一种数字匝臂PWM驱动式皮肤听声器的制作方法

本发明属于听声器技术领域，具体涉及一种数字匝臂pwm驱动式皮肤听声器。

背景技术：

皮肤听声是利用人体皮肤的感觉资源补偿人耳听觉系统的缺陷，主要用于解决听障人分辨语音的难题。皮肤听声技术汇集了人体解剖学、声学、数学、电子学、人工智能和脑科学等前沿科学技术。

目前，解决听障问题的设备主要是助听器和人工耳蜗。

1.助听器。助听器需要有较好的残余听力，不适用于重度听障，需要语言培训。

2.人工耳蜗。在听神经正常的情况下，人工耳蜗需要复杂的手术，需要较长的伤口愈合时间，有很大的技术风险，语音分辨能力很有限，且价格昂贵，还会破坏原有的残余听力，需要3年的语言培训。

3.多通道阵列式皮肤听声器(zl240910219078.1，发明专利，李建文发明)，模拟电路，需要电极阵列前升压装置。该发明专利有很多明显缺陷，使得产品一直无法进入市场，主要的缺点是模拟电路技术落后、没有说明麦克风如何实现、变压器升压体积太大、功耗高、电极阵列刺激皮肤不够舒服等等。

4.一种皮肤听声器用顺序直列式平面电极阵列(zl241210563652.7，发明专利，李建文发明)，所涉及的电极阵列为12通道与变压器输出连接。其仅仅是一种12通道适应于变压器输出的电极阵列。

现有技术的主要缺点可以总结为：

1)需要半年语言培训；

2)需要随时佩戴；

3)需要使用电池；

4)有一定的误码率。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，提供一种数字匝臂pwm驱动式皮肤听声器，利用amr技术实现32通道pwm离散复空间向量语音转换与舒适性算法，并通过手臂上的32个电极向大脑皮层传递语音信号。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种数字匝臂pwm驱动式皮肤听声器，包括麦克风、主机、电极阵列及电池组，其特征在于，所述主机包括电池组及固定在线路板上的arm芯片、pwm芯片，所述线路板连接麦克风、电极阵列及电池组；所述电极阵列主体包括绝缘软皮、通道端及公用端，一端面设有连接主机的排线及排线插头。

进一步的，所述电极阵列整体设置于匝带上，匝带上靠近排线的一端设有反扣环，匝带背面远离反扣环一端设有相互配合连接的魔术贴，通过魔术贴中部穿过反扣环进行粘贴，实现匝带的固定。

进一步的，所述主机与电极阵列通过排线连接，所述麦克风与主机通过主机连接线连接。

进一步的，所述麦克风用于获取声音，其上端部设有咪头放置处，其内设通音孔，麦克风中部设有电源开关、电源指示灯、音量增大按钮及音量减小按钮，麦克风下端部设有与主机连接的主机连接线；麦克风外部整体设有耳背式外壳，且通过若干固定螺栓固定，线路板及咪头设于耳背式外壳内。

进一步的，所述线路板连接麦克风，接收来自麦克风的信号，并进行离散复空间多路向量语音信号变换。

进一步的，所述主机线路板通过信号线连接电极阵列。

进一步的，所述电池组为3.7v，由3个电池组成，为主机提供电源。

进一步的，所述电极阵列主体包括绝缘软皮、通道端及公用端，一端面设有排线连接电极与pwm输出端。

进一步的，所述pwm芯片为32路pwm语音表示输出控制芯片。

进一步的，所述电极阵列为32通道直流电极阵列，其每片电极的形状为椭圆形或方形。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是以arm与pwm电路为主的皮肤听声器，利用amr技术实现32通道pwm离散复空间转换技术、舒适性算法、耳背式前置咪头、锂电池组供电、32通道电极阵列，并通过手臂上的32个电极向大脑皮层传递语音信号。一般说来pwm输出通道数与电极阵列通道数一致，在24到240之间，越多越好。通过数字化arm技术，实现多通道离散复空间向量语音转换表示算法；通过pwm技术，实现智能化通道排列和定量舒适皮肤化信息传感；电极阵列，分为通道端和公用端，实现更接近人耳通道数的皮肤感知；通过电池组提供能源，可提供不同电压需要，使得系统运行噪声明显降低，而进一步提高皮肤对于语音信号的识别能力。不依赖任何残余听力，无需任何手术，在手臂上创建一套听觉系统，原有听觉系统不受任何伤害，分辨能力更强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明设备部件连接示意图；

图2为本发明麦克风结构示意图；

图3为本发明主机组成示意图；

图4为本发明电池组结构示意图；

图5为电极阵列与匝带正面示意图；

图6为电极阵列与匝带反面示意图；

图中，1-麦克风，2-电极阵列，3-电池组，4-主机；11-通音孔，12-咪头放置处，13-固定螺钉，14-耳背式外壳，15-电源开关，16-音量增大按钮，17-音量减小按钮，18-电源指示灯，19-主机连接线；21-通道端，22-绝缘软皮，23-公用端，24-排线，25-排线插头，26-匝带，27-魔术贴，28-反扣环。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例只作为对本发明的说明，不作为对本发明的限定。

如图1-6所示的一种数字匝臂pwm驱动式皮肤听声器，包括麦克风1、主机4、电极阵列2及电池组3，其特征在于，所述主机4包括用于进行信息处理的线路板及用于为系统供电的电池组3，所述线路板上固定有arm芯片及pwm芯片，所述线路板连接麦克风1及电极阵列2。所述主机4与电极阵列2通过排线插头25连接，所述麦克风1与主机4通过主机连接线19连接。

