專利名稱：手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法及測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理領(lǐng)域，尤其涉及機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量方法和測(cè)量裝置，特別是手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法及測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
人體的速度素質(zhì)目前普遍通過(guò)人體在單位時(shí)間內(nèi)重復(fù)完成某一動(dòng)作的數(shù)量或者通過(guò)的距離長(zhǎng)度來(lái)表示，人體的速度素質(zhì)包括反應(yīng)速度、動(dòng)作速度和位移速度等指標(biāo)，研究表明，人體的快速運(yùn)動(dòng)能力是通過(guò)人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的發(fā)放頻率來(lái)表現(xiàn)的，資料顯示，少兒在完成短距離跑動(dòng)時(shí)，其動(dòng)作頻率與成年人無(wú)顯著性差異，說(shuō)明動(dòng)作頻率在后天很難改變，主要受先天遺傳因素控制，也有資料顯示神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)作速度與屬于相對(duì)神經(jīng)支配的對(duì)抗肌在脊髓中樞的交換速度有關(guān)，因此，通過(guò)對(duì)人體進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動(dòng)測(cè)試可以得到被測(cè)人的人體素質(zhì)，從而可以此來(lái)輔助挑選出有潛力的受訓(xùn)人員。比如，體育運(yùn)動(dòng)員的選材，音樂(lè)表演者的選材以及舞蹈表演者的選材等等?，F(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量人體速度素質(zhì)是通過(guò)測(cè)試人體對(duì)光、聲刺激的反應(yīng)能力以及人體的運(yùn)動(dòng)速度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所利用的測(cè)試裝置一般概括為簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)測(cè)試儀器、計(jì)數(shù)器、秒表、節(jié)拍器等，也有采用高級(jí)肌電圖設(shè)備、光電以及聲、光專用試速儀，但利用以上的方法和裝置，均需要對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試過(guò)程，而人體的速度耐力和肌肉力量往往會(huì)隨時(shí)間變化，造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)，目前還沒(méi)有既可以測(cè)量速度同時(shí)又可以測(cè)量頻率的方法和裝置，所以測(cè)量人體的速度素質(zhì)的方法和設(shè)備都不完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題是由于現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)量人體速度素質(zhì)是通過(guò)測(cè)試人體對(duì)光、聲刺激的反應(yīng)能力以及人體的運(yùn)動(dòng)速度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所利用的測(cè)試裝置一般概括為簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)測(cè)試儀器、計(jì)數(shù)器、秒表、節(jié)拍器等，也有采用高級(jí)肌電圖設(shè)備、光電以及聲、光專用試速儀，利用以上的方法和裝置，均需要對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試過(guò)程，而人體的速度耐力和肌肉力量往往會(huì)隨時(shí)間變化，所以會(huì)造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)，目前還沒(méi)有既可以測(cè)量速度又可以測(cè)量頻率的方法和裝置，所以測(cè)量人體的速度素質(zhì)的方法和設(shè)備都不完善。
本發(fā)明為解決已有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，所述的這種手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法包括一個(gè)利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟，其中，在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號(hào)，所述的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)信號(hào)放大的步驟，放大后的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)換為串行通訊信號(hào)，所述的串行通訊信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的串行通訊接口中，計(jì)算機(jī)的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號(hào)，并將所述的串行通訊信號(hào)送入存貯器中存貯，所述的計(jì)算機(jī)利用預(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，得到手指擺動(dòng)的頻率和速度。
進(jìn)一步的，在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器同步感應(yīng)手指的動(dòng)作速度與頻率。
進(jìn)一步的，所述的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。
本發(fā)明為解決已有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題還提供了一種實(shí)現(xiàn)所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法的測(cè)量裝置，在所述的測(cè)量裝置中，所述的傳感器采用阻斷式紅外光電傳感器，所述的阻斷式紅外光電傳感器連接有一個(gè)信號(hào)放大器，所述的信號(hào)放大器連接有一個(gè)信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路，所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路與一個(gè)計(jì)算機(jī)的串行通訊接口連接，所述的計(jì)算機(jī)中預(yù)置有分析程序。
具體的，所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路可以通過(guò)串行通訊接口與所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路也可以通過(guò)USB通用串行總線接口與所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
