專利名稱：一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種度量人的大腦智慧和腦控制力大小的競(jìng)賽設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的物質(zhì)生活和生存環(huán)境得到了極大的提高。同時(shí)，人們的精神壓力也在不斷增大，亞健康的人群數(shù)量逐年遞增，社會(huì)上人們心態(tài)的浮躁表現(xiàn)得日益明顯。當(dāng)今社會(huì)，隨著社會(huì)競(jìng)爭的日益加劇和生產(chǎn)分工的精細(xì)化，人們的身心正承受著前所未有的巨大壓力和挑戰(zhàn)。據(jù)
全國流行病學(xué)調(diào)查，神經(jīng)、精神疾病占我國疾病總負(fù)擔(dān)20%，居于各種疾病的首位，抑郁、藥物濫用、自殺、應(yīng)激以及各種情緒障礙等問題困擾著人們。高血壓、糖尿病等慢性疾病受心理狀態(tài)的影響越來越明顯。心理健康狀況不但會(huì)對(duì)軀體健康產(chǎn)生深刻而微妙的影響，而且也與社會(huì)的繁榮和諧密切相關(guān) 。另一方面，人們?cè)谥R(shí)的獲取、記憶，大腦的使用方面還沒有建立起一種客觀定量、科學(xué)、合理甚至可以實(shí)現(xiàn)自我反饋的方法。近年來，隨著生物科學(xué)的進(jìn)步，特別是腦科學(xué)研究的發(fā)展，最新迸展之一就是將腦成像等最新的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)和方法廣泛應(yīng)用于心理健康機(jī)制的研究，系統(tǒng)探索腦與心理健康之間的關(guān)系。人們對(duì)諸如音樂、冥想、打坐、入靜、睡眠等過程中
腦功能和生命健康狀況的變化都開展了深入研究。相關(guān)結(jié)果提示1.大腦皮層的功能存在廣泛的、可以跨越皮層領(lǐng)域的可塑性改變潛力，而且這種改變
能力可以終生保持。2.研究人員經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，"由于沒有能力阻止大Mi處
理不相干的環(huán)境刺激因素，老年人的抗干擾能力比年輕人差"。3. —項(xiàng)新的研究顯示，睡眠不僅可使人的身體恢復(fù)活力，而且還能觸發(fā)大腦中的"復(fù)原按鈕"，以此幫助大腦保持靈活，為學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。研究還表明，睡眠可以減少由于大腦中連接點(diǎn)(突觸)過多所造成的有害積累。4.科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，那些取得較高成就的人一一例如公司經(jīng)理、奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員和國家領(lǐng)導(dǎo)人一一壽命相對(duì)較長，比普通人平均最多活4年。研究人員相信，勤奮和^v真也是獲得長壽的金鑰匙，雖然這意味著你的工作壓力要超過普通人。5.英國薩里大學(xué)睡眠研究中心和飛利浦照明的一項(xiàng)聯(lián)合研究顯示，與傳統(tǒng)單純的白色光源相比，富含藍(lán)色的白光更易使人在辦公室的工作中保持清醒。這項(xiàng)研究還顯示，在積極情緒、工作表現(xiàn)、疲勞程度、敏感性、注意力集中程度、眼疲勞和睡眠質(zhì)量方面，這種燈光都有一定的改善作用。6.國際高血壓學(xué)會(huì)的一份研究報(bào)告說，高血壓患者每天聽半個(gè)小時(shí)音樂有助于降低血壓。意大
利佛羅倫薩大學(xué)研究人員彼德羅 莫代斯蒂說"聽音樂讓人安靜，可以會(huì)褢
解焦慮情緒。但每天聽音樂可以降低血壓，這還是首次發(fā)現(xiàn)"。7.根據(jù)一項(xiàng)長逾50年的調(diào)查研究指出，具有情緒穩(wěn)定、個(gè)性活潑積極等人格特質(zhì)的人，比起消極的人，壽命會(huì)較長。8.人在似睡非睡狀態(tài)下，創(chuàng)造性思維極活躍。9.心理放松是一種獨(dú)特而有效的心理能量恢復(fù)途徑，它可以影響人們的認(rèn)知 和情緒風(fēng)格，提高人們合理地使用和分配心理資源的能力。
