專利名稱：手指擺動頻率的測量方法及測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物理領(lǐng)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(shù)：
人體的速度素質(zhì)目前普遍通過人體在單位時間內(nèi)重復(fù)完成某一動作的數(shù)量或者通過的距離長度來表示，人體的速度素質(zhì)包括反應(yīng)速度、動作速度和位移速度等指標(biāo)，研究表明，人體的快速運動能力是通過人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動的發(fā)放頻率來表現(xiàn)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，說明動作頻率在后天很難改變，主要受先天遺傳因素控制，也有資料顯示神經(jīng)系統(tǒng)的動作速度與屬于相對神經(jīng)支配的對抗肌在脊髓中樞的交換速度有關(guān)，因此，通過對人體進行相關(guān)的運動測試可以得到被測人的人體素質(zhì)，從而可以此來輔助挑選出有潛力的受訓(xùn)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?，F(xiàn)有技術(shù)中，測量人體速度素質(zhì)是通過測試人體對光、聲刺激的反應(yīng)能力以及人體的運動速度的方法來實現(xiàn)的，所利用的測試裝置一般概括為簡單反應(yīng)時測試儀器、計數(shù)器、秒表、節(jié)拍器等，也有采用高級肌電圖設(shè)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(jié)果不準(zhǔn)，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(zhì)的方法和設(shè)備都不完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題是由于現(xiàn)有技術(shù)中，測量人體速度素質(zhì)是通過測試人體對光、聲刺激的反應(yīng)能力以及人體的運動速度的方法來實現(xiàn)的，所利用的測試裝置一般概括為簡單反應(yīng)時測試儀器、計數(shù)器、秒表、節(jié)拍器等，也有采用高級肌電圖設(shè)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(jié)果不準(zhǔn)，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(zhì)的方法和設(shè)備都不完善。
本發(fā)明為解決已有技術(shù)中的上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)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(jīng)過一個信號放大的步驟，放大后的電信號又經(jīng)過一個整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)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，并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(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號進行統(tǒng)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(yīng)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數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明為解決已有技術(shù)中的上述技術(shù)問題還提供了一種實現(xiàn)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，所述的傳感器采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(diào)整轉(zhuǎn)換電路，所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)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(yù)置有分析程序。
具體的，所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)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(diào)整轉(zhuǎn)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(gòu)成，兩個阻斷式紅外光電傳感器設(shè)置在一個支架中，兩個阻斷式紅外光電傳感器之間設(shè)置有距離，距離等于預(yù)設(shè)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(fā)光二極管和一個紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)過的寬度，所述的紅外發(fā)光二極管和一個紅外感光三極管與所述的信號放大器連接，所述的信號放大器可以采用已有技術(shù)中的信號放大電路，信號放大器又與信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路連接，信號調(diào)整電路可以采用已有技術(shù)中的公知技術(shù)，由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均已熟知信號放大電路和信號調(diào)整電路，所以在此不再贅述。
本發(fā)明的工作過程是被測人的手指連續(xù)反復(fù)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑦M一步將檢測得到的信號經(jīng)過放大器進行信號放大，并經(jīng)過所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路進行調(diào)整后傳至計算機，所述的計算機中存儲有樣本數(shù)據(jù)庫，所述的計算機利用所述的分析軟件對得到的數(shù)據(jù)信號進行處理，統(tǒng)計、分析并建模，并根據(jù)專業(yè)理論進行分析，同時排除速度耐力和肌肉力量等因素干擾，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范圍的常模對象與專業(yè)理論加以對照，得出選材的參考結(jié)論。
本發(fā)明與已有技術(shù)相對照，效果是積極且明顯的。本發(fā)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將電信號?jīng)過轉(zhuǎn)換后輸入計算機，通過分析程序?qū)?shù)據(jù)信號進行處理、統(tǒng)計、分析并建模，從而測出動作速度，得出選材的參考結(jié)論。本發(fā)明可將速度與頻率結(jié)合在一起同步測試，從而集中反映神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)放頻率與沖動，排除速度耐力和肌肉力量等因素的干擾，正確測算出動作速度。本發(fā)明的測量裝置簡單實用，可以驗證專業(yè)理論和彌補選材儀器上的不足，適用于挑選速度快、反應(yīng)敏捷的運動員。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)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(xiàn)本發(fā)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(fā)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(jīng)過一個信號放大的步驟，放大后的電信號又經(jīng)過一個整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)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，并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(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號進行統(tǒng)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(yīng)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數(shù)據(jù)庫。所述的計算機利用所述的分析程序?qū)Φ玫降臄?shù)據(jù)信號進行處理，統(tǒng)計、分析并建模，并根據(jù)專業(yè)理論進行分析，同時排除速度耐力和肌肉力量等因素干擾，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范圍的常模對象與專業(yè)理論加以對照，得出選材的參考結(jié)論。
