集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备的制作方法

1.本实用新型涉及测试技术领域，尤其是涉及一种集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备。


背景技术：

2.心理测试(测谎)技术是一个多学科交叉的技术，在司法、公安、安全、纪委等部门被广泛使用。心理测试技术的生理基础是基于被测人在不同应激状态下，由于交感神经的激活程度不同，导致其情绪唤醒程度不同。
3.相关技术中，心理测试(测谎)设备由多个独立传感器(皮电、脉搏、血压、呼吸、座垫动作)、采集主机和上位机构成。测试员在测试之前，为被测人在手指、手臂、胸部、腹部等位置佩戴各个传感器，每个独立传感器的数据线连接到采集主机上，采集主机对上述信号进行同步采集、放大、降噪、ad转换，然后通过usb接口，将数字信号数据传输到上位机，上位机中的专用分析软件对各个信号进行分析，其中主要利用的是皮电、呼吸和血压信号3种指标，然后对每个测试题目的三种生理指标的分析结果加权评分，根据是否在相关问题上的生理反应是否超过设定的阈值，得到最终的分析结果。如此设置，导致心理测试(测谎)设备的集成度较低，不便佩戴，成本高，且检测的准确性较低，存在改进的空间。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，集成度高，使用方便，成本较低且准确性高。
5.根据本实用新型实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，包括：壳体，所述壳体内形成有安装腔，且所述壳体外形成有用于放置用户肢体的容纳空间；皮电采集元件和脉搏采集元件，所述皮电采集元件和所述脉搏采集元件均安装于所述容纳空间内；动作采集元件，所述动作采集元件安装于所述壳体；主控模块，所述主控模块安装于所述安装腔内，且所述皮电采集元件、所述脉搏采集元件和所述动作采集元件均与所述主控模块电连接。
6.根据本实用新型实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，该心理测试设备的结构简单，集成度高，便于进行佩戴，且利用皮电信号、脉搏信号以及动作信号结合的测试方式，可极大地提升检测结果的准确性。
7.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，所述壳体包括下壳和上盖板，所述下壳的上端形成有敞开口，所述上盖板安装于所述敞开口处且与所述下壳共同限定出所述安装腔，所述容纳空间构造为形成于所述上盖板的手指槽。
8.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，所述手指槽包括第一手指槽和第二手指槽，所述第一手指槽和所述第二手指槽中的至少一个设有所述皮电采集元件，且至少一个所述脉搏采集元件。
9.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，所述上盖板相对于所述下壳可活动，且所述上盖板与所述下壳之间支撑有压紧弹簧。
10.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，还包括：安装板，所述主控模块固定安装于所述安装板，所述压紧弹簧背离所述上盖板的一端支撑于所述安装板。
11.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，还包括：松紧带，所述松紧带的两端分别与所述壳体的两侧相连，且所述松紧带束缚于所述上盖板外。
12.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，所述皮电采集元件通过贯穿所述上盖板的第一连接线与所述主控模块电连接，所述脉搏采集元件通过贯穿所述上盖板的第二连接线与所述主控模块电连接。
13.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，还包括：充电电池和电池管理模块，所述充电电池位于所述安装腔内且与所述电池管理模块电连接，所述皮电采集元件、脉搏采集元件和所述动作采集元件均与所述电池管理模块电连接。
14.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，所述壳体设有开关和type-c数据/充电口，且所述开关和所述type-c数据/充电口位于所述壳体的同一侧且均与所述主控模块电连接。
15.根据本实用新型一些实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备，还包括：oled显示屏，所述oled显示屏安装于所述壳体且与所述主控模块电连接。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备的连接示意图；
