本實用新型屬于運動心理學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種模擬失重狀態(tài)下用于大腿側(cè)擺的被動動覺方位測試裝置。

背景技術(shù)：

動覺(kinesthetic sense)也叫運動感覺，是對身體各部位的位置和運動狀況的感覺，也就是肌肉、腱和關(guān)節(jié)的感覺，即本體感覺。它反映身體各部分的位置、運動以及肌肉的緊張程度，是內(nèi)部感覺的一種重要形態(tài)。

動覺是隨意運動的重要基礎(chǔ)，是對自己身體的運動和位置狀態(tài)的感覺。當(dāng)關(guān)節(jié)伸屈或肌肉弛縮時，就會刺激這些感受器，產(chǎn)生神經(jīng)沖動，沿脊髓上行傳導(dǎo)，到大腦皮層的中央前回而產(chǎn)生動覺。

通過動覺，能使人感知到自己身體的空間位置、姿勢和身體各部分的運動情況。人們由于具有高度精確的動覺，才能實現(xiàn)動作協(xié)調(diào)，完成各種復(fù)雜的運動技能。

在排除視覺的條件下，通過肢體的觸摸運動可以正確地知覺物體的大小、形狀和彈性。手在運動時肌肉緊張度的變化，告訴我們物體的種種屬性。

在隨意運動中，由于肌肉運動的速度和強度等信號不斷傳入大腦，形成反饋信息，才能實現(xiàn)大腦對肌肉運動的神經(jīng)調(diào)節(jié)，使隨意運動成為可能。如果沒有精確的動覺反饋信息，就會造成運動失調(diào)。人對客觀世界的正確反映，是各種感覺相互協(xié)調(diào)、相互驗證的結(jié)果。動覺在各種感覺的相互協(xié)調(diào)中起著重要的作用。如果沒有動覺和其他感覺的結(jié)合，人的知覺能力就不能得到正常的發(fā)展。

兒童動覺的感受性隨年齡的增長而提高，一般人常常不能直接覺察到動覺信息，但是對于優(yōu)秀的運動員來說，他們對身體肌肉、筋腱和關(guān)節(jié)的運動十分敏感，對速度、動作精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性的估量有精細(xì)的自我感受。

動覺是否敏感是選拔運動員、舞蹈演員、雜技演員的重要條件之一。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在部分關(guān)于動覺方位辨別裝置的研究。從結(jié)構(gòu)上分析，現(xiàn)有的辨別裝置主要包括180°半圓形測量尺，在測量尺的中間鉸接有一旋轉(zhuǎn)尺，旋轉(zhuǎn)尺上具有用于指向半圓尺的指針。

測試前，然后將半圓尺置于桌面上，半圓尺的底邊與桌邊平行，被試者坐于桌邊，將手肘放在圓心上，中指對準(zhǔn)0刻度。然后令被試者觀察半圓尺上0°-180°的位置，最后利用眼罩將被試者的眼睛蒙蔽。

被動測試時，主考官以被試者的手肘作為轉(zhuǎn)軸，握住被試者的手腕，然后轉(zhuǎn)動到中指所指的任一度數(shù)，讓被試者報告感覺移動了多少度，并記錄報告度數(shù)，同時不告知被試者的結(jié)果準(zhǔn)確性。按照相同的方法做完10個位置，每個位置2次，共計20次，并記錄。

主動測試時，令被試者的手肘作為轉(zhuǎn)軸，然后轉(zhuǎn)動到主考官指定讀數(shù)。轉(zhuǎn)動完成后報告主考官，主考官觀察轉(zhuǎn)動誤差，同時不告知被試者的結(jié)果準(zhǔn)確性。按照相同的方法做完10個位置，每個位置2次，共計20次，并記錄。

