阅读说明：本技术 一种基于脑电波技术的娃娃机及其控制方法 (Doll machine based on brain wave technology and control method thereof ) 是由 李妮蔚 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于脑电波技术的娃娃机,包括娃娃机柜体和与之无线连接的头带组件,其中,娃娃机柜体的内部设置有抓取机构,娃娃机柜体的表面顶部设置有玻璃面板,玻璃面板的底部设置有控制台,娃娃机柜体的底部设置有底座,控制台的内部设置有单片机、电源模块一、通讯模块一和控制模块,头带组件包括头带本体,头带本体上分别设置有若干电极和控制盒,控制盒的内部设置有脑电模块、电源模块二、通讯模块二和报警模块。有益效果：本发明通过集中精神用专注力抓娃娃,用专注力控制娃娃机的抓力,不仅增加娃娃机的新鲜感,增大使用者的游戏兴趣,而且还可以达到锻炼使用者注意力的效果。(The invention discloses a baby-sized computer based on brain wave technology, which comprises a baby-sized computer cabinet body and a head band assembly in wireless connection with the baby-sized computer cabinet body, wherein a grabbing mechanism is arranged inside the baby-sized computer cabinet body, a glass panel is arranged on the top of the surface of the baby-sized computer cabinet body, a control console is arranged at the bottom of the glass panel, a base is arranged at the bottom of the baby-sized computer cabinet body, a single chip microcomputer, a power module I, a communication module I and a control module are arranged inside the control console, the head band assembly comprises a head band body, a plurality of electrodes and a control box are respectively arranged on the head band body, and an electroencephalogram module, a power module II, a communication. Has the advantages that: the invention not only increases the freshness of the doll machine and increases the game interest of the user, but also can achieve the effect of exercising the attention of the user by concentrating on the spirit and controlling the holding power of the doll machine by the holding power.)

一种基于脑电波技术的娃娃机及其控制方法

技术领域

本发明涉及娃娃机技术领域，具体来说，涉及一种基于脑电波技术的娃娃机及其控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，娱乐项目越来越受到人们的欢迎，娃娃机便是其中的一种，使用时使用者要凭自己的技术操控手臂，以取得自己想要的物品。因最早大多放置毛绒玩具之类的布偶填充玩具，故有之“夹娃娃”、“夹公仔”之称。因为放置的布偶是十分受欢迎的布偶等物，因而受儿童及青少年欢迎。有些商家还推出夹手表、钥匙圈甚至是海鲜的机器，不过因为原理相同，所以还是有很多人会称其为娃娃机。

但现有技术的娃娃机的控制方式相对单调，使用摇杆与按钮配合将抓手移动，这种控制方法为市面上大多数娃娃机的控制方法毫无创新，无法再次刺激消费者的消费兴趣。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于脑电波技术的娃娃机及其控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于脑电波技术的娃娃机，包括娃娃机柜体和与之无线连接的头带组件，其中，所述娃娃机柜体的内部设置有抓取机构，所述娃娃机柜体两侧的顶部均设置有透明侧板，所述娃娃机柜体的表面顶部设置有玻璃面板，所述玻璃面板的底部设置有控制台，所述控制台的底部一侧设置有出物口，所述娃娃机柜体的底部设置有底座，所述控制台的内部设置有单片机、电源模块一、通讯模块一和控制模块，且所述单片机依次与所述电源模块一、所述通讯模块一和控制模块电连接；

所述头带组件包括头带本体，所述头带本体上分别设置有若干电极和控制盒，且若干所述电极均与所述控制盒电连接，所述控制盒的内部设置有脑电模块、电源模块二、通讯模块二和报警模块，所述脑电模块依次与所述电源模块二、所述通讯模块二和所述报警模块电连接。

进一步的，所述电极包括两组基准电极、两组测量电极和一组地线，所述地线位于所述头带本体的内侧，所述地线的两侧均设置有所述测量电极，所述基准电极通过导线与所述头带本体连接，其中，所述基准电极位于额头前额部分，用于接收脑电波电压，所述测量电极夹在耳垂上，用于参考电压。

进一步的，所述脑电模块包括脑电波采集模块、脑电波处理模块、信号生成模块和信号输出模块，所述脑电波采集模块的输出端与所述脑电波处理模块的输入端连接，所述脑电波处理模块的输出端与所述信号生成模块的输入端连接，所述信号生成模块的输出端与所述信号输出模块的输入端连接；