19.图2是根据本实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备的结构示意图；
20.图3是根据本实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备的截面图。
21.附图标记：
22.心理测试设备100，
23.壳体1，下壳11，上盖板12，第一手指槽13，第二手指槽14，安装腔15，固定卡口16，
24.皮电传感器21，脉搏传感器22，动作采集元件23，主控模块24，充电电池25，电池管理模块26，ad转换/放大模块27，皮电采集元件28，脉搏采集元件29，
25.压紧弹簧31，松紧带32，第一连接线33，第二连接线34，固定螺栓35，
26.开关41，数据传输模块42，type-c数据/充电口43，指示灯44，显示屏45。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备100，该心理测试设备100的结构简单，集成度高，便于进行佩戴，且整体的检测准确性较高。
29.如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备100，包括：壳体1、皮电采集元件28、脉搏采集元件29、动作采集元件23和主控模块24。
30.壳体1内形成有安装腔15，即壳体1构造为中空结构，且可将心理测试设备100的各个部件集成于壳体1内或壳体1的壁面。
31.其中，如图2和图3所示，在壳体1外形成有用于放置用户肢体的容纳空间，容纳空间在壳体1的外侧敞开，且为利用壳体1的外形限定形成。用户肢体可为用户的手指，即可将手指放置于容纳空间内。
32.皮电采集元件28和脉搏采集元件29均安装于容纳空间内，皮电采集元件28在容纳空间内，用户将手指放置于容纳空间内进行测试时，皮电采集元件28与手指接触，从而实现皮电信号的采集，同时，脉搏采集元件29在容纳空间内，在皮电采集元件28与手指接触的同时，脉搏采集元件29也可与手指接触，以实现脉搏信号的采集。皮电采集元件28可包括皮电传感器21，脉搏采集元件29包括高精度双波长脉搏传感器22。
33.进一步地，动作采集元件23安装于壳体1，动作采集元件23可对用户的动作信号进行采集，主控模块24安装于安装腔15内，且皮电采集元件28、脉搏采集元件29和动作采集元件23均与主控模块24电连接，以将皮电信号、脉搏信号以及动作信号发送至主控模块24，由此，可将皮电信号、脉搏信号以及动作信号均作为进行心理测试设备100的条件。动作采集元件23可为六轴动作传感器，且在皮电采集元件28与主控模块24之间可设置ad转换/放大模块27。
34.由此，将皮电采集元件28、脉搏采集元件29和动作采集元件23进行集成设置于一个壳体1，实现各个部件的集成化安装，提升心理测试设备100的集成度；减少连接线束对佩戴过程的干扰性，即在佩戴过程中，不需他人辅助，被测人可实现自助佩戴；以及，此种安装设计，取消了独立主机的设置，降低了使用成本。
35.具体地，在实际测试过程中：
36.通过集成动作采集元件23，可同时分析上肢(手臂和手部)在xyz三个方向的平移动作幅度和频率，以及以xyz为轴的三个方向的转向动作的幅度和频率，进一步利用动作信号的幅值和频率对生理指标进行过滤，去除带有动作干扰信号的时间段，提高检测结果的准确率；
37.通过采集高精度的皮电信号，然后计算皮电波在每个测试问题周期内波峰波谷的差值，作为心理异常指标1；
38.以及，通过集成脉搏采集元件29，采集手指脉搏波信号，然后对脉搏波进行时域分析，提取心率、呼吸、血压变化、血氧饱和度等生理指标。通过采集高精度脉搏波信号，然后进行包络线分析和波形形态提取，根据脉搏波包络线，计算每个测试问题周期内波峰波谷的差值，作为心理异常指标2，根据脉搏波形态，计算每个测试问题周期内脉搏下降坡面积
和上升坡面积之比的均值作为心理异常指标3；以及通过采集高精度脉搏波信号，然后进行频域分析，提取被测人的多种心率变异性指标，包括rmssd、lf/hf、pnn50等，将lf/hf作为心理异常指标4；
39.由此，将上述心理异常指标1-4的取值分别进行归一化，当皮电信号平均强度大于阈值时，采用心理异常指标进行综合结果评分；当皮电信号平均强度小于等于阈值时，采用指标2-4进行综合结果评分，消除因为皮电信息过弱造成测试失败现象的发生，提升心理测试设备100的准确性。
40.根据本实用新型实施例的集成皮电脉搏和动作信号的心理测试设备100，该心理测试设备100的结构简单，集成度高，便于进行佩戴，且利用皮电信号、脉搏信号以及动作信号结合的测试方式，可极大地提升检测结果的准确性。
