一种使用脑电波控制的遥控小车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种使用脑电波控制的遥控小车，包括外部佩戴采集装置和小车本体，所述小车本体内设置有启动电路控制装置，所述外部佩戴采集装置与所述启动电路控制装置电联接；所述外部佩戴采集装置包括信号采集模块盒、头部脑电波传感器、耳部压力信号传感器、变形电线和固定弧套；所述变形电线包括头部变形电线和耳部变形电线，所述信号采集模块盒的一端为环弧端面并设置有所述头部变形电线，所述头部变形电线的一端设置有所述头部脑电波传感器，本实用新型通过人体的脑电波来控制小车工作及其速度，从而提高玩家大脑的注意力与专注度，有助于提高玩家的学习和工作的效率，实现小车意念智能化，市场前景可观。
【专利说明】
一种使用脑电波控制的遥控小车
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能玩具的技术领域，具体涉及一种使用脑电波控制的遥控小车。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，人们更加注重娱乐和学习，特别是亲子活动，如何让父母在与孩子玩的同时收获更多，是儿童玩具未来的发展趋势。
[0003]目前在国内的市场中，市面上畅销的玩具赛车大多属于手动遥控玩具赛车，这种普通遥控玩具赛车必须手动来遥控控制，而且大多数考虑的是外观和性能等商业价值，更多的是娱乐价值，没有相关的智能化，同时，在父母与孩子玩耍的过程中，这类玩具赛车缺乏对抗性，容易让人产生乏味的感觉。
[0004]使玩具赛车更具有可玩性和智能性是当今玩具领域行业中创新的关键点，若出现一种用意念控制的玩具赛车将会吸引广大玩家的眼球。玩家可以通过自己的意念来控制玩具赛车的启停、快慢等等，使玩家的大脑具有遥控器的功能，让玩家操控起来有种随心所欲的感觉，然而这类型的玩具赛车市场上十分罕见。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种使用脑电波控制的遥控小车，从而提高了玩家的注意力和记忆力。
[0006]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种使用脑电波控制的遥控小车，包括外部佩戴采集装置和小车本体，所述小车本体内设置有启动电路控制装置，所述外部佩戴采集装置与所述启动电路控制装置电联接；
[0008]所述外部佩戴采集装置包括信号采集模块盒、头部脑电波传感器、耳部压力信号传感器、变形电线和固定弧套；
[0009]所述变形电线包括头部变形电线和耳部变形电线，所述信号采集模块盒的一端为环弧端面并设置有所述头部变形电线，所述头部变形电线的一端设置有所述头部脑电波传感器，所述信号采集模块盒的一侧设置有所述耳部变形电线，所述耳部变形电线的一端设置有耳部压力信号传感器，所述信号采集模块盒的另一侧设置有固定弧套，所述信号采集模块盒均与所述头部变形电线和耳部变形电线电连接；
[0010]所述启动电路控制装置包括电机驱动模块、数据处理控制器、蓝牙接收模块和启动供电模块，所述蓝牙接收模块的输出端与所述数据处理控制器的输入端电连接，所述数据处理控制器的输出端与所述电机驱动模块的输入端电连接，所述启动供电模块的输出端与所述电机驱动模块、数据处理控制器和蓝牙接收模块的输入端电连接。
[0011]所述信号采集模块盒包括采集供电模块、信号滤波放大处理模块和蓝牙发射模块，所述头部脑电波传感器和耳部压力信号传感器的输出端均与所述信号滤波放大处理模块的输入端电连接，所述信号滤波放大处理模块的输出端与所述蓝牙发射模块的输入端电连接，所述采集供电模块的输出端均与所述头部脑电波传感器、耳部压力信号传感器、信号滤波放大处理模块和蓝牙发射模块的输入端电连接。
[0012]更进一步地，所述蓝牙发射模块的输出端与所述蓝牙接收模块的输入端电连接。
[0013]优选地，所述数据处理控制器为ATMEGA 2560处理器。
[0014]优选地，所述采集供电模块和所述启动供电模块均为9V/1A的开关电源适配器。
[0015]优选地，所述固定弧套为弹性可变套环。
[0016]优选地，所述信号滤波放大处理模块为TGAM半导体芯片。
[0017]优选地，所述头部脑电波传感器为单通道的干性电极。
[0018]优选地，所述耳部压力信号传感器为双面电极耳夹。
[0019]优选地，所述电机驱动模块为微型130电机。
