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，是涉及一種模擬失重狀態(tài)下垂直于人體軸線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，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，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)，讓被試者報告感覺移動了多少度，并記錄報告度數(shù)，同時不告知被試者的結(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20次，并記錄。

主動測試時，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)動完成后報告主考官，主考官觀察轉(zhuǎn)動誤差，同時不告知被試者的結(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20次，并記錄。

最后，按照：

相對誤差＝平均誤差/移動度數(shù)；

計算出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。

(6)現(xiàn)有的測試裝置，令測試部位在轉(zhuǎn)動過程中，始終受重力影響，存在一定的誤差。

因此，如何設(shè)計一種具有較高精準(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，提供一種模擬失重狀態(tài)下垂直于人體軸線的主動動覺方位測試裝置。本裝置通過設(shè)計全新的結(jié)構(gòu)，使其可以高精準(zhǔn)的完成動覺方位測試工作，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：

一種模擬失重狀態(tài)下垂直于人體軸線的主動動覺方位測試裝置，包括：

頂部開口的殼體，

殼體內(nèi)具有下基板與上基板；

所述下基板與多個支撐桿固定連接，上基板與所有的支撐桿活動連接；

所述上基板的上表面固定連接有圓形外殼，圓形外殼上具有刻度；

所述圓形外殼的圓心處具有貫穿于所述上基板的轉(zhuǎn)軸；

轉(zhuǎn)軸的上端與用于指向所述刻度的指針固定連接；

所述轉(zhuǎn)軸的下端與角度傳感器的主軸上端固定連接，角度傳感器的主軸下端與小臂夾持機(jī)構(gòu)固定連接；

所述下基板上具有頭枕；

所述頭枕的兩側(cè)具有側(cè)臥支撐定位柱，側(cè)臥支撐定位柱與下基板螺紋配合；

使得被試者可以側(cè)躺在下基板上令轉(zhuǎn)軸軸線與身體軸線垂直完成動覺方位的測試。

優(yōu)選的，所述指針與紅光發(fā)射器固定連接。

優(yōu)選的，所述上基板的外側(cè)具有旋鈕，上基板與旋鈕為螺紋配合，旋鈕依靠螺紋副將自身頂緊于支撐桿上。

優(yōu)選的，所述小臂夾持機(jī)構(gòu)包括與所述主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，則被試者小臂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臂的位置。

優(yōu)選的，所述上基板的下表面固定連接有承載架，弧形板上具有能夠沿所述承載架移動的滾輪。

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。

本實(shí)用新型的有益效果是:

(1)通過被試者置于水中，模擬失重狀態(tài)，來降低重力對手臂轉(zhuǎn)動過程中的影響。

(2)具有小臂夾持機(jī)構(gòu)，能夠保證測試全程小臂始終與指針同軸，避免因小臂滑動/脫落造成的誤差。

(3)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，識別時主考官從外側(cè)向紅外光相向看去，可以識別提高精度。

(4)具有頭枕及側(cè)臥支撐定位柱，可以令被試者躺在下基板上，令手肘與轉(zhuǎn)軸共軸線，提高了測試結(jié)果的可信度。

(5)上基板可以相對于下基板移動，對于不同身高臂長的被試者而言，通用性較高。

(6)借助角度傳感器，能夠精確的獲得小臂的轉(zhuǎn)動角度。

(7)通過人體側(cè)臥，盡量減少因手臂自重帶來的誤差。

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)用新型在去掉殼體狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)軸的裝配示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中小臂夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型中小臂夾持機(jī)構(gòu)與承載架的配合圖；

圖6是本實(shí)用新型中頭枕的裝配示意圖；

圖7是本實(shí)用新型中角度傳感器的裝配示意圖；

圖8是本實(shí)用新型中聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型中電路部分的原理圖；

其中：1、支撐桿，2、上基板，3、旋鈕，4、下基板，5、圓形外殼，6、轉(zhuǎn)軸，7、滾輪，8、指針，9、紅光發(fā)射器，10、刻度，11、滑軌，12、弧形板，13、掛板，14、承載架，15、綁帶，16、滾輪，17、頭枕，18、側(cè)臥支撐定位柱，19、聯(lián)軸器，20、角度傳感器，21、處理單元，22、殼體。

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：一種模擬失重狀態(tài)下垂直于人體軸線的主動動覺方位測試裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-9所示，包括：

頂部開口的殼體22，殼體22內(nèi)具有水平設(shè)置的下基板4與上基板2；

下基板4與多個支撐桿1固定連接，上基板2的側(cè)部與旋鈕3形成螺紋配合，上基板2套在所述支撐桿1上，旋鈕3通過螺紋向支撐桿1移動，直至頂緊于支撐桿1上。

所述上基板2的上表面固定連接有圓形外殼5，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上基板2的轉(zhuǎn)軸6，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6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。

其中，所述轉(zhuǎn)軸6的下端與聯(lián)軸器19的上端固定連接，聯(lián)軸器19的下端與雙出軸結(jié)構(gòu)的角度傳感器20的主軸的上部連接，角度傳感器20的主軸的下部與小臂夾持機(jī)構(gòu)固定連接。

再次參考圖3-6所示，小臂夾持機(jī)構(gòu)包括與所述角度傳感器20主軸下端固定連接的弧形板12，弧形板12上規(guī)定連接有多根綁帶15。綁帶15可以是松緊帶，也可以是帶有粘扣的結(jié)構(gòu)。

同時，所述指針8的中心線與所述弧形板12的中心線相重合。使得小臂在固定好后，小臂主體基本也是與中心線重合，提高測試精度。

本實(shí)用新型中，還在所述下基板4上安裝了頭枕17及側(cè)臥支撐定位柱18，用于被試者躺在下基板4上。

從處于整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的角度考慮，所述上基板2的下表面固定連接有承載架14，承載架14具有外凸緣，可以令滾輪16沿著外凸緣滾動，其中，滾輪16安裝于掛板13上，掛板13與弧形板12固定連接。

所述角度傳感器20將角度信號傳遞至處理單元，處理單元21接收信號并記錄，還在顯示器上顯示。處理單元21可以為PC。

本實(shí)施例中，部分元器件需要選擇防水型或者進(jìn)行防水處理。

測試前，令被試者躺在下基板4上，然后調(diào)整上基板2的高度，并令被試者的小臂置于綁帶15內(nèi)。非常重要的一點(diǎn)在于，需要令轉(zhuǎn)軸6的軸線近乎與手肘的打彎處重合，則小臂就可以視為以手肘為圓心進(jìn)行半圓周運(yùn)動的桿狀構(gòu)件了。

然后，令被試者帶上呼吸面罩與耳塞，然后向殼體22內(nèi)注水，直至水沒過測試手臂停止。

測試時，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者手肘主動轉(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20次。

處理單元21記錄了相應(yīng)數(shù)據(jù)后，根據(jù)背景技術(shù)中的計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。