41.在一些实施例中，如图2所示，壳体1包括下壳11和上盖板12，下壳11和上盖板12为分体式结构，二者可为分别成型再进行连接安装，利于降低成型难度。
42.下壳11的上端形成有敞开口，即下壳11构造为底部以及周向均封闭的盒状结构，从而在上端限定出敞开口，上盖板12安装于敞开口处，且上盖板12与下壳11共同限定出安装腔15，从而可将动作采集元件23以及主控模块24均可安装于安装腔15内，且在拆卸上盖板12时，可灵活地安装和更换动作采集元件23以及主控模块24。
43.容纳空间构造为形成于上盖板12的手指槽，即容纳空间形成于上盖板12的上侧，以使被测人可将手指放置于上盖板12的上侧，从而手指以及胳膊在重力作用下与上盖板12以及安装于上盖板12的皮电采集元件28和脉搏采集元件29紧密接触，实现信号的准确采集。
44.在一些实施例中，如图2和图3所示，手指槽包括第一手指槽13和第二手指槽14，第一手指槽13和第二手指槽14中的至少一个设有皮电采集元件28，且至少一个脉搏采集元件29。
45.如在具体地安装时，如图2所示，第一手指槽13和第二手指槽14内各设置有一个皮电采集元件28，且在第一手指槽13和第二手指槽14中的一个中设置脉搏采集元件29，如第一手指槽13中设置有脉搏采集元件29，由此，可实现皮电信号和脉搏信号的采集。
46.在一些实施例中，上盖板12相对于下壳11可活动，如图3所示，上盖板12与下壳11并非完全相对固定，且上盖板12与下壳11之间支撑有压紧弹簧31，以使上盖板12可相对于下壳11浮动，使得被测人的手指可快速地设置容纳空间内，方便被测人自己佩戴设备，提高佩戴效率。
47.在一些实施例中，心理测试设备100还包括：安装板，主控模块24固定安装于安装板，压紧弹簧31背离上盖板12的一端支撑于安装板。如图3所示，安装板为水平板，即安装板沿水平方向延伸，且安装板的上表面形成支撑面，主控模块24安装于安装板的上方，压紧弹簧31的下端与安装板的上表面固定相连。主控模块24通过固定螺栓固定安装于安装板的上方，以使主控模块24可灵活地拆卸和更换。
48.由此，使得主控模块24悬置于壳体1内，且弹簧的稳定性更佳，动作采集元件23安装于主控模块24且位于安装板的上方，利于保证检测的准确性。
49.在一些实施例中，心理测试设备100，还包括：松紧带32，松紧带32的两端分别与壳体1的两侧相连，且松紧带32束缚于上盖板12外，以使松紧带32对容纳空间的上部起到限位
作用。松紧带32为弹性带，且松紧带32的弹性力和压紧弹簧31的弹性力可共同作用于容纳空间内的手指，以可形成弹性活动空间，利于手指快速深入，提高佩戴效率。
50.壳体1设有固定卡口16，固定卡口16用于固定松紧带32的端部。
51.在一些实施例中，皮电采集元件28通过贯穿上盖板12的第一连接线33与主控模块24电连接，脉搏采集元件29通过贯穿上盖板12的第二连接线34与主控模块24电连接，以使上盖板12可对第一连接线33、第二连接线34起到束缚的作用，不会出现线束杂乱分布的情况。
52.在一些实施例中，心理测试设备100，还包括：充电电池25和电池管理模块26，充电电池25位于安装腔15内且与电池管理模块26电连接，皮电采集元件28、脉搏采集元件29和动作采集元件23均与电池管理模块26电连接。
53.如图1所示，电池管理模块26与充电电池25电连接，以使电池管理模块26可将充电电池25的电能分配至皮电采集元件28、脉搏采集元件29和动作采集元件23，也可同时分配至主控模块24以及其他用电模块。
54.如图3所示，充电电池25安装于壳体1内，且位于安装板和主控模块24之间。
55.在一些实施例中，壳体1设有开关41和type-c数据/充电口43，且开关41和type-c数据/充电口43位于壳体1的同一侧且均与主控模块24电连接，type-c数据可作为数据传输模块42，且可与蓝牙集成，开关41用于控制心理测试设备100的开关41状态。
56.在一些实施例中，心理测试设备100，还包括：oled显示屏45，oled显示屏45安装于壳体1且与主控模块24电连接，可用于显示检测内容，便于被测人员进行观察。
57.以及，壳体1还可设置有指示灯44。
58.1、在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
59.2、在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
60.3、在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
61.4、在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
62.5、在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。