一種視觸覺測試儀的製作方法

2023-08-03 15:21:26 3

專利名稱：一種視觸覺測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用嵌入式技術對人體進行視覺和觸覺敏感性測試的測試 裝置及測試方法，尤其涉及一種兩通道可攜式生理心理測試裝置及其測試方法，屬於心理 與行為測量、人機互動和生理檢測等技術領域。
背景技術：
外界獲得的信息中，視覺佔主導地位，其次是聽覺，但觸覺也極其重要。人通過各 種感覺是相互作用、協同活動來認識客觀事物。當前生理學、心理學、人機互動和智能機器 人的研究中，視覺的研究成果最為豐富和突出，聽覺其次，觸覺和其他感覺則少之又少。在 傳統交互方式中，視覺和聽覺一直是最重要的交互方式，而觸覺等其它感覺交互方式較為 缺乏。近年來，機器性能大幅提升，人機界面中信息傳遞的要求越來越高，視覺和聽覺的交 互單一性和超負荷局限性越來越突出，使得觸覺及其相關的多通道交互方式越來越受到重 視。總體上，發展觸覺及其多通道交互的主要挑戰在於兩個方面一個是對於觸覺和 多通道生理感知特徵的深入了解，以此知道人對觸覺刺激和多通道刺激的不同參數感知的 模式是什麼；同時，另一個主要的方面在於生產工藝或技術的提高，使得生產出各種前者需 要的儀器或設備成為現實。目前國內的觸覺測試裝置總體處於空白狀態。有一種非常簡陋的觸覺實驗儀 器一兩點閾測定儀，用於測定人體觸覺的敏銳度指標。該儀器存在以下缺陷難以實現 精確測量；非自動化程序導致手動操作笨拙；時間精度和空間分辨精度太低，無法滿足高 精度、數位化及自動化的測試要求。國外EAI公司實用新型了儀器Eval. 2. 0 Tactor Controller。該儀器是一個集成的控制模塊，能夠操縱8個觸覺振動器，可以運用標準軟體 原型和USB界面來實施控制。該控制器是目前該領域最先進的觸覺測試裝置。該儀器雖然 能夠進行單一觸覺敏感性的測量，但其設定的測量程序單一，難以滿足觸覺靈活測試的要 求；此外尚未做到觸覺和其他感覺結合的多通道控制，也就無法實現多通道交互的測試要 求。視覺測試方法已有多種，觸覺儀器也有應用。但現有技術普遍存在刺激類型單一、 可容納測試條件和方法局限、專業性強、刺激強度和頻率固定不可調等缺點，尤其不能將視 覺和觸覺兩種感覺通道進行精確匹配和整合。

實用新型內容本實用新型針對現有技術中的不足，提供一種新的視觸覺測試儀。為了解決上述技術問題，本實用新型採取的技術方案是所述視觸覺測試儀包括 視覺及觸覺信號源、信號控制及傳輸模塊和反應控制模塊，且還包括參數設置及信號產生 模塊和數據處理模塊，所述視覺及觸覺信號源包括視覺信號源和觸覺信號源；所述信號控 制及傳輸模塊包括刺激信號接收模塊、信號控制模塊、多通道多路信號發生模塊、反饋信號採集模塊和反饋信號發送模塊；所述反應控制模塊包括「是」按鈕和「否」按鈕；所述參數設 置及信號產生模塊包括呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺激類型模塊、測試 總數模塊和刺激強度模塊，所述呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺激類型模 塊、測試總數模塊、刺激強度模塊分別與刺激信號接收模塊的輸入端連接；刺激信號接收模 塊的輸出端與信號控制模塊的輸入端連接；信號控制模塊的輸出端與多通道多路信號發生 模塊的輸入端連接；所述多通道多路信號發生模塊的輸出端分別與視覺信號源、觸覺信號 源連接；所述「是」按鈕和「否」按鈕分別與反饋信號採集模塊的輸入端連接；反饋信號採集 模塊的輸出端與反饋信號發送模塊的輸入端連接；反饋信號發送模塊的輸出端與數據處理 模塊連接。進一步地，本實用新型還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述參數設置及信號產 生模塊、數據處理模塊分別連接。