其中，所述脑电波处理模块包括前置放大电路、带通滤波电路、50Hz掐波电路和放大电路，所述前置放大电路的输出端与所述带通滤波电路的输入端连接，所述带通滤波电路的输出端与所述50Hz掐波电路的输入端连接，所述50Hz掐波电路的输出端与所述放大电路的输入端连接。

进一步的，所述脑电波采集模块的输入端与所述电极电连接，所述信号输出模块的输出端与所述通讯模块二电连接。

进一步的，所述控制盒的表面设置有若干显示颜色各不相同的指示灯，所述指示灯的一侧设置有报警器，且所述报警器与是所述报警模块电连接，所述报警器远离所述指示灯的一侧设置有开关按钮，且所述开关按钮包括通讯模块开关按钮和电源模块开关按钮。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于脑电波技术的娃娃机控制方法，包括以下步骤：

将所述头带组件佩戴于头部，调整头带组件的位置；

通过所述控制台上的投币口投入硬币，打开所述头带组件上的所述开关按钮和所述娃娃机柜体的控制开关，以使所述头带组件与所述娃娃机柜体成功连接；

连接成功后，佩戴者开始集中注意力，并通过操作控制台上的方向摇杆和下降按钮带动所述抓取机构移动至指定位置并向下运动，当所述抓取机构运动至最低点时根据单片机接收到的脑电波信号强度来控制所述抓取机构的抓取力度；

当所述抓取机构完成一次抓取动作后，所述单片机控制所述抓取机构复位，并控制所述抓取机构的卡爪打开使得所述抓取机构内的目标物从所述出物口落出。

进一步的，在所述头带组件与所述娃娃机柜体的连接过程中还包括以下步骤：

当所述头带组件与所述娃娃机柜体之间连接成功后，所述连接成功指示灯亮起；

当所述脑电波采集模块连续七秒没有采集到脑电信号时，所述头带组件上的异常指示灯亮起，所述报警模块控制所述报警器报警，提醒佩戴者调整所述头带组件的位置。

进一步的，所述单片机接收脑电波信号包括以下步骤：

所述脑电波采集模块通过所述测量电极采集佩戴者的脑电波电压；

采集后的脑电波电压通过所述脑电波处理模块对其进行数据处理；

处理后的数据通过所述信号生成模块生成数字信号；

所述信号输出模块通过所述通讯模块二和所述通讯模块一将所述数字信号发送给所述娃娃机柜体中的所述单片机。

进一步的，在所述数据处理过程中还包括以下步骤：

通过所述前置放大电路从噪音背景中提取脑电波信号；

通过所述带通滤波电路使频率为0.05-100Hz的心电信号通过；

通过所述50Hz掐波电路滤掉50Hz工频干扰；

通过所述放大电路将前级放大的脑电信号进行再次放大。

进一步的，将所述头带组件佩戴于头部，调整头带组件的位置还包括以下步骤：

使得所述测量电极置于前额中部，并将所述基准电极夹于耳垂上。

相比于传统的娃娃机，本发明的有益效果为：通过集中精神用专注力抓娃娃，用专注力控制娃娃机的抓力，增加娃娃机的新鲜感，增大使用者的游戏兴趣，还可以更好地帮助提高人的大脑健康，如可以提高注意力，记忆力及大脑的敏锐度，同时还能进行冥想及放松监测，以改善人们获取知识时的大脑状态，不仅可以让人们拥有一个健康的大脑，而且可以更加正确和准确的提高人们的脑力值。

附图说明

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，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机中单片机的连接框图；

图3是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机中头带组件的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机中脑电模块的连接框图；

