CN116491943B - 一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术中测评系统无趣味性、测评准确率低和效率低等技术问题，提出了一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，属于儿童测评系统技术领域，本系统的主体分为前部腔室、中部腔室和后部腔室三个空间，前部腔室的顶部设有与前部腔室左右侧壁转动连接的随动转轴，随动转轴上挂有重块，前部腔室的底部设有掌纹握杆；所述重块可升降；所述中部腔室的底部设有中央控制器，所述掌纹握杆通过控制线与中央控制器电性连接；通过推动或拉动掌纹握杆控制重块停止下降，中央控制器计算被测评儿童的反应时间。本发明具备富含趣味性、测评结果准确、系统效率高的优点。

Description

一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统

技术领域

本发明涉及儿童测评系统技术领域，具体涉及一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统。

背景技术

掌纹识别是一种较新的生物特征识别技术，通过识别手指末端到手腕部分的手掌图像来辨别身份，具有采样简单、图像信息丰富、用户接受程度高、不易伪造、受噪声干扰小等特点，掌纹识别技术也是一种非侵犯性的识别方法，用户比较容易接受，对采集设备要求不高，随着信息技术和网络技术的高速发展，信息安全显示出前所未有的重要性，生物识别技术以其特有的稳定性、唯一性和方便性，得到越来越广泛的应用。

为科学评价幼儿综合能力发展，幼儿园需定期以《3-6岁儿童学习与发展指南》为指引，依托科学的评估体系及标准，为儿童对照各年龄段进行全方位的评估，测评主要涉及健康、语言、社会、科学、艺术五大领域，常常采用情景观察、谈话、游戏、实际操作、作品分析等方法进展，并分别针对五大领域中存在的问题进行记录与反馈，以便更清晰地了解到本班幼儿各领域中的发展状况，为下一阶段教学活动的目标制定及活动开展提供依据。

其中儿童的反应速度测试是对其健康领域考察的一项重要内容，但是由于大多数的反应测评方法较为枯燥和缺少趣味性，难以引导幼儿积极地参与并完成测试，使得测评结果受儿童积极性影响较大，易产生儿童不愿配合或参与过程不认真的现象，因而不能准确地得出儿童测评的真实结果；幼儿园内儿童数量较多，在进行幼儿能力发展测评时，需要对每位儿童依次进行多种领域的各项测试，传统幼儿反应速度测评装置难以快速且准确地得出测评结果，需老师观察后自行评估分数再进行记录，所记录结果受教师主观影响较大，结果准确性较低；而且现有的测评与记录的手段较为原始，无法系统地快速检测及录入儿童信息至测评系统，导致测评的效率较低，难以适应于幼儿园内大量儿童集中测评的效率要求。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，提高测评系统趣味性、测评结果准确率和系统效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，包括装置主体，所述装置主体分为前部腔室、中部腔室和后部腔室三个空间；

所述前部腔室的顶部设有与前部腔室左右侧壁转动连接的随动转轴，随动转轴上挂有重块，前部腔室的底部设有掌纹握杆；所述重块可升降；

所述中部腔室的底部设有中央控制器，所述掌纹握杆通过控制线与中央控制器电性连接；

通过推动或拉动掌纹握杆控制重块停止下降，中央控制器计算被测评儿童的反应时间。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述后部腔室设有控制转轴，控制转轴与后部腔室左右侧壁转动连接；所述控制转轴上固定套接有绕线转盘，所述重块通过牵引绳与绕线转盘相连，所述中部腔室的前壁和后壁相对设有圆形通孔，所述牵引绳穿过圆形通孔；所述随动转轴上固定套接有定位转盘，牵引绳的一端固定连接在绕线转盘上，牵引绳穿过圆形通孔后搭在定位转盘上，牵引绳的另一端与重块固定连接，控制转轴正转带动重块上升，控制转轴反转带动重块下降。

进一步地，所述中部腔室的上部设有控制电机，中央控制器控制控制电机转动；中部腔室的后壁设有方形通孔，所述控制电机的输出端活动套接有环形控制皮带，控制皮带穿过方形通孔后活动套接在控制转轴上，控制电机转动带动控制转轴同方向转动。

进一步地，所述中部腔室的上部还设有固定杆，所述固定杆的一端与中部腔室的右壁固定连接，固定杆的另一端悬空，固定杆的悬空端转动连接有联动转盘，联动转盘的外表面设有与牵引绳直径一致的凹槽，牵引绳嵌入联动转盘外表面的凹槽内，牵引绳的前后移动带动联动转盘正反转动；