進一步地，本實用新型所述信號控制及傳輸模塊包括RS232串口通信電路、微控 制器、第一串並轉換電路、第二串並轉換電路、第三串並轉換電路、LED驅動電路、振動器驅 動電路，所述RS232串口與微控制器連接，微控制器分別與第一串並轉換電路、第二串並轉 換電路、第三串並轉換電路的輸入端連接，第一串並轉換電路的輸出端與LED驅動電路的 輸入端連接，所述LED驅動電路的輸出端與視覺信號源連接，第二串並轉換電路的輸出端 與振動器驅動電路的輸入端連接，所述振動器驅動電路的輸出端與觸覺信號源連接。進一步地，本實用新型所述信號控制及傳輸模塊還包括測試儀動態指示模塊，所 述測試儀動態指示模塊與第三串並轉換電路的輸出端連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是(1)可對視覺、觸覺分別進行敏感性測試，也可以對視覺、觸覺兩通道進行聯合測 試。能滿足多種測試目的，除了常規的視覺、觸覺及兩通道結合測試外，還可實現對觸覺告 警、運動觸覺、觸覺記憶、視觸覺聯合的運動知覺現象等進行研究的目的。(2)視覺、觸覺刺激強度和呈現時間均可調，可以實現視覺和觸覺多種匹配模式， 滿足多種測試條件的要求。(3)採用嵌入式計算機技術，可視化窗口操作簡易、界面友好；測試具備自動化數 據處理功能，測試者可自行操作並獲取簡明易懂的測試結果。(4)控制電路結構簡單，性能穩定；所採用1030扁平馬達振動器及藍色高亮LED 燈供電電壓小於5V，安全可靠。測試儀可通過USB接口或RS232標準串口與任一臺PC機相 連接，使用靈活。(5)可對運動員肌肉損傷、疲勞和肌肉萎縮患者的相應肌體部位利用觸覺閾限和 敏感性測試的原理及時評估、提供反饋，有益於肌肉功能科學的訓練和恢復。本實用新型還 可以對視覺障礙的特殊群體(比如盲人、弱視患者)的觸覺補償功能進行測試。

圖1是本實用新型視觸覺測試儀的使用狀態示意圖。圖2是本實用新型視觸覺測試儀的結構示意圖。圖3是本實用新型視觸覺測試儀的一個測試循環的變化盲視流程示意圖。圖4是本實用新型視觸覺測試儀的硬體電路示意框圖。[0021]圖5是本實用新型視觸覺測試儀的RS232串口通信電路圖。圖6是本實用新型視觸覺測試儀的串並轉換電路及振動器驅動電路圖。
具體實施方式
下面結合圖1至圖6及實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖2所示，本實用新型視觸覺測試儀包括視覺及觸覺信號源1、信號控制及傳輸 模塊2、參數設置及信號產生模塊3、反應控制模塊4和數據處理模塊7。其中，視覺及觸覺信號源1包括視覺信號源15和觸覺信號源10。視覺及觸覺信 號源1可分布於測試者身體表面任意需測試的部位。在圖1中，視覺及觸覺信號源1的數 量為八個，分別固定於測試者6的上肢、下肢、腹部等部位，並對各視覺及觸覺信號源1分別 編號。如圖2所示，每個視覺及觸覺信號源1由一個視覺信號源15和一個觸覺信號源10 組成。視覺信號源15—般採用藍色高亮LED燈，觸覺信號源10可採用低供電電流、高振動 頻率的扁平馬達振動器，通過調節輸入電壓的大小可調節上述LED燈亮度和振動器振動頻 率。視覺及觸覺信號源1在身體表面的放置方法如下將其中的振動器通過繃帶固定在測 試者6的衣服或皮膚表面(振動器在繃帶的內側)，藍色高亮LED燈被固定在振動器的同 一位置(LED燈在繃帶的外側面)。振動器被獨立驅動的最高頻率為200hz。每個振動器和 LED燈的強度可在測試開始前自行設置。信號控制及傳輸模塊2包括刺激信號接收模塊、信號控制模塊、多通道多路信號 發生模塊、反饋信號採集模塊和反饋信號發送模塊。其中，刺激信號接收模塊可採用RS232 標準串口進行串行通信，通信電平由MAX232晶片進行轉換。多通道多路信號發生模塊採用 74LS164晶片將串行數據並行發出，此模塊具有數據傳輸精確、速率高等優點。反應控制模塊4包括「是」按鈕和「否」按鈕。參數設置及信號產生模塊3包括呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺 激類型模塊、測試總數模塊和刺激強度模塊。