图5是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机中脑电模块的结构框图；

图6是根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机控制方法的流程框图。

图中：

1、娃娃机柜体；2、头带组件；201、头带本体；202、电极；2021、基准电极；2022、测量电极；2023、地线；203、控制盒；204、脑电模块；2041、脑电波采集模块；2042、脑电波处理模块；2043、信号生成模块；2044、信号输出模块；205、电源模块二；206、通讯模块二；207、报警模块；208、指示灯；209、开关按钮；210、报警器；3、抓取机构；4、透明侧板；5、玻璃面板；6、控制台；601、单片机；602、电源模块一；603、通讯模块一；604、控制模块；7、出物口；8、底座。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种基于脑电波技术的娃娃机。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-5所示，根据本发明实施例的一种基于脑电波技术的娃娃机，包括娃娃机柜体1和与之无线连接的头带组件2，其中，所述娃娃机柜体1的内部设置有抓取机构3，所述娃娃机柜体1两侧的顶部均设置有透明侧板4，所述娃娃机柜体1的表面顶部设置有玻璃面板5，具体应用时，为了便于佩戴者对自己专注力程度的查看，所述玻璃面板5的一侧可以设置若干指示灯，当佩戴者的专注力越集中时，所述指示灯亮起的数量越多，所述玻璃面板5的底部设置有控制台6，所述控制台6的底部一侧设置有出物口7，所述娃娃机柜体1的底部设置有底座8，所述控制台6的内部设置有用于数据处理的单片机601、用于供电的电源模块一602、用于与所述头带组件2中通讯模块二206相配合的通讯模块一603和用于控制抓取机构3运作的控制模块604，且所述单片机601依次与所述电源模块一602、所述通讯模块一603和控制模块604电连接，所述控制模块604还与所述抓取机构3电连接，其中，所述单片机601采用MCS-51系列单片机；

所述头带组件2包括头带本体201，所述头带本体201上分别设置有若干电极202和控制盒203，且若干所述电极202均与所述控制盒203电连接，所述控制盒203的内部设置有用于脑电波电压处理的脑电模块204、用于供电的电源模块二205、用于与所述通讯模块一603相配合的通讯模块二206和用于报警的报警模块207，所述脑电模块204依次与所述电源模块二205、所述通讯模块二206和所述报警模块207电连接。

其中，所述脑电模块204使用单点非侵入式干电极读取人的大脑脑波讯号，可以过滤掉周围的噪音和电器的干扰，并将量测到的大脑讯号转成数位讯号。模组包括了芯片，该芯片是一个高度整合的系统单一芯片脑电传感器，可以输出专注、放松等参数，可以进行模数转换，检测接触不良的异常状态，过滤掉噪声及电路中50hz和60hz交流电讯号干扰。

所述通讯模块一603和所述通讯模块二206均为蓝牙模块，其采用CSR主流蓝牙芯片，蓝牙V2.0协议标准，蓝牙模块是一款高性能的主从一体化蓝牙串口模块。主从可指令切换，指令丰富齐全。主机用来搜索从设备，不能被其他设备搜索；从机用来被搜索的设备，不能主动搜索其他设备。

借助于上述技术方案，本发明通过集中精神用专注力抓娃娃，用专注力控制娃娃机的抓力，增加娃娃机的新鲜感，增大使用者的游戏兴趣，还可以更好地帮助提高人的大脑健康，如可以提高注意力，记忆力及大脑的敏锐度，同时还能进行冥想及放松监测，以改善人们获取知识时的大脑状态，不仅可以让人们拥有一个健康的大脑，而且可以更加正确和准确的提高人们的脑力值。

在一个实施例中，所述电极202包括两组基准电极2021、两组测量电极2022和一组地线2023，所述地线2023位于所述头带本体201的内侧，所述地线2023的两侧均设置有所述测量电极2022，所述基准电极2021通过导线与所述头带本体201连接，其中，所述基准电极2021位于额头前额部分，用于接收脑电波电压，所述测量电极2022夹在耳垂上，用于参考电压。

在一个实施例中，所述脑电模块204包括脑电波采集模块2041、脑电波处理模块2042、信号生成模块2043和信号输出模块2044，所述脑电波采集模块2041的输出端与所述脑电波处理模块2042的输入端连接，所述脑电波处理模块2042的输出端与所述信号生成模块2043的输入端连接，所述信号生成模块2043的输出端与所述信号输出模块2044的输入端连接；

其中，所述脑电波处理模块2042包括前置放大电路、带通滤波电路、50Hz掐波电路和放大电路，所述前置放大电路的输出端与所述带通滤波电路的输入端连接，所述带通滤波电路的输出端与所述50Hz掐波电路的输入端连接，所述50Hz掐波电路的输出端与所述放大电路的输入端连接。

