一種握力綜合測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于用戶數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種握力綜合測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，即時(shí)監(jiān)測(cè)軟件的數(shù)據(jù)管理和測(cè)量也是多種多樣，然而針對(duì)手指握力測(cè)量的應(yīng)用或設(shè)備并不多見，尤其是針對(duì)每個(gè)手指的握力數(shù)值。盡管市面上存在手指握力測(cè)量的設(shè)備，但并沒有形成智能化的產(chǎn)品和智能化的數(shù)據(jù)管理方法及系統(tǒng)。
[0003]大量的臨床和流行病學(xué)的研究表明握力有潛力作為短期或長期的死亡率和發(fā)病率的預(yù)測(cè)指標(biāo)。病人不正常的握力預(yù)示著術(shù)后并發(fā)癥的增加、住院時(shí)間的延長、再次進(jìn)入醫(yī)院治療的概率的增加、身體指標(biāo)的下降。尤其在老年人群體中，握力值的下降暗示著獨(dú)立性的下降。流行病學(xué)研究論證了健康成年人中低握力值預(yù)示著年老之后產(chǎn)生功能性的殘疾的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)預(yù)示著全因死亡率的升高。握力值是衡量營養(yǎng)狀況的一個(gè)常見指標(biāo)，同時(shí)也正在越來越多地被用作營養(yǎng)干預(yù)研究的結(jié)果變量。
[0004]由于握力值與人體健康密不可分的聯(lián)系，握力數(shù)據(jù)的采集和分析的重要性不言而喻。
[0005]握力值是衡量老年人或病人等用戶群體體質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)用戶握力值進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)和分析，不僅能夠幫助用戶更全面的認(rèn)識(shí)自己的體質(zhì)情況，也能對(duì)握力值本身與人體健康的關(guān)系進(jìn)行更深層次的挖掘，同時(shí)當(dāng)數(shù)據(jù)量足夠時(shí)，可以宏觀上體現(xiàn)出總體的健康狀況?，F(xiàn)有的握力器存在著精度不足、便攜性不足、數(shù)據(jù)無法存儲(chǔ)分析等缺點(diǎn)。
[0006]已知抓握力是通過手來拉動(dòng)或者分離物體所產(chǎn)生的力。評(píng)價(jià)手抓握力的三項(xiàng)指標(biāo)分別是“握力”、“握耐力”和“握爆發(fā)力”?！拔樟Α笔悄壳皣鴥?nèi)外評(píng)價(jià)抓握力的最主要指標(biāo)。然而“握力”指標(biāo)缺乏用戶間的橫向?qū)Ρ?，而且觀察我們的實(shí)際工作和生活會(huì)發(fā)現(xiàn)，“握耐力”與“握爆發(fā)力”的應(yīng)用更多、更廣泛，但“握耐力”與“握爆發(fā)力”的測(cè)試方法和指標(biāo)并未報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種握力測(cè)試系統(tǒng)及其握力測(cè)試方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種握力綜合測(cè)試系統(tǒng)包括握力計(jì)本體和測(cè)試模塊，所述的握力計(jì)本體包括用于與測(cè)試模塊傳輸數(shù)據(jù)的藍(lán)牙模塊，握力計(jì)本體還包括各4個(gè)握力按鍵和壓力傳感器，每個(gè)握力按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)壓力傳感器；
[0010]所述的測(cè)試模塊包括:
[0011 ]串口通信模塊;用于打開測(cè)試模塊的藍(lán)牙串口，讀取藍(lán)牙串口接收數(shù)據(jù)并驗(yàn)證；
[0012]數(shù)據(jù)管理模塊；用于用戶名單、歷史記錄條目的檢索修改，歷史測(cè)試數(shù)據(jù)組的存儲(chǔ)、讀取和修改；
[0013]指標(biāo)計(jì)算模塊;用于發(fā)送語音提示，讀取并轉(zhuǎn)換串口通信模塊接收的數(shù)據(jù)，計(jì)時(shí)測(cè)試時(shí)長，并計(jì)算握力指標(biāo);所述的指標(biāo)計(jì)算模塊包括相互獨(dú)立工作的握爆發(fā)力計(jì)算單元、握力計(jì)算單元和握耐力計(jì)算單元；
