CN108594677B - 一种反应时训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种反应时训练系统，包括主机和传感器，所述传感器为多个，所述传感器用于检测反应动作并产生数据记录，所述主机用于从终端接受指令，并自动把指令发送给对应的传感器，获取从对应传感器的反馈信号，并对发送信号和接受信号之间进行精确计时。本发明的有益效果是：本发明优势在于便携、操作简易和实时反馈，数据采集过程中，可以通过无线网络、或蓝牙将实时数据发送到手机软件上，实时反馈监测被试者的动作情况，追踪个人在每次训练中的进度。
Description
技术领域
本发明涉及训练设备技术领域，尤其涉及一种反应时训练系统。
背景技术
目前市面上，针对医疗康复和运动员训练的反应时记录和训练系统，多采用观察者人工进行记录、被试者手动按键、或者红外三维定位的动作捕捉等方式，达到记录动作速度、监测动作灵活性训练的目的。但这些方式中，观察记录的方式不能避免产生人为误差；按键记录则给被试者的运动训练或医疗康复训练带来不便，例如行为障碍患者可能有按键的困难、运动训练中的按键会浪费额外的时间和精力等，运动是复杂的、多维度的，这些方法和设备无法采集多维度的数据；利用红外线捕捉和记录三维动作数据是高效和精确的，但该设备对使用环境的要求高，不便携带且成本高。
发明内容
本发明提供了一种反应时训练系统，包括主机和传感器，所述传感器为多个，所述传感器用于检测反应动作并产生数据记录，所述主机用于从终端接受指令，并自动把指令发送给对应的传感器，获取从对应传感器的反馈信号，并对发送信号和接受信号之间进行精确计时。
作为本发明的进一步改进，所述主机接收终端发送的发光模式信号，且所述主机将发光模式信号传输给所述传感器，从而控制所述传感器的发光，当传感器检测到反应动作的时候，记录反应时间。
作为本发明的进一步改进，该反应时训练系统还包括终端，所述终端记录用户的个人资料，建立各种训练程序库并能按要求对主机进行训练控制，接受主机发回的训练数据，根据测量得到的训练数据进行训练状况计算并将所有数据进行对应地存储，所述终端包括电脑和手机。
作为本发明的进一步改进，所述传感器包括外壳、以及安装在所述外壳上的红外传感器、LED 灯、电路板，所述电路板包括电源管理系统、红外传感器开关信号采集芯片、LED 灯开关控制芯片和RF 信号发送系统以及RF 信号接收系统。
作为本发明的进一步改进，所述LED灯采用对称分布4 个LED 灯布局，分为红/绿和蓝/绿两种双色灯，当训练时作为目标引导灯时，LED 灯亮红色或者蓝色；当训练者手到达传感器上方被红外传感器检测到时，灯变成绿色，提示训练者成功，当训练者手离开时，灯灭；所述传感器包括锂电池，所述锂电池为所述传感器供电。
作为本发明的进一步改进，所述主机包括中央处理器、高精度计时系统、RF 发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统，所述中央处理器分别与高精度计时系统、RF发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统相连。
作为本发明的进一步改进，所述RF 发射与接收系统包括RF 发射系统、RF 接收系统、RF信号管理系统、信号采集系统，所述RF发射系统与所述RF信号管理系统相连，所述RF信号管理系统与所述中央处理器相连，所述RF 接收系统与所述信号采集系统相连，所述信号采集系统与所述中央处理器相连。
作为本发明的进一步改进，该反应时训练系统还包括背景板，所述背景板设有与所述传感器安装在一起的拼装机构。
作为本发明的进一步改进，所述拼装机构包括磁性材料部件，所述传感器包括磁性开关、硬磁薄板，使用所述磁性开关时使传感器吸附到所述背景板上时，所述传感器自动开机，当从所述背景板上摘下时，所述传感器自动关机；所述硬磁薄板与所述磁性材料部件进行吸附配合。