其中，呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺激類型模塊、測試總數模 塊、刺激強度模塊分別與刺激信號接收模塊的輸入端連接，以便於六個參數設置完畢產生 刺激信號之後，將刺激信號傳送到在刺激信號接收模塊進行存儲。刺激信號接收模塊的輸 出端與信號控制模塊的輸入端連接，使刺激信號接收模塊中存儲的信號進一步發送到信號 控制模塊進行控制。信號控制模塊的輸出端與多通道多路信號發生模塊的輸入端連接，使 得信號控制模塊能夠控制多通道多路信號發生模塊動作。多通道多路信號發生模塊的輸出 端與視覺信號源15和觸覺信號源10分別連接，使多通道多路信號發生模塊產生的命令發 送到視覺信號源15和/或觸覺信號源10，引起視覺和/或觸覺的刺激並在測試者表面呈 現。測試者接收到視覺和觸覺刺激信號的兩次呈現之後，便可通過對應的「是」按鈕和「否」 按鈕進行反饋。「是」按鈕和「否」按鈕分別與反饋信號採集模塊的輸入端連接，使反饋信號 採集模塊採集得到測試者的反饋信號。反饋信號採集模塊的輸出端與反饋信號發送模塊的 輸入端連接，將得到採集的反饋信號進一步發送。反饋信號發送模塊的輸出端與數據處理 模塊7連接，使反饋信號傳送到數據處理模塊7進行保存，並由數據處理模塊7進一步將反 饋信號的原始數據進行統計分析和處理。參數設置及信號產生模塊3和數據處理模塊7可在上位PC機中實現。在VC編程環境下，參數設置及信號產生模塊3根據測試參數的設定值隨機產生第一刺激位置信號和 第二刺激位置信號，通過有線或無線的方式，下載數據到單片機數據存儲器中存儲；數據處 理模塊7通過有線或無線的方式接收關於測試者的反應時間和判斷結果的反饋信號，並對 反饋信號進行存儲、統計等數據處理。參數設置及信號產生模塊3中的呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺 激類型模塊、測試總數模塊和刺激強度模塊分別用於對呈現時間參數、間隔時間參數、刺激 數量參數、刺激類型參數、測試總數參數、刺激強度參數等測試參數進行設置，各測試參數 可以根據測試要求任意設置，操縱簡便靈活。參數設置及信號產生模塊3中各測試參數設 定值的取值範圍一般為呈現時間l-9999ms ；間隔時間l-9999ms ；刺激數量中刺激總數為 1-8個，呈現個數為1-8個；刺激類型為視覺和/或觸覺，其中屏幕顯示支持向視頻拍攝測 試者實時顯示。測試總數一般為1-999次；刺激強度分為40Hz、80Hz、120Hz、160Hz、200Hz 這5個等級。其中呈現時間和間隔時間採用VC中的精度時控函數gettickcoimtO控制， 並與測試儀單片機定時器共同計時，精確計算程序指令的運行時間，保證本實用新型視觸 覺測試儀的控制精度在Ims以內，並實現屏幕與刺激信號源的同步顯示。當刺激數量已設 定完成時，參數設置及信號產生模塊3隨機產生第一刺激位置信號和第二刺激位置信號， 兩次隨機產生的刺激位置信號相同與否也是隨機產生，並使出現相同時的概率基本保持在 50%，保證了本實用新型視觸覺測試儀的可靠性。反應控制模塊4可採用兩個標準點觸式按鍵分別作為「是」按鈕和「否」按鈕。測 試者根據產生視覺信號和/或觸覺信號的視覺及觸覺信號源1所在位置判斷第一刺激位置 信號和第二刺激位置信號是否相同如果測試者判斷第一刺激位置信號和第二刺激位置信 號相同，則按「是」按鈕；如果測試者判斷第一刺激位置信號和第二刺激位置信號不相同，則 按「否」按鈕。