一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极及其制备方法与流程

1.本发明涉及脑机接口领域，具体为一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极及其制备方法。


背景技术：

2.脑机接口作为人机交互的一个重要方向，在医疗健康、体能增效、航空航天、智能交通、娱乐游戏等领域具有广泛的应用价值，脑电技术的发展极大的促进了人类对自己大脑的认知与人类身体性能的增强，因此如何测量到脑电信号，越发是一个重要的课题。
3.有效的bci要求人体皮肤和电极之间的阻抗较低,半干电极中通常引入部分氯化钠溶液等电解质，在不引入导电凝胶的情况下使用流体电解质降低角质层阻抗。
4.但是现有的半干电极控制电解质溶液缓释的过程难度较高，制备干电极的方法加工工艺过于复杂、制作成本较高，不利于大规模生产。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的是提供一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极及其制备方法，以解决现有的半干电极控制电解质溶液缓释的过程难度较高，制备干电极的方法加工工艺过于复杂的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极,包括壳体和电极环，所述壳体的内部设置有储液罐，所述储液罐的底端通过流液管连接滚珠槽，所述流液管中部的一侧连接有弹簧仓，且另一侧连接有连杆管，所述连杆管内设置有连杆，所述连杆一侧延伸出壳体，所述弹簧仓内滑动设置有锥形堵头，所述滚珠槽内设置有滚珠，所述滚珠设置在壳体的底端，且处在电极环的中部，所述滚珠的底端与电极环的底端处在同一平面。
7.通过采用上述技术方案，设置摁压自动开启流动的电解质液管道，在半干电极使用的过程中电解质液通过滚珠均匀释放，达到了良好的控制电解质溶液缓释的效果。
8.本发明进一步设置为，所述连杆管内的连杆一侧与连杆管内壁之间设置有活塞。
9.通过采用上述技术方案，活塞能够保证连杆管的密封性。
10.本发明进一步设置为，所述电极环的顶端设置有电路板，所述电路板的顶端通过导线连接壳体的接线口。
11.通过采用上述技术方案，通过电路板为电极环供电。
12.本发明进一步设置为，所述弹簧仓内朝向锥形堵头设置有弹簧，所述弹簧的弹力使锥形堵头紧贴流液管内壁。
13.通过采用上述技术方案，保证锥形堵头能够密封流液管的中段。
14.本发明进一步设置为，所述储液罐的底端设置有加液口，且四周通过安装块安装在壳体的内部。
15.通过采用上述技术方案，防止储液罐晃动。
16.本发明进一步设置为，所述滚珠槽内设置有滚珠槽容液仓，所述滚珠槽容液仓设置在滚珠的顶端。
17.通过采用上述技术方案，滚珠槽容液仓容纳电解质溶液用以供给滚珠。
18.本发明进一步设置为，所述滚珠的内部设置有金属硬壳，在金属硬壳的外部包裹有软硅胶软外壳，所述滚珠与滚珠槽内壁紧密接触。
19.通过采用上述技术方案，防止滚珠变形，同时保证能够正常的出液。
20.本发明还提出了一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极制备方法，选用权利要求1-7所述任意一项装置，具体制备方法步骤如下：步骤一：混合将硅橡胶颗粒与导电纳米材料混合搅拌均匀，转移至环形的电极模具中加压加热2-3min使其成型，成型压力为30-60/cm2,成型温度为130-150
°
c，硅橡胶颗粒按照重量百分比包含40-50%的乙烯基硅树脂、含氢交联剂30-40%、固化剂19-29%、催化剂1%，导电纳米材料为纳米银粉、碳纳米管、镍包铜粉、双层石墨烯中的一种或多种混合；步骤二：硫化在环形的电极模具内，保持成型压力为30-60kg/cm2,降低温度为100-120
°
c的状态10-20min使其硫化，将硫化所得半成品在180-200
°
c条件下烘烤1-2h后冷却至室温；步骤三：清洗将加热烘烤后的电极环放置在超声波清洗池内使用碱性溶液清洗，自然风干后即可制得电极环本体；步骤四：组装将电极环本体安装在电路板上，并组装嵌入壳体内。
21.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：1、本发明通过设置摁压自动开启流动的电解质液管道，在半干电极使用的过程中电解质液通过滚珠均匀释放，达到了良好的控制电解质溶液缓释的效果；2、本发明通过简化传统半干电极的制作工艺和生产流程，在保证半干电极产品质量的前提下，提高了半干电极的制作速度。
附图说明
