本實(shí)用新型屬于運(yùn)動心理學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置。

背景技術(shù)：

動覺(kinesthetic sense)也叫運(yùn)動感覺，是對身體各部位的位置和運(yùn)動狀況的感覺，也就是肌肉、腱和關(guān)節(jié)的感覺，即本體感覺。它反映身體各部分的位置、運(yùn)動以及肌肉的緊張程度，是內(nèi)部感覺的一種重要形態(tài)。

動覺是隨意運(yùn)動的重要基礎(chǔ)，是對自己身體的運(yùn)動和位置狀態(tài)的感覺。當(dāng)關(guān)節(jié)伸屈或肌肉弛縮時(shí)，就會刺激這些感受器，產(chǎn)生神經(jīng)沖動，沿脊髓上行傳導(dǎo)，到大腦皮層的中央前回而產(chǎn)生動覺。

通過動覺，能使人感知到自己身體的空間位置、姿勢和身體各部分的運(yùn)動情況。人們由于具有高度精確的動覺，才能實(shí)現(xiàn)動作協(xié)調(diào)，完成各種復(fù)雜的運(yùn)動技能。

在排除視覺的條件下，通過肢體的觸摸運(yùn)動可以正確地知覺物體的大小、形狀和彈性。手在運(yùn)動時(shí)肌肉緊張度的變化，告訴我們物體的種種屬性。

在隨意運(yùn)動中，由于肌肉運(yùn)動的速度和強(qiáng)度等信號不斷傳入大腦，形成反饋信息，才能實(shí)現(xiàn)大腦對肌肉運(yùn)動的神經(jīng)調(diào)節(jié)，使隨意運(yùn)動成為可能。如果沒有精確的動覺反饋信息，就會造成運(yùn)動失調(diào)。人對客觀世界的正確反映，是各種感覺相互協(xié)調(diào)、相互驗(yàn)證的結(jié)果。動覺在各種感覺的相互協(xié)調(diào)中起著重要的作用。如果沒有動覺和其他感覺的結(jié)合，人的知覺能力就不能得到正常的發(fā)展。

兒童動覺的感受性隨年齡的增長而提高，一般人常常不能直接覺察到動覺信息，但是對于優(yōu)秀的運(yùn)動員來說，他們對身體肌肉、筋腱和關(guān)節(jié)的運(yùn)動十分敏感，對速度、動作精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性的估量有精細(xì)的自我感受。

動覺是否敏感是選拔運(yùn)動員、舞蹈演員、雜技演員的重要條件之一。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在部分關(guān)于動覺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°半圓形測量尺，在測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。

測試前，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，中指對準(zhǔn)0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。

被動測試時(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)動到中指所指的任一度數(shù)，讓被試者報(bào)告感覺移動了多少度，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個位置，每個位置2次，共計(jì)20次，并記錄。

主動測試時(shí)，令被試者的手肘作為轉(zhuǎn)軸，然后轉(zhuǎn)動到主考官指定讀數(shù)。轉(zhuǎn)動完成后報(bào)告主考官，主考官觀察轉(zhuǎn)動誤差，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個位置，每個位置2次，共計(jì)20次，并記錄。

最后，按照：

相對誤差＝平均誤差/移動度數(shù)；

計(jì)算出10個位置的平均誤差。以此作為選拔運(yùn)動員的重要參考依據(jù)。

但是，上述的裝置，存在一定的缺陷。包括：

(1)受限于半圓尺及旋轉(zhuǎn)尺精度，測試過程中會存在一定的誤差。

(2)人工讀數(shù)存在一定的誤差。

(3)被試者的手肘與旋轉(zhuǎn)尺沒有相對固定裝置，因此在測試過程中易發(fā)生手肘脫離旋轉(zhuǎn)尺的情況。

(4)測試過程中中指會發(fā)生一定程度的偏移，影響最終結(jié)果判斷。

(5)現(xiàn)有的測試裝置，僅能夠測試小臂在水平面上的精準(zhǔn)度，對于非水平面、大臂和/或腿部，均無法測試。

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覺方位測試裝置，來避免客觀因素對測試結(jié)果造成干擾，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型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動覺方位測試裝置。本裝置通過設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，使其可以高精準(zhǔn)的完成小腿動覺方位測試工作，并具有較高的可信度。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置，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，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覺方位測試。