反饋信號採集模塊採集「是」按鈕或「否」按鈕所產生的反饋信號，並根據所採集 的反饋信號獲取測試者的反應時間且進行以下判斷如果產生第一刺激位置信號的各視覺 及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號完全一 致，且之前測試者按「是」按鈕，則表示測試者判斷正確；如果產生第一刺激位置信號的各視 覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號完全一 致，且測試者所按的為「否」按鈕，則表示測試者判斷錯誤；如果產生第一刺激位置信號的各 視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號不完 全一致，且測試者按的是「是」按鈕，則表示測試者判斷錯誤；如果產生第一刺激位置信號的 各視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號不 完全一致，且測試者按了 「否」按鈕，則表示測試者判斷正確。信號控制及傳輸模塊2中的反饋信號採集模塊將測試者的反應時間和判斷結果 通過反饋信號發送模塊發送到數據處理模塊7，由此完成一次測試循環。數據處理模塊7為最終的測試數據保存和分析模塊，該模塊可自動保存原始數 據。每完成一次測試循環，數據處理模塊7對測試循環次數進行累計。當測試循環次數達 到測試總數的設定值時，數據處理模塊7計算出由所有測試循環所獲得的一組測試結果的 正確率、反應時間平均值和方差值，也可以將測試原始數據導出，以便於更深入的分析和研 究。最後的數據結果支持EXCEL表格、text文本、spss表格等格式的保存和顯示。[0036]如圖1所示，本實用新型視觸覺測試儀還可包括顯示模塊5。顯示模塊5為上位機 程序在PC機顯示器上的顯示部分，它與參數設置及信號產生模塊3、數據處理模塊7分別連 接，可將呈現時間、間隔時間、刺激數量、刺激類型、測試總數、刺激強度這6個參數的設置 以十進位整數的輸入方式在顯示器上輕鬆完成；同時顯示器上可實時呈現測試過程中的原 始測試結果，並在測試循環次數達到測試總數的設定值後，自動呈現多次測試的統計分析 結果，以便於給測試者提供及時有效的結果反饋。圖5是本實用新型視觸覺測試儀硬體電路示意框圖。該測試儀包括RS232串口通 信電路12、微控制器13、第一串並轉換電路81、第二串並轉換電路82、第三串並轉換電路 83、LED驅動電路11、振動器驅動電路9、反應控制模塊4、測試儀動態指示模塊14、觸覺信號 源10和視覺信號源15。RS232串口通信電路12的作用是與上位機PC進行通信，接收刺激 信號和發送測試者反饋信號，即實現刺激信號接收模塊和反饋信號發送模塊的功能，RS232 串口通信電路12由MAX232加標準9針串口組成，也可由USB通信方式實現。第一串並轉 換電路81的作用是將微控制器接收到的刺激信號轉換成8個獨立的控制信號，8個獨立的 控制信號通過LED驅動電路11控制LED的亮與暗，產生相應的視覺信號；第二串並轉換電 路82的作用是將微控制器接收到的刺激信號轉換成8個獨立的控制信號，8個獨立的控制 信號通過觸覺驅動模塊9驅動振動器10的振動與否，產生相應的觸覺信號，由此第一串並 轉換電路81和第二串並轉換電路82實現多通道多路信號發生模塊的功能。第三串並轉換 電路83的作用是將測試儀需要顯示的數據轉換成並行數據發送到測試儀動態指示模塊14 進行動態顯示。第一串並轉換電路81、第二串並轉換電路82、第三串並轉換電路83可由 74LS164電路實現，也可由74HC138電路實現。採用74LS164電路時，將74LS164的串行數 據輸入端A、B短接後連接到單片機的一個通用I/O埠上，用於接收刺激信號；將74LS164 的CLOCK時鐘端連接到單片機的另一個通用I/O埠上，用於確定什麼時候接收刺激信號， 如圖5所示，其中T)(D、RXD分別用於發送數據和接收數據。微控制器13是測試儀的核心部 件，實現信號控制模塊和反饋信號採集模塊的功能，它可以是AVR系列單片機，也可以是51 系列、PIC系列單片機。測試儀動態指示模塊14的作用是顯示在測試過程中所採用的實驗 範式、第幾輪測試及某輪測試中的第幾個測試循環，可由4位一體數碼管實現，也可由LCD 液晶顯示實現。觸覺驅動模塊9的作用是將刺激控制信號進行放大，用於驅動振動器10振 動。