最后，按照：

相對誤差＝平均誤差/移動度數(shù)；

計算出10個位置的平均誤差。以此作為選拔運動員的重要參考依據(jù)。

但是，上述的裝置，存在一定的缺陷。包括：

(1)受限于半圓尺及旋轉(zhuǎn)尺精度，測試過程中會存在一定的誤差。

(2)人工讀數(shù)存在一定的誤差。

(3)被試者的手肘與旋轉(zhuǎn)尺沒有相對固定裝置，因此在測試過程中易發(fā)生手肘脫離旋轉(zhuǎn)尺的情況。

(4)測試過程中中指會發(fā)生一定程度的偏移，影響最終結(jié)果判斷。

(5)現(xiàn)有的測試裝置，僅能夠測試小臂在水平面上的精準(zhǔn)度，對于非水平面、大臂和/或腿部，均無法測試。

因此，如何設(shè)計一種具有較高精準(zhǔn)度和較高可信度的動覺方位測試裝置，來避免客觀因素對測試結(jié)果造成干擾，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模擬失重狀態(tài)下用于大腿側(cè)擺的被動動覺方位測試裝置。本裝置通過設(shè)計全新的結(jié)構(gòu)，使其可以在模擬失重狀態(tài)下高精準(zhǔn)的完成大腿側(cè)擺的動覺方位測試工作，并具有較高的可信度。

為了達(dá)成上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種模擬失重狀態(tài)下用于大腿側(cè)擺的被動動覺方位測試裝置，包括：

頂部開口的殼體，殼體內(nèi)具有底座；

所述底座上固定連接有兩墊塊，墊塊的前端具有支撐桿，支撐桿上部與手扶架活動連接；

所述支撐桿下部與一豎向設(shè)置的圓形外殼連接，所述圓形外殼上具有刻度；

所述圓形外殼的圓心處被轉(zhuǎn)軸貫穿；

轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)端與用于指向所述刻度的指針固定連接；

所述轉(zhuǎn)軸的外側(cè)端與圓形外殼轉(zhuǎn)動配合，轉(zhuǎn)軸位于圓形外殼內(nèi)側(cè)的部分與大腿夾持機構(gòu)固定連接；

所述兩墊塊為用于被試者腳掌定位的凸塊，使得被試者可以單腳踩在凸塊上上肢通過手扶架保持上身穩(wěn)定，完成大腿側(cè)擺的動覺方位測試。

優(yōu)選的，所述指針與紅光發(fā)射器固定連接。

優(yōu)選的，所述支撐桿的外側(cè)具有旋鈕，旋鈕通過螺紋與手扶架配合；

所述旋鈕通過螺紋副實現(xiàn)自身與手扶架在支撐桿上的定位。

優(yōu)選的，所述大腿夾持機構(gòu)包括與所述轉(zhuǎn)軸固定連接的弧形板，弧形板上固定連接有多個綁帶。

優(yōu)選的，所述指針的中心線與所述弧形板的中心線相重合，則被試者大腿的方位即與指針的方位基本重合，便于主考官從上方判斷被試者大腿的位置。

上述的被動動覺方位測試裝置，還包括安裝在圓形外殼背面上的伺服電機，伺服電機主軸通過聯(lián)軸器帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

所述伺服電機被處理單元控制轉(zhuǎn)動角度。

優(yōu)選的，所述處理單元為CNC系統(tǒng)。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時，本實用新型還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行測試的方法，進(jìn)行測試的方法，主要步驟如下：

A、令被試者單腳站在墊塊上；

B、被試者將大腿固定在大腿夾持機構(gòu)上；

C、主考官手動抬起被試者大腿，被試者報告大腿轉(zhuǎn)動角度，主考官記錄報告角度與大腿實際轉(zhuǎn)動角度的誤差；

D、主考官重復(fù)步驟C20次；

E、將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉(zhuǎn)動次數(shù)，得出平均誤差，完成測試。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時，本實用新型還提供了另一種利用上述裝置進(jìn)行測試的方法，進(jìn)行測試的方法，主要步驟如下：

