CN100344261C - 一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法，利用传感器检测手指摆动的频率和速度，再利用计算机对该步骤中测量获得的手指摆动的频率和速度的信号数值进行统计分析，并根据专业理论进行分析，进一步将适合从事运动范围的常模对象与专业理论加以对照，得出被测对象的人体速度素质，样本数据库中存贮有样本数据。传感器将动作的手指频速转变为电信号，并将检测得到的信号经过放大器进行信号放大，并进一步经过信号调整转换电路进行调整后传至计算机，计算机利用分析软件进行统计和分析。本发明可以排除速度耐力和肌肉力量等因素的干扰，正确测算出动作速度。本发明的装置简单实用，可以为竞技运动挑选速度快、反应敏捷的运动员。

Description

一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法

技术领域：

本发明涉及物理领域，尤其涉及机械振动的测量方法和测量装置，特别是一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法及测量装置。

背景技术：

人体的速度素质目前普遍通过人体在单位时间内重复完成某一动作的数量或者通过的距离长度来表示，人体的速度素质包括反应速度、动作速度和位移速度等指标，研究表明，人体的快速运动能力是通过人体的中枢神经系统活动的发放频率来表现的，资料显示，少儿在完成短距离跑动时，其动作频率与成年人无显著性差异，说明动作频率在后天很难改变，主要受先天遗传因素控制，也有资料显示神经系统的动作速度与属于相对神经支配的对抗肌在脊髓中枢的交换速度有关，因此，通过对人体进行相关的运动测试可以得到被测人的人体素质，从而可以此来辅助挑选出有潜力的受训人员。比如，体育运动员的选材，音乐表演者的选材以及舞蹈表演者的选材等等。现有技术中，测量人体速度素质是通过测试人体对光、声刺激的反应能力以及人体的运动速度的方法来实现的，所利用的测试装置一般概括为：简单反应时测试仪器、计数器、秒表、节拍器等，也有采用高级肌电图设备、光电以及声、光专用试速仪，但利用以上的方法和装置，均需要对被测对象进行较长时间的测试过程，而人体的速度耐力和肌肉力量往往会随时间变化，造成测试结果不准，目前还没有既可以测量速度同时又可以测量频率的方法和装置，所以测量人体的速度素质的方法和设备都不完善。

发明内容：

本发明所要解决的现有技术中的技术问题是：由于现有技术中，测量人体速度素质是通过测试人体对光、声刺激的反应能力以及人体的运动速度的方法来实现的，所利用的测试装置一般概括为：简单反应时测试仪器、计数器、秒表、节拍器等，也有采用高级肌电图设备、光电以及声、光专用试速仪，利用以上的方法和装置，均需要对被测对象进行较长时间的测试过程，而人体的速度耐力和肌肉力量往往会随时间变化，所以会造成测试结果不准，目前还没有既可以测量速度又可以测量频率的方法和装置，所以测量人体的速度素质的方法和设备都不完善。

本发明为解决已有技术中的上述技术问题所采用的技术方案是提供一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法，包括一个利用传感器检测手指摆动动作的步骤，在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，测量手指摆动的频率和速度，再利用计算机对该步骤中测量获得的手指摆动的频率和速度的信号数值进行统计分析，所述的计算机中存储有样本数据库，所述的样本数据库中存贮有样本数据，计算机利用分析软件对得到的数据信号进行处理、统计、分析并建模，并根据专业理论进行分析，同时排除速度耐力和肌肉力量因素的干扰，进一步将适合从事运动范围的常模对象与专业理论加以对照，得出被测对象的人体速度素质。

进一步的，在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，从所述的传感器输出电信号，并将所述的电信号放大，放大后的电信号经过一个整形和标准电平转换的步骤转换为串行通讯信号，所述的串行通讯信号输入到计算机的串行通讯接口中，计算机的处理器从串行通讯接口读取所述的串行通讯信号，并将所述的串行通讯信号送入存贮器中存贮，所述的计算机利用预置的分析程序对存贮器中的串行通讯信号进行统计和分析，得到手指摆动的频率和速度。

