一种智能头盔和脑电波监测系统的制作方法

1.本技术涉及交通工具技术领域，更具体地，涉及一种智能头盔和脑电波检测系统。


背景技术：

2.随着外卖行业的蓬勃发展，外卖骑手的数量日益增多。外卖骑手长时间在户外工作，整体来说工作条件较差，加之长时间处于骑行状态，一旦发生晕厥等失去行为控制能力的疾病，极易引发影响人身安全的重大事故。
3.有些通过在头盔的内部设置采集电极，以实时采集佩戴头盔的骑手头部的脑电波，通过对脑电波的监控，达到提前识别并规避严重的身体不适引发的意外风险。但采用电极在采集脑电波时对其与皮肤的贴合度要求较高，而电极长期与皮肤保持紧贴状态，会严重影响佩戴者的舒适度。另外，头盔在长期佩戴后，会导致电极与皮肤的贴合度变差，影响脑电波的采集质量，导致影响算法有效性以及对于脑电波监测的准确性。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的是提供一种智能头盔和脑电波检测系统的新技术方案，以至少解决背景技术的问题之一。
5.根据本技术的第一方面，提供了一种智能头盔，包括：
6.盔壳；
7.气囊，所述气囊设置于所述盔壳的内侧，所述气囊就有充气状态和放气状态；
8.气泵，所述气泵设置于所述盔壳上，并与所述气囊连接；在所述气泵向所述气囊充气的情况下，所述气囊处于所述充气状态；在所述气泵未向所述气囊充气的情况下，所述气囊为所述放气状态；
9.电极，所述电极设置在所述气囊上，在所述气囊处于所述充气状态的情况下，所述电极能够采集佩戴者头部的脑电信号；
10.血氧监测模块，所述血氧监测模块设置于所述盔壳的内侧，所述血氧监测模块被配置为能够监测佩戴者头部的血氧饱和度；
11.控制模块，所述控制模块分别与所述气泵和所述血氧监测模块连接，在所述血氧饱和度异常的情况下，所述控制模块控制所述气泵向所述气囊充气，使所述电极采集佩戴者头部的脑电信号。
12.可选地，所述盔壳具有前额区，所述气囊设置于所述前额区处。
13.可选地，所述气囊为长条形，并沿所述前额区横向设置。
14.可选地，所述电极采用贴片电极。
15.可选地，所述血氧监测模块和所述气泵均靠近于所述气囊设置。
16.可选地，所述盔壳的外侧与所述气囊相对的位置处设置有一凹槽，所述气泵设置于所述凹槽内。
17.根据本技术的第二方面，提供了一种脑电波监测系统，包括监控终端和第一方面
所述的智能头盔，所述监控终端被配备为能够获取和分析所述电极采集的所述脑电信号。
18.可选地，还包括脑电模块和无线通讯模块，所述脑电模块分别与所述控制模块、所述电极和所述无线通讯模块连接；
19.所述脑电模块被配置为能够获取所述电极监测的所述脑电信号，并对所述脑电信号进行处理；所述无线通讯模块用于将处理后的所述脑电信号传输给所述监控终端。
20.可选地，所述盔壳还具有脑后区，所述控制模块、所述脑电模块和所述无线通讯模块均位于所述脑后区处。
21.可选地，还包括警报模块，所述警报模块与所述监控终端连接，在所述脑电信号异常的情况下，所述警报模块发出警告。
22.根据本技术的一个实施例，本技术通过在头盔的内侧设置气囊和血氧监测模块，并在气囊上设置电极，使得当血氧检测模块实时监到测佩戴者的血氧饱和度异常的情况下，控制模块可以通过气泵向气囊充气，进而实现电极采集佩戴者脑电信号的目的。
23.在上述方案中，血氧监测模块通过红外线能够实时监测佩戴者头部的血氧饱和度，不需要紧贴佩戴者的皮肤，且监测要求较低，使得在长期监测过程中不存在压迫佩戴者皮肤的问题，提升了佩戴舒适度。
24.另外，在血氧饱和度值异常的情况下，气囊在气泵的充气作用下处于充气状态，气囊的充气状态会使得电极紧贴佩戴者的皮肤，一方面实现了采集脑电波的目的，另一方面也避免了长期佩戴导致电极的贴合度变差的问题，提升了监测的准确性。
25.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
27.图1是本技术提供的一种智能头盔的结构示意图。
28.图2是图1的另一视角的结构示意图。
29.图3是本技术提供的一种脑电波监测系统的逻辑框图。
30.1、盔壳；11、前额区；12、脑后区；2、气囊；3、气泵；4、电极。
具体实施方式
31.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
32.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