可以證明，睡眠、入靜、冥想、專注是達(dá)到上述結(jié)論的方法之一，是對(duì) 大腦的一種調(diào)控過程。學(xué)習(xí)訓(xùn)練提高這種調(diào)控能力(我們稱之為"腦引力")， 就可以提高腦功能可塑性改變的能力，可以提高人在復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾能 力，可以提升人的學(xué)習(xí)和記憶能力，進(jìn)而，可以影響到人們的心理健康和軀 體健康以及解決問題的能力。特別是引入反饋，人們有了一個(gè)客觀的、可遵 循的途徑了解自身當(dāng)前狀態(tài)是否適合學(xué)習(xí)和記憶，如何調(diào)控自身進(jìn)入學(xué)習(xí)和 記憶的最佳狀態(tài)。同時(shí)，這種能力(腦引力)的提高，對(duì)于人們心態(tài)的平和， 道德素養(yǎng)的建立，突發(fā)事件的理性處理能力，甚至工作的效率都有相當(dāng)?shù)姆e 極作用。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種借助競(jìng)賽方式，利用訓(xùn)練和競(jìng)賽的過程， 幫助人們實(shí)現(xiàn)提升腦控制力的腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)。 本實(shí)用新型所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)包括
腦電、生命體征信號(hào)采集部分組成的第一單元，包括腦電采集頭套、手 指血管搏動(dòng)感受器探頭、信號(hào)放大器、生命體征信號(hào)采集電極、信號(hào)放大器；
采集競(jìng)賽者腦電波信號(hào)和血管搏動(dòng)波信號(hào)的裝置是腦電感受器和手指血管搏 動(dòng)感受器探頭，腦電感受器和手指血管搏動(dòng)感受器探頭的信號(hào)輸出端分別接 腦電信號(hào)放大器和血管搏動(dòng)信號(hào)放大器，腦電信號(hào)放大器和血管搏動(dòng)信號(hào)放
大器的輸出端為第一單元的信號(hào)輸出端；
采集信號(hào)實(shí)時(shí)處理部分組成的第二單元，包括數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)
采集控制電路、單片計(jì)算機(jī)電路、數(shù)據(jù)輸出電路、中心處理計(jì)算機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn) 換電路的輸入端接第一單元的信號(hào)輸出端，輸出端接單片計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸入 端，單片計(jì)算機(jī)RS232信號(hào)接口與對(duì)獲得的腦電、血管搏動(dòng)信號(hào)計(jì)算處理， 提取出腦狀態(tài)指標(biāo)和微循環(huán)灌注、心率指標(biāo)的中心處理計(jì)算機(jī)連接，單片計(jì) 算機(jī)具有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端；
機(jī)械傳動(dòng)和司南及輸出顯示部分組成的第三單元，機(jī)械傳動(dòng)包括與單片 計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端連接的電機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng) 部件，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件控制終端為放置于桌面的司南磁勺指針；用于腦狀 態(tài)指標(biāo)和微循環(huán)灌注、心率數(shù)值顯示的大屏幕顯示單元與第二單元的中心處 理計(jì)算機(jī)連接。
所述機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件與司南磁勺指針為接觸或非接觸方式 帶動(dòng)結(jié)構(gòu)。
所述腦電采集頭套通過頭套上鑲嵌的兩個(gè)以上金屬電極，采集腦皮層電 位信號(hào)。
所述的血管搏動(dòng)波信號(hào)采用壓力套和壓力傳感器接觸身體某一部分血管 部位，采集血管搏動(dòng)波計(jì)算微循環(huán)灌注指標(biāo)。
4所述的血管搏動(dòng)波信號(hào)是利用手指或腳趾部位佩戴光發(fā)射和光接受傳感 器，采集脈搏血氧容積波計(jì)算微循環(huán)灌注。
所述第一單元還包括無創(chuàng)血壓采集模塊，其輸出端與該單元的信號(hào)放大 器連接。
所述的第三單元還包括一個(gè)由微量泵、揮發(fā)腔體、推注針管、大分子香 水組成的香味發(fā)生器，微量泵的控制端接第二單元的單片計(jì)算機(jī)電路的另一 個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端。
