一种用于电刺激的头罩的制作方法

1.本发明涉及一种用于汽车上的头罩，尤其涉及一种用于辅助检测驾驶员疲惫或是精神状态的用于电刺激的头罩。


背景技术：

2.开车很容易疲倦，特别是独自持续驾驶时，没有旁人的提醒及提起精神。驾驶员在开车过程中会出现精神不振、反应迟钝、注意力不集中等疲劳反应，导致面对突发性的交通情况，处理反应能力下降，从而导致车祸的发生。为此，如一专利号为zl201220275221.6(授权公告号为cn202686330u)的中国实用新型专利《一种汽车防疲劳驾驶系统》公开了包括安装在汽车内后视镜下方的摄像头、带有状态识别的处理器、车身控制模块和车内音响系统，摄像头连接处理器，处理器连接车身控制模块，车身控制模块连接车内音响系统。该系统可通过摄像头检测驾驶员瞳孔的颤动频率有效地判断监视员是否正在疲劳驾驶，如在疲劳驾驶则发出警报提醒驾驶员；当系统判定驾驶员在危险驾驶时，系统将降低车速，确保了驾车的安全性。交通事故的主要原因除了疲劳驾驶、路怒者等因素，驾驶员的精神状况也直接影响着车辆的行驶安全，但是随着社会的进步和生活节奏的加快我们不得不加快步伐紧随社会的发展，由此带来的便是生活压力的增加，根据中国睡眠研究会数据统计中国成年人失眠发生率高达38.2％，睡眠障碍人数已达到3亿，并且在逐年升高。
3.目前，针对上述问题，如申请人自行研发的结构如专利号为zl202022221155.1(授权公告号为cn212756790u)的中国实用新型专利《一种用于车载的情绪理疗仪》其公开了利用安装在连接在汽车座椅原头枕前部的头盔，以及能覆盖在乘客头部之颞叶区的电极部，在汽车的原头枕内设置了具有电极部的头盔，从而能够辅助治疗乘客焦虑头盔通过连接到座椅上的容置箱以及驱动机构和摆动机构使得头盔能实时改变相对位置，使乘客头部与身体保持相对稳定，从而在提高乘客坐车体验具有较好的应用前景，其中应用到了利用覆盖在乘客头部之颞叶区的电极部，以辅助治疗乘客的焦虑，但头盔不太能较好地适应驾驶员头部的大小，并且为了能够更好地识别乘客的焦虑情绪，可以对用于车载的情绪理疗仪作另一种方式的改进。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种另一种能适用于汽车上使用的用于电刺激的头罩。
5.本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能较好地适应驾驶员头部大小的用于电刺激的头罩。
6.本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能适应驾驶员头部细微动作的用于电刺激的头罩。
7.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该用于电刺激的头罩，包括有连接在汽车座椅头枕上的头罩，其特征在于：还包括有：
8.电极部，能覆盖在驾驶员头部的颞叶区；
9.电极固定部，连接在所述头罩上，并与电极部连接以固定所述电极部；以及
10.方向盘，具有分别连接在方向盘左右两端的两个柔性极片以及通过导线连接两个柔性极片的嵌入式芯片，所述嵌入式芯片带有心电检测模块和神经网络模块，将柔性极片采集的电信号转化为心电信号获取心电图数据，并根据心电图数据判断驾驶员情绪状态的检测；当判断驾驶员精神状态异常时从而驱动所述电极部覆盖在驾驶员头部的颞叶区，从而改变驾驶员的精神状态。
11.进一步地，所述心电检测模块用于对驾驶员驾驶过程中的心电图数据进行检测，完成收集和存储驾驶员的心电图数据，并将心电图数据发送至神经网络模块；所述神经网络模块采用预训练得到的神经网络模型，将采集到的驾驶员的驾驶过程中的心电图数据作为输入传到神经网络模型中进行驾驶员精神状态分类，并获得驾驶员驾驶过程中的精神状态，从而完成对驾驶员精神状态的检测。当然除了利用方向盘的嵌入式芯片以获得驾驶员驾驶过程中的精神状态，还可以利用摄像头的图像处理与模式识别技术，该系统包括人脸定位模块、人眼状态判别模块、嘴部状态判别模块和疲劳判定模块，人脸定位模块同人眼状态判别模块和嘴部状态判别模块连接通信，判定结果传输至精神状态判定模块中。