[0020]本实用新型的有益效果:1.本实用新型的通过设置所述头部脑电波传感器和耳部压力信号传感器作为所述外部佩戴采集装置进行采集人体脑电波数据，进而通过蓝牙模块传送数据至所述启动电路控制装置，由所述启动电路控制装置中所述ATMEGA 2560处理器来处理信号驱动小车运行工作，能提高玩家大脑的注意力与专注度，从而有助于提高玩家的学习和工作的效率，实现小车意念智能化，市场前景可观;2.通过设置所述采集供电模块和所述启动供电模块为9V/1A的开关电源适配器，为所述外部佩戴采集装置与所述启动电路控制装置的工作运行提供了动力的源泉，所述9V/1A的开关电源适配器电量充足，工作效率高，体积小且使用寿命长，方便拆卸更换，从而达到了电源供电的高效、安全、纯净、易控等的特点;3.通过具有弹性的所述固定弧套能起到用于所述外部佩戴采集装置在人体的头部位置的定位，便于所述头部脑电波传感器和耳部压力信号传感器在人体关键部位上的信号采集，使得采集回来的数据真实准确，同时，弹性可变套环可根据使用者的头部尺寸大小不同进行可变适应而固定;4.设置所述头部脑电波传感器为单通道的干性电极，所述耳部压力信号传感器为双面电极耳夹，能与人体头部和耳部的皮肤较好地接触，直接全面地采集脑电波数据，数据采集量虽然少，但是只需要滤波等简单处理便可传输数据给所述小车本体中的所述启动电路控制装置，快速直接地反应玩家的真实意念，安全可靠。
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0022]图1是本实用新型的一个实施例的小车本体的结构示意图；
[0023]图2是本实用新型的一个实施例的意念小车的系统原理图；
[0024]图3是本实用新型的一个实施例的外部佩戴采集装置的结构示意图。
[0025]其中:外部佩戴采集装置1、信号采集模块盒11、采集供电模块111、信号滤波放大处理模块112、蓝牙发射模块113、头部脑电波传感器12、耳部压力信号传感器13、变形电线14、头部变形电线141、耳部变形电线142、固定弧套15、小车本体2、启动电路控制装置3、电机驱动模块31、数据处理控制器32、蓝牙接收模块33、启动供电模块34。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0027]—种使用脑电波控制的遥控小车，如图1-3所示，包括外部佩戴采集装置I和小车本体2，所述小车本体2内设置有启动电路控制装置3，所述外部佩戴采集装置I与所述启动电路控制装置3电联接；
[0028]所述外部佩戴采集装置I包括信号采集模块盒11、头部脑电波传感器12、耳部压力信号传感器13、变形电线14和固定弧套15;
[0029]所述变形电线14包括头部变形电线141和耳部变形电线142，所述信号采集模块盒11的一端为环弧端面并设置有所述头部变形电线141，所述头部变形电线141的一端设置有所述头部脑电波传感器12，所述信号采集模块盒11的一侧设置有所述耳部变形电线142，所述耳部变形电线142的一端设置有耳部压力信号传感器13，所述信号采集模块盒11的另一侧设置有固定弧套15，所述信号采集模块盒11均与所述头部变形电线141和耳部变形电线142电连接；
[0030]所述启动电路控制装置3包括电机驱动模块31、数据处理控制器32、蓝牙接收模块33和启动供电模块34，所述蓝牙接收模块33的输出端与所述数据处理控制器32的输入端电连接，所述数据处理控制器32的输出端与所述电机驱动模块31的输入端电连接，所述启动供电模块34的输出端与所述电机驱动模块31、数据处理控制器32和蓝牙接收模块33的输入端电连接。
[0031]所述信号采集模块盒11包括采集供电模块111、信号滤波放大处理模块112和蓝牙发射模块113，所述头部脑电波传感器12和耳部压力信号传感器13的输出端均与所述信号滤波放大处理模块112的输入端电连接，所述信号滤波放大处理模块112的输出端与所述蓝牙发射模块113的输入端电连接，所述采集供电模块111的输出端均与所述头部脑电波传感器12、耳部压力信号传感器12、信号滤波放大处理模块112和蓝牙发射模块113的输入端电连接。
[0032]所述小车本体2通过所述外部佩戴采集装置I与所述启动电路控制装置3进行电联接，通过所述头部脑电波传感器12放置在人体的前额，所述耳部压力信号传感器13夹在人体耳垂部，所述耳部压力信号传感器13采集的信号作为参考点电压，获取所述头部脑电波传感器12采集脑电波的数据，并通过所述信号滤波放大处理模块112进行过滤、放大处理，再通过所述蓝牙发射模块113把放大后的脑电波信号发送至小车本体I的所述启动电路控制装置3中的所述蓝牙接收模块33;所述蓝牙接收模块33接收来自所述蓝牙发射模块113发送的脑电波数据，所述蓝牙接收模块33通过串口通信模式连接在所述数据处理控制器32，将接收到的脑电波数据发给处理器ATMEGA 2560处理，将脑电波信号转换成脉宽调速信号，再传送至所述电机驱动模块31，从而驱动小车本体I启动行走。所述头部脑电波传感器12和所述耳部压力信号传感器13能够采集人体大脑脑电波数据，玩家的集中注意力不同，数据也会随之改变，利用所采集的数据，通过蓝牙模块传输至ATMEGA 2560处理器，通过PffM算法控制跑道的电压输出，从而控制了小车的启动速度，由此来锻炼玩家的注意力集中程度。