本實(shí)用新型公開了一種結(jié)合中國傳統(tǒng)"禪文化"、西方流行的"冥想"、 印度"瑜珈"文化的精髓，以中國古代4大發(fā)明之一 "司南"為表現(xiàn)形式， 輔助光和香味的變化，以大腦控制力定量度量值做為競(jìng)技載體，兩人或多人 參與的比賽競(jìng)技設(shè)備。本系統(tǒng)是一種度量人的大腦智慧和腦控制力大小的競(jìng) 賽設(shè)備，除了具備完整的競(jìng)技比賽屬性以外，對(duì)于參與競(jìng)賽人的身心健康具 有積極的意義。換言之，通過一種競(jìng)賽的形式，度量出人們的腦控制能力、 腦專注能力、腦放松能力、腦應(yīng)變能力，比較的是人們心理健康、生理健康 和腦智慧的高低。

圖1是本實(shí)用新型的組成電路框圖。
圖2是本實(shí)用新型的香味發(fā)生器的組成框圖。 圖3是本實(shí)用新型的指針的轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的組成框圖。 圖4是本實(shí)用新型的指針轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的機(jī)械部分的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型利用生命體征信號(hào)(包括微循環(huán)灌注、心率等)作為競(jìng)賽本 體，借助于中國傳統(tǒng)四大發(fā)明"司南"作為表現(xiàn)形式的游戲比賽裝置一"腦
引力"競(jìng)賽系統(tǒng)，它包含三個(gè)單元第一單元是腦電、生命體征信號(hào)采集部 分；第二單元是采集信號(hào)實(shí)時(shí)處理部分；第三單元是機(jī)械傳動(dòng)和"司南"及 輸出顯示部分。腦電、生命體征信號(hào)采集單元包括腦電采集頭套、信號(hào)放大 器、生命體征信號(hào)采集電極、信號(hào)放大器。采集信號(hào)實(shí)時(shí)處理部分包括數(shù)據(jù) 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集控制電路、單片計(jì)算機(jī)電路、數(shù)據(jù)輸出電路、中心 處理計(jì)算機(jī)。機(jī)械傳動(dòng)和"司南"及輸出顯示部分包括電機(jī)、電機(jī)控制電路、 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、"司南"部件、顯示光控電路、發(fā)光部件、狀態(tài)結(jié)果顯示屏。 各部分之間的連接關(guān)系參見圖1，說明如下
通過競(jìng)賽者頭套中的腦電感受器、手指血管搏動(dòng)感受器探頭，轉(zhuǎn)換競(jìng)賽 者腦電波信號(hào)和血管搏動(dòng)波信號(hào)為電信號(hào)，該信號(hào)送入腦電信號(hào)放大器和血 管搏動(dòng)信號(hào)放大器中，經(jīng)放大、濾噪后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)進(jìn) 入單片計(jì)算機(jī)加工處理后，再由單片機(jī)RS232信號(hào)接口輸出到中心處理計(jì)算 機(jī)，中心處理計(jì)算機(jī)對(duì)獲得的腦電、血管搏動(dòng)信號(hào)計(jì)算處理，提取出腦狀態(tài)
指標(biāo)和微循環(huán)灌注、心率指標(biāo)，將腦狀態(tài)指標(biāo)通過RS232信號(hào)接口輸出到單 片計(jì)算機(jī)中，單片計(jì)算機(jī)經(jīng)過計(jì)算，轉(zhuǎn)換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)，通過電機(jī)控
5制電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)部件牽引"司南"的磁勺在0-180度范 圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，指示腦狀態(tài)的變化，達(dá)到勝負(fù)。同時(shí)，腦狀態(tài)指標(biāo)和微循環(huán)灌注、 心率數(shù)值在大屏幕顯示單元通過數(shù)字、趨勢(shì)圖、圖像以及語音顯示輸出，提 供反饋和指示比賽狀態(tài)。
本裝置將腦電數(shù)據(jù)采集、生命體征數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)化成"司南"指針轉(zhuǎn)動(dòng) 和大屏幕顯示單元顯示。以電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)機(jī)械部分動(dòng)作， 以接觸或非接觸方式帶動(dòng)"司南"磁勺轉(zhuǎn)動(dòng)，指示腦狀態(tài)的改變。所述的非 接觸方式帶動(dòng)"司南"磁勺轉(zhuǎn)動(dòng)是通過電機(jī)帶動(dòng)減速電機(jī)再驅(qū)動(dòng)一個(gè)磁鐵旋 轉(zhuǎn)，再通過磁鐵的磁力驅(qū)動(dòng)"司南"磁勺轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的腦電圖和微循環(huán)灌注 的信號(hào)采集方法以及數(shù)據(jù)處理方法，通過頭套上鑲嵌的兩個(gè)以上金屬電極， 采集腦皮層電位信號(hào)，微循環(huán)灌注采用壓力套和壓力傳感器接觸身體某一部 分血管部位，采集血管搏動(dòng)波計(jì)算微循環(huán)灌注指標(biāo)?；蛘呶⒀h(huán)灌注利用手 指或腳趾部位佩戴光發(fā)射和光接受傳感器，采集脈搏血氧容積波計(jì)算微循環(huán)