[0014]圖表繪制模塊；用于繪制握力計(jì)算模塊轉(zhuǎn)換后的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，或繪制來自本地存儲(chǔ)的歷史測(cè)試數(shù)據(jù)；
[0015]顯示模塊，用于顯示圖表繪制模塊繪制的圖表，并顯示握力計(jì)算模塊計(jì)算的結(jié)果。
[0016]所述的握力計(jì)本體還包括第一外殼、第二外殼、螺絲、彈簧、按鈕、電路模塊、鋰電池、充電口，第一外殼與第二外殼相連，第一外殼內(nèi)側(cè)一邊設(shè)有電路模塊，第一外殼側(cè)邊設(shè)有按鈕和充電口，第一外殼內(nèi)側(cè)另一邊設(shè)有鋰電池，第二外殼內(nèi)側(cè)上部設(shè)有螺絲，螺絲外側(cè)設(shè)有彈簧、第二外殼內(nèi)側(cè)下部設(shè)有握力按鍵和壓力傳感器，鋰電池、按鈕分別與電路模塊相連，螺絲伸入第一外殼的內(nèi)部，通過旋轉(zhuǎn)螺絲可以調(diào)節(jié)第二外殼的上下位置，壓力傳感器與電路模塊相連。
[0017]所述的握力按鍵和壓力傳感器在第二外殼內(nèi)側(cè)。所述的電路模塊包括信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。
[0018]所述系統(tǒng)的握力測(cè)試方法，其特征在于包括如下步驟:
[0019]SOl:測(cè)試模塊通過串口通信模塊打開藍(lán)牙串口，與握力計(jì)本體的藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接；
[°02°] S02:握力計(jì)算模塊的握爆發(fā)力計(jì)算單元發(fā)送測(cè)試語音提示，待用戶抓握握力計(jì)本體的握力按鍵達(dá)到設(shè)定時(shí)間后發(fā)送結(jié)束語音提示；圖表繪制模塊繪制四指合力的握力-時(shí)間曲線和單指的握力-時(shí)間曲線；
[0021]S03:握力計(jì)算模塊的握力計(jì)算單元發(fā)送測(cè)試語音提示，待用戶抓握握力計(jì)本體的握力按鍵達(dá)到設(shè)定時(shí)間后發(fā)送結(jié)束語音提示；圖表繪制模塊繪制四指合力的握力-時(shí)間曲線和單指的握力-時(shí)間曲線；
i0022] S04:握力計(jì)算模塊的握耐力計(jì)算單元發(fā)送測(cè)試語音提示，待用戶抓握握力計(jì)本體的握力按鍵達(dá)到設(shè)定時(shí)間后發(fā)送結(jié)束語音提示；圖表繪制模塊繪制四指合力的握力-時(shí)間曲線和單指的握力-時(shí)間曲線；
[0023]S05:握爆發(fā)力計(jì)算單元根據(jù)步驟S02的握力-時(shí)間曲線分別計(jì)算測(cè)試過程中的以下握爆發(fā)力指標(biāo):四指合力達(dá)到最大力的時(shí)間、發(fā)力率最大值和達(dá)到最大力時(shí)的發(fā)力率；四個(gè)單指達(dá)到最大力的時(shí)間、發(fā)力率最大值和達(dá)到最大力時(shí)的發(fā)力率，握爆發(fā)力指標(biāo)和握力-時(shí)間曲線作為用戶歷史數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理模塊儲(chǔ)存，所述的發(fā)力率為相應(yīng)握力一時(shí)間曲線的斜率值；
[0024]握力計(jì)算單元根據(jù)步驟S03的握力-時(shí)間曲線分別計(jì)算測(cè)試過程中的以下握力指標(biāo):四指合力的絕對(duì)握力和相對(duì)握力；四個(gè)單指的絕對(duì)握力和相對(duì)握力，握力指標(biāo)作為用戶歷史數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理模塊儲(chǔ)存，所述的絕對(duì)握力為握力一時(shí)間曲線的最大值，所述的相對(duì)握力為絕對(duì)握力除以體重的0.667次冪；
