[发明专利]佩戴式多功能触觉电刺激腕带

说明书

技术领域

本发明涉及到可穿戴设备、人机交互和医疗康复技术领域，具体是一种佩戴式多通道触觉电刺激腕带。

背景技术

智能腕带作为一种可穿戴的轻便型智能设备，因为其与环境良好的交互功能，已经成为当前互联网浪潮中关注热点之一。根据环境变化或是预先设定，智能腕带通过提供人工触觉告知使用者相关信息，以便使用者及时判断做出相应动作。

人主要通过皮肤来感知周遭环境的触觉反馈。人体皮下有六种触觉感受器，在自然环境下，人的皮肤受到挤压，相应的，触觉感受器受到挤压，同时在与感受器相连的传入神经束中产生动作电位，神经电信号传入CNS(中枢神经系统)，进而人能感受到触觉。根据感受触感的快慢和感受器的感受区域可以将感受器分为四类：FAI(fast adaptation)、FAII、SAI、SAII，振动感可以由FA型感受器感受到，压力感可由SA型感受器感受到，纹理、粗糙感等复杂触觉可能是上述几种感受器综合作用的效果。

产生人工触觉的方式主要是振动触觉和电触觉，其中电触觉能够产生更为丰富的触觉信息。振动触觉本质上是通过对皮肤造成机械变形来引起触觉，而电触觉本质上是直接用电流刺激皮肤下的感受器/神经纤维束来引起触觉的，电触觉更为直接。振动触觉实现起来简单，能实现振动感，但是受限于振动电极面积，空间分辨率不高，主要用做触觉提示用。电触觉空间分辨率更高，能够实现压力感、振动感、滑觉、刚度等复杂信息。

经文献检索发现，中国专利公开号为CN103500488A，专利名称为：通过智能手环对驾驶员进行提醒的方法、系统和智能手环，申请日为2013年10月08日。该发明提出了一种通过智能手环对驾驶员进行提醒的方法、系统和智能手环，其中方法包括以下步骤：智能手环获取提醒指令，以及智能手环向车辆的驾驶员发出振动提醒。该手环通过改变振动的幅值和次数来提供人工触觉反馈。该手环存在以下不足：1、通过改变振动的幅值仅仅提供了不同强度的振动感觉，人工触觉种类单一，不能满足智能腕带提供丰富感觉的要求；2、通过不同的振动次数来区分不同的动作要求，直观上不便于记忆，同时多次振动加大了延时，有损智能手环/腕带的实时性能。

经文献检索发现，中国专利公开号为CN103830841A，专利名称为：可穿戴的经皮肤的电刺激设备及其使用方法，申请日为2013年11月26日。该设备包括主单元和辅单元，该主单元包括第一经皮肤电极,而辅单元包括第二经皮肤电极。该设备可以能够无线通信。主单元和辅单元被置于用户皮肤上的两个位置，例如，用户的头部或颈部。第一和第二经皮肤电极是电连接。电刺激被驱动于这两个电极之间。电刺激诱导该设备的用户的认知效果。该电刺激设备存在以下不足：1、仅仅具备单通道，无法满足丰富人工触觉的要求；2、用于通过刺激头部来激活脑部神经和皮层等敏感部位，从电刺激的强度来说无法满足皮肤等敏感性较低的地方；3、体积较大，重量较重，无法满足腕带的体积和重量限制。

总体来说，之前的电刺激器多数笨重体积大，通道数少，难以同时满足可穿戴的轻量化设计要求和触觉神经电刺激多样化的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于现有智能腕带和电刺激设备的不足，基于轻量化和人工触觉多样化的需求的佩戴式多功能触觉电刺激腕带。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种佩戴式多功能触觉电刺激腕带，包括：腕带本体；控制装置，所述控制装置设置在所述腕带本体上，在所述控制装置内设有控制电路；刺激点，所述刺激点的数量为若干个，所述刺激点设置在所述腕带本体内壁上，所述刺激点与所述控制电路连接；其中所述控制电路包括：主控芯片，所述主控芯片输出电压脉冲信号，所述主控芯片记为第一芯片；恒流源模块，所述恒流源模块与所述主控芯片连接，所述恒流源模块将所述电压脉冲信号转换成电流脉冲信号；极性转换模块，所述极性转换模块与所述恒流源模块连接，所述极性转换模块用于将所述电流脉冲信号转换成正负脉冲信号；柔性电极模块，所述柔性电极模块通过多路复用模块与所述极性转换模块连接，所述多路复用模块将所述正负脉冲信号分配到所述柔性电极模块；所述柔性电极模块与所述刺激点连接；相互连接的供电模块及电压转换模块，所述供电模块通过所述电压转换模块与所述主控芯片、所述恒流源模块、所述极性转换模块及所述多路复用模块连接以供电。