一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置及測(cè)試方法。主要包括：底座；所述底座的上固定連接有座椅，座椅的兩側(cè)分別設(shè)置有支撐桿；每個(gè)支撐桿上均與一豎向的圓形外殼連接，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)端與角度傳感器的主軸一端固定連接，轉(zhuǎn)軸位于圓形外殼內(nèi)側(cè)的部分與小腿夾持機(jī)構(gòu)固定連接；所述兩支撐桿之間為用于容納被試者腿部的空間，本裝置通過(guò)設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，可以使得被試者坐在座椅上令轉(zhuǎn)軸軸線與身體軸線相平行，高精準(zhǔn)的完成小腿前擺動(dòng)覺(jué)方位的測(cè)試。
【專利說(shuō)明】
一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于運(yùn)動(dòng)心理學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)覺(jué)(kinesthetic sense)也叫運(yùn)動(dòng)感覺(jué)，是對(duì)身體各部位的位置和運(yùn)動(dòng)狀況的感覺(jué)，也就是肌肉、腱和關(guān)節(jié)的感覺(jué)，即本體感覺(jué)。它反映身體各部分的位置、運(yùn)動(dòng)以及肌肉的緊張程度，是內(nèi)部感覺(jué)的一種重要形態(tài)。
[0003]動(dòng)覺(jué)是隨意運(yùn)動(dòng)的重要基礎(chǔ)，是對(duì)自己身體的運(yùn)動(dòng)和位置狀態(tài)的感覺(jué)。當(dāng)關(guān)節(jié)伸屈或肌肉弛縮時(shí)，就會(huì)刺激這些感受器，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，沿脊髓上行傳導(dǎo)，到大腦皮層的中央前回而產(chǎn)生動(dòng)覺(jué)。
[0004]通過(guò)動(dòng)覺(jué)，能使人感知到自己身體的空間位置、姿勢(shì)和身體各部分的運(yùn)動(dòng)情況。人們由于具有高度精確的動(dòng)覺(jué)，才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作協(xié)調(diào)，完成各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)技能。
[0005]在排除視覺(jué)的條件下，通過(guò)肢體的觸摸運(yùn)動(dòng)可以正確地知覺(jué)物體的大小、形狀和彈性。手在運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉緊張度的變化，告訴我們物體的種種屬性。
[0006]在隨意運(yùn)動(dòng)中，由于肌肉運(yùn)動(dòng)的速度和強(qiáng)度等信號(hào)不斷傳入大腦，形成反饋信息，才能實(shí)現(xiàn)大腦對(duì)肌肉運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)，使隨意運(yùn)動(dòng)成為可能。如果沒(méi)有精確的動(dòng)覺(jué)反饋信息，就會(huì)造成運(yùn)動(dòng)失調(diào)。人對(duì)客觀世界的正確反映，是各種感覺(jué)相互協(xié)調(diào)、相互驗(yàn)證的結(jié)果。動(dòng)覺(jué)在各種感覺(jué)的相互協(xié)調(diào)中起著重要的作用。如果沒(méi)有動(dòng)覺(jué)和其他感覺(jué)的結(jié)合，人的知覺(jué)能力就不能得到正常的發(fā)展。
[0007]兒童動(dòng)覺(jué)的感受性隨年齡的增長(zhǎng)而提高，一般人常常不能直接覺(jué)察到動(dòng)覺(jué)信息，但是對(duì)于優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，他們對(duì)身體肌肉、筋腱和關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)十分敏感，對(duì)速度、動(dòng)作精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性的估量有精細(xì)的自我感受。
[0008]動(dòng)覺(jué)是否敏感是選拔運(yùn)動(dòng)員、舞蹈演員、雜技演員的重要條件之一。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，存在部分關(guān)于動(dòng)覺(jué)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(cè)量尺，在測(cè)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。
[0010]測(cè)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(duì)準(zhǔn)O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。