33.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
34.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
36.如图1至图3所示，本技术提供了一种智能头盔，其可以配备在共享车辆上，供外卖骑手佩戴使用。智能头盔包括盔壳1、气囊2、气泵3、电极4、血氧监测模块和控制模块；所述气囊2设置于所述盔壳1的内侧，所述气囊2就有充气状态和放气状态；所述气泵3设置于所述盔壳1上，并与所述气囊2连接；在所述气泵3向所述气囊2充气的情况下，所述气囊2处于所述充气状态；在所述气泵3未向所述气囊2充气的情况下，所述气囊2为所述放气状态；所述电极4设置在所述气囊2上，在所述气囊2处于所述充气状态的情况下，所述电极4能够采集佩戴者头部的脑电信号；所述血氧监测模块设置于所述盔壳1的内侧，所述血氧监测模块被配置为能够监测佩戴者头部的血氧饱和度；所述控制模块分别与所述气泵3和所述血氧监测模块连接，在所述血氧饱和度异常的情况下，所述控制模块控制所述气泵3向所述气囊2充气，使所述电极4采集佩戴者头部的脑电信号。
37.具体地，在本实施例中，为了实现采集佩戴者脑电信号的目的，提供了一种智能头盔，其能够通过血氧检测模块实时监控佩戴者头部的血氧饱和度是否存在异常，而控制模块能够获取到实时监测的血氧饱和度，并且在检测到的血氧饱和度异常的情况下，控制模块能够控制气泵3向气囊2充气，使气囊2处于充气状态。而气囊2上设置有用于采集脑电信号的电极4，在气囊2处于充气状态的情况下，使得电极4接触佩戴者头部的皮肤，实现采集脑电信号的目的。
38.在上述结构中，血氧监测模块一般采用红外线实现血氧饱和度的监测，无需对佩戴者的皮肤进行紧贴监测，可以实现长时间监测佩戴者的身体状态且不会造成不适感，提升了佩戴者佩戴头盔的舒适度。另外，控制模块对于气泵3向气囊2的充气时间可根据实际需求进行设置，以进一步提升电极4检测的准确性和检测的舒适性。
39.在实际使用中，气囊2平时处于放气状态，避免了电极4长时间接触佩戴者的皮肤，满足了佩戴者对于舒适性的需求。而在血氧监测模块监测到佩戴者的血氧饱和度存在异常时，则气囊2处于充气状态，使得电极4能够与佩戴者的皮肤贴合，采集到佩戴者头部的脑电信号，提升了监测的精准性。一般情况下，正常人的动脉血的血氧饱和度在98％左右，而静脉血的血氧饱和度在95％左右，血氧饱和度异常即指的是血氧饱和度低于95％的情况，此时人体处于缺氧状态。缺氧后会对人体的健康造成很大的威胁，导致出现胸闷、心率过快等症状。
40.本技术提供的智能头盔佩戴在佩戴者头部后，血氧监测模块实时监控佩戴者头部的血氧饱和度，而控制模块能够根据血氧饱和度的大小控制气泵3的工作状态，气泵3的工作状态能够控制气囊2处于充气状态或放气状态，在充气状态下，实现利用电极4采集佩戴者脑电信号的目的。在上述监测过程中，既实现了实时监测佩戴者生命体征状态，提前识别发生严重身体不适(如中暑、癫痫、晕厥等)引发的意外风险的效果，又避免了电极4采集脑电波时，长时间压迫佩戴者皮肤造成的不适感，同时还解决了长时间佩戴电极4与皮肤的贴合度变差的技术问题，提升了监测的舒适性和准确性。
41.可选地，如图1和图2所示，所述盔壳1具有前额区11，所述气囊2设置于所述前额区11处。
42.具体地，在本实施例中，头盔的盔壳1具有前额区11，将气囊2设置于前额区11处，
使得在血氧监测模块检测的血氧饱和度异常，控制模块控制气泵3向气囊2充气，使气囊2处于充气状态的情况下，电极4随着气囊2的鼓胀，能够贴在佩戴者前额处的皮肤处，使得电极4检测的脑电信号更加准确，提升了对于佩戴者生命体征判断的准确性。其中，前额区11指的是，在佩戴者佩戴智能头盔的情况下，头盔上位于佩戴者前额区域的位置处，区域范围可根据实际需求进行调整，本技术对此不作严格限制。
43.可选地，如图1所示，所述气囊2为长条形，并沿所述前额区11横向设置。
44.具体地，在本实施例中，气囊2可以设置为沿前额区11横向设置的长条形，使得气囊2在处于充气状态下，能够以更大的面积贴合佩戴者前额处的皮肤，避免了电极4因与佩戴者的皮肤贴合不够紧密而造成的检测数据不准确的问题。另外，将气囊2设计为长条形横向设置在前额区11，还能够在使得盔壳1内的头盔内衬更大限度地保护佩戴者头部，提高了智能头盔的安全性。
45.可选地，如图1所示，所述电极4采用贴片电极4。
