产生移动信号(简称BL信号)对应确定键功能，其控制效果是选中并打开鼠标光标当前所指文件。
如操作已完成则结束信号采集，如操作未完成则返回继续采集处理肌电信号。
Claims (5)
1.一种信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于包括：
信号采集端，包括肌电传感器、单片机电路、信号发送电路，肌电传感器产生的输出信号送至单片机电路，单片机电路对该信号进行处理后再送至信号发送电路，信号发送电路将此信号送至信号接收端；
信号接收端，其输出送至被控制的计算机；
头箍，可佩戴在头部，所述信号采集端嵌于头箍内。
2.根据权利要求1所述的信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于：
所述肌电传感器产生的信号经运算放大器放大和滤波器滤波后再接入单片机电路。
3.根据权利要求1所述的信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于：
所述信号发送电路为蓝牙无线发送模块；
所述信号接收端采用USB口蓝牙无线接收装置。
4.根据权利要求1至3之一所述的信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于：
所述头箍可调松紧度，可根据不同人的需求调佩戴位置和肌电传感器位置。
5.根据权利要求4所述的信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置，其特征在于：
所述肌电传感器处于一可滑动模块内，可根据不同人的特征选择固定位置，以紧贴头部表面肌肉进行肌电信号的采集。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120031035 CN202142007U (zh) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | 信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120031035 CN202142007U (zh) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | 信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN202142007U true CN202142007U (zh) | 2012-02-08 |
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| CN 201120031035 Expired - Fee Related CN202142007U (zh) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | 信号采集位置可调的头部肌电控制鼠标装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202142007U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110051351A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-26 | 深圳市宏智力科技有限公司 | 咬牙信号获取方法以及电子设备的控制方法及装置 |
-
2011
- 2011-01-28 CN CN 201120031035 patent/CN202142007U/zh not_active Expired - Fee Related
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