所述电极阵列2主体包括绝缘软皮22、通道端21及公用端23，一端面设有连接主机的排线24及排线插头25，所述排线插头25用于连接电极片，绝缘软皮22用于固定电极片。平面电极片公用端23及通道端21表面镀金，通道端21与32通道排线24连接。

所述电极阵列2整体设置于匝带26上，匝带26上靠近排线24的一端设有反扣环28，匝带26背面远离反扣环28一端设有相互配合连接的魔术贴27，魔术贴27包括相互配合连接的带细软毛一侧及较硬带钩的一侧，通过魔术贴27中部穿过反扣环28，带细软毛一侧及较硬带钩的一侧进行粘贴，实现将匝带26固定在手臂上。

如图2所示，所述麦克风1用于获取声音，其上端部设有咪头放置处12，其内设通音孔11，麦克风1中部设有可以控制主机4与麦克风1的电源开关15、电源指示灯18、音量增大按钮16及音量减小按钮17，麦克风1下端部设有与主机4连接的4根导线作为主机连接线19；麦克风1外部整体设有耳背式外壳14，且通过若干固定螺栓13固定，线路板及咪头设于耳背式外壳14内。

麦克风1可以做成耳背式，以便戴在耳朵上；其中的咪头前置，在外耳道附近，使得麦克风1更接近人耳获取声音的特点。

主机4由固定在线路板上的arm芯片和32路pwm语音表示输出控制芯片及为系统提供能源的电池组3组成。主机4线路板连接麦克风1，arm芯片接收来自麦克风1的信号，实现32通道pwm离散复空间向量语音转换，舒适性算法，实现人体皮肤容易识别。pwm芯片实现32路离散复空间向量语音转换表示驱动。主机4线路板通过36路信号线连接32通道电极阵列2，其中4路信号线为公用端23。

如图4所示，3.7v电池组3由3个电池组成，为主机4提供电源；使用时通过串联可以形成3种不同的电压，充电时并联可由一个充电器进行。

32通道电极阵列2负责将pwm离散复空间向量语音信号通过手臂皮肤传递给大脑皮层。32通道电极阵列2需要固定在匝带26上，使用时将匝带26缠绕在手臂的皮肤表面，有电极一面紧贴皮肤。

本发明的关键点为：

1.通过数字化arm技术，实现32通道离散复空间向量语音转换表示算法；

2.通过pwm技术，实现智能化通道排列和定量舒适皮肤化信息传感；

3.通过32通道直流电极阵列2，分为通道端21和公用端23，实现更接近人耳通道数的皮肤感知；

4.使用耳背式前置咪头，更接近人耳收音效果；

5.通过电池组3提供能源，可提供不同电压需要，使得系统运行噪声明显降低，而进一步提高皮肤对于语音信号的识别能力。

本发明可选的替代方案包括：

1)麦克风1可以不是耳背式，也会有近似的皮肤听声效果，可以与主机4线路板分开，也可以做在主机4线路板上；

2)主机4线路板arm实现32通道pwm离散复空间向量语音转换与舒适性算法，是本方案的核心技术，属于智能处理，这样的处理效果是全方位的进步，是原来模拟线路技术无法比拟的；

3)3.7v电池组3是本发明的重要特点，具有明显降噪的效果；

4)电极阵列2设有传输信号线和公用线。

5)32通道pwm信息传输电极阵列2设有36根传输信号线，其中32通道线，4根公共线。

这4根可以减少为1或2或3根，也可以增加为5或6根。

6)每片电极的形状可以是椭圆，也可以方形。

7)本发明中的魔术贴27匝带26可以由弹性钢圈替代，也可以由卡扣匝带26替代。

本发明与现有技术相比优势在于：

1)传统助听设备，都要利用人的听觉中枢和听觉神经，而本发明的设备是在人的手臂上重新建立新的听觉系统，与听觉中枢无关。本发明不依赖任何残余听力，无需任何手术，在手臂上创建一套听觉系统，原有听觉系统不受任何伤害，分辨能力更强。

2)早期李建文的发明专利“多通道阵列式皮肤听声器”，由于该发明专利有很多明显缺陷，使得产品一直无法进入市场，主要的缺点是模拟电路技术落后、没有说明麦克风如何实现、变压器升压体积太大、功耗高、电极阵列刺激皮肤不够舒服等等。本发明通过麦克风1接收声音信号，通过电池组3提供能源，可提供不同电压需要，使得系统运行噪声明显降低，而进一步提高皮肤对于语音信号的识别能力。

3)早期李建文的发明专利“一种皮肤听声器用顺序直列式平面电极阵列”，仅仅是一种12通道适应于变压器输出的电极阵列，而本发明是32通道的电极阵列2，差异太大。

4)本发明是以arm与pwm电路为主的皮肤听声器，利用amr芯片5实现离散复空间向量语音转换与舒适性算法，控制pwm芯片驱动电极阵列2向大脑皮层传递语音信号。多通道pwm离散复空间转换技术、舒适性算法、耳背式前置咪头、锂电池组供电、多通道电极阵列向大脑皮层传递声音信号，一般说来pwm输出通道数与电极阵列通道数一致，在24到240之间，越多越好。通过数字化arm技术，实现多通道离散复空间向量语音转换表示算法；通过pwm技术，实现智能化通道排列和定量舒适皮肤化信息传感；电极阵列2，分为通道端21和公用端23，实现更接近人耳通道数的皮肤感知。

本发明中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。