A、令被試者單腳站在墊塊上；

B、被試者將大腿固定在大腿夾持機構(gòu)上；

C、主考官通過伺服電機抬起被試者大腿，被試者報告大腿轉(zhuǎn)動角度，處理單元記錄報告角度與大腿實際轉(zhuǎn)動角度的誤差；

D、主考官重復(fù)步驟C20次；

E、處理單元將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉(zhuǎn)動次數(shù)，得出平均誤差，完成測試。

本實用新型的有益效果是:

(1)通過被試者置于水中，模擬失重狀態(tài)，來降低重力對手臂轉(zhuǎn)動過程中的影響。

(2)具有手扶架與大腿夾持機構(gòu)，能夠保證測試全程大腿始終與胯部同軸，避免因大腿滑動/脫落造成的誤差。

(3)可以通過紅光發(fā)射器發(fā)出的紅外光在刻度上的位置輔助識別刻度，識別時主考官從外側(cè)向紅外光相向看去，可以識別提高精度。

(4)借助伺服電機，能夠提高初始階段手臂移動的精度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型在去掉殼體狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型中轉(zhuǎn)軸的裝配示意圖；

圖4是本實用新型中大腿夾持機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型中聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實用新型中電路部分的原理圖；

其中：1、支撐桿，2、旋鈕，3、底座，4、墊塊，5、圓形外殼，6、伺服電機，7、滾輪，8、指針，9、紅光發(fā)射器，10、刻度，11、滑軌，12、轉(zhuǎn)軸，13、綁帶，14、弧形板，15、聯(lián)軸器，16、處理單元，17、手扶架，18、殼體。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1：一種模擬失重狀態(tài)下用于大腿側(cè)擺的被動動覺方位測試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-5所示，包括：

頂部開口的殼體18，殼體18內(nèi)具有底座3，所述底座3上固定連接有兩鞋型的墊塊4，墊塊4的前端具有支撐桿1，支撐桿1與底座3固定連接，支撐桿1上部具有長條孔，旋鈕2貫穿于所述長條孔，并與手扶架17通過螺紋副配合。

所述圓形外殼5上具有刻度10；刻度10具有多個，相鄰的2個刻度10的間隔為5°。作為最佳的方案，也可以選擇具有360個刻度10的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠更大程度的減少目測誤差識別。

所述圓形外殼5的圓心處具有貫穿于所述圓形外殼5的轉(zhuǎn)軸12，圓形外殼5為凹凸型結(jié)構(gòu)，凹陷部形成圓形滑軌11。所述轉(zhuǎn)軸12的上端與用于指向所述刻度10的指針8固定連接，指針8上安裝有用于在滑軌11內(nèi)滾動的滾輪7，指針8的靠外端，安裝有紅光發(fā)射器9。

作為較佳的選擇，圓形外殼5為亞克力、玻璃鋼或其他半透明材質(zhì)，易于觀察刻度10。

所述兩支撐桿1之間為用于容納被試者腿部的空間。

所述大腿夾持機構(gòu)包括與所述轉(zhuǎn)軸12固定連接的弧形板14，弧形板14上固定連接有多個綁帶13。綁帶13可以是松緊帶，也可以是帶有粘扣的結(jié)構(gòu)。

同時，所述指針8的中心線與所述弧形板12的中心線相重合。使得小腿在固定好后，小腿主體基本也是與中心線重合，可提高測試精度，便于主考官從上方判斷被試者大腿的位置。

測試前，令被試者單腳站立在其中一個墊塊4上，然后將另一只大腿卡入綁帶。調(diào)整好手扶架17的高度。非常重要的一點在于，需要令轉(zhuǎn)軸12的軸線近乎與胯部的打彎處重合，則大腿就可以視為以胯部為圓心進(jìn)行半圓周運動的桿狀構(gòu)件了。