具體的，所述的傳感器由兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器構(gòu)成，兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器設(shè)置在一個(gè)支架中，兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器之間設(shè)置有距離，距離等于預(yù)設(shè)的手指擺動(dòng)的振幅，任意一個(gè)阻斷式紅外光電傳感器均由一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)過(guò)的寬度，所述的紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管與所述的信號(hào)放大器連接，所述的信號(hào)放大器可以采用已有技術(shù)中的信號(hào)放大電路，信號(hào)放大器又與信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路連接，信號(hào)調(diào)整電路可以采用已有技術(shù)中的公知技術(shù)，由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均已熟知信號(hào)放大電路和信號(hào)調(diào)整電路，所以在此不再贅述。
本發(fā)明的工作過(guò)程是被測(cè)人的手指連續(xù)反復(fù)作擺動(dòng)動(dòng)作，傳感器檢測(cè)的擺動(dòng)動(dòng)作，傳感器將動(dòng)作的手指頻速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并進(jìn)一步將檢測(cè)得到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器進(jìn)行信號(hào)放大，并經(jīng)過(guò)所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行調(diào)整后傳至計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，所述的計(jì)算機(jī)利用所述的分析軟件對(duì)得到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)、分析并建模，并根據(jù)專業(yè)理論進(jìn)行分析，同時(shí)排除速度耐力和肌肉力量等因素干擾，從而可以測(cè)出被測(cè)人的動(dòng)作速度，進(jìn)一步將適合從事運(yùn)動(dòng)的范圍的常模對(duì)象與專業(yè)理論加以對(duì)照，得出選材的參考結(jié)論。
本發(fā)明與已有技術(shù)相對(duì)照，效果是積極且明顯的。本發(fā)明一種手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法利用傳感器將動(dòng)作的手指頻速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將電信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)分析程序?qū)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、分析并建模，從而測(cè)出動(dòng)作速度，得出選材的參考結(jié)論。本發(fā)明可將速度與頻率結(jié)合在一起同步測(cè)試，從而集中反映神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)放頻率與沖動(dòng)，排除速度耐力和肌肉力量等因素的干擾，正確測(cè)算出動(dòng)作速度。本發(fā)明的測(cè)量裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，可以驗(yàn)證專業(yè)理論和彌補(bǔ)選材儀器上的不足，適用于挑選速度快、反應(yīng)敏捷的運(yùn)動(dòng)員。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法的功能模塊示意圖。
圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法的測(cè)量裝置的一個(gè)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，包括一個(gè)利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟，其中，在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號(hào)，所述的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)信號(hào)放大的步驟，放大后的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)換為串行通訊信號(hào)，所述的串行通訊信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的串行通訊接口中，計(jì)算機(jī)的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號(hào)，并將所述的串行通訊信號(hào)送入存貯器中存貯，所述的計(jì)算機(jī)利用預(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，得到手指擺動(dòng)的頻率和速度。
進(jìn)一步的，在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器同步感應(yīng)手指的動(dòng)作速度與頻率。
進(jìn)一步的，所述的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。所述的計(jì)算機(jī)利用所述的分析程序?qū)Φ玫降臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)、分析并建模，并根據(jù)專業(yè)理論進(jìn)行分析，同時(shí)排除速度耐力和肌肉力量等因素干擾，從而可以測(cè)出被測(cè)人的動(dòng)作速度，進(jìn)一步將適合從事運(yùn)動(dòng)的范圍的常模對(duì)象與專業(yè)理論加以對(duì)照，得出選材的參考結(jié)論。
如圖1和圖2所示，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法的測(cè)量裝置，由傳感器1和計(jì)算機(jī)2構(gòu)成，傳感器1連接有信號(hào)放大器3，信號(hào)放大器3連接有信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路4，信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路4與計(jì)算機(jī)2的串行通訊接口相連接，所述的計(jì)算機(jī)2中安裝有分析軟件。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器1采用阻斷式紅外光電傳感器，所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路4通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。具體的，所述的傳感器1由兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器構(gòu)成，兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器設(shè)置在一個(gè)支架中，兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器之間設(shè)置有距離，距離等于預(yù)設(shè)的手指擺動(dòng)的振幅，任意一個(gè)阻斷式紅外光電傳感器均由一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)過(guò)的寬度，所述的紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管與信號(hào)放大器3連接，信號(hào)放大器3可以采用已有技術(shù)中的Y2F型集成電路，信號(hào)放大器3又與信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路4連接，信號(hào)調(diào)整電路可以采用已有技術(shù)中的公知技術(shù)，如圖2所示，由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均已熟知，所以在此不再贅述。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下所述采用成熟的光電產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，時(shí)間可達(dá)千分之一秒，以毫秒為單位，性能、效率、準(zhǔn)確度高。