由於單片機通用I/O 口的電流輸出能力較小，振動器所需電流較大，且需振動強度可 調，應採用振動器驅動模塊9將刺激控制信號放大，驅動振動器10振動，可採用NPN型三極 管在控制信號為高時驅動，也可採用PNP型三極體在控制信號為低時驅動，如圖6所示，其 中PWM端接收經PWM調製的電源進行振動器振動強度調節，DATA端與微控制器13連接接 收刺激信號，CLK端與微控制器13連接進行數據傳輸的控制。如圖3所示，本實用新型方案中，視觸覺測試系統的測試方法採用變化盲(Change Blindness)的迫選範式。圖3是一個測試循環的變化盲流程特例示意圖。人們經常難以發 現視覺、聽覺、觸覺情景中間隔一定時間發生的顯著變化，這種現象叫做變化盲。反之，這種 變化可以成功偵測到，就叫做變化偵測。圖4所示為一個測試循環(一個trail)。測試者 獲得穩定可靠的視覺、觸覺及視觸覺聯合敏感性的測試結果，需進行一組測試。每組測試默 認由可設定小於999個測試循環組成。使用本實用新型視觸覺測試儀時按以下方法進行[0040](a)在測試者的不同身體部位分別安裝視覺及觸覺信號源1，並對各視覺及觸覺 信號源1按照①②③……分別編號；安裝視覺及觸覺信號源1時需採用彈性繃帶束在身體 外周，將觸覺信號源10固定在繃帶內側，貼近身體表面；將視覺信號源15固定在繃帶外側， 並保證在視野範圍內；而且視覺信號源15和觸覺信號源10雖分布在繃帶內外側，但在身體 表面的位置要保持一致。(b)測試電源接通後，系統設置測試循環的初始值為0 ；此時需在參數設置及信號 產生模塊3中設置測試參數設定值，測試參數包括呈現時間、間隔時間、刺激數量、刺激類 型、測試總數和刺激強度。呈現時間是指視覺及觸覺信號源1呈現的時間，在測試中表現為振動器振動的時 間和LED亮的時間，呈現時間設置一次，但是測試過程中會有間隔地重複兩次，具體可見圖 3中對應的A和A』。間隔時間是指視覺及觸覺信號源1兩次呈現時間中間隔的時間，可見圖3中的間 隔時間。刺激數量需要設定兩個值視覺及觸覺信號源1的總數量及其中每次隨機呈現的 數量，如設定值分別為8-3，則代表測試者身體表面固定了八個視覺及觸覺信號源1，允許 每次隨機振動3個觸覺信號源10或亮3個視覺信號源15。刺激類型是指呈現的刺激所述感覺通道的類型，共分為三種可選情況視覺類型、 觸覺類型、視覺+觸覺類型；若參數設定為視覺類型，則測試過程中只呈現視覺信號源15 ； 若參數設定為觸覺類型，則測試過程中只呈現觸覺信號源10 ；若參數設定為視覺+觸覺類 型，則測試過程中視覺信號源15和觸覺信號源10同時呈現，且依據視覺及觸覺信號源1的 總體編號，兩種信號源在身體表面同一位置同時呈現。測試總數是指一組測試中測試循環的次數，一組測試由多個測試循環構成，圖3 為一個測試循環的流程。刺激強度是指視覺信號源15中LED和觸覺信號源10中振動器呈現的強度。(c)參數設置及信號產生模塊3根據所述測試參數設定值隨機產生第一刺激位置 信號和第二刺激位置信號，並將所述第一刺激位置信號和第二刺激位置信號發送到刺激信 號接收模塊進行保存。其中第一刺激位置信號如圖3中所示A，第二刺激位置信號為所示A』。該刺激位 置信號與視覺及觸覺信號源1的編號相對應，發送的信號數量對應於參數設置及信號產生 模塊3中的刺激數量參數設置，例如，發送了第一刺激位置信號為035)，則編號為②③⑤ 的視覺及觸覺信號源1便會接收到信號隨即呈現；發送了第二刺激位置信號為(236)則編 號為②③⑥的視覺及觸覺信號源1便會接收到信號隨即呈現。