12.为解决第二个技术问题，优选地，所述头罩内设置有用于连接所述电极固定部的连接板，所述电极固定部包括有分别设置在所述连接板的两端并相对设置的第一电极固定座和第二电极固定座，所述第一电极固定座和第二电极固定座上分别设置有第一电机，以驱动第一电极固定座和第二电极固定座对应连接的电极固定部以及电极部一起发生转动。通过驱动第一电极固定座和第二电极固定座对应连接的电极固定部以及电极部一起发生转动，从而能够实现电极固定部以及电极部根据不同驾驶员的头部位置而适应性地进行调节。
13.同样为了实现电极固定部以及电极部根据不同驾驶员的头部位置而适应性地进行调节，优选地，所述第一电极固定座、第二电极固定座以及与其各自对应连接的电极固定部以及电极部通过相互铰接的第一连接臂和第二连接臂连接，所述第一连接臂的第一端与电极固定部连接，所述第一连接臂的第二端与第二连接臂的第三端连接，所述第二连接臂的第四端与所述第一电极固定座或第二电极固定座连接，所述第一连接臂的第二端与第二连接臂的第三端的连接处设置有第二电机，所述第二电机驱动所述第一连接臂和第二连接臂的相对转动角度，从而适应性地调整对应连接的电极固定部以及电极部相对驾驶员的转动角度。
14.为解决第三个技术问题，优选地，所述连接板的中央分隔开形成第一连接板和第二连接板，所述第一连接板上连接所述第一电极固定座，所述第二连接板上连接所述第二电极固定座，所述第一连接板和第二连接板的中央设置有能调节所述第一电极固定座和第二电极固定座之间相对扩张和收拢的调节机构，所述调节机构被限制在位于所述连接板之下的调节板上。通过调节机构控制第一电极固定座和第二电极固定座之间的相对扩张和收拢，使得驾驶员的头部在转动时电极固定部以及电极部能适应性地跟随驾驶员的头部扩张和收拢。
15.另外，为了适应驾驶员的头部于行车过程或是刹车过程中的前移或后退，优选地，所述第一连接板下设置有沿着驾驶员行车方向延伸的第一连接座，对应地，所述第二连接
板下设置有同样沿着驾驶员行车方向延伸的第二连接座，所述第一连接座和第二连接座朝向所述第一连接板和第二连接板为开放端，所述调节板的两端分别插设在第一连接座和第二连接座的开放端，以供所述调节板以及设置其上的所述调节机构沿着驾驶员行车方向往复移动。
16.调节机构的结构设计优选为，所述调节机构包括有与所述第一连接板的末端啮合的第一从动齿轮以及与所述第二连接板的末端啮合的第二从动齿轮，所述第一从动齿轮和第二从动齿轮相互啮合设置，并且所述调节板上还设置有与所述第一从动齿轮啮合的主动轮，所述主动轮于所述调节板下设置有能驱动其转动的第三电机。通过第三电机的转动带动主动轮的正转或是反转，从而带动第一从动齿轮和第二从动齿轮对应的电极固定部以及电极部朝相对扩张或收拢的角度转动。
17.进一步地，所述调节板向下延伸有与之垂直的竖向板，所述竖向板上连接有驱动所述调节板沿着所述第一连接座和第二连接座的开放端并沿着驾驶员行车方向往复移动的第四电机，所述第四电机的动力输出端与所述竖向板连接。由于竖向板和调节板一体连接，这样通过第四电机的动力输出端与竖向板相连，进而能够调节调节板相对第一连接座和第二连接座的位置，进而适应性地跟随驾驶员行车时的头部变化。
18.为了能够实现对驾驶员耳朵的迷走神经进行刺激，优选地，所述头罩上还连接有能与所述嵌入式芯片通讯连接的耳套，所述耳套上设置有能夹紧于驾驶员耳朵的夹子。
19.为了实现电极部能围绕驾驶员头部的颞叶区转动，优选地，所述电极固定部呈碗体状，所述电极部设置在所述电极固定部的中央并能沿周向转动。电极部固定部用于固定在驾驶员的颞叶区，而转动的电极部则可以围绕驾驶员的颞叶区转动，从而实现驾驶员在驾驶过程中能够改变其精神状态。