作为本发明的进一步改进，所述背景板共分3层，第一层为表面图案层，可以绘制这个训练模式的图案，中间层安装有所述磁性材料部件，底部层为固定所述磁性材料部件和所述背景板的支撑结构层，所述背景板包括多块小背景板，多块所述小背景板能够组合成所述背景板。
本发明的有益效果是：本发明优势在于便携、操作简易和实时反馈。它由多个可移动的、集发光和光感记录装置于一身的装置组成，使用者可以自由地摆放感应器位置，可以贴在墙上或地面上。这些装置使用自带的可充电式锂电池进行供电，内置发光和记录的设备。传感器只要检测到反应动作，则产生数据记录，数据反馈包括空间位置信息和具体反应的时间。数据采集之前，可以通过手机APP或者电脑设定不同的发光模式，包括每个装置发光的顺序和发光的时间间隔等。数据采集过程中，可以通过无线网络、或蓝牙将实时数据发送到手机软件上，实时反馈监测被试者的动作情况，追踪个人在每次训练中的进度。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的传感器结构示意图。
图3是本发明的传感器内部结构示意图。
图4是本发明的主机结构示意图。
图5是本发明的背景板结构示意图。
图6是本发明的背景板内部结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种反应时训练系统，包括主机和传感器，所述传感器为多个，所述传感器用于检测反应动作并产生数据记录，所述主机用于从终端接受指令，并自动把指令发送给对应的传感器，获取从对应传感器的反馈信号，并对发送信号和接受信号之间进行精确计时。
所述主机接收终端发送的发光模式信号，且所述主机将发光模式信号传输给所述传感器，从而控制所述传感器的发光，当传感器检测到反应动作的时候，记录反应时间。
该反应时训练系统还包括终端，所述终端记录用户的个人资料，建立各种训练程序库并能按要求对主机进行训练控制，接受主机发回的训练数据，根据测量得到的训练数据进行训练状况计算并将所有数据进行对应地存储，所述终端包括电脑和手机。
发光模式的设定问题，可以通过电脑或手机APP进行不同发光模式的设定。可调节的传感器允许近距离接触，多色光性能及根据外界光调节的特点适合室内及室外合用。
装置工作模式输出的问题，在电脑或手机上设定好各个装置发光模式之后，使用无线网络或蓝牙的传输方式指导装置工作。
传感器提示灯亮，并启动传感器，装置接收到指定命令后，发亮以提醒训练者快速地将身体部位移动到设备上方。同时，红外传感器开始工作，当装置检测到反应动作的时候，记录反应时间（反应时间=做出反应的时间点-开始发光时间点）。
数据传输到手机端，各个装置收集到的数据通过无线网或者蓝牙传输到手机软件上。
手机端的简单数据分析，得到的原始数据是不同操作在时间轴上的数据，经过分析，得到反应时间的长短。
如图1所示，本发明设计由1 个主机和8-10 个传感器构成。主机功能包括从电脑、手机软件接受相关指令，并自动把相关指令信号发送给对应的传感器，获取从对应传感器的反馈信号，并对发送信号和接受信号之间进行精确计时。传感器功能包括从主机接受信号、亮灯、感应人体接近与远离信号，并将信号反馈回主机。另外，电脑和手机软件系统记录用户的个人资料，建立各种训练程序库并能按要求对主机进行训练控制，接受主机发回的训练数据，根据测量得到的训练数据进行训练状况计算并将所有数据进行对应地存储。
所述传感器包括外壳1、以及安装在所述外壳1上的红外传感器2、LED 灯3、电路板4，所述电路板4包括电源管理系统、红外传感器开关信号采集芯片、LED 灯开关控制芯片和RF 信号发送系统以及RF 信号接收系统。