本发明还提供了一种实现上述通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法的测量装置，所述的测量装置由计算机和传感器构成，其中，所述的传感器采用阻断式红外光电传感器，所述的阻断式红外光电传感器连接有一个信号放大器，所述的信号放大器连接有一个信号调整转换电路，所述的信号调整转换电路与计算机的串行通讯接口连接，所述的计算机中预置有分析程序和样本数据库。

进一步的，所述的传感器由两个阻断式红外光电传感器构成，所述的两个阻断式红外光电传感器设置在一个支架中，所述的两个阻断式红外光电传感器之间设置有间隔距离，任意一个阻断式红外光电传感器均由一个红外发光二极管和一个红外感光三极管构成，所述的红外发光二极管和一个红外感光三极管之间设置有容纳手指经过的宽度。

具体的，所述的信号调整转换电路可以通过串行通讯接口与所述的计算机进行通信连接。所述的信号调整转换电路也可以通过USB通用串行总线接口与所述的计算机进行通信连接。

具体的，所述的信号放大器可以采用已有技术中的信号放大电路，信号放大器又与信号调整转换电路连接，信号调整电路可以采用已有技术中的公知技术，由于本领域普通技术人员均已熟知信号放大电路和信号调整电路，所以在此不再赘述。

本发明的工作过程是：被测人的手指连续反复作摆动动作，传感器检测的摆动动作，传感器将动作的手指频速转变为电信号并进一步将检测得到的信号经过放大器进行信号放大，并经过所述的信号调整转换电路进行调整后传至计算机，所述的计算机中存储有样本数据库，所述的计算机利用所述的分析软件对得到的数据信号进行处理，统计、分析并建模，并根据专业理论进行分析，同时排除速度耐力和肌肉力量等因素干扰，从而可以测出被测人的动作速度，进一步将适合从事运动的范围的常模对象与专业理论加以对照，得出选材的参考结论。

本发明与已有技术相对照，效果是积极且明显的。本发明利用传感器将动作的手指频速转变为电信号，并将电信号经过转换后输入计算机，通过分析程序对数据信号进行处理、统计、分析并建模，从而测出动作速度，得出选材的参考结论。本发明将速度与频率结合在一起同步测试，从而集中反映神经系统的发放频率与冲动，排除速度耐力和肌肉力量等因素的干扰，正确测算出动作速度。本发明的测量装置简单实用，可以验证专业理论和弥补选材仪器上的不足，适用于挑选速度快、反应敏捷的运动员。

以下结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1是本发明一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法的功能模块示意图。

图2是实现本发明的通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法的测量装置的一个电路原理图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法，包括一个利用传感器检测手指摆动动作的步骤，其中，在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，测量手指摆动的频率和速度，再利用计算机对该步骤中测量获得的手指摆动的频率和速度的信号数值进行统计分析，并将统计分析的结果与一个样本数据库中数据进行比对，根据比对结果判断被测对象的人体速度素质，所述的样本数据库中存贮有样本数据。

进一步的，在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，从所述的传感器输出电信号，所述的电信号又经过一个信号放大的步骤，放大后的电信号又经过一个整形和标准电平转换的步骤转换为串行通讯信号，所述的串行通讯信号输入到计算机的串行通讯接口中，计算机的处理器从串行通讯接口读取所述的串行通讯信号，并将所述的串行通讯信号送入存贮器中存贮，所述的计算机利用预置的分析程序对存贮器中的串行通讯信号进行统计和分析，得到手指摆动的频率和速度。

进一步的，所述的计算机中存储有样本数据库。所述的计算机利用所述的分析程序对得到的数据信号进行处理，统计、分析并建模，并根据专业理论进行分析，同时排除速度耐力和肌肉力量等因素干扰，从而可以测出被测人的动作速度，进一步将适合从事运动的范围的常模对象与专业理论加以对照，得出选材的参考结论。