(d)刺激信號接收模塊將第一刺激位置信號和第二刺激位置信號發送給信號控制 模塊；(e)信號控制模塊先對所述第一刺激位置信號和第二刺激位置信號進行解碼，後 根據所述呈現時間和間隔時間的設定值先後向多通道多路信號發生模塊發送第一刺激位 置信號和第二刺激位置信號；(f)多通道多路信號發生模塊根據第一刺激位置信號和第二刺激位置信號依次分 別控制視覺及觸覺信號源1產生視覺信號和/或觸覺信號；[0053](g)測試者根據產生所述視覺信號和/或觸覺信號的視覺及觸覺信號源1所在位 置判斷第一刺激位置信號和第二刺激位置信號是否相同如果測試者判斷第一刺激位置信號和第二刺激位置信號相同，則按「是」按鈕；如果測試者判斷第一刺激位置信號和第二刺激位置信號不相同，則按「否」按鈕；(h)反饋信號採集模塊採集「是」按鈕或「否」按鈕所產生的反饋信號，並根據所述 反饋信號獲取測試者的反應時間且進行以下判斷如果產生第一刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位 置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號完全一致，且在步驟(g)中測試者按「是」按鈕，則 表示測試者判斷正確；如果產生第一刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位 置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號完全一致，且在步驟(g)中測試者按「否」按鈕，則 表示測試者判斷錯誤；如果產生第一刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位 置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號不完全一致，且在步驟(g)中測試者按「是」按鈕， 則表示測試者判斷錯誤；如果產生第一刺激位置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號與產生第二刺激位 置信號的各視覺及觸覺信號源1的編號不完全一致，且在步驟(g)中測試者按「否」按鈕， 則表示測試者判斷正確；(i)反饋信號採集模塊將步驟(h)所得到的測試者的反應時間和判斷結果通過反 饋信號發送模塊發送到數據處理模塊，此時完成一次測試循環；(j)數據處理模塊累計測試循環次數，若測試循環次數小於測試總數設定值，則返 回執行步驟(C)執行下一次測試循環；若測試循環次數等於所述測試總數設定值，則執行 步驟(k)，不再啟動測試循環；(k)數據處理模塊對測試者的反應時間和判斷結果進行統計處理，並將統計處理 結果保存。數據處理模塊計算出測試者作出正確判斷的循環對應的反應時間的平均數及方 差，以及正確判斷的循環次數佔測試總數的百分比(正確率)，並將這些統計結果和原始數 據以列表方式呈現。作為本實用新型的優選實施例，首先在PC機中進行六個參數設置測試總數設定 為60個測試循環(60個trail)；刺激類型設定為單觸覺刺激；刺激數量設為8個信號源 中隨機引發觸覺刺激3個；刺激強度設為200hz ；呈現時間設定為500ms ；間隔時間設定為 800ms。六個參數設定完畢之後，刺激信號隨機產生，使每個測試(trail)呈現在測試者表 面的刺激位置在60個循環中隨機化一即在8個位置中隨機呈現其中的3個觸覺振動源； 且要求呈現的60個測試中，第一刺激位置信號和第二刺激位置信號相同與否的情況各佔 一半，若兩次信號不相同，則表示三個位置中有且僅有一個是不一致的。如圖3中第一刺激 位置信號為235，即編號為2、3、5的位置為刺激呈現位置，而第二刺激位置信號為236。每次 測試由三個階段組成，如圖3包括第一刺激位置信號呈現階段A，間隔呈現階段ISI和第二 刺激位置信號呈現階段A』，階段A的呈現時間為為500ms、階段ISI的間隔時間為800ms，階 段A』的呈現時間與階段A相同，在第二刺激位置信號呈現階段或呈現結束t毫秒內(t可 以自行調整)，測試者需要判斷兩次呈現的觸覺刺激位置是否完全一致。若判斷為「一致」則按下右手的「是」按鈕；若判斷為「不一致」則按下左手的「否」按鈕。測試者按下按鈕後， 測試儀自動記錄測試者的反應時間和判斷是否正確，同時將這兩個反饋信號發送到上位PC 機中呈現和保存。此時，一個測試循環結束。如果測試者在t毫秒時間內沒有作出按鈕反 應，則本個測試循環也自動終止，系統默認為判斷錯誤。上一個測試循環結束之後，間隔Is下一個測試便開始循環呈現。每個測試循環結 束後，計算機記錄相應的原始數據結果。60個測試循環完畢，測試儀自動終止測試，且以表 格形式在上位PC機中顯示對應原始數據，並自動計算60次測試的正確率、反應時間的平均 值和方差值。數據結果以列表的方式呈現，並提示保存，支持EXCEL表格、text文本、spss 表格等格式的保存。根據本實用新型提供的測試方法，對一定樣本量的受測者進行測試。經過大量測 試得出不同年齡群體的觸覺、視覺敏感性的範圍如表1所示。表1.測試結果