在一个实施例中，所述脑电波采集模块2041的输入端与所述电极202电连接，所述信号输出模块2044的输出端与所述通讯模块二206电连接。

在一个实施例中，所述控制盒203的表面设置有若干显示颜色各不相同的指示灯208，所述指示灯208的一侧设置有报警器210，且所述报警器210与是所述报警模块207电连接，所述报警器210远离所述指示灯208的一侧设置有开关按钮209，且所述开关按钮209包括通讯模块开关按钮和电源模块开关按钮。具体应用时，所述指示灯208的数量为三个，且显示颜色从左到右依次设置为黄色、绿色和红色，当所述头带组件2与所述娃娃机柜体1连接成功后，所述黄色指示灯208亮起；当所述头带组件2处于工作状态时，所述绿色指示灯208亮起；当所述头带组件2与所述娃娃机柜体1未能连接成功时，所述红色指示灯208亮起。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下结合附图对本发明的上述方案的控制方法进行详细说明，具体如下：

根据本发明的实施例，还提供了一种基于脑电波技术的娃娃机控制方法，如图6所示，该控制方法包括以下步骤：

步骤S101，将所述头带组件2佩戴于头部，调整头带组件2的位置；

步骤S102，通过所述控制台6上的投币口投入硬币，打开所述头带组件2上的所述开关按钮209和所述娃娃机柜体1的控制开关，以使所述头带组件2与所述娃娃机柜体1成功连接；

步骤S103，连接成功后，佩戴者开始集中注意力，并通过操作控制台6上的方向摇杆和下降按钮带动所述抓取机构3移动至指定位置并向下运动，当所述抓取机构3运动至最低点时根据单片机接收到的脑电波信号强度来控制所述抓取机构3的抓取力度；

其中，当佩戴者的注意力越集中，所述脑电模块204采集到的信号就越强，所述单片机601接收到的信号越强，当单片机601接收到的强度越高时，便会使得所述抓取机构3的抓取力度越强，及抓起娃娃的概率越高。

步骤S104，当所述抓取机构3完成一次抓取动作后，所述单片机501控制所述抓取机构3复位，并控制所述抓取机构3的卡爪打开使得所述抓取机构3内的目标物从所述出物口7落出。

在一个实施例中，在所述头带组件2与所述娃娃机柜体1的连接过程中还包括以下步骤：

当所述头带组件2与所述娃娃机柜体1之间连接成功后，所述连接成功指示灯(黄色)208亮起；

当所述脑电波采集模块2041连续七秒没有采集到脑电信号时，所述头带组件2上的异常指示灯(红色)208亮起，所述报警模块207控制所述报警器210报警，提醒佩戴者调整所述头带组件2的位置。

在一个实施例中，所述单片机接收脑电波信号包括以下步骤：

所述脑电波采集模块2041通过所述测量电极2022采集佩戴者的脑电波电压；

采集后的脑电波电压通过所述脑电波处理模块2042对其进行数据处理；

处理后的数据通过所述信号生成模块503生成数字信号；

所述信号输出模块2044通过所述通讯模块二206和所述通讯模块一603将所述数字信号发送给所述娃娃机柜体1中的所述单片机601。

在一个实施例中，在所述数据处理过程中还包括以下步骤：

通过所述前置放大电路从噪音背景中提取脑电波信号；

通过所述带通滤波电路使频率为0.05-100Hz的心电信号通过，该范围以外的信号将大幅度衰减掉；

通过所述50Hz掐波电路滤掉50Hz工频干扰；

通过所述放大电路将前级放大的脑电信号进行再次放大。

在一个实施例中，将所述头带组件2佩戴于头部，调整头带组件2的位置还包括以下步骤：

使得所述测量电极2022置于前额中部，并将所述基准电极2021夹于耳垂上。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过集中精神用专注力抓娃娃，用专注力控制娃娃机的抓力，增加娃娃机的新鲜感，增大使用者的游戏兴趣，还可以更好地帮助提高人的大脑健康，如可以提高注意力，记忆力及大脑的敏锐度，同时还能进行冥想及放松监测，以改善人们获取知识时的大脑状态，不仅可以让人们拥有一个健康的大脑，而且可以更加正确和准确的提高人们的脑力值。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。