46.具体地，在本实施例中，用于检测佩戴者脑电信号的电极4采用贴片电极4，一方面，贴片电极4比较柔软，能够根据气囊2的形状进行匹配性调整，使得两者的贴合更加紧密，避免气囊2在长时间充气状态和放气状态的交替过程中，导致电极4脱落。另一方面，在气囊2处于充气状态时，贴片电极4也能够与佩戴者的皮肤贴合更加紧密，提升了电极4对于脑电信号检测的准确性。其中，贴片电极4可采用柔性电路板(fpc)制成，其能够任意弯折，以使贴片电极4与佩戴者的皮肤更加贴合。
47.可选地，如图1所示，所述血氧监测模块和所述气泵3均靠近于所述气囊2设置。
48.具体地，在本实施例中，血氧检测模块和气泵3均靠近于气囊2设置能够提升智能头盔内各模块的集成度，便于生产装配和合理化头盔内部的结构。另一方面，气泵3设置于气囊2附近，使得气泵3于气囊2之间的连接管道的长度更短，节省了盔壳1内部的布置空间，也减小了气泵3与气囊2的连接发生故障的风险，提高了电极4检测佩戴者脑电信号的可靠性。
49.可选地，如图1所示，所述盔壳1的外侧与所述气囊2相对的位置处设置有一凹槽，所述气泵3设置于所述凹槽内。
50.具体地，在本实施例中，气囊2设置于盔壳1的内侧，而用于向气囊2充气的气泵3位于盔壳1的外侧的与气囊2相对的凹槽内，一方面，提高了气囊2与气泵3在位置上连接的便利性，实现了结构上的简单化，另一方面，提高了盔壳1对于气泵3的保护能力，进一步提高了电极4检测佩戴者脑电信号的可靠性。
51.根据本技术的第二方面，如图3所示，提供了一种脑电波监测系统，包括监控终端和第一方面所述的智能头盔，所述监控终端被配备为能够获取和分析所述电极4采集的所述脑电信号。
52.具体地，在本实施例中，脑电波检测系统的监控终端能够对电极4采集的脑电信号进行获取和分析，即监控终端在获取到脑电信号后，可以通过对脑电信号的时域特征、频域特征等信息进行分析，基于分析结构判断佩戴者的头部或大脑是否处于异常状态，以及时对发生异常状况的佩戴者采取紧急急救等措施，实现对佩戴者生命安全的负责。其中，监控终端可以为电脑等设备。
53.可选地，如图3所示，脑电波监测系统还包括脑电模块和无线通讯模块，所述脑电
模块分别与所述控制模块、所述电极4和所述无线通讯模块连接；所述脑电模块被配置为能够获取所述电极4监测的所述脑电信号，并对所述脑电信号进行处理；所述无线通讯模块用于将处理后的所述脑电信号向外传输。
54.具体地，在本实施例中，脑电波检测系统还包括脑电信号和无线通讯模块，监控终端能够通过脑电模块和无线通讯模块实现获取电极4采集的脑电信号的目的。其中，脑电模块直接与电极4进行连接，对于获取的脑电信号可以进行电路放大、降噪、滤波等处理，然后经由无线通讯模块传输给监控终端。脑电模块的设置能够实现对脑电信号的处理，使得最终传输给监控终端的脑电信号更加准确和易分析，提高了监控终端的处理效率。而无线通讯模块的设置使得电极4采集的脑电信号可以直接通过无线信号传输给监控终端，提高了信息传输的便捷性，避免了各类线路的设置。
55.其中，无线通讯模块可以采用蓝牙等传输模块，而脑电模块可以包括各类功能电路，以实现放大、降噪和滤波等功能，具体可根据实际需求进行选择和设置，本技术对此不作限制。
56.可选地，如图1和图2所示，所述盔壳1还具有脑后区12，所述控制模块、所述脑电模块和所述无线通讯模块均位于所述脑后区12处。
57.具体地，在本实施例中，盔壳1具有脑后区12，即在佩戴者佩戴头盔的情况下，位于佩戴者脑袋后部的区域处，此区域处不容易受到外部碰撞，并且布置的线路较少，将控制模块、脑电模块以及无线通讯模块可以通过电路板设置在脑后区12处，一方面提高了各模块的安全性和可靠性，另一方面也利于盔壳1的结构布局。
58.可选地，脑电波监测系统还包括警报模块，所述警报模块与所述监控终端连接，在所述脑电信号异常的情况下，所述警报模块发出警告。
59.具体地，在本实施例中，脑电检测模块设置有警报模块，使得在脑电信号异常的情况下能够发出警报，达到警示和呼救的效果。其中，警示模块可以设置为蜂鸣器或警示灯，具体根据实际需求进行设置，本技术对此不作限制。另外，脑电信号异常通常指的脑电信号经过监控终端的分析，得到的时域特征、频域特征均不符合正常体征下的情况，即可判断为脑电信号异常。
60.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
61.虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。