優(yōu)選的，所述指針與紅光發(fā)射器固定連接。

優(yōu)選的，所述支撐桿的外側(cè)具有旋鈕，旋鈕通過螺紋與橫桿配合，橫桿的一端與圓形外殼固定連接；

所述旋鈕通過螺紋副實(shí)現(xiàn)自身與橫桿在支撐桿上的定位。

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綁帶。

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，便于主考官從上方判斷被試者小腿的位置。

優(yōu)選的，所述角度傳感器為雙出軸角度傳感器。

上述的主動動覺方位測試裝置，還包括處理單元，處理單元接收來自角度傳感器的信號。

優(yōu)選的，所述處理單元為PC。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本實(shí)用新型還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行測試的方法，進(jìn)行測試的方法，主要步驟如下：

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)動到指令角度，主考官記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動角度的誤差；

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)動次數(shù)，得出平均誤差，完成測試。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本實(shí)用新型還提供了另一種利用上述裝置進(jìn)行測試的方法，進(jìn)行測試的方法，主要步驟如下：

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)動到指令角度，處理單元記錄指令角度與小腿實(shí)際轉(zhuǎn)動角度的誤差；

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)動次數(shù)，得出平均誤差，完成測試。

本實(shí)用新型的有益效果是:

(1)具有座椅與小腿夾持機(jī)構(gòu)，能夠保證測試全程小腿始終與轉(zhuǎn)軸同軸，避免因小腿滑動/脫落造成的誤差。

(2)可以通過紅光發(fā)射器發(fā)出的紅外光在刻度上的位置輔助識別刻度，識別時(shí)主考官從外側(cè)向紅外光相向看去，可以識別提高精度。

(3)圓形外殼可以上下移動，對于不同身高腿長的被試者而言，通用性較高。

(4)借助角度傳感器，能夠精確的或者小腿的轉(zhuǎn)動角度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)軸的裝配示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中小腿夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型中電路部分的原理圖；

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

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例：一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-5所示，包括：

底座3；

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)置有一個支撐桿1，每個支撐桿1均與底座3固定連接；

每個支撐桿1上均具有長條形定位孔，旋鈕2貫穿于所述長條孔，并與橫桿17的一端通過螺紋副配合，橫桿17的另一端與豎向設(shè)置的圓形外殼5固定連接；

所述圓形外殼5上具有刻度10；刻度10具有多個，相鄰的2個刻度10的間隔為5°。作為最佳的方案，也可以選擇具有360個刻度10的結(jié)構(gòu)，這樣就能夠更大程度的減少目測誤差識別。

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)滾動的滾輪7，指針8的靠外端，安裝有紅光發(fā)射器9。

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。

所述轉(zhuǎn)軸12的位于圓形外殼5外側(cè)的部分通過聯(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；

角度傳感器6固定連接在圓形外殼5的外側(cè)。

所述兩支撐桿1之間為用于容納被試者腿部的空間。

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)。

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，可提高測試精度，便于主考官從上方判斷被試者小腿的位置。

所述角度傳感器6為雙出軸角度傳感器。

上述的主動動覺方位測試裝置，還包括處理單元16，處理單元16接收來自角度傳感器6的信號。

優(yōu)選的，所述處理單16元為PC。

測試前，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)動的桿狀構(gòu)件了。

被試者坐好后，其身體軸線就近乎與轉(zhuǎn)軸的軸線垂直了。

測試時(shí)，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者小腿前擺主動轉(zhuǎn)動到主考官的指定角度，主考官觀察轉(zhuǎn)動誤差，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個位置，每個位置2次，共計(jì)20次。

主考官可以根據(jù)紅光指示的位置手動記錄，也可以利用處理單元16進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

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)算方式求出相對誤差，主考官即可判斷被試者主動動覺方位的感知精準(zhǔn)度，為下一步人才的選拔提供重要的參考。

因?yàn)樵诒緦?shí)施例中，角度的測量及數(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。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會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的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。