限制擺幅高度，不達(dá)到高度的數(shù)據(jù)作為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理。過(guò)高的高度又受擺幅框架的限制。
測(cè)試時(shí)間設(shè)定為8秒(生理學(xué)規(guī)定10秒內(nèi)為速度反應(yīng)的有效時(shí)間)，準(zhǔn)備工作完成，手指急速擺動(dòng)記時(shí)開(kāi)始，時(shí)間一到自動(dòng)停止，讀取數(shù)值，以排除肌肉力量大小、速度耐力和力量耐力等因素影響，正確測(cè)算出神經(jīng)反應(yīng)速度和動(dòng)作頻率。
體積小、成本低、隨身攜帶方便；易掌握、易普及；任何年齡段都可測(cè)試(但研究者開(kāi)發(fā)目的是選材)。
軟件設(shè)計(jì)中包含有各年齡段，不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、不同性別積分與對(duì)照，測(cè)試結(jié)果一目了然。供運(yùn)動(dòng)員測(cè)試、教練員選材作為參考，也可供體育教練、專業(yè)人員從事研究用。
手指是人體最敏銳、最靈活的環(huán)節(jié)，特別是食指。
安全可靠、無(wú)任何對(duì)人體有害影響。
權(quán)利要求
1，一種手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，包括一個(gè)利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟，其特征在于在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號(hào)，所述的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)信號(hào)放大的步驟，放大后的電信號(hào)又經(jīng)過(guò)一個(gè)整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)換為串行通訊信號(hào)，所述的串行通訊信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的串行通訊接口中，計(jì)算機(jī)的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號(hào)，并將所述的串行通訊信號(hào)送入存貯器中存貯，所述的計(jì)算機(jī)利用預(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，得到手指擺動(dòng)的頻率和速度。
2，如權(quán)利要求1所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，其特征在于在所述的利用傳感器檢測(cè)手指擺動(dòng)動(dòng)作的步驟中，所述的傳感器同步感應(yīng)手指的動(dòng)作速度與頻率。
3，如權(quán)利要求1或2所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。
4，一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1或2或3所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法的測(cè)量裝置，其特征在于所述的傳感器采用阻斷式紅外光電傳感器，所述的阻斷式紅外光電傳感器連接有一個(gè)信號(hào)放大器，所述的信號(hào)放大器連接有一個(gè)信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路，所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路與一個(gè)計(jì)算機(jī)的串行通訊接口連接，所述的計(jì)算機(jī)中預(yù)置有分析程序。
5，如權(quán)利要求4所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路通過(guò)串行通訊接口與所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
6，如權(quán)利要求4所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路通過(guò)USB接口與所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。
7，如權(quán)利要求5或6所述的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量裝置，其特征在于所述的傳感器由兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器構(gòu)成，所述的兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器設(shè)置在一個(gè)支架中，所述的兩個(gè)阻斷式紅外光電傳感器之間設(shè)置有間隔距離，任意一個(gè)阻斷式紅外光電傳感器均由一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個(gè)紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)過(guò)的寬度。
全文摘要
一種手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法，利用傳感器檢測(cè)被測(cè)人體手指的擺動(dòng)動(dòng)作，傳感器將動(dòng)作的手指頻速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并將檢測(cè)得到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器進(jìn)行信號(hào)放大，并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行調(diào)整后傳至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用分析軟件并結(jié)合預(yù)置的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)得到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從而可以測(cè)出被測(cè)人的動(dòng)作速度。實(shí)現(xiàn)該方法的裝置由傳感器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，傳感器連接有信號(hào)放大器，信號(hào)放大器連接有信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)換電路通過(guò)串行通訊接口與計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明的手指擺動(dòng)頻率的測(cè)量方法可以排除速度耐力和肌肉力量等因素的干擾，正確測(cè)算出動(dòng)作速度。本發(fā)明的裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，可以為競(jìng)技運(yùn)動(dòng)挑選速度快、反應(yīng)敏捷的運(yùn)動(dòng)員。
文檔編號(hào)A61B5/11GK1676099SQ200410017340
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者余竹生, 歐陽(yáng)新, 王衛(wèi)國(guó), 楊一波, 鄔華德 申請(qǐng)人:余竹生, 歐陽(yáng)新, 王衛(wèi)國(guó), 楊一波, 鄔華德