手指擺動頻率的測量方法及測量裝置的製作方法
2023-05-22 18:27:36 2
專利名稱：手指擺動頻率的測量方法及測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及物理領域，尤其涉及機械振動的測量方法和測量裝置，特別是手指擺動頻率的測量方法及測量裝置。
背景技術：
人體的速度素質目前普遍通過人體在單位時間內重複完成某一動作的數量或者通過的距離長度來表示，人體的速度素質包括反應速度、動作速度和位移速度等指標，研究表明，人體的快速運動能力是通過人體的中樞神經系統活動的發放頻率來表現的，資料顯示，少兒在完成短距離跑動時，其動作頻率與成年人無顯著性差異，說明動作頻率在後天很難改變，主要受先天遺傳因素控制，也有資料顯示神經系統的動作速度與屬於相對神經支配的對抗肌在脊髓中樞的交換速度有關，因此，通過對人體進行相關的運動測試可以得到被測人的人體素質，從而可以此來輔助挑選出有潛力的受訓人員。比如，體育運動員的選材，音樂表演者的選材以及舞蹈表演者的選材等等。現有技術中，測量人體速度素質是通過測試人體對光、聲刺激的反應能力以及人體的運動速度的方法來實現的，所利用的測試裝置一般概括為簡單反應時測試儀器、計數器、秒表、節拍器等，也有採用高級肌電圖設備、光電以及聲、光專用試速儀，但利用以上的方法和裝置，均需要對被測對象進行較長時間的測試過程，而人體的速度耐力和肌肉力量往往會隨時間變化，造成測試結果不準，目前還沒有既可以測量速度同時又可以測量頻率的方法和裝置，所以測量人體的速度素質的方法和設備都不完善。
發明內容
本發明所要解決的現有技術中的技術問題是由於現有技術中，測量人體速度素質是通過測試人體對光、聲刺激的反應能力以及人體的運動速度的方法來實現的，所利用的測試裝置一般概括為簡單反應時測試儀器、計數器、秒表、節拍器等，也有採用高級肌電圖設備、光電以及聲、光專用試速儀，利用以上的方法和裝置，均需要對被測對象進行較長時間的測試過程，而人體的速度耐力和肌肉力量往往會隨時間變化，所以會造成測試結果不準，目前還沒有既可以測量速度又可以測量頻率的方法和裝置，所以測量人體的速度素質的方法和設備都不完善。
本發明為解決已有技術中的上述技術問題所採用的技術方案是提供一種手指擺動頻率的測量方法，所述的這種手指擺動頻率的測量方法包括一個利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟，其中，在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號，所述的電信號又經過一個信號放大的步驟，放大後的電信號又經過一個整形和標準電平轉換的步驟轉換為串行通訊信號，所述的串行通訊信號輸入到計算機的串行通訊接口中，計算機的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號，並將所述的串行通訊信號送入存貯器中存貯，所述的計算機利用預置的分析程序對存貯器中的串行通訊信號進行統計和分析，得到手指擺動的頻率和速度。
進一步的，在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器同步感應手指的動作速度與頻率。
進一步的，所述的計算機中存儲有樣本資料庫。
本發明為解決已有技術中的上述技術問題還提供了一種實現所述的手指擺動頻率的測量方法的測量裝置，在所述的測量裝置中，所述的傳感器採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信號放大器，所述的信號放大器連接有一個信號調整轉換電路，所述的信號調整轉換電路與一個計算機的串行通訊接口連接，所述的計算機中預置有分析程序。
具體的，所述的信號調整轉換電路可以通過串行通訊接口與所述的計算機進行通信連接。所述的信號調整轉換電路也可以通過USB通用串行總線接口與所述的計算機進行通信連接。
