[发明专利]用于三维空间中多手势伸抓运动的实验训练装置及应用

权利要求书

1.一种用于三维空间中多手势伸抓运动的实验训练装置，其特征在于：主要包括三维电动滑台(1)、抓握物体组件(2)、按钮开关(3)、数据采集卡(4)、脑电信号记录系统(5)、光学运动捕获系统(6)和PC机(7)，所述三维电动滑台(1)为电机(14)驱动的XYZ三轴滑轨(10)，对应XYZ三轴滑轨(10)上设有滑块(16)，抓握物体组件(2)包括LED灯(27)、多种抓握物 体(18)及内置隔物触摸传感器(31)，抓握物体组件(2)通过螺栓固定在三维电动滑台(1)中X轴滑轨(10-1)的滑块(16-1)上，按钮开关(3)固定在三维电动滑台(1)的支架(8)上，数据采集卡(4)与电机(14)、按钮开关(3)、LED灯(27)、隔物触摸传感器(31)电连接，并与PC机(7)通过USB接口电连接，脑电信号记录系统(5)一端连接被试头部的电极阵列，另一端通过以太网接入PC机(7)，光学运动捕获系统(6)通过以太网与PC机(7)连接，PC机(7)上有通讯总控装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于三维空间中多手势伸抓运动的实验训练装置，其特征在于：三维电动滑台(1)包括支架(8)、底座(9)、滑轨(10)、连接轴(11)、连接板(12)、三角架(13)、电机(14)、减速机(15)、滑块(16)，滑轨(10)包含一根X轴滑轨(10-1)，两根Y轴滑轨：右Y轴滑轨(10-2)、左Y轴滑轨(10-3)和两根Z轴滑轨：右Z轴滑轨(10-4)、左Z轴滑轨(10-5)，滑块(16)包含一个X轴滑块(16-1)，两个Y轴滑块：右Y轴滑块(16-2)和左Y轴滑块(16-3)，两个Z轴滑块：右Z轴滑块(16-4)和左Z轴滑块(16-5)，右Y轴滑轨(10-2)和左Y轴滑轨(10-3)通过底座(9)固定在支架(8)上，右Z轴滑轨(10-4)和左Z轴滑轨(10-5)通过三脚架(13)分别固定在右Y轴滑块(16-2)和左Y轴滑块(16-3)上，X轴滑轨(10-1)两端通过连接板12分别固定在右Z轴滑块(16-4)和左Z轴滑块(16-5)上，X轴滑轨(10-1)、右Y轴滑轨(10-2)和右Z轴滑轨(10-4)是主动滑轨，其端部依次机械连接减速机(15)和电机(14)，左Y轴滑轨(10-3)和左Z轴滑轨(10-5)为从动滑轨，主动滑轨和从动滑轨之间通过连接轴(11)相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于三维空间中多手势伸抓运动的实验训练装置，其特征在于：所述PC机7的通讯总控装置包括：

用于设置实验参数的参数设置单元；

用于接收数据采集卡的端口信息并向数据采集卡发送端口控制命令的通信单元；

用于向脑电信号记录系统发送数字标签的数据写入单元；

用于控制实验流程、判断实验状态并将实验状态发送至数据写入单元的逻辑控制单元；

用于统计实验次数、成功次数、实验时间数据的统计单元；

用于控制光学运动捕获系统开始和停止记录运动数据并将记录状态发送至数据写入单元的运动记录单元。

4.一种用于三维空间中多手势伸抓运动的实验训练装置在脑电信号完整实验和数据记录中的应用，其特征在于，在引导灵长类动物进行三维空间中多手势、多位置伸抓运动并记录被试脑电信号、手臂运动轨迹和实验状态三种数据中的应用，通过以下步骤实现：

在PC机的参数设置单元上设置实验参数的方法；

在脑电信号记录系统上开始记录脑电信号的方法；

PC机的通讯控制系统控制光学运动捕获系统开始记录手臂运动轨迹，并将“开始记录”标签发送至脑电信号记录系统的方法；

PC机的通讯总控装置控制电机将抓握物体移动到指定位置；

PC机的通讯总控装置接收按钮开关被按下的消息，并开始一次实验的方法；

PC机的通讯总控装置点亮LED灯，提示开始抓握的方法；

PC机的通讯总控装置接收隔物触摸传感器信息，判定实验状态并将实验状态写入脑电信号记录系统的方法；

PC机的统计单元接收逻辑控制单元的信息并统计实验次数、成功次数、实验时间数据的方法。