灌注。血壓采集利用無創(chuàng)血壓采集模塊實(shí)現(xiàn)(HXD一I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀)。 采集的腦電信號(hào)經(jīng)過計(jì)算機(jī)程序的處理，以譜分析及小波分析方法計(jì)算出反 映腦松弛狀況、腦專注狀態(tài)、睡眠狀態(tài)的指標(biāo)。采集的血管搏動(dòng)和手指容積 波信號(hào)經(jīng)過時(shí)域波形的微積分算法，提取出微循環(huán)狀態(tài)和心率的數(shù)值，反映 生命體征中微循環(huán)的改變。血壓接受血壓采集模塊自動(dòng)采集的血壓值顯示。
該系統(tǒng)通過頭套中腦電信號(hào)采集電極，自競(jìng)技者頭部采集到基本的腦 電信號(hào)，通過血壓測(cè)量模塊(華翔公司產(chǎn)HXD_I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀)測(cè)量 血壓值，通過血管搏動(dòng)或手指血氧容積波換能器，采集到微循環(huán)末梢灌注信 號(hào)，經(jīng)由放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，傳送信號(hào)到單片計(jì)算單 元，計(jì)算單元對(duì)采集的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理(HXD_I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀腦電 模塊)，以固定數(shù)據(jù)格式送入鏈路數(shù)據(jù)緩存中，以有線或無線方式異步連續(xù)模 式傳送數(shù)據(jù)到中心處理計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)處理，中心處理計(jì)算機(jī)采用黑龍江華翔 科技開發(fā)公司生產(chǎn)的HXD—I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀中腦電功能分析模塊，施加 小波、譜分析、微積分算法，提取出反應(yīng)腦專注度、腦放松度、腦控制力等 腦狀態(tài)的客觀定量指標(biāo)(HXD_I輸出)，計(jì)算競(jìng)技雙方相對(duì)數(shù)值差(簡單數(shù)字
差)，以數(shù)字模式發(fā)送命令和ic據(jù)到步進(jìn)電機(jī)控制單元，根據(jù)其大小，驅(qū)動(dòng)步
進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和快慢，通過機(jī)械部分傳動(dòng)，帶動(dòng)顯示部件中(司南)的 磁勺順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，磁勺的位置表現(xiàn)雙方競(jìng)技者的腦控制能力高低， 轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)區(qū)域時(shí)，代表某一方獲勝。競(jìng)技雙方腦引力指標(biāo)的絕對(duì)值作為段 位等級(jí)，控制顯示部件中的閃光單元，不同亮度代表等級(jí)的高低。同時(shí)，此 值驅(qū)動(dòng)香味發(fā)生器，控制微量泵，散發(fā)微量香味，回饋給競(jìng)技者，作為調(diào)節(jié) 本身心理狀態(tài)的依據(jù)。計(jì)算單元對(duì)采集的血壓和微循環(huán)灌注信號(hào)施加處理(采 用HXD一I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀血壓功能模塊)后，通過顯示單元的大屏幕顯 示器顯示趨勢(shì)變化和數(shù)值，代表競(jìng)技者的軀體生理狀態(tài)和交感神經(jīng)張力高低 變化。
6腦功能、血壓、微循環(huán)末梢灌注信號(hào)采集和分析子系統(tǒng)由腦電采集放大