被試者站立穩(wěn)定后，向殼體18內(nèi)注水，沒過被試者腰部停止，即可進(jìn)行測試。

測試時，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者大腿在外力下側(cè)擺轉(zhuǎn)動，并報告轉(zhuǎn)動度數(shù)，主考官觀察轉(zhuǎn)動誤差，同時不告知被試者的結(jié)果準(zhǔn)確性。按照相同的方法做完10個位置，每個位置2次，共計20次。

根據(jù)背景技術(shù)中的計算方式求出相對誤差，主考官即可判斷被試者被動動覺方位的感知精準(zhǔn)度，為下一步人才的選拔提供重要的參考。

實施例2：一種模擬失重狀態(tài)下用于大腿側(cè)擺的被動動覺方位測試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，包括：

頂部開口的殼體18，殼體18內(nèi)具有底座3，所述底座3上固定連接有兩鞋型的墊塊4，墊塊4的前端具有支撐桿1，支撐桿1與底座3固定連接，支撐桿1上部具有長條孔，旋鈕2貫穿于所述長條孔，并與手扶架17通過螺紋副配合。

所述圓形外殼5上具有刻度10；刻度10具有多個，相鄰的2個刻度10的間隔為5°。作為最佳的方案，也可以選擇具有360個刻度10的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠更大程度的減少目測誤差識別。

所述圓形外殼5的圓心處具有貫穿于所述圓形外殼5的轉(zhuǎn)軸12，圓形外殼5為凹凸型結(jié)構(gòu)，凹陷部形成圓形滑軌11。所述轉(zhuǎn)軸12的上端與用于指向所述刻度10的指針8固定連接，指針8上安裝有用于在滑軌11內(nèi)滾動的滾輪7，指針8的靠外端，安裝有紅光發(fā)射器9。

作為較佳的選擇，圓形外殼5為亞克力、玻璃鋼或其他半透明材質(zhì)，易于觀察刻度10。

所述兩支撐桿1之間為用于容納被試者腿部的空間。

所述大腿夾持機構(gòu)包括與所述轉(zhuǎn)軸12固定連接的弧形板14，弧形板14上固定連接有多個綁帶13。綁帶13可以是松緊帶，也可以是帶有粘扣的結(jié)構(gòu)。

其中，上述的被動動覺方位測試裝置，還包括安裝在圓形外殼5背面上的伺服電機6，伺服電機6主軸通過聯(lián)軸器15帶動轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動；

所述伺服電機6被處理單元16控制轉(zhuǎn)動角度。

所述處理單元為CNC系統(tǒng)。

同時，所述指針8的中心線與所述弧形板12的中心線相重合。使得小腿在固定好后，小腿主體基本也是與中心線重合，可提高測試精度，便于主考官從上方判斷被試者大腿的位置。

測試前，令被試者單腳站立在其中一個墊塊4上，然后將另一只大腿卡入綁帶。調(diào)整好手扶架17的高度。非常重要的一點在于，需要令轉(zhuǎn)軸12的軸線近乎與胯部的打彎處重合，則大腿就可以視為以胯部為圓心進(jìn)行半圓周運動的桿狀構(gòu)件了。

被試者站立穩(wěn)定后，向殼體18內(nèi)注水，沒過被試者腰部停止，即可進(jìn)行測試。

測試時，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者大腿在伺服電機帶動下側(cè)擺轉(zhuǎn)動，并報告轉(zhuǎn)動度數(shù)，處理單元16記錄轉(zhuǎn)動誤差，同時不告知被試者的結(jié)果準(zhǔn)確性。按照相同的方法做完10個位置，每個位置2次，共計20次。

處理單元記錄了相應(yīng)數(shù)據(jù)后，根據(jù)背景技術(shù)中的計算方式求出相對誤差，主考官即可判斷被試者被動動覺方位的感知精準(zhǔn)度，為下一步人才的選拔提供重要的參考。

因為在本實施例中，角度的測量及數(shù)據(jù)的處理均由CNC系統(tǒng)完成，因此可以獲得更高效，更精確的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步的避免客觀人為因素造成的誤差。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。