所述联动转盘上缠绕有连接件，连接件的一端与联动转盘固定连接，连接件的另一端固定连接有电阻线柱，联动转盘的正反转动带动电阻线柱上下移动。

进一步地，所述电阻线柱外部套设有滑动电阻环，滑动电阻环远离电阻线柱的一端固定连接在中部腔室的后壁上，滑动电阻环通过控制线与中央控制器电性连接，电阻线柱通过上下移动改变其接入电路的长度进而改变电阻值。

进一步地，重块下降时电阻线柱同时下降，通过推动或拉动掌纹握杆控制重块停止下降，电阻线柱也随之停止下降；中央控制器根据电阻线柱的电阻值变化计算出重块下落的高度，再通过控制电机的转速计算出被测评儿童的反应时间。

进一步地，前部腔室的正面固定安装有显示屏，所述显示屏通过显示线与中央控制器电性连接；显示屏用于播放与重块下落相匹配的动画并显示被测评儿童的反应时间。

进一步地，所述掌纹握杆识别并记录把握掌纹握杆的儿童的掌纹信息。

本发明的有益效果是：

本发明通过使用掌纹握杆代替传统的操作装置，使得测评儿童在操作的同时记录下掌纹信息，以便后续的成绩登记等操作，大大节省了测评老师的记录时间；通过中央控制器控制重块在测评儿童把握掌纹握杆后的随机秒数内下落，来实现反应速度测评的准确性，避免有规律的下放重物影响测评结果的准确性；通过滑动电阻环与电阻线柱之间接触点位置变化而导致的阻值变化，来计算重物下落时牵引绳的移动距离，进而计算出操作者的反应速度，保证了测评结果的准确性；通过显示屏播放与重物下落相配合的动画，吸引测评儿童操作的兴趣，提高测评儿童测评的主观意愿，从而提高测评结果的客观性和准确性。

本发明利用中央控制器记录测评儿童的掌纹，来实现测评儿童信息的快速登记，并利用测评儿童把握后的信息输入，启动控制电机控制重块下落，并根据中央控制器生成的随机秒数来开始控制电机，实现了自测评儿童在把握掌纹握杆至控制电机启动之间的时间是随机的效果，从而避免有规律的下放重物影响测评结果的准确性。

本发明通过滑动电阻环与电阻线柱之间接触点位置变化而导致的电阻值变化，来计算重块下落时牵引绳的移动距离，进而计算出操作者的反应速度，保证了测评结果的准确性。

本发明通过显示屏播放与重块下落相配合的动画，吸引测评儿童操作的兴趣，提高测评儿童测评的主观意愿，引导幼儿积极地参与并完成测试，避免测评结果受测评儿童积极性的影响，从而提高测评结果的客观性和准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构侧面斜剖示意图；

图2为本发明的背面剖视图；

图3为本发明的整体结构正面示意图；

图4为本发明的主体中间部分的内部结构示意图；

图5为本发明的内部结构斜剖示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明提出了一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，测评系统的整体结构侧面斜剖示意图如图1所示，包括装置主体1，装置主体1分为前部腔室、中部腔室和后部腔室三个空间；

前部腔室的顶部设有与前部腔室左右侧壁转动连接的随动转轴9，随动转轴9上挂有重块8，前部腔室的底部设有掌纹握杆11，掌纹握杆11识别并记录把握掌纹握杆11的儿童的掌纹信息。重块8可升降；前部腔室的正面固定安装有显示屏19，显示屏19通过显示线18与中央控制器13电性连接；显示屏19用于播放与重块8下落相匹配的动画以激起把握掌纹握杆11的测评儿童拯救重块8的兴趣，显示屏19还用于显示被测评儿童的反应时间。如图3所示。

中部腔室的底部设有中央控制器13，掌纹握杆11通过控制线12与中央控制器13电性连接；中部腔室的上部设有控制电机2，中央控制器13控制控制电机2转动；中部腔室的后壁设有方形通孔，所述控制电机2的输出端活动套接有环形控制皮带3，控制皮带3穿过方形通孔后活动套接在控制转轴4上，控制电机2转动带动控制转轴4同方向转动。