具體的，所述的傳感器由兩個阻斷式紅外光電傳感器構成，兩個阻斷式紅外光電傳感器設置在一個支架中，兩個阻斷式紅外光電傳感器之間設置有距離，距離等於預設的手指擺動的振幅，任意一個阻斷式紅外光電傳感器均由一個紅外發光二極體和一個紅外感光三極體構成，所述的紅外發光二極體和一個紅外感光三極體之間設置有容納手指經過的寬度，所述的紅外發光二極體和一個紅外感光三極體與所述的信號放大器連接，所述的信號放大器可以採用已有技術中的信號放大電路，信號放大器又與信號調整轉換電路連接，信號調整電路可以採用已有技術中的公知技術，由於本領域普通技術人員均已熟知信號放大電路和信號調整電路，所以在此不再贅述。
本發明的工作過程是被測人的手指連續反覆作擺動動作，傳感器檢測的擺動動作，傳感器將動作的手指頻速轉變為電信號並進一步將檢測得到的信號經過放大器進行信號放大，並經過所述的信號調整轉換電路進行調整後傳至計算機，所述的計算機中存儲有樣本資料庫，所述的計算機利用所述的分析軟體對得到的數據信號進行處理，統計、分析並建模，並根據專業理論進行分析，同時排除速度耐力和肌肉力量等因素幹擾，從而可以測出被測人的動作速度，進一步將適合從事運動的範圍的常模對象與專業理論加以對照，得出選材的參考結論。
本發明與已有技術相對照，效果是積極且明顯的。本發明一種手指擺動頻率的測量方法利用傳感器將動作的手指頻速轉變為電信號，並將電信號經過轉換後輸入計算機，通過分析程序對數據信號進行處理、統計、分析並建模，從而測出動作速度，得出選材的參考結論。本發明可將速度與頻率結合在一起同步測試，從而集中反映神經系統的發放頻率與衝動，排除速度耐力和肌肉力量等因素的幹擾，正確測算出動作速度。本發明的測量裝置簡單實用，可以驗證專業理論和彌補選材儀器上的不足，適用於挑選速度快、反應敏捷的運動員。
以下結合附圖和實施例，對本發明作進一步說明。
圖1是本發明手指擺動頻率的測量方法的功能模塊示意圖。
圖2是實現本發明的手指擺動頻率的測量方法的測量裝置的一個電路原理圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明手指擺動頻率的測量方法，包括一個利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟，其中，在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號，所述的電信號又經過一個信號放大的步驟，放大後的電信號又經過一個整形和標準電平轉換的步驟轉換為串行通訊信號，所述的串行通訊信號輸入到計算機的串行通訊接口中，計算機的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號，並將所述的串行通訊信號送入存貯器中存貯，所述的計算機利用預置的分析程序對存貯器中的串行通訊信號進行統計和分析，得到手指擺動的頻率和速度。
進一步的，在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器同步感應手指的動作速度與頻率。
進一步的，所述的計算機中存儲有樣本資料庫。所述的計算機利用所述的分析程序對得到的數據信號進行處理，統計、分析並建模，並根據專業理論進行分析，同時排除速度耐力和肌肉力量等因素幹擾，從而可以測出被測人的動作速度，進一步將適合從事運動的範圍的常模對象與專業理論加以對照，得出選材的參考結論。
如圖1和圖2所示，實現本發明的手指擺動頻率的測量方法的測量裝置，由傳感器1和計算機2構成，傳感器1連接有信號放大器3，信號放大器3連接有信號調整轉換電路4，信號調整轉換電路4與計算機2的串行通訊接口相連接，所述的計算機2中安裝有分析軟體。在本發明的一個優選實施例中，傳感器1採用阻斷式紅外光電傳感器，所述的信號調整轉換電路4通過串口與計算機進行通信。具體的，所述的傳感器1由兩個阻斷式紅外光電傳感器構成，兩個阻斷式紅外光電傳感器設置在一個支架中，兩個阻斷式紅外光電傳感器之間設置有距離，距離等於預設的手指擺動的振幅，任意一個阻斷式紅外光電傳感器均由一個紅外發光二極體和一個紅外感光三極體構成，所述的紅外發光二極體和一個紅外感光三極體之間設置有容納手指經過的寬度，所述的紅外發光二極體和一個紅外感光三極體與信號放大器3連接，信號放大器3可以採用已有技術中的Y2F型集成電路，信號放大器3又與信號調整轉換電路4連接，信號調整電路可以採用已有技術中的公知技術，如圖2所示，由於本領域普通技術人員均已熟知，所以在此不再贅述。