所述LED灯3采用对称分布4 个LED 灯3布局，分为红/绿和蓝/绿两种双色灯，当训练时作为目标引导灯时，LED 灯3亮红色或者蓝色；当训练者手到达传感器上方被红外传感器2检测到时，灯变成绿色，提示训练者成功，当训练者手离开时，灯灭；所述传感器包括锂电池5，所述锂电池5为所述传感器供电。
如图2、3所示，传感器主要由外壳1、红外传感器2、LED 灯3、电路板4、锂电池5、磁性开关6、硬磁薄板7组成。主要参数如下：
外壳1：圆柱体，直径约为5 cm, 厚度≤ 3cm，塑料材质，使用白色等淡色彩颜色。
红外传感器2：感应距离≤10 cm，响应时间≤10 ms。
LED 灯3：采用对称分布4 个LED 灯3布局，单个功率约为1 mW，分为红/绿和蓝/绿两种双色灯，当训练时作为目标引导灯时，LED 灯亮红色或者蓝色；当训练者手到达传感器上方被红外传感器2检测到时，灯变成绿色，提示训练者成功，当训练者手离开时，灯灭。
电路板4：装置的电路板4主要包括电源管理系统、红外传感器开关信号采集芯片、LED 灯开关控制芯片和RF 信号发送系统以及RF 信号接收系统。
锂电池5：可充电锂电池容量为1500 mAh，满足传感器连续工作5 h 以上的要求。
磁性开关6：为简化使用步骤，传感器采用磁性开关，即将传感器吸附到背景板上时，传感器自动开机，当从背景板上摘下时，自动关机。
硬磁薄板7：为方便摘取及装置的频繁使用，传感器将采用磁吸附的方式固定到背景板上，传感器底部放置一磁性薄板作为吸附材料。
如图4所示，所述主机包括中央处理器、高精度计时系统、RF 发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统，所述中央处理器分别与高精度计时系统、RF 发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统相连。
所述RF 发射与接收系统包括RF 发射系统、RF 接收系统、RF信号管理系统、信号采集系统，所述RF发射系统与所述RF信号管理系统相连，所述RF信号管理系统与所述中央处理器相连，所述RF 接收系统与所述信号采集系统相连，所述信号采集系统与所述中央处理器相连。
所述主机的主要参数如下：
电源系统：直接接入220 V 民用电源，或采用可充电锂电池作为电源。
信号传输系统：与电脑和手机通信有USB 接口和蓝牙两种方式。
高精度计时系统：计时精度≤1 ms。
尺寸：≤20 cm×12 cm×8 cm。
如图5、6所示，该反应时训练系统还包括背景板，所述背景板设有与所述传感器安装在一起的拼装机构。
所述拼装机构包括磁性材料部件，使用所述磁性开关6时使传感器吸附到所述背景板上时，所述传感器自动开机，当从所述背景板上摘下时，所述传感器自动关机；所述硬磁薄板7与所述磁性材料部件进行吸附配合。
所述背景板共分3层，第一层为表面图案层8，可以绘制这个训练模式的图案，中间层9安装有所述磁性材料部件，底部层10为固定所述磁性材料部件和所述背景板的支撑结构层。
背景板的厚度约为15 mm，背景板的尺寸约为1.8 m×1.5 m，为方便背景板的携带，所述背景板包括多块小背景板11，多块所述小背景板11能够组合成所述背景板，具体为，将背景板分为四个小背景板11，使用时通过铰链和卡槽将四个小背景板11搭建成一个完整的背景板。
本发明的优势在于便携、操作简易和实时反馈。它由多个可移动的、集发光和光感记录装置于一身的装置组成，使用者可以自由地摆放感应器位置，可以贴在墙上或地面上。这些装置使用自带的可充电式锂电池进行供电，内置发光和记录的设备。传感器只要检测到反应动作，则产生数据记录，数据反馈包括空间位置信息和具体反应的时间。数据采集之前，可以通过手机APP或者电脑设定不同的发光模式，包括每个装置发光的顺序和发光的时间间隔等。数据采集过程中，可以通过无线网络、或蓝牙将实时数据发送到手机软件上，实时反馈监测被试者的动作情况，追踪个人在每次训练中的进度。