后部腔室设有控制转轴4，如图2所示，控制转轴4与后部腔室左右侧壁转动连接；所述控制转轴4上固定套接有绕线转盘5，所述重块8通过牵引绳7与绕线转盘5相连，所述中部腔室的前壁和后壁相对设有圆形通孔6，所述牵引绳7穿过圆形通孔6；所述随动转轴9上固定套接有定位转盘10，牵引绳7的一端固定连接在绕线转盘5上，牵引绳7穿过圆形通孔6后搭在定位转盘10上，牵引绳7的另一端与重块8固定连接，控制电机2正转时，通过控制皮带3带动控制转轴4正转进而带动重块8上升，控制电机2反转时，通过控制皮带3带动控制转轴4反转进而带动重块8下降。

中部腔室的上部还设有固定杆17，如图4所示，所述固定杆17的一端与中部腔室的右壁固定连接，固定杆17的另一端悬空，固定杆17的悬空端转动连接有联动转盘16，联动转盘16的外表面设有与牵引绳7直径一致的凹槽，牵引绳7嵌入联动转盘16外表面的凹槽内，牵引绳7的前后移动带动联动转盘16正反转动；

联动转盘16上缠绕有连接件，连接件的一端与联动转盘16固定连接，连接件的另一端固定连接有电阻线柱15，联动转盘16的正反转动带动电阻线柱15上下移动。

电阻线柱15外部套设有滑动电阻环14，滑动电阻环14远离电阻线柱15的一端固定连接在中部腔室的后壁上，滑动电阻环14通过控制线12与中央控制器13电性连接，电阻线柱15通过上下移动改变其接入电路的长度进而改变电阻值。

重块8下降时电阻线柱15同时下降，通过推动或拉动掌纹握杆11控制重块8停止下降，电阻线柱15也随之停止下降；中央控制器13根据电阻线柱15的电阻值变化计算出重块8下落的高度，再通过控制电机2的转速计算出被测评儿童的反应时间。

本实施例中的基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统的工作原理如下：

事先对中央控制器13编程；在掌纹握杆11检测到测评儿童把握后，识别并记录把握掌纹握杆11的掌纹信息，随后中央控制器13在随机秒数内控制控制电机2开启正转，控制电机2通过控制皮带3控制控制转轴4顺时针旋转，将绕线转盘5上缠绕的重块8快速放出，在重块8的作用下，拉动牵引绳7快速通过通孔6，并绕过定位转盘10使重块8下落；同时控制显示屏19播放与重块8下落相匹配的动画画面，以激起把握掌纹握杆11的测评儿童拯救重块8的兴趣，随着测评儿童的反应并推动或拉动掌纹握杆11，掌纹握杆11将操作信号反馈至中央控制器13；中央控制器13再次控制控制电机2停止转动，此时重块8停止下落，而在之前重块8下落过程中，牵引绳7向前移动带动联动转盘16旋转并下放电阻线柱15，使得电阻线柱15与滑动电阻环14的接触位置发生变化从而改变电阻线柱15的电阻值，中央控制器13根据电阻值变化计算出重块8下落的高度，再根据控制电机2的转速，计算得出测评儿童的反应时间，并将该成绩记录于测评儿童对应的掌纹信息下，并展示在显示屏19上，从而快速且准确地完成该测评儿童的反应速度测评。

该测评系统的使用方法为：

A、测评儿童握住掌纹握杆11，掌纹握杆11检测到被把握后识别并记录测评儿童的掌纹信息，该掌纹信息传递给中央控制器13保存；

B、中央控制器13控制控制电机2在随机秒数内开启，将牵引绳7放出，重块8快速下落；

C、测评儿童对重块8下落起反应并推动或拉动掌纹握杆11，掌纹握杆11将测评儿童的操作信号反馈至中央控制器13，中央控制器13控制控制电机2停止转动，则重块8停止下落；

D、在步骤C的过程中，牵引绳7的前移带动联动转盘16旋转并下放电阻线柱15，电阻线柱15与滑动电阻环14的接触位置发生变化且产生阻值变化并传递给中央控制器13；

E、中央控制器13根据阻值变化计算出重块8下落的高度以及步骤B中的控制电机2的转速，即可得出测评儿童的反应时间，并将该成绩记录于测评儿童的掌纹信息下，从而快速且准确地完成该测评儿童的反应速度测评。