20.与现有技术相比，本发明的优点在于：驾驶员握住方向盘本体两侧时，需要两个手掌同时接触到两侧的柔性极片持续一定时间以上，持续的时间需要人为设定，而嵌入式芯片内部的心电检测模块将柔性极片传来的电信号转化为所需要的心电信号，该心电信号输入神经网络模块进行精神状态的判断，如焦虑还是非焦虑，继而向电极部输出如40hz的交流电信号以缓解驾驶员的情绪，具有较好的应用前景。
附图说明
21.图1为本发明中用于电刺激的头罩设置在汽车座椅上的结构示意图；
22.图2为图1中头罩中内部结构的剖视图；
23.图3为本发明中电极部以及电极固定部连接在连接板上的结构示意图；
24.图4为图3的局部结构示意图；
25.图5为本发明中电极固定部以及电极部相对驾驶员的颞叶区进行收拢的结构示意图；
26.图6为图5中其中一个电极固定部以及电极部对应的第一连接臂和第二连接臂处于转动调节状态的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
28.如图1～6所示，为本发明的最佳实施例。本实施例中用于电刺激的头罩2包括有连接在汽车座椅1头枕上的头罩2，还包括有能覆盖在驾驶员头部的颞叶区的电极部3，连接在头罩2上并与电极部3连接以固定电极部3的电极固定部4，以及方向盘5，该方向盘5具有分别连接在方向盘5左右两端的两个柔性极片以及通过导线连接两个柔性极片的嵌入式芯片，该嵌入式芯片带有心电检测模块和神经网络模块，将柔性极片采集的电信号转化为心电信号获取心电图数据，并根据心电图数据判断驾驶员情绪状态的检测；当判断驾驶员精神状态异常时从而驱动电极部3覆盖在驾驶员头部的颞叶区，从而改变驾驶员的精神状态，当驾驶员握住方向盘5本体两侧时，需要两个手掌同时接触到两侧的柔性极片持续一定时间以上，持续的时间需要人为设定，而嵌入式芯片内部的心电检测模块将柔性极片传来的电信号转化为所需要的心电信号，该心电信号输入神经网络模块进行精神状态的判断，如焦虑还是非焦虑，继而向电极部3输出40hz的交流电信号以缓解驾驶员的情绪。而为了实现电极部3能围绕驾驶员的颞叶区转动，电极固定部4呈碗体状，电极部3设置在电极固定部4的中央并能沿周向转动，电极部3固定部用于固定在驾驶员的颞叶区，而转动的电极部3则可以围绕驾驶员的颞叶区转动，从而实现驾驶员在驾驶过程中能够改变其精神状态。
29.具体地，心电检测模块用于对驾驶员驾驶过程中的心电图数据进行检测，完成收集和存储驾驶员的心电图数据，并将心电图数据发送至神经网络模块；神经网络模块采用预训练得到的神经网络模型，将采集到的驾驶员的驾驶过程中的心电图数据作为输入传到神经网络模型中进行驾驶员精神状态分类，并获得驾驶员驾驶过程中的精神状态，从而完成对驾驶员精神状态的检测，当然除了利用方向盘5的嵌入式芯片以获得驾驶员驾驶过程中的精神状态，还可以利用摄像头的图像处理与模式识别技术，该系统包括人脸定位模块、人眼状态判别模块、嘴部状态判别模块和疲劳判定模块，人脸定位模块同人眼状态判别模块和嘴部状态判别模块连接通信，判定结果传输至精神状态判定模块中，二者一起对驾驶员的精神状态作判断，具体的柔性极片、嵌入式芯片、心电检测模块和神经网络模块都为现有技术，在图中未显示，在此也不再赘述。
30.为了能较好地适应驾驶员头部大小，本实施例的头罩2内设置有用于连接电极固定部4的连接板6，电极固定部4包括有分别设置在连接板6的两端并相对设置的第一电极固定座41和第二电极固定座42，第一电极固定座41和第二电极固定座42上分别设置有第一电机420，以驱动第一电极固定座41和第二电极固定座42对应连接的电极固定部4以及电极部3一起发生转动，通过驱动第一电极固定座41和第二电极固定座42对应连接的电极固定部4以及电极部3一起发生转动，从而能够实现电极固定部4以及电极部3根据不同驾驶员的头部位置而适应性地进行调节。同样为了实现电极固定部4以及电极部3根据不同驾驶员的头部位置而适应性地进行调节，本实施例的第一电极固定座41、第二电极固定座42以及与其各自对应连接的电极固定部4以及电极部3通过相互铰接的第一连接臂7和第二连接臂8连接，第一连接臂7的第一端71与电极固定部4连接，第一连接臂7的第二端72与第二连接臂8的第三端81连接，第二连接臂8的第四端82与第一电极固定座41或第二电极固定座42连接，第一连接臂7的第二端72与第二连接臂8的第三端81的连接处设置有第二电机73，第二电机73驱动第一连接臂7和第二连接臂8的相对转动角度，从而适应性地调整对应连接的电极固定部4以及电极部3相对驾驶员的转动角度。