[0011]被動(dòng)測(cè)試時(shí)，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(dòng)到中指所指的任一度數(shù)，讓被試者報(bào)告感覺(jué)移動(dòng)了多少度，并記錄報(bào)告度數(shù)，同時(shí)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(gè)位置，每個(gè)位置2次，共計(jì)20次，并記錄。
[0012]主動(dòng)測(cè)試時(shí)，令被試者的手肘作為轉(zhuǎn)軸，然后轉(zhuǎn)動(dòng)到主考官指定讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)完成后報(bào)告主考官，主考官觀察轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，同時(shí)不告知被試者的結(jié)果準(zhǔn)確性。按照相同的方法做完1個(gè)位置，每個(gè)位置2次，共計(jì)20次，并記錄。
[0013]最后，按照:
[0014]相對(duì)誤差=平均誤差/移動(dòng)度數(shù)；
[0015]計(jì)算出10個(gè)位置的平均誤差。以此作為選拔運(yùn)動(dòng)員的重要參考依據(jù)。
[0016]但是，上述的裝置，存在一定的缺陷。包括:
[0017](I)受限于半圓尺及旋轉(zhuǎn)尺精度，測(cè)試過(guò)程中會(huì)存在一定的誤差。
[0018](2)人工讀數(shù)存在一定的誤差。
[0019](3)被試者的手肘與旋轉(zhuǎn)尺沒(méi)有相對(duì)固定裝置，因此在測(cè)試過(guò)程中易發(fā)生手肘脫離旋轉(zhuǎn)尺的情況。
[0020](4)測(cè)試過(guò)程中中指會(huì)發(fā)生一定程度的偏移，影響最終結(jié)果判斷。
[0021](5)現(xiàn)有的測(cè)試裝置，僅能夠測(cè)試小臂在水平面上的精準(zhǔn)度，對(duì)于非水平面、大臂和/或腿部，均無(wú)法測(cè)試。
[0022]因此，如何設(shè)計(jì)一種具有較高精準(zhǔn)度和較高可信度的動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，來(lái)避免客觀因素對(duì)測(cè)試結(jié)果造成干擾，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置及測(cè)試方法。本裝置通過(guò)設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，使其可以高精準(zhǔn)的完成小腿動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試工作，并具有較高的可信度。
[0024]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0025]—種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，包括:
[0026]底座；
[0027]所述底座的上固定連接有座椅，座椅的兩側(cè)分別設(shè)置有支撐桿；
[0028]每個(gè)支撐桿上均與一豎向的圓形外殼連接，所述圓形外殼上具有刻度；
[0029]所述圓形外殼的圓心處被轉(zhuǎn)軸貫穿；
[0030]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；
[0031 ]所述轉(zhuǎn)軸的外側(cè)端與角度傳感器的主軸一端固定連接，轉(zhuǎn)軸位于圓形外殼內(nèi)側(cè)的部分與小腿夾持機(jī)構(gòu)固定連接；
[0032]所述兩支撐桿之間為用于容納被試者腿部的空間，使得被試者可以坐在座椅上令轉(zhuǎn)軸軸線與膝關(guān)節(jié)垂直完成小腿前擺的動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試。
[0033]優(yōu)選的，所述指針與紅光發(fā)射器固定連接。
[0034]優(yōu)選的，所述支撐桿的外側(cè)具有旋鈕，旋鈕通過(guò)螺紋與橫桿配合，橫桿的一端與圓形外殼固定連接；
[0035]所述旋鈕通過(guò)螺紋副實(shí)現(xiàn)自身與橫桿在支撐桿上的定位。
[0036]優(yōu)選的，所述小腿夾持機(jī)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(gè)綁帶。
[0037]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，則被試者小腿的方位即與指針的方位基本重合，便于主考官?gòu)纳戏脚袛啾辉囌咝⊥鹊奈恢谩?br>[0038]優(yōu)選的，所述角度傳感器為雙出軸角度傳感器。
[0039]上述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，還包括處理單元，處理單元接收來(lái)自角度傳感器的信號(hào)。
[0040]優(yōu)選的，所述處理單元為PC。
[0041]在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，進(jìn)行測(cè)試的方法，主要步驟如下:
[0042]A、令被試者坐在座椅上；
[0043]B、被試者將小腿固定在小腿夾持機(jī)構(gòu)上；
[0044]C、主考官發(fā)出指令角度，被試者令小腿轉(zhuǎn)動(dòng)到指令角度，主考官記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度的誤差；