如圖1和圖2所示，實現(xiàn)本發(fā)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(gòu)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(diào)整轉(zhuǎn)換電路4，信號調(diào)整轉(zhuǎn)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中安裝有分析軟件。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，傳感器1采用阻斷式紅外光電傳感器，所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)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(gòu)成，兩個阻斷式紅外光電傳感器設(shè)置在一個支架中，兩個阻斷式紅外光電傳感器之間設(shè)置有距離，距離等于預(yù)設(shè)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(fā)光二極管和一個紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)過的寬度，所述的紅外發(fā)光二極管和一個紅外感光三極管與信號放大器3連接，信號放大器3可以采用已有技術(shù)中的Y2F型集成電路，信號放大器3又與信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路4連接，信號調(diào)整電路可以采用已有技術(shù)中的公知技術(shù)，如圖2所示，由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均已熟知，所以在此不再贅述。
本發(fā)明的優(yōu)點如下所述采用成熟的光電產(chǎn)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(zhǔn)確度高。
限制擺幅高度，不達到高度的數(shù)據(jù)作為錯誤數(shù)據(jù)處理。過高的高度又受擺幅框架的限制。
測試時間設(shè)定為8秒(生理學(xué)規(guī)定10秒內(nèi)為速度反應(yīng)的有效時間)，準(zhǔn)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(shù)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(jīng)反應(yīng)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(fā)目的是選材)。
軟件設(shè)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(jié)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(yè)人員從事研究用。
手指是人體最敏銳、最靈活的環(huán)節(jié)，特別是食指。
安全可靠、無任何對人體有害影響。
權(quán)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，其特征在于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(jīng)過一個信號放大的步驟，放大后的電信號又經(jīng)過一個整形和標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換的步驟轉(zhuǎn)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，并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(yù)置的分析程序?qū)Υ尜A器中的串行通訊信號進行統(tǒng)計和分析，得到手指擺動的頻率和速度。
2，如權(quán)利要求1所述的手指擺動頻率的測量方法，其特征在于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(yīng)手指的動作速度與頻率。
3，如權(quán)利要求1或2所述的手指擺動頻率的測量方法，其特征在于所述的計算機中存儲有樣本數(shù)據(jù)庫。
4，一種實現(xiàn)如權(quán)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，其特征在于所述的傳感器采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(diào)整轉(zhuǎn)換電路，所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)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(yù)置有分析程序。
5，如權(quán)利要求4所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特征在于所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)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(quán)利要求4所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特征在于所述的信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路通過USB接口與所述的計算機進行通信連接。
7，如權(quán)利要求5或6所述的手指擺動頻率的測量裝置，其特征在于所述的傳感器由兩個阻斷式紅外光電傳感器構(gòu)成，所述的兩個阻斷式紅外光電傳感器設(shè)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(shè)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(fā)光二極管和一個紅外感光三極管構(gòu)成，所述的紅外發(fā)光二極管和一個紅外感光三極管之間設(shè)置有容納手指經(jīng)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(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺z測得到的信號經(jīng)過放大器進行信號放大，并進一步經(jīng)過信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路進行調(diào)整后傳至計算機，計算機利用分析軟件并結(jié)合預(yù)置的樣本數(shù)據(jù)庫對得到的數(shù)據(jù)信號進行統(tǒng)計和分析，從而可以測出被測人的動作速度。實現(xiàn)該方法的裝置由傳感器和計算機構(gòu)成，傳感器連接有信號放大器，信號放大器連接有信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路，信號調(diào)整轉(zhuǎn)換電路通過串行通訊接口與計算機連接。本發(fā)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干擾，正確測算出動作速度。本發(fā)明的裝置簡單實用，可以為競技運動挑選速度快、反應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者余竹生, 歐陽新, 王衛(wèi)國, 楊一波, 鄔華德 申請人:余竹生, 歐陽新, 王衛(wèi)國, 楊一波, 鄔華德