權利要求1.一種視觸覺測試儀，包括視覺及觸覺信號源(1)、信號控制及傳輸模塊(2)和反應控 制模塊(4)，其特徵是還包括參數設置及信號產生模塊(3)和數據處理模塊(7)，所述視覺 及觸覺信號源(1)包括視覺信號源(15)和觸覺信號源(10)；所述信號控制及傳輸模塊(2) 包括刺激信號接收模塊、信號控制模塊、多通道多路信號發生模塊、反饋信號採集模塊和反 饋信號發送模塊；所述反應控制模塊(4)包括「是」按鈕和「否」按鈕；所述參數設置及信號 產生模塊(3)包括呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺激類型模塊、測試總數 模塊和刺激強度模塊，所述呈現時間模塊、間隔時間模塊、刺激數量模塊、刺激類型模塊、測 試總數模塊、刺激強度模塊分別與刺激信號接收模塊的輸入端連接；刺激信號接收模塊的 輸出端與信號控制模塊的輸入端連接；信號控制模塊的輸出端與多通道多路信號發生模塊 的輸入端連接；所述多通道多路信號發生模塊的輸出端分別與視覺信號源、觸覺信號源連 接；所述「是」按鈕和「否」按鈕分別與反饋信號採集模塊的輸入端連接；反饋信號採集模塊 的輸出端與反饋信號發送模塊的輸入端連接；反饋信號發送模塊的輸出端與數據處理模塊 連接。
2.根據權利要求1所述的視觸覺測試儀，其特徵是還包括顯示模塊(5)，所述顯示模 塊(5)與所述參數設置及信號產生模塊(3)、數據處理模塊(7)分別連接。
3.根據權利要求1所述的視觸覺測試儀，其特徵是所述信號控制及傳輸模塊(2)包 括RS232串口通信電路(12)、微控制器(13)、第一串並轉換電路(81)、第二串並轉換電路 (82)、第三串並轉換電路(83)、LED驅動電路(11)、振動器驅動電路(9)，所述RS232串口 (12)與微控制器(13)連接，微控制器(13)分別與第一串並轉換電路(81)、第二串並轉換 電路(82)、第三串並轉換電路(83)的輸入端連接，第一串並轉換電路(81)的輸出端與LED 驅動電路(11)的輸入端連接，所述LED驅動電路(11)的輸出端與視覺信號源(15)連接， 第二串並轉換電路(82)的輸出端與振動器驅動電路(9)的輸入端連接，所述振動器驅動電 路(9)的輸出端與觸覺信號源(10)連接。
4.根據權利要求3所述的視觸覺測試儀，其特徵是所述信號控制及傳輸模塊(2)還 包括測試儀動態指示模塊(14)，所述測試儀動態指示模塊(14)與第三串並轉換電路(83) 的輸出端連接。
專利摘要本實用新型公開一種視觸覺測試儀，其參數設置及信號產生模塊的個測試參數模塊分別與刺激信號接收模塊的輸入端連接；刺激信號接收模塊的輸出端與信號控制模塊的輸入端連接；信號控制模塊的輸出端與多通道多路信號發生模塊的輸入端連接；多通道多路信號發生模塊的輸出端分別與視覺信號源、觸覺信號源連接；「是」按鈕和「否」按鈕分別與反饋信號採集模塊的輸入端連接；反饋信號採集模塊的輸出端與反饋信號發送模塊的輸入端連接；反饋信號發送模塊的輸出端與數據處理模塊連接。本實用新型除常規的視覺、觸覺及兩通道結合測試外，還可實現對觸覺告警、運動觸覺、觸覺記憶、視觸覺聯合的運動知覺現象等的研究。
文檔編號A61B5/00GK201912060SQ201020590599
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者宋求, 朱潔銀, 柴黎林, 胡麗花, 胡鳳培, 許躍進, 谷利飛 申請人:浙江理工大學