[0045]D、主考官重復(fù)步驟C20次；
[0046]E、將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，得出平均誤差，完成測(cè)試。
[0047]在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本發(fā)明還提供了另一種利用上述裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，進(jìn)行測(cè)試的方法，主要步驟如下:
[0048]A、令被試者坐在座椅上；
[0049]B、被試者將小腿固定在小腿夾持機(jī)構(gòu)上；
[0050]C、主考官發(fā)出指令角度，被試者令小腿轉(zhuǎn)動(dòng)到指令角度，處理單元記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度的誤差；
[0051 ] D、主考官重復(fù)步驟C20次；
[0052]E、處理單元將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，得出平均誤差，完成測(cè)試。
[0053]本發(fā)明的有益效果是:
[0054](I)具有座椅與小腿夾持機(jī)構(gòu)，能夠保證測(cè)試全程小腿始終與轉(zhuǎn)軸同軸，避免因小腿滑動(dòng)/脫落造成的誤差。
[0055](2)可以通過(guò)紅光發(fā)射器發(fā)出的紅外光在刻度上的位置輔助識(shí)別刻度，識(shí)別時(shí)主考官?gòu)耐鈧?cè)向紅外光相向看去，可以識(shí)別提尚精度。
[0056](3)圓形外殼可以上下移動(dòng)，對(duì)于不同身高腿長(zhǎng)的被試者而言，通用性較高。
[0057](4)借助角度傳感器，能夠精確的或者小腿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
【附圖說(shuō)明】
[0058]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖2是本發(fā)明中轉(zhuǎn)軸的裝配示意圖；
[0060]圖3是本發(fā)明中小腿夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061 ]圖4是本發(fā)明中聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖5是本發(fā)明中電路部分的原理圖；
[0063]其中:1、支撐桿，2、旋鈕，3、底座，4、座椅，5、圓形外殼，6、角度傳感器，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、橫桿。
【具體實(shí)施方式】
[0064]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0065]實(shí)施例:一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-5所示，包括:
[0066]底座3;
[0067]所述底座3的上固定連接有座椅4，座椅4的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)支撐桿I，每個(gè)支撐桿I均與底座3固定連接；
[0068]每個(gè)支撐桿I上均具有長(zhǎng)條形定位孔，旋鈕2貫穿于所述長(zhǎng)條孔，并與橫桿17的一端通過(guò)螺紋副配合，橫桿17的另一端與豎向設(shè)置的圓形外殼5固定連接；
[0069]所述圓形外殼5上具有刻度10;刻度10具有多個(gè)，相鄰的2個(gè)刻度10的間隔為5°。作為最佳的方案，也可以選擇具有360個(gè)刻度10的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠更大程度的減少目測(cè)誤差識(shí)別。
[0070]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(dòng)的滾輪7，指針8的靠外端，安裝有紅光發(fā)射器9。[0071 ]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。
[0072]所述轉(zhuǎn)軸12的位于圓形外殼5外側(cè)的部分通過(guò)聯(lián)軸器15與角度傳感器6的主軸一端固定連接，轉(zhuǎn)軸12位于圓形外殼內(nèi)側(cè)的部分與小腿夾持機(jī)構(gòu)固定連接；
[0073]角度傳感器6固定連接在圓形外殼5的外側(cè)。
[0074]所述兩支撐桿I之間為用于容納被試者腿部的空間。
[0075]所述小腿夾持機(jī)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(gè)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)。
[0076]同時(shí)，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(cè)試精度，便于主考官?gòu)纳戏脚袛啾辉囌咝⊥鹊奈恢谩?br>[0077]所述角度傳感器6為雙出軸角度傳感器。
[0078]上述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，還包括處理單元16，處理單元16接收來(lái)自角度傳感器6的信號(hào)。
[0079]優(yōu)選的，所述處理單16元為PC。