[0033]优选地，所述蓝牙发射模块113的输出端与所述蓝牙接收模块33的输入端电连接。TGAM脑电波采集芯片通过串口与所述蓝牙发射模块113进行通信并与所述蓝牙接收模块33配对，两个蓝牙模块进行配对后，进行无线数据传输。把人体脑部脑电波采集的信号通过所述外部佩戴采集装置I的所述蓝牙发射模块113发送到所述启动电路控制装置3中，由所述蓝牙接收模块33接收信号，进而传输到所述数据处理控制器32处理指示驱动，到达人体通过脑电波来控制小车的启动和速度的目的。当意念小车在工作状态时，所述蓝牙发射模块113与所述蓝牙接收模块33同时工作，接受来自所述外部佩戴采集装置I传来的数据包，实现意念智能化。
[0034]优选地，所述数据处理控制器32为ATMEGA 2560处理器。采用ATMEGA 2560处理器作为数据处理控制器，通过串口接收来自蓝牙模块传输过来的所述信号滤波放大处理模块112的原始数据包，编写程序利用软件方法提取有效数据，再通过串口将解析到的有效数据传输给主控系统;ATMEGA 2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量1接口的设计，具体通过所述头部脑电波传感器12和耳部压力信号传感器13，采集脑波信号，并且经过所述蓝牙发射模块113，发送到ATMEGA 2560处理器，ATMEGA 2560处理器识别从蓝牙数据传送来的数据，处理出来的数据传送给所述电机驱动模块31，从而启动电机，驱动小车前进，因此玩家的注意力越集中，小车的行驶速度越快，反正亦然。
[0035]优选地，所述采集供电模块111和所述启动供电模块34均为9V/1A的开关电源适配器。通过设置所述采集供电模块111和所述启动供电模块34为9V/1A的开关电源适配器，为所述外部佩戴采集装置I与所述启动电路控制装置3的工作运行提供了动力的源泉，所述9V/1A的开关电源适配器电量充足，工作效率高，体积小且使用寿命长，方便拆卸更换，从而达到了电源供电的高效、安全、纯净、易控等的特点。
[0036]优选地，所述固定弧套15为弹性可变套环。通过具有弹性的所述固定弧套15能起到用于所述外部佩戴采集装置I在人体的头部位置的定位，便于所述头部脑电波传感器12和耳部压力信号传感器13在人体关键部位上的信号采集，使得采集回来的数据真实准确，同时，弹性可变套环可根据使用者的头部尺寸大小不同进行可变适应而固定。
[0037]优选地，所述信号滤波放大处理模块112为TGAM半导体芯片。所述TGAM半导体芯片是一个高度集成的单一芯片脑电传感器，可以进行模数转换，检测接触不良的异常状态，它集成了脑电信号的采集、滤波、放大、A/D转换和数据处理及分析等功能，进而把所处理后的信号传输给所述蓝牙接收模块33。所述TGAM半导体芯片能直接连接干接触点，上电后采集脑电信号迅速，通过采用先进的噪音过滤技术，过滤掉眼电噪音及50/60hz交流电干扰，能抗拒日常生活中环境里的各种干扰，而且低能耗，价格适中，适合便携式消费产品的电池供电的设备，现已大量用于玩具、移动设备、教育产品及其他产品中。
[0038]优选地，所述头部脑电波传感器12为单通道的干性电极。通过设置单通道的干性电极，能与人体头部皮肤较好地接触，直接全面地采集脑电波数据，数据采集量虽然少，但是只需要滤波等简单处理便可传输数据给所述小车本体I中的所述启动电路控制装置3，快速直接地反应玩家的真实意念，安全可靠。
[0039]优选地，所述耳部压力信号传感器13为双面电极耳夹。通过设置双面电极耳夹，通过耳部的人体接触电极设计为夹持在耳朵内外的内外耳廓结构，整体体积小巧，调整和操作极为方便，人在行走或作各种动作时基本不受影响，直接真实地反应人体上的数据。
[0040]优选地，所述电机驱动模块为微型130电机。所述微型130电机接受来自ATMEGA2560处理器给出的控制信号，改变PffM端输入信号的占空比可以实现电机调速，改变EN端输入信号可以实现对电机启停的控制，改变Dir端输入信号可以实现对电机转向的控制。一方面，所述微型130电机不但具有震动小，噪音低，寿命长等优点，而且安装使用方便，价格低廉，降低生产成本，广泛应用于电动工具、小型玩具等领域，另一方面，它的工作效率较高，响应较快，能迅速地驱动小车等玩具的运行，马上执行工作。