[0025]握耐力計(jì)算單元根據(jù)步驟S04的握力-時(shí)間曲線分別計(jì)算測(cè)試過程中的以下握耐力指標(biāo):四指合力的肌肉疲勞指數(shù)、由最大握力下降至50 %最大握力的時(shí)間和相對(duì)耐力；四個(gè)單指的肌肉疲勞指數(shù)、由最大握力下降至50%最大握力的時(shí)間和相對(duì)耐力，握耐力指標(biāo)作為用戶歷史數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理模塊儲(chǔ)存，所述的肌肉疲勞指數(shù)MFI = (Fmin-Fmax)/Fmax，其中Fmax為握力-時(shí)間曲線上的握力最大值，F(xiàn)min為握力達(dá)到最大值之后的握力-時(shí)間曲線上的最小值，所述的相對(duì)耐力為握力-時(shí)間曲線中最后一秒的平均力與第一秒的平均力的比值；
[0026]S06:圖表繪制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)管理模塊中存儲(chǔ)的用戶歷史數(shù)據(jù)，繪制步驟S05中各指標(biāo)的歷史變化圖；
[0027]S07:顯示單元根據(jù)需要顯示相應(yīng)的握力-時(shí)間曲線、步驟S05得到的各指標(biāo)結(jié)果和步驟S06得到的歷史變化圖。
[0028]所述的步驟S02-S04中，握力計(jì)本體的電路模塊將壓力傳感器的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并通過藍(lán)牙模塊傳輸給測(cè)試模塊，握力計(jì)算模塊實(shí)時(shí)讀取串口通信模塊接收的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為四個(gè)壓力值，同時(shí)計(jì)算合力值，當(dāng)合力值大于設(shè)定的閾值才開始計(jì)時(shí)，并將合力值與單指力量值存入數(shù)據(jù)管理模塊；
[0029]所述的步驟S02和S03可重復(fù)多次，重復(fù)過程之間設(shè)定間隔時(shí)長；當(dāng)步驟S02重復(fù)多次時(shí)，步驟S05中的握爆發(fā)力計(jì)算單元選擇達(dá)到最大力所需時(shí)間較短的一次重復(fù)過程進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果和其握力-時(shí)間曲線作為用戶歷史數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理模塊儲(chǔ)存；當(dāng)步驟S03重復(fù)多次時(shí)，步驟S05中的握力計(jì)算單元選擇絕對(duì)握力較大的一次重復(fù)過程進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果和其握力-時(shí)間曲線作為用戶歷史數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理模塊儲(chǔ)存。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:多通道同時(shí)采集各個(gè)手指的數(shù)據(jù)以及合力。有助于對(duì)每個(gè)手指的力分別進(jìn)行分析，這在手指受傷的用戶的康復(fù)檢測(cè)中顯得尤為重要。
[°031 ]針對(duì)人體抓握物體的動(dòng)作特點(diǎn)，提出絕對(duì)握力和相對(duì)握力兩個(gè)指標(biāo)作為握力測(cè)試指標(biāo)，即符合人體手掌行為的自然規(guī)律，又能直觀的反應(yīng)人體握爆發(fā)力機(jī)能的程度，以絕對(duì)握力對(duì)用戶的最大握力進(jìn)行縱向比較(如繪制治療進(jìn)展圖、最大握力訓(xùn)練效果比較)；以相對(duì)握力(最大握力除以體重的0.667次冪)進(jìn)行用戶間的橫向比較(損傷程度分級(jí)系統(tǒng)的建立、最大握力恢復(fù)速度的比較)。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明握力測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2為握力計(jì)本體的外部示意圖；
[0034]圖3為握力計(jì)本體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為完整測(cè)試過程的實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0036]如圖1所示，一種握力綜合測(cè)試系統(tǒng)