本发明提出的基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统通过使用掌纹握杆11代替传统的操作装置，使得测评儿童在操作的同时记录下掌纹信息，以便后续的成绩登记等操作，大大节省了测评老师的记录时间；通过中央控制器13控制重块8在测评儿童把握掌纹握杆11后的随机秒数内下落，来实现反应速度测评的准确性，避免有规律的下放重物影响测评结果的准确性；通过滑动电阻环14与电阻线柱15之间接触点位置变化而导致的阻值变化，来计算重物下落时牵引绳7的移动距离，进而计算出操作者的反应速度，保证了测评结果的准确性；通过显示屏19播放与重物下落相配合的动画，吸引测评儿童操作的兴趣，提高测评儿童测评的主观意愿，从而提高测评结果的客观性和准确性。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，其特征在于，包括装置主体（1），所述装置主体（1）分为前部腔室、中部腔室和后部腔室三个空间；

所述前部腔室的顶部设有与前部腔室左右侧壁转动连接的随动转轴（9），随动转轴（9）上挂有重块（8），前部腔室的底部设有掌纹握杆（11）；所述重块（8）可升降；

所述中部腔室的底部设有中央控制器（13），所述掌纹握杆（11）通过控制线（12）与中央控制器（13）电性连接；

通过推动或拉动掌纹握杆（11）控制重块（8）停止下降，中央控制器（13）计算被测评儿童的反应时间；

所述后部腔室设有控制转轴（4），控制转轴（4）与后部腔室左右侧壁转动连接；所述控制转轴（4）上固定套接有绕线转盘（5），所述重块（8）通过牵引绳（7）与绕线转盘（5）相连，所述中部腔室的前壁和后壁相对设有圆形通孔（6），所述牵引绳（7）穿过圆形通孔（6）；所述随动转轴（9）上固定套接有定位转盘（10），牵引绳（7）的一端固定连接在绕线转盘（5）上，牵引绳（7）穿过圆形通孔（6）后搭在定位转盘（10）上，牵引绳（7）的另一端与重块（8）固定连接，控制转轴（4）正转带动重块（8）上升，控制转轴（4）反转带动重块（8）下降；

所述中部腔室的上部还设有固定杆（17），所述固定杆（17）的一端与中部腔室的右壁固定连接，固定杆（17）的另一端悬空，固定杆（17）的悬空端转动连接有联动转盘（16），联动转盘（16）的外表面设有与牵引绳（7）直径一致的凹槽，牵引绳（7）嵌入联动转盘（16）外表面的凹槽内，牵引绳（7）的前后移动带动联动转盘（16）正反转动；

所述联动转盘（16）上缠绕有连接件，连接件的一端与联动转盘（16）固定连接，连接件的另一端固定连接有电阻线柱（15），联动转盘（16）的正反转动带动电阻线柱（15）上下移动；

所述电阻线柱（15）外部套设有滑动电阻环（14），滑动电阻环（14）远离电阻线柱（15）的一端固定连接在中部腔室的后壁上，滑动电阻环（14）通过控制线（12）与中央控制器（13）电性连接，电阻线柱（15）通过上下移动改变其接入电路的长度进而改变电阻值；

重块（8）下降时电阻线柱（15）同时下降，通过推动或拉动掌纹握杆（11）控制重块（8）停止下降，电阻线柱（15）也随之停止下降；中央控制器（13）根据电阻线柱（15）的电阻值变化计算出重块（8）下落的高度，再通过控制电机（2）的转速计算出被测评儿童的反应时间。

2.根据权利要求1所述的基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，其特征在于，所述中部腔室的上部设有控制电机（2），中央控制器（13）控制控制电机（2）转动；中部腔室的后壁设有方形通孔，所述控制电机（2）的输出端活动套接有环形控制皮带（3），控制皮带（3）穿过方形通孔后活动套接在控制转轴（4）上，控制电机（2）转动带动控制转轴（4）同方向转动。

3.根据权利要求1所述的基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，其特征在于，前部腔室的正面固定安装有显示屏（19），所述显示屏（19）通过显示线（18）与中央控制器（13）电性连接；显示屏（19）用于播放与重块（8）下落相匹配的动画并显示被测评儿童的反应时间。

4.根据权利要求1所述的基于掌纹识别技术的儿童反应速度测评系统，其特征在于，所述掌纹握杆（11）识别并记录把握掌纹握杆（11）的儿童的掌纹信息。