如图1和图2所示，实现本发明的通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法的测量装置，由传感器1和计算机2构成，传感器1连接有信号放大器3，信号放大器3连接有信号调整转换电路4，信号调整转换电路4与计算机2的串行通讯接口相连接，所述的计算机2中安装有分析软件。在本发明的一个优选实施例中，传感器1采用阻断式红外光电传感器，所述的信号调整转换电路4通过串口与计算机进行通信。具体的，所述的传感器1由两个阻断式红外光电传感器构成，两个阻断式红外光电传感器设置在一个支架中，两个阻断式红外光电传感器之间设置有距离，距离等于预设的手指摆动的振幅，任意一个阻断式红外光电传感器均由一个红外发光二极管和一个红外感光三极管构成，所述的红外发光二极管和一个红外感光三极管之间设置有容纳手指经过的宽度，所述的红外发光二极管和一个红外感光三极管与信号放大器3连接，信号放大器3可以采用已有技术中的Y2F型集成电路，信号放大器3又与信号调整转换电路4连接，信号调整电路可以采用已有技术中的公知技术，如图2所示，由于本领域普通技术人员均已熟知，所以在此不再赘述。

本发明的优点如下所述：

采用成熟的光电产品进行进行测试，时间可达千分之一秒，以毫秒为单位，性能、效率、准确度高。

限制摆幅高度，不达到高度的数据作为错误数据处理。过高的高度又受摆幅框架的限制。

测试时间设定为8秒(生理学规定10秒内为速度反应的有效时间)，准备工作完成，手指急速摆动记时开始，时间一到自动停止，读取数值，以排除肌肉力量大小、速度耐力和力量耐力等因素影响，正确测算出神经反应速度和动作频率。

体积小、成本低、随身携带方便；易掌握、易普及；任何年龄段都可测试(但研究者开发目的是选材)。

软件设计中包含有各年龄段，不同运动项目、不同性别积分与对照，测试结果一目了然。供运动员测试、教练员选材作为参考，也可供体育教练、专业人员从事研究用。

手指是人体最敏锐、最灵活的环节，特别是食指。

安全可靠、无任何对人体有害影响。

Claims (4)

1.一种通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法，包括一个利用传感器检测手指摆动动作的步骤，其特征在于：在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，测量手指摆动的频率和速度，再利用计算机对该步骤中测量获得的手指摆动的频率和速度的信号数值进行统计分析，所述的计算机中存储有样本数据库，所述的样本数据库中存贮有样本数据，计算机利用分析软件对得到的数据信号进行处理、统计、分析并建模，并根据专业理论进行分析，同时排除速度耐力和肌肉力量因素的干扰，进一步将适合从事运动范围的常模对象与专业理论加以对照，得出被测对象的人体速度素质。

2.如权利要求1所述的通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法，其特征在于：在所述的利用传感器检测手指摆动动作的步骤中，从所述的传感器输出电信号，并将所述的电信号放大，放大后的电信号经过一个整形和标准电平转换的步骤转换为串行通讯信号，所述的串行通讯信号输入到计算机的串行通讯接口中，计算机的处理器从串行通讯接口读取所述的串行通讯信号，并将所述的串行通讯信号送入存贮器中存贮，所述的计算机利用预置的分析程序对存贮器中的串行通讯信号进行统计和分析，得到手指摆动的频率和速度。

3.一种实现如权利要求2所述的通过手指摆动频率和速度测量人体速度素质的方法的测量装置，由计算机和传感器构成，其特征在于：所述的传感器采用阻断式红外光电传感器，所述的阻断式红外光电传感器连接有一个信号放大器，所述的信号放大器连接有一个信号调整转换电路，所述的信号调整转换电路与计算机的串行通讯接口连接，所述的计算机中预置有分析程序和样本数据库。

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于：所述的传感器由两个阻断式红外光电传感器构成，所述的两个阻断式红外光电传感器设置在一个支架中，所述的两个阻断式红外光电传感器之间设置有间隔距离，任意一个阻断式红外光电传感器均由一个红外发光二极管和一个红外感光三极管构成，所述的红外发光二极管和红外感光三极管之间设置有容纳手指经过的宽度。

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