器、微循環(huán)血管搏動(dòng)放大器、無創(chuàng)血壓測(cè)量模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、Rs232接口、 單片計(jì)算機(jī)、中心處理計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)電路、采集電極及換能器組成。腦電采 集電極帽和腦電采集放大器之間的匹配，使腦電信號(hào)的采集可以大大簡化皮 膚表面的處理過程，使腦電圖的應(yīng)用從臨床醫(yī)院普及到人們的日常生活中。 中心處理計(jì)算機(jī)中采用的HXD—I組合式多功能監(jiān)護(hù)儀中的腦電功能分析模塊， 對(duì)接受的腦電數(shù)字信號(hào)施加不同的分析算法，分析窗口為2500毫秒，其中小 波分析階數(shù)為8，采用正反變換，分解腦電圖信號(hào)為多導(dǎo)分量，二次施加譜分 析和微積分計(jì)算，可以獲得定量腦狀態(tài)指標(biāo)參數(shù)i一22 、 iJB5、 i—52、 i—48 指數(shù)，分別命名為腦專注指數(shù)、腦放松指數(shù)、腦凝神指數(shù)、if思維^雖度指數(shù)。 指標(biāo)的提取過程長達(dá)10年以上，在手術(shù)麻醉環(huán)境下，對(duì)手術(shù)患者的腦電信號(hào) 全程采集，累積數(shù)萬病例，分析患者在術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后的腦功能狀態(tài)改變， 所施藥物的作用，手術(shù)刺激、心理、情緒變化的影響，相關(guān)于手術(shù)過程各個(gè) 階段患者腦電信號(hào)中的特征改變，在大樣本條件下，利用上述數(shù)學(xué)分析方法 對(duì)樣本進(jìn)行反復(fù)計(jì)算，最終提取出i—35、 i—22、 i—52、 i—48指數(shù)。利用這種 腦狀態(tài)指標(biāo)開展的前期研究可以說明，相關(guān)于腦放一松狀態(tài)，i—35有顯著性變 化。相關(guān)于腦專注度的提高，i一22有顯著性數(shù)值改變。i一22的變化還可以相 關(guān)于腦疲勞和睡眠。i—35的變化也和腦狀態(tài)控制力大小、情緒高低有相當(dāng)程 度的吻合。i_52和i_48相關(guān)于腦興奮程度的改變和對(duì)外界信息輸入的反應(yīng)敏 感度改變。上述參數(shù)的變化特性滿足人群中應(yīng)用的重復(fù)性、相關(guān)性要求。也 消除了腦電圖因人而異的個(gè)體差異變化，在不同人之間絕對(duì)值可比。同時(shí)， 這些參數(shù)有良好的腦功能狀態(tài)分辨率、線性度和較高的時(shí)間分辨率。i一22、 i—35、 i一52、 i—48的獲取也滿足簡單、方便、抗干擾的要求。上述指標(biāo)是HXD_I 組合式多功能監(jiān)護(hù)儀的腦電功能分析模塊的輸出，可以單獨(dú)或加權(quán)組合作為 競(jìng)技載體
速度l二 (i—35 (1) -i—35 (2)) /min (i—35 (1), i—35 (2)) 速度2二 (i—22 (1) -i—22 (2)) /min (i—22 (1), i—22 (2))
經(jīng)由顯示部分的指針位置和光亮度、香味散發(fā)表現(xiàn)出來。中心處理機(jī)對(duì) 接受的血壓信號(hào)和微循環(huán)末梢灌注信號(hào)施加時(shí)域信號(hào)處理，提取出功率、斜 率等定量數(shù)值，表現(xiàn)競(jìng)技者的生命體征狀態(tài)和交感張力水平，顯示在屏幕上， 客觀描繪出競(jìng)技過程中生理狀態(tài)改變的趨勢(shì)。腦電采集和分析處理軟件采用 黑龍江華翔科技開發(fā)有限公司產(chǎn)HXD—I型組合式多功能監(jiān)護(hù)儀的腦電測(cè)量模 塊實(shí)現(xiàn)。血壓測(cè)量采用黑龍江華翔科^開發(fā)有限公司產(chǎn)HXD一I型組合式生命 體征監(jiān)護(hù)儀的血壓測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)，微循環(huán)末梢灌注測(cè)量采用一黑龍江華翔^f技 開發(fā)有限公司產(chǎn)HXD_I型組合式多功能監(jiān)護(hù)儀的血管壓力測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn)。
光發(fā)生采用藍(lán)色背景外加紅色段位燈光強(qiáng)度變化表現(xiàn)，燈光強(qiáng)度的控制采 用數(shù)字模式，調(diào)節(jié)發(fā)光器件的供電電壓改變獲得。調(diào)節(jié)信號(hào)由腦功能狀態(tài)定