[0080]測(cè)試前，令被試者在座椅4上坐好。被試者的一只小腿綁緊于綁帶上，然后調(diào)整好橫桿17的高度。非常重要的一點(diǎn)在于，需要令轉(zhuǎn)軸12的軸線近乎與膝蓋的打彎處重合，則小腿就可以視為以膝蓋為圓心進(jìn)行半圓周運(yùn)動(dòng)的桿狀構(gòu)件了。
[0081 ]被試者坐好后，其身體軸線就近乎與轉(zhuǎn)軸的軸線垂直了。
[0082]測(cè)試時(shí)，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者小腿前擺主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到主考官的指定角度，主考官觀察轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，同時(shí)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(gè)位置，每個(gè)位置2次，共計(jì)20次。
[0083]主考官可以根據(jù)紅光指示的位置手動(dòng)記錄，也可以利用處理單元16進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。
[0084]處理單元16記錄了相應(yīng)數(shù)據(jù)后，根據(jù)【背景技術(shù)】中的計(jì)算方式求出相對(duì)誤差，主考官即可判斷被試者主動(dòng)動(dòng)覺(jué)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。
[0085]因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，角度的測(cè)量及數(shù)據(jù)的處理由PC和角度傳感器完成，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。
[0086]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于小腿前擺的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，包括: 底座； 所述底座的上固定連接有座椅，座椅的兩側(cè)分別設(shè)置有支撐桿； 每個(gè)支撐桿上均與一豎向的圓形外殼連接，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)端與角度傳感器的主軸一端固定連接，轉(zhuǎn)軸位于圓形外殼內(nèi)側(cè)的部分與小腿夾持機(jī)構(gòu)固定連接； 所述兩支撐桿之間為用于容納被試者腿部的空間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述指針與紅光發(fā)射器固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述支撐桿的外側(cè)具有旋鈕，旋鈕通過(guò)螺紋與橫桿配合，橫桿的一端與圓形外殼固定連接； 所述旋鈕通過(guò)螺紋副實(shí)現(xiàn)自身與橫桿在支撐桿上的定位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述小腿夾持機(jī)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(gè)綁帶。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述指針的中心線與所述弧形板的中心線相重合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述角度傳感器為雙出軸角度傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，還包括處理單元，處理單元接收來(lái)自角度傳感器的信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主動(dòng)動(dòng)覺(jué)方位測(cè)試裝置，其特征在于，所述處理單元為PC。9.一種利用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，，其特征在于，步驟如下: A、令被試者坐在座椅上； B、被試者將小腿固定在小腿夾持機(jī)構(gòu)上； C、主考官發(fā)出指令角度，被試者令小腿轉(zhuǎn)動(dòng)到指令角度，主考官記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)次數(shù)，得出平均誤差，完成測(cè)試。10.一種利用權(quán)利要求8或9任一項(xiàng)所述裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，，其特征在于，步驟如下: A、令被試者坐在座椅上； B、被試者將小腿固定在小腿夾持機(jī)構(gòu)上； C、主考官發(fā)出指令角度，被試者令小腿轉(zhuǎn)動(dòng)到指令角度，處理單元記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)次數(shù)，得出平均誤差，完成測(cè)試。
【文檔編號(hào)】A61B5/11GK105962902SQ201610442196
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】劉曉屹, 王體剛, 張紅兵, 仲偉波, 王昱, 楊玉鳳, 劉瑞江, 馬學(xué)強(qiáng)
【申請(qǐng)人】山東師范大學(xué)