[0041]当本实用新型的遥控小车工作时，如图1所示，通过人体的脑电波控制所述外部佩戴采集装置1，进而启动所述小车本体2上的所述启动电路控制装置3，具体为通过放置在人体的前额的所述头部脑电波传感器12，和夹在人体耳垂部的所述耳部压力信号传感器13，所述耳部压力信号传感器13采集的信号作为参考点电压，获取所述头部脑电波传感器12采集脑电波的数据，并通过所述信号滤波放大处理模块112进行过滤、放大处理，再通过所述蓝牙发射模块113把放大后的脑电波信号发送至小车本体I的所述启动电路控制装置3中的所述蓝牙接收模块33;所述蓝牙接收模块33接收来自所述蓝牙发射模块113发送的脑电波数据，所述蓝牙接收模块33通过串口通信模式连接在所述数据处理控制器32，将接收到的脑电波数据发给处理器ATMEGA 2560处理，将脑电波信号转换成脉宽调速信号，再传送至所述电机驱动模块31，从而驱动小车本体I启动行走。
[0042]由于传感器是一直发送数据，因此小车的速度是实时与玩家的集中程度相关，当玩家注意力越集中，则小车的速度就越快，反之，小车的速度则减慢。通过用脑电波控制的小车，玩家可以通过自己的意念来控制玩具小车的启停、快慢等等，使玩家的大脑具有遥控器的功能，让玩家操控起来有种随心所欲的感觉。与此同时，该玩具小车还能进行两个玩家之间意念强弱的比拼，结果反映在玩具小车的行进方向和速度上。
[0043]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:包括外部佩戴采集装置和小车本体，所述小车本体内设置有启动电路控制装置，所述外部佩戴采集装置与所述启动电路控制装置电联接； 所述外部佩戴采集装置包括信号采集模块盒、头部脑电波传感器、耳部压力信号传感器、变形电线和固定弧套； 所述变形电线包括头部变形电线和耳部变形电线，所述信号采集模块盒的一端为环弧端面并设置有所述头部变形电线，所述头部变形电线的一端设置有所述头部脑电波传感器，所述信号采集模块盒的一侧设置有所述耳部变形电线，所述耳部变形电线的一端设置有耳部压力信号传感器，所述信号采集模块盒的另一侧设置有固定弧套，所述信号采集模块盒均与所述头部变形电线和耳部变形电线电连接； 所述启动电路控制装置包括电机驱动模块、数据处理控制器、蓝牙接收模块和启动供电模块，所述蓝牙接收模块的输出端与所述数据处理控制器的输入端电连接，所述数据处理控制器的输出端与所述电机驱动模块的输入端电连接，所述启动供电模块的输出端与所述电机驱动模块、数据处理控制器和蓝牙接收模块的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述信号采集模块盒包括采集供电模块、信号滤波放大处理模块和蓝牙发射模块，所述头部脑电波传感器和耳部压力信号传感器的输出端均与所述信号滤波放大处理模块的输入端电连接，所述信号滤波放大处理模块的输出端与所述蓝牙发射模块的输入端电连接，所述采集供电模块的输出端均与所述头部脑电波传感器、耳部压力信号传感器、信号滤波放大处理模块和蓝牙发射模块的输入端电连接。3.根据权利要求2所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述蓝牙发射模块的输出端与所述蓝牙接收模块的输入端电连接。4.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述数据处理控制器为ATMEGA 2560处理器。5.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述采集供电模块和所述启动供电模块均为9V/1A的开关电源适配器。6.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述固定弧套为弹性可变套环。7.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述信号滤波放大处理模块为TGAM半导体芯片。8.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述头部脑电波传感器为单通道的干性电极。9.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述耳部压力信号传感器为双面电极耳夹。10.根据权利要求1所述的使用脑电波控制的遥控小车，其特征在于:所述电机驱动模块为微型130电机。
【文档编号】A63H30/04GK205516494SQ201620381344
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】陈志乾, 缪文南, 陈冠任, 关天明, 刘俊江, 朱万浩
【申请人】华南理工大学广州学院