22.图1为本发明的正视内视图；图2为本发明的图1中a的放大图；图3为本发明的流液管右侧视图；图4为本发明的流液管左侧视图；图5为本发明的仰视图。
23.图中：1、壳体；2、储液罐；3、流液管；4、弹簧仓；5、弹簧；6、锥形堵头；7、连杆管；8、活塞；9、连杆；10、摁压头；11、电路板；12、电极环；13、滚珠；14、滚珠槽；15、滚珠槽容液仓。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为
对本发明的限制。
25.下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
26.实施例一：一种柔性非嵌入式脑机接口半干电极及其制备方法，如图1-5所示，壳体1的内部设置有储液罐2，储液罐2的底端通过流液管3连接滚珠槽14，流液管3中部的一侧连接有弹簧仓4，且另一侧连接有连杆管7，连杆管7内设置有连杆9，连杆9一侧延伸出壳体1，弹簧仓4内滑动设置有锥形堵头6，连杆9延伸出壳体1的一端连接有摁压头10，使用时摁压摁压头10使锥形堵头6解除对流液管3中部的密封，储液罐2内的电解质溶液即可流向滚珠槽14，滚珠槽14内设置有滚珠13，滚珠槽14内的滚珠13在滚动时，将滚珠槽14内的电解质溶液带出，均匀涂覆在被测表面，滚珠槽14内的电解质溶液在锥形堵头6密封流液管3时，受大气压无法流出滚珠槽14，滚珠13设置在壳体1的底端，且处在电极环12的中部，滚珠13的底端与电极环12的底端处在同一平面。
27.请参阅图1，储液罐2的底端设置有加液口，且四周通过安装块安装在壳体1的内部，防止储液罐2晃动，储液罐2的顶端开设有气孔，保证储液罐2受大气压和自身重力能够稳定供液，电极环12的顶端设置有电路板11，电路板11的顶端通过导线连接壳体1的接线口，通过电路板11为电极环12供电。
28.请参阅图2，连杆管7内的连杆9一侧与连杆管7内壁之间设置有活塞8，活塞8能够保证连杆管7的密封性，弹簧仓4内朝向锥形堵头6设置有弹簧5，弹簧5的弹力使锥形堵头6紧贴流液管3内壁，保证锥形堵头6能够密封流液管3的中段。
29.请参阅图2，滚珠13的内部设置有金属硬壳，在金属硬壳的外部包裹有软硅胶软外壳，滚珠13与滚珠槽14内壁紧密接触，增强了滚珠13的结构强度，防止滚珠13变形，同时保证能够正常的出液，滚珠槽14内设置有滚珠槽容液仓15，滚珠槽容液仓15设置在滚珠13的顶端，滚珠槽容液仓15容纳电解质溶液用以供给滚珠13。
30.实施例二：将硅橡胶颗粒与导电纳米材料混合搅拌均匀，转移至环形的电极模具中加压加热2min使其成型，成型压力为30/cm2,成型温度为130
°
c，硅橡胶颗粒按照重量百分比包含40%的乙烯基硅树脂、含氢交联剂40%、固化剂19%、催化剂1%，导电纳米材料为纳米银粉、碳纳米管混合，在环形的电极模具内，保持成型压力为30kg/cm2,降低温度为100
°
c的状态10min使其硫化，将硫化所得半成品在180
°
c条件下烘烤1h后冷却至室温，将加热烘烤后的电极环放置在超声波清洗池内使用碱性溶液清洗，自然风干后即可制得电极环本体，将电极环本体安装在电路板上，并组装嵌入壳体内。
31.实施例三：将硅橡胶颗粒与导电纳米材料混合搅拌均匀，转移至环形的电极模具中加压加热2min使其成型，成型压力为45/cm2,成型温度为140
°
c，硅橡胶颗粒按照重量百分比包含45%的乙烯基硅树脂、含氢交联剂35%、固化剂19%、催化剂1%，导电纳米材料为镍包铜粉、双层石墨烯混合，在环形的电极模具内，保持成型压力为45kg/cm2,降低温度为110
°
c的状态15min使其硫化，将硫化所得半成品在190
°
c条件下烘烤1h后冷却至室温，将加热烘烤后的电极环放置在超声波清洗池内使用碱性溶液清洗，自然风干后即可制得电极环本体，将电极环本体安装在电路板上，并组装嵌入壳体内。
32.实施例四：将硅橡胶颗粒与导电纳米材料混合搅拌均匀，转移至环形的电极模具中加压加热3min使其成型，成型压力为60/cm2,成型温度为150
°
c，硅橡胶颗粒按照重量百分比包含40%的乙烯基硅树脂、含氢交联剂30%、固化剂29%、催化剂1%，导电纳米材料为碳纳米管、双层石墨烯混合，在环形的电极模具内，保持成型压力为60kg/cm2,降低温度为120
°
c的状态20min使其硫化，将硫化所得半成品在200
°
c条件下烘烤2h后冷却至室温，将加热烘烤后的电极环放置在超声波清洗池内使用碱性溶液清洗，自然风干后即可制得电极环本体，将电极环本体安装在电路板上，并组装嵌入壳体内。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。