CN209952014U - 海豚数字仿生训练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种海豚数字仿生训练系统，综合海豚等人类亲和动物在不同生理状态发出的对人体尤其是中枢神经系统有促进功能的生源信号，包括海豚仿生信号发生器和多路输出控制台；其输出端连接多路输出控制台；多路输出控制台中设有主控制器、驱动器和多路陷波器；主控制器的显示接口连接LCD触摸屏；主控制器的输出端连接驱动器；驱动器的输出端对应连接每一个陷波器；每个所述陷波器的输出端连接衰减器的输入端；主控制器的输入接口连接音量控制按键；主控制器、衰减器、音频输出设备依次连接。将海豚仿生信号发生器发出的信号，调制成多种频率进行输出，同时通过控制灯光变换和投影成像，给训练者多种视听感知觉刺激；帮助训练恢复健康。

Description

海豚数字仿生训练系统

技术领域

本实用新型涉及仿生训练技术领域，特别涉及一种海豚数字仿生训练系统。

背景技术

大脑广泛性发育障碍是一类以严重缺乏交流及情感反应、语言发育障碍、刻板重复动作和对环境奇特的反应为特征的精神疾病，致残率极高；大量研究表明：广泛性发育障碍，包括孤独症(自闭症)与阿斯伯格综合征；注意缺陷多动障碍；言语及语言发育迟缓；情绪障碍和情感障碍；学习障碍；精神发育迟缓；感知觉障碍；脑瘫；智力障碍；注意力不集中、多动等；在患病幼儿的可塑性最早期即开始进行治疗，可最大程度的开发脑潜力，协助其回归主流社会；然而由于此类症状没有特效的药物治疗；根据仿生学技术，发现利用模仿海豚进行的视听觉刺激，对患儿康复具有良好效果；然而现有的训练系统是对仿生信号发生器进行单独的切换控制，需要人为操作，结构复杂，并且不具有连续性，对训练者起不到很好的作用；因此，研究一种海豚数字仿生训练系统是极为必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种将海豚等人类亲和动物在不同生理状态发出的对人体尤其是中枢神经系统有促进功能的生源信号，利用海豚仿生信号发生器，发出仿生信号，通过多路输出控制台，将海豚仿生信号发生器发出的信号，调制成多种频率进行输出，同时通过控制灯光变换和投影成像，给训练者多中视听刺激；帮助训练恢复健康。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种海豚数字仿生训练系统，包括海豚仿生信号发生器和多路输出控制台；所述海豚仿生信号发生器用于发出仿生海豚声波信号，所述海豚仿生信号发生器的输出端连接多路输出控制台的信号输入接口；所述多路输出控制台中设有主控制器、驱动器和多路陷波器；所述主控制器的显示接口，连接LCD 触摸屏；主控制器的输出接口连接驱动器的输入端；所述驱动器的输出端对应连接每一个陷波器的输入端；每个所述陷波器的输出端连接衰减器的输入端；所述主控制器的输入接口连接音量控制按键；所述主控制器的输出接口连接衰减器的控制端；所述衰减器的输出端连接音频输出设备。

优选的，每个所述陷波器均采用双T网络型电路结构。

在上述任一方案中优选的是，所述双T网络型电路结构包括第一运算放大器、第二运算放大器、可调变阻器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第三电容；所述陷波器的输入端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接第二电阻的一端和第三电容的一端；所述第二电阻的另一端连接第一运算放大器的正向输入端；所述第一运算放大器的反向输入与反馈端相连接，所述第三电容的输出端连接第二运算放大器的反馈端，同时连接第二运算放大器的反向输入端；所述第二运算放大器的正向输入端连接可调变阻器的一端；所述可调变阻器的另一端连接第一运算放大器的反馈端。

在上述任一方案中优选的是，还包括可调灯光控制器；所述可调灯光控制器包括微控制器、LED驱动器和多个LED彩灯；所述微控制器的输入端连接主控制器的输出端；所述微控制器的输出端连接LED驱动器的输入端；所述LED驱动器的每个输出结构，对应连接一个LED彩灯。

