一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置的制作方法

本实用新型涉及脑机接口技术领域，特别是一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置。

背景技术：

脑科学是研究人脑的结构与功能的综合性学科，实验装置对于实验数据的分析具有重要意义，能否到利用合适的实验装置设计合理的实验直接影响到实验结果的好坏。

当前基于脑电图（electroencephalogram，EEG）的手臂运动方向（意图）研究主要通过观察肌电信号（贴在手臂肌肉上的电极采集到的信号）来确定手臂运动时刻，在实验数据处理过程中非常难确定运动起始时刻，为脑电研究带来很多麻烦。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置，解决现有技术中无法准确记录手臂运动时刻和方向的问题。

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置，用于向上位机传输手臂移动方向信号及手臂移动起始、终止信号，其特征是：包括电阻应变式传感器、A/D转换器、单片机、按键模块和输出接口电路；

所述电阻应变式传感器通过A/D转换器连接单片机；电阻应变式传感器用于将外部压力变化转化为电压信号传送至A/D转换器，A/D转换器将所述电压信号转换为数字信号作为手臂移动起始信号输入单片机；

所述按键模块与单片机连接；按键模块包括多个按键，多个按键分别设置在电阻应变式传感器周围的各个方向；手臂运动后，按下相应按键，按键模块输出相应电压信号作为手臂移动方向信号及手臂移动终止信号输入单片机；

所述单片机连接输出接口电路；输出接口电路将单片机输出的手臂移动起始信号、手臂移动方向信号及手臂移动终止信号传输至上位机。

具体的：所述按键模块包括四个按键，四个按键分别设置在电阻应变式传感器周围前后左右四个方向上。

具体的：所述单片机为51单片机。

具体的：所述输出接口电路为 RS-232 接口电路。

使用方法：在初始状态，实验者的手覆压于电阻应变式传感器，进行实验时，实验者的手离开电阻应变式传感器，移动向某一方向的按键；此时由于电阻应变式传感器的外部压力发生变化，电阻应变式传感器将该外部压力变化转化为电压信号传送至A/D转换器，A/D转换器将该电压信号转换为数字信号作为手臂移动起始信号输入单片机，单片机通过输出接口电路将该手臂移动起始信号实时传输至上位机，由上位机精确记录手臂移动起始时刻；实验者手臂运动后，按下处于移动方向终点的按键，则按键模块向单片机发送一独属于该按键的电压信号作为手臂移动方向信号及手臂移动终止信号输入单片机，单片机通过输出接口电路将该手臂移动方向信号及手臂移动终止信号实时传输至上位机，由上位机精确记录手臂移动终止时刻并同时记录手臂移动方向。

这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

本实用新型的一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置，不仅能够实时发送实验者的手臂移动起始、终止信号，使得上位机能够精确记录实验者的手臂移动起始、终止时刻，实时向脑电数据添加标签信息；而且巧妙地将手臂移动方向信号与手臂移动终止信号合而为一，利用同一个信号实现两个信号的功能，减少向上位机发送信号的次数，简化上位机需运算的数据，提高脑机接口实验的精确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

如图所示，本专利的一种用于脑机接口研究的手臂位置记录装置，用于向上位机传输手臂移动方向信号及手臂移动起始、终止信号，其特征是：包括电阻应变式传感器、A/D转换器、单片机、按键模块和输出接口电路。

电阻应变式传感器通过A/D转换器连接单片机；电阻应变式传感器用于将外部压力变化转化为电压信号传送至A/D转换器，A/D转换器将该电压信号转换为数字信号作为手臂移动起始信号输入单片机。

按键模块与单片机连接；按键模块包括四个按键，四个按键分别设置在电阻应变式传感器周围前后左右四个方向上；手臂向左运动后，按下相应的左按键，按键模块输出相应电压信号作为手臂左向移动信号及手臂移动终止信号输入单片机；

所述单片机连接输出接口电路；输出接口电路将单片机输出的手臂移动起始信号、手臂左向移动信号及手臂移动终止信号传输至上位机。

其中，单片机为51单片机，输出接口电路为 RS-232 接口电路。

使用时，在初始状态，实验者的手覆压于电阻应变式传感器，进行实验时，实验者的手离开电阻应变式传感器，移动向某一方向的按键；此时由于电阻应变式传感器的外部压力发生变化，电阻应变式传感器将该外部压力变化转化为电压信号传送至A/D转换器，A/D转换器将该电压信号转换为数字信号作为手臂移动起始信号输入单片机，单片机通过输出接口电路将该手臂移动起始信号实时传输至上位机，由上位机精确记录手臂移动起始时刻；实验者手臂运动后，按下处于移动方向终点的按键，则按键模块向单片机发送一独属于该按键的电压信号作为手臂移动方向信号及手臂移动终止信号输入单片机，单片机通过输出接口电路将该手臂移动方向信号及手臂移动终止信号实时传输至上位机，由上位机精确记录手臂移动终止时刻并同时记录手臂移动方向。