7量指標(biāo)的絕對(duì)值生成。藍(lán)色發(fā)光器件采用半導(dǎo)體發(fā)光塊組合而成，鑲嵌在固 定指針的桌面上，桌面采用水晶體加工而成，便于光線的穿透。指針加工成 古代"司南"的匙狀外形，采用玉石材料制造，鑲嵌紅色半導(dǎo)體發(fā)光塊，表 現(xiàn)出競(jìng)技等級(jí)的不同。
香味發(fā)生器由圖2所示。由微量泵、揮發(fā)腔體、推注針管、大分子香水組
成。微量泵采用山東奧賽華翔科技開發(fā)有限公司的AXB—TCI耙控推注泵。針 管中抽取5毫升香水，推注泵推動(dòng)針管，將香水注入揮發(fā)腔體，自然揮發(fā)。 推注泵由中心處理機(jī)經(jīng)由rs232接口控制，控制信號(hào)采用競(jìng)賽雙方的i_48之 平均值實(shí)現(xiàn)。
本項(xiàng)目的機(jī)械傳動(dòng)部分控制指針的轉(zhuǎn)動(dòng)，指針運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，步 進(jìn)電機(jī)具備數(shù)字接口，可以接受計(jì)算機(jī)的控制。指針的轉(zhuǎn)動(dòng)控制由圖3所示。
機(jī)械部分由步進(jìn)電機(jī)、變速齒輪、傳動(dòng)軸三部分組成，全部固定在機(jī)架 上。設(shè)計(jì)原則為簡單靈巧，安裝方便。
步進(jìn)電機(jī)根據(jù)中心處理機(jī)計(jì)算的兩位競(jìng)賽者腦狀態(tài)指數(shù)之差給定的速度， 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。為使桌面上的指針運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，步進(jìn)電機(jī)通 過兩極減速齒輪來帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)使桌面指針在桌面的圖案上移 動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4中，l是指針、2是軸承、3是桌面、 4是電機(jī)齒輪、5是機(jī)架、6是步進(jìn)電機(jī)、7是軸承、8是減速軸、9是主軸、 IO是軸承、ll是第一減速齒輪、12是第二減速齒輪、13是螺釘、14是墊、 15是軸承。
機(jī)架起到固定和支撐的作用，步進(jìn)電機(jī)、變速齒輪、傳動(dòng)軸都安裝在機(jī) 架上。機(jī)架用螺釘通過機(jī)架上的固定孔固定在桌面下方。桌面與機(jī)架之間的 隔墊使兩部分的結(jié)合部位留出了一定的空間，保證變速齒輪軸的露出部分不 與桌面底部產(chǎn)生摩擦，也便于安裝調(diào)整，和減少震動(dòng)噪聲。機(jī)架上的傳動(dòng)主 軸和減速軸兩端都設(shè)計(jì)了固定軸承，即可減少傳動(dòng)阻力，也能把振動(dòng)噪聲減 小到最低。步進(jìn)電機(jī)的安裝位置和安裝方式見圖，設(shè)計(jì)中充分考慮了步進(jìn)電 機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，能使電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)、阻力降低、噪聲減少。主軸與第 二個(gè)減速齒輪固定在一起，這個(gè)軸要從固定機(jī)架的上方伸出，機(jī)架安裝固定 后主軸上放穿過桌面，主軸上留有與桌面上的指針連接的凹面和結(jié)合點(diǎn)。減 速軸的作用是固定第一個(gè)減速齒輪，它比主軸短，不需要伸出桌面，在機(jī)架 上的安裝方式與主軸相同，安裝時(shí)必須保證主軸和減速軸之間的平行。
桌面上指針的轉(zhuǎn)動(dòng)效果靠機(jī)架中的三個(gè)齒輪在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下來實(shí)現(xiàn)， 而電機(jī)的運(yùn)動(dòng)又由中心處理機(jī)上的控制程序來決定。電動(dòng)機(jī)是由計(jì)算機(jī)控制 的數(shù)字脈沖電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，這種脈沖使電動(dòng)機(jī)能以非常精確的方式按固定 的增量或步幅移動(dòng)。