本發明的優點如下所述採用成熟的光電產品進行測試，時間可達千分之一秒，以毫秒為單位，性能、效率、準確度高。
限制擺幅高度，不達到高度的數據作為錯誤數據處理。過高的高度又受擺幅框架的限制。
測試時間設定為8秒(生理學規定10秒內為速度反應的有效時間)，準備工作完成，手指急速擺動記時開始，時間一到自動停止，讀取數值，以排除肌肉力量大小、速度耐力和力量耐力等因素影響，正確測算出神經反應速度和動作頻率。
體積小、成本低、隨身攜帶方便；易掌握、易普及；任何年齡段都可測試(但研究者開發目的是選材)。
軟體設計中包含有各年齡段，不同運動項目、不同性別積分與對照，測試結果一目了然。供運動員測試、教練員選材作為參考，也可供體育教練、專業人員從事研究用。
手指是人體最敏銳、最靈活的環節，特別是食指。
安全可靠、無任何對人體有害影響。
權利要求
1，一種手指擺動頻率的測量方法，包括一個利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟，其特徵在於在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器輸出電信號，所述的電信號又經過一個信號放大的步驟，放大後的電信號又經過一個整形和標準電平轉換的步驟轉換為串行通訊信號，所述的串行通訊信號輸入到計算機的串行通訊接口中，計算機的處理器從串行通訊接口讀取所述的串行通訊信號，並將所述的串行通訊信號送入存貯器中存貯，所述的計算機利用預置的分析程序對存貯器中的串行通訊信號進行統計和分析，得到手指擺動的頻率和速度。
2，如權利要求1所述的手指擺動頻率的測量方法，其特徵在於在所述的利用傳感器檢測手指擺動動作的步驟中，所述的傳感器同步感應手指的動作速度與頻率。
3，如權利要求1或2所述的手指擺動頻率的測量方法，其特徵在於所述的計算機中存儲有樣本資料庫。
4，一種實現如權利要求1或2或3所述的手指擺動頻率的測量方法的測量裝置，其特徵在於所述的傳感器採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信號放大器，所述的信號放大器連接有一個信號調整轉換電路，所述的信號調整轉換電路與一個計算機的串行通訊接口連接，所述的計算機中預置有分析程序。
5，如權利要求4所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特徵在於所述的信號調整轉換電路通過串行通訊接口與所述的計算機進行通信連接。
6，如權利要求4所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特徵在於所述的信號調整轉換電路通過USB接口與所述的計算機進行通信連接。
7，如權利要求5或6所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特徵在於所述的傳感器由兩個阻斷式紅外光電傳感器構成，所述的兩個阻斷式紅外光電傳感器設置在一個支架中，所述的兩個阻斷式紅外光電傳感器之間設置有間隔距離，任意一個阻斷式紅外光電傳感器均由一個紅外發光二極體和一個紅外感光三極體構成，所述的紅外發光二極體和一個紅外感光三極體之間設置有容納手指經過的寬度。
全文摘要
一種手指擺動頻率的測量方法，利用傳感器檢測被測人體手指的擺動動作，傳感器將動作的手指頻速轉變為電信號，並將檢測得到的信號經過放大器進行信號放大，並進一步經過信號調整轉換電路進行調整後傳至計算機，計算機利用分析軟體並結合預置的樣本資料庫對得到的數據信號進行統計和分析，從而可以測出被測人的動作速度。實現該方法的裝置由傳感器和計算機構成，傳感器連接有信號放大器，信號放大器連接有信號調整轉換電路，信號調整轉換電路通過串行通訊接口與計算機連接。本發明的手指擺動頻率的測量方法可以排除速度耐力和肌肉力量等因素的幹擾，正確測算出動作速度。本發明的裝置簡單實用，可以為競技運動挑選速度快、反應敏捷的運動員。
文檔編號A61B5/11GK1676099SQ200410017340
公開日2005年10月5日 申請日期2004年3月31日 優先權日2004年3月31日
發明者餘竹生, 歐陽新, 王衛國, 楊一波, 鄔華德 申請人:餘竹生, 歐陽新, 王衛國, 楊一波, 鄔華德