31.而为了能够适应驾驶员头部的变化，本实施例的连接板6的中央分隔开形成第一
连接板61和第二连接板62，第一连接板61上连接第一电极固定座41，第二连接板62上连接第二电极固定座42，第一连接板61和第二连接板62的中央设置有能调节第一电极固定座41和第二电极固定座42之间相对扩张和收拢的调节机构9，调节机构9被限制在位于连接板6之下的调节板10上，通过调节机构9控制第一电极固定座41和第二电极固定座42之间的相对扩张和收拢，使得驾驶员的头部在转动时电极固定部4以及电极部3能适应性地跟随驾驶员的头部扩张和收拢。另外，为了适应驾驶员的头部于行车过程或是刹车过程中的前移或后退，第一连接板61下设置有沿着驾驶员行车方向延伸的第一连接座610，对应地，第二连接板62下设置有同样沿着驾驶员行车方向延伸的第二连接座620，第一连接座610和第二连接座620朝向第一连接板61和第二连接板62为开放端，调节板10的两端分别插设在第一连接座610和第二连接座620的开放端，以供调节板10以及设置其上的调节机构9沿着驾驶员行车方向往复移动。其中，调节机构9的结构设计优选为，调节机构9包括有与第一连接板61的末端啮合的第一从动齿轮91以及与第二连接板62的末端啮合的第二从动齿轮92，第一从动齿轮91和第二从动齿轮92相互啮合设置，并且调节板10上还设置有与第一从动齿轮91啮合的主动轮93，主动轮93于所述调节板10下设置有能驱动其转动的第三电机94。通过第三电机94的转动带动主动轮93的正转或是反转，从而带动第一从动齿轮91和第二从动齿轮92对应的电极固定部4以及电极部3朝相对扩张或收拢的角度转动。而调节板10还向下延伸有与之垂直的竖向板20，竖向板20上连接有驱动调节板10沿着第一连接座610和第二连接座620的开放端并沿着驾驶员行车方向往复移动的第四电机30，第四电机30的动力输出端与竖向板20连接，由于竖向板20和调节板10一体连接，这样通过第四电机30的动力输出端与竖向板20相连，进而能够调节调节板10相对第一连接座610和第二连接座620的位置，进而适应性地跟随驾驶员行车时的头部变化。最后，为了能够实现对驾驶员耳朵的迷走神经进行刺激，头罩2上还连接有能与嵌入式芯片通讯连接的耳套40，耳套40上设置有能夹紧于驾驶员耳朵的夹子50。
32.该用于电刺激的头罩2的使用方法为：当驾驶员驾驶汽车时，需要两个手掌同时接触到两侧的柔性极片持续一定时间以上，持续的时间需要人为设定，而嵌入式芯片内部的心电检测模块将柔性极片传来的电信号转化为所需要的心电信号，该心电信号输入神经网络模块进行精神状态的判断，如焦虑还是非焦虑，继而向电极部3输出如40hz的交流电信号以缓解驾驶员的情绪，为了能够将电极固定部4以及电极部3固定在驾驶员的颞叶区，通过如定位装置采集驾驶员相对电极固定部4以及电极部3的位置变化数据，而将数据处理得到变化数据从而控制第一电机420、第二电机73、第三电机94以及第四电机30的转动，以使得电极固定部4以及电极部3相对驾驶员的颞叶区进行前进或后退，扩张或是收拢，转动或是非转动的调节，以适应驾驶员头部在细微动作上的运动，满足缓解精神状态的同时还能提高舒适性，本实施例的精神状态主要指焦虑，当然也可以调节如暴躁、愤怒、瞌睡等。
33.另外，除了利用方向盘上的柔性极片的电信号转化的方式，还可以结合设置在车框上的摄像头80的摄像方式，摄像头80的数量可以根据需要自行选择，以更好地判断驾驶员的精神状态。