權(quán)利要求1、一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)的組成包括腦電、生命體征信號(hào)采集部分組成的第一單元，包括腦電采集頭套、手指血管搏動(dòng)感受器探頭、信號(hào)放大器、生命體征信號(hào)采集電極、信號(hào)放大器；采集競(jìng)賽者腦電波信號(hào)和血管搏動(dòng)波信號(hào)的裝置是腦電感受器和手指血管搏動(dòng)感受器探頭，腦電感受器和手指血管搏動(dòng)感受器探頭的信號(hào)輸出端分別接腦電信號(hào)放大器和血管搏動(dòng)信號(hào)放大器，腦電信號(hào)放大器和血管搏動(dòng)信號(hào)放大器的輸出端為第一單元的信號(hào)輸出端；采集信號(hào)實(shí)時(shí)處理部分組成的第二單元，包括數(shù)據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集控制電路、單片計(jì)算機(jī)電路、數(shù)據(jù)輸出電路、中心處理計(jì)算機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端接第一單元的信號(hào)輸出端，輸出端接單片計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，單片計(jì)算機(jī)RS232信號(hào)接口與對(duì)獲得的腦電、血管搏動(dòng)信號(hào)計(jì)算處理，提取出腦狀態(tài)指標(biāo)和微循環(huán)灌注、心率指標(biāo)的中心處理計(jì)算機(jī)連接，單片計(jì)算機(jī)具有一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端；機(jī)械傳動(dòng)和司南及輸出顯示部分組成的第三單元，機(jī)械傳動(dòng)包括與單片計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端連接的電機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件控制終端為放置于桌面的司南磁勺指針；用于腦狀態(tài)指標(biāo)和微循環(huán)灌注、心率數(shù)值顯示的大屏幕顯示單元與第二單元的中心處理計(jì)算機(jī)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件與司南磁勺指針為接觸或非接觸方式帶動(dòng)結(jié) 構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于-腦電采集頭套通過頭套上鑲嵌的兩個(gè)以上金屬電極，采集腦皮層電位信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于 微循環(huán)灌注采用壓力套和壓力傳感器接觸身體某一部分血管部位，采集血管 搏動(dòng)波計(jì)算微循環(huán)灌注指標(biāo)。
5、 如權(quán)利要求l所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于-微循環(huán)灌注利用手指或腳趾部位佩戴光發(fā)射和光接受傳感器，采集脈搏血氧 容積波計(jì)算微循環(huán)灌注。
6、 如權(quán)利要求l所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于 所述第一單元還包括無創(chuàng)血壓采集模塊，其輸出端與該單元的信號(hào)放大器連 接。
7、 如權(quán)利要求1所述的一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，其特征在于 第三單元還包括一個(gè)由微量泵、揮發(fā)腔體、推注針管、大分子香水組成的香 味發(fā)生器，微量泵的控制端接第二單元的單片計(jì)算機(jī)電路的另一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 命令數(shù)據(jù)輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種腦引力智慧競(jìng)賽對(duì)抗系統(tǒng)，本系統(tǒng)的組成包括腦電、生命體征信號(hào)采集部分組成的第一單元、采集信號(hào)實(shí)時(shí)處理部分組成的第二單元、機(jī)械傳動(dòng)和司南及輸出顯示部分組成的第三單元。機(jī)械傳動(dòng)包括與單片計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)命令數(shù)據(jù)輸出端連接的電機(jī)控制電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件控制終端為放置于桌面的司南磁勺指針。本實(shí)用新型能夠借助競(jìng)賽方式，利用訓(xùn)練和競(jìng)賽的過程，幫助人們實(shí)現(xiàn)提升腦控制力的目的。
文檔編號(hào)A61B5/0265GK201389013SQ20092010640
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者丁之光, 吳一兵, 李佳音, 勁 羅, 飛 羅 申請(qǐng)人:吳一兵;丁之光;羅 勁;羅 飛;李佳音