在上述任一方案中优选的是，还包括主控制器的JTAG接口，连接PC机，所述PC机连接高清投影仪。

在上述任一方案中优选的是，所述海豚仿生信号发生器设有8组；型号为61-05A。

在上述任一方案中优选的是，所述多路输出控制台中多路陷波器共设有16路；通过调节可调变阻器的阻值大小，调节每路陷波器输出的信号频率。

根据本实用新型实施例提供的一种海豚数字仿生训练系统，相比于现有技术，至少具有以下优点：利用海豚仿生信号发生器，发出海豚仿生声波信号，海豚仿生声波信号输入到多路输出控制台中，利用多路控制台中的主控制器，控制驱动器的输出接口，由于驱动器的输出接口对应连接不同的陷波器，通过片选不同的输出接口，对应不同的陷波器进行不同频段的滤波；将海豚仿生信号发生器发出的信号，调制成多种频率进行输出；实现仿生信号连续自动切换，电路结构简单，避免人工操作；并有效的实现了多频段信号输出；从而达到刺激训练者的听觉的目的，同时通过结合灯光变换和投影成像，给训练者多重视听觉刺激；能够有效的帮助训练者进行训练。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种海豚数字仿生训练系统的电路结构原理图；

图2为本实用新型实施例提供的一种海豚数字仿生训练系统中陷波器的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的一种海豚数字仿生训练系统中的可调灯光控制器的电路原理图；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例的一种海豚数字仿生训练系统，包括海豚仿生信号发生器和多路输出控制台；海豚仿生信号发生器的输出端连接多路输出控制台的信号输入接口；多路输出控制台中设有主控制器、驱动器和多路陷波器；主控制器的显示接口，连接LCD触摸屏；主控制器的输出接口连接驱动器的输入端；驱动器的输出端对应连接每一个陷波器的输入端；每个所述陷波器的输出端连接衰减器的输入端；主控制器的输入接口连接音量控制按键；主控制器的输出接口连接衰减器的控制端；衰减器的输出端连接音频输出设备。

需要说明的是，海豚仿生信号发生器综合海豚等人类亲和动物在不同生理状态发出的对人体尤其是中枢神经系统有促进功能的声源信号；海豚仿生信号发生器设有8组；型号为61-05A，海豚仿生信号发生器在使用时，需要放入所录制的音频文件，该录制的音频文件是通过采集海豚日常生活发出的各种叫声录制而成；在收录的海豚声音中，包括海豚在喜怒哀乐各种情绪中发出的相应叫声。

在本实用新型的一个实施例中，海豚仿生信号发生器可以数字化仿生海豚波段为2万-8万HZ的高频音波(超声波)。8组海豚仿生信号发生器，同时与多路输出控制台连接；进行信号输入；相比于只采用一组海豚信号发生器，保证了输入的信号不失真，同时能将信号进行有效的加强；主控制器的显示接口，连接LCD触摸屏；在使用时，操作员通过在 LCD触摸屏上进行触摸选择，选择需要的信号频率；需要说明的是，本申请中的主控制器可以采用stm32f103c8t6等系列的嵌入式芯片，LCD触摸屏的型号为LTV350QV的触摸屏；驱动器为2个驱动芯片组合而成；驱动芯片采用型号为ULN2803的达灵顿驱动芯片；两个驱动芯片组合排列，由于一个驱动芯片为8路输出，因此设置两个驱动芯片，保证实现16 路信号输出；每个输出接口对应连接一路陷波器；通过主控制器片选驱动器的输出接口，对应选择一路陷波器，进行不同频率的信号输出。衰减器可选用型号为dts25的同轴衰减器。不同频率的信号经过衰减器进行衰减后，再由音频输出设备，例如音箱等，进行信号输出；操作者通过调节音量控制按键实现对输出的信号强度的控制。

如图1所示，多路输出控制台中多路陷波器共设有16路；共设置了16路陷波器；其中，每两个陷波器为频率相同的一组；共包含8组，频率分别为750HZ、1KHZ、1.5KHZ、 2KHZ、3KHZ、4KHZ、6KHZ、8KHZ。

在本申请的一个是实施例中，主控制器的JTAG接口，连接PC机，所述PC机连接高清投影仪，通过PC机中设置的视频影像，结合投影仪；与多路输出控制台相配合；在进行海豚仿生信号输出时，同步进行视频影像播放，给训练者提供视觉与听觉多重刺激。