本发明优势包括：
1.便携性:本发明包含多个感应设备，设备的体积较小，使用自带电池，具有便携性，对使用环境要求不高。
2.自由摆放定位：感应设备的体积较小，各个设备之间是独立的，使用者可以根据自己的训练要求摆放位置。
3.自由设定训练模式：可以设定装置的发光顺序、次数等，满足多种练习要求。
4.手机软件控制和接收反馈：使用手机软件进行装置的控制和数据接收，操作方便、使用快捷、便携。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种反应时训练系统，其特征在于：包括主机和传感器，所述传感器为多个，所述传感器用于检测反应动作并产生数据记录，所述主机用于从终端接受指令，并自动把指令发送给对应的传感器，获取从对应传感器的反馈信号，并对发送信号和接受信号之间进行精确计时；
该反应时训练系统还包括背景板，所述背景板设有与所述传感器安装在一起的拼装机构；
所述拼装机构包括磁性材料部件，所述传感器包括磁性开关、硬磁薄板，使用所述磁性开关时使传感器吸附到所述背景板上时，所述传感器自动开机，当从所述背景板上摘下时，所述传感器自动关机；所述硬磁薄板与所述磁性材料部件进行吸附配合。
2.根据权利要求1所述的反应时训练系统，其特征在于：所述主机接收终端发送的发光模式信号，且所述主机将发光模式信号传输给所述传感器，从而控制所述传感器的发光，当传感器检测到反应动作的时候，记录反应时间。
3.根据权利要求2所述的反应时训练系统，其特征在于：该反应时训练系统还包括终端，所述终端记录用户的个人资料，建立各种训练程序库并能按要求对主机进行训练控制，接受主机发回的训练数据，根据测量得到的训练数据进行训练状况计算并将所有数据进行对应地存储，所述终端包括电脑和手机。
4.根据权利要求1所述的反应时训练系统，其特征在于：所述传感器包括外壳、以及安装在所述外壳上的红外传感器、LED 灯、电路板，所述电路板包括电源管理系统、红外传感器开关信号采集芯片、LED 灯开关控制芯片和RF 信号发送系统以及RF 信号接收系统。
5.根据权利要求4所述的反应时训练系统，其特征在于：所述LED灯采用对称分布4 个LED 灯布局，分为红/绿和蓝/绿两种双色灯，当训练时作为目标引导灯时，LED 灯亮红色或者蓝色；当训练者手到达传感器上方被红外传感器检测到时，灯变成绿色，提示训练者成功，当训练者手离开时，灯灭；所述传感器包括锂电池，所述锂电池为所述传感器供电。
6.根据权利要求1所述的反应时训练系统，其特征在于：所述主机包括中央处理器、高精度计时系统、RF 发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统，所述中央处理器分别与高精度计时系统、RF 发射与接收系统、信号传输系统以及电源管理系统相连。
7.根据权利要求6所述的反应时训练系统，其特征在于：所述RF 发射与接收系统包括RF 发射系统、RF 接收系统、RF信号管理系统、信号采集系统，所述RF发射系统与所述RF信号管理系统相连，所述RF信号管理系统与所述中央处理器相连，所述RF 接收系统与所述信号采集系统相连，所述信号采集系统与所述中央处理器相连。
8.根据权利要求1所述的反应时训练系统，其特征在于：所述背景板共分3层，第一层为表面图案层，绘制这个训练模式的图案，中间层安装有所述磁性材料部件，底部层为固定所述磁性材料部件和所述背景板的支撑结构层，所述背景板包括多块小背景板，多块所述小背景板能够组合成所述背景板。
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| GR01 | Patent grant | ||
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