如图2所示，每个所述陷波器均采用双T网络型电路结构。通过调节可调变阻器的阻值大小，调节每路陷波器输出的信号频率。双T网络型电路结构包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、可调变阻器RP、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容 C1、第二电容C2和第三电容C3；陷波器的输入端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1 的另一端分别连接第二电阻R2的一端和第三电容C3的一端；第二电阻R2的另一端连接第一运算放大器A1的正向输入端；第一运算放大器A1的反向输入与反馈端相连接，第三电容C3的输出端连接第二运算放大器A2的反馈端，同时连接第二运算放大器A2的反向输入端；第二运算放大器A2的正向输入端连接可调变阻器RP的一端；可调变阻器RP的另一端连接第一运算放大器A1的反馈端。

按照图中的电路结构，进行连接后，电阻R1、R2和电容C3组成T型RC的滤波器；电容C1、电容C2和电阻R3组成又一个成T型RC的滤波器；将第二运算放大器A2和第一运算放大器A1反相连接；进行电压跟随；调节RP的电阻；当R1/R2/C3组成的滤波器进行低通滤波；C1/R3/C2组成的滤波器进行高通滤波；信号衰减达到稳定值，由此实现陷波作用；将输出的波信号控制在一个波段内；因此只需要，根据确定两个T型RC滤波器各个参数后，调节RP电阻的阻值，即可实现将波形陷波过滤为每个频段的波形进行输出。

为了给训练者更全面的刺激效果，还包括可调灯光控制器；可调灯光控制器包括微控制器、LED驱动器和多个LED彩灯,LED1-LED7；所述微控制器的输入端连接主控制器的输出端；所述微控制器的输出端连接LED驱动器的输入端；所述LED驱动器的每个输出结构，对应连接一个LED彩灯。

如图3所示，微控制器的型号为STC89C51系列单片机；其中LED驱动器采用74LS154系列的译码器，在本申请请的一个实施例中，可以采用型号为NE555的定时器，作为定时原件；也可以采用设置与主控制器相同的晶振或者时钟芯片；作为同步时钟；在本申请的实施例中，555定时器的输出端与STC89C51系列单片机的时钟管脚CLK连接；微控制器的使能管脚EN与主控制器的输出IO口连接；操作者当控制开启灯光控制时，主控制器控制微控制器开始工作；微控制器按照555定时器的时钟顺序，控制驱动器对LED进行片选，驱动对应的LED等进行常亮或者关闭；进行灯光切换控制，由此实现在播放海豚仿生训练的音频信号时，同步进行灯光切换；给训练者进行听觉、觉多重体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种海豚数字仿生训练系统，包括海豚仿生信号发生器和多路输出控制台；其特征在于，所述海豚仿生信号发生器用于发出仿生海豚声波信号，海豚仿生信号发生器的输出端连接多路输出控制台的信号输入接口；所述多路输出控制台中设有主控制器、驱动器和多路陷波器；所述主控制器的显示接口，连接LCD触摸屏；主控制器的输出接口连接驱动器的输入端；所述驱动器的输出端对应连接每一个陷波器的输入端；每个所述陷波器的输出端连接衰减器的输入端；所述主控制器的输入接口连接音量控制按键；所述主控制器的输出接口连接衰减器的控制端；所述衰减器的输出端连接音频输出设备。

2.根据权利要求1所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，每个所述陷波器均采用双T网络型电路结构。

3.根据权利要求2所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，所述双T网络型电路结构包括第一运算放大器、第二运算放大器、可调变阻器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第三电容；所述陷波器的输入端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接第二电阻的一端和第三电容的一端；所述第二电阻的另一端连接第一运算放大器的正向输入端；所述第一运算放大器的反向输入与反馈端相连接，所述第三电容的输出端连接第二运算放大器的反馈端，同时连接第二运算放大器的反向输入端；所述第二运算放大器的正向输入端连接可调变阻器的一端；所述可调变阻器的另一端连接第一运算放大器的反馈端。

4.根据权利要求1所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，还包括可调灯光控制器；所述可调灯光控制器包括微控制器、LED驱动器和多个LED彩灯；所述微控制器的输入端连接主控制器的输出端；所述微控制器的输出端连接LED驱动器的输入端；所述LED驱动器的每个输出结构，对应连接一个LED彩灯。

5.根据权利要求1所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，还包括主控制器的JTAG接口，连接PC机，所述PC机连接高清投影仪。

6.根据权利要求1所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，所述海豚仿生信号发生器设有8组；型号为61-05A。

7.根据权利要求3所述的海豚数字仿生训练系统，其特征在于，所述多路输出控制台中多路陷波器共设有16路；通过调节可调变阻器的阻值大小，调节每路陷波器输出的信号频率。

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