CN216258981U - 一种用于精细动作的训练测试仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于精细动作的训练测试仪器，包括带有显示大屏并且可与云平台数据互通的主机，所述主机外接有测试件，所述测试件外接有底端设有磁性且通电设置的测笔；所述测试件包括有用于九孔测试和悬空测试的九孔模块，用于测试手指灵活性的旋扭模块，用于测试手部精细动作的动作模块。本实用新型能够解决小孩学习能力训练中，多种形式的手部精细动作训练和测试的需求。

Description

一种用于精细动作的训练测试仪器

技术领域

本实用新型涉及手部精细动作测试的训练技术领域，具体涉及一种用于精细动作的训练测试仪器。

背景技术

儿童在幼儿期，手是认识事物某些特征的重要器官，而手的动作主要是精细运动的发展，这在幼儿期各项发育中起着非常重要的作用。通过手的运动，可使小孩认识事物的各种属性和联系，知觉的完整性和具体思维能力得到发展。担在现有技术中常规的手部精细训练仪，通常内只包含一种形式的精细训练行形式，小孩很容易觉得枯燥，训练仪器的训练形式的灵活性和多样性低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的问题是提供一种用于精细动作的训练测试仪器，能够解决小孩学习能力训练中，多种形式的手部精细动作训练和测试的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于精细动作的训练测试仪器，包括带有显示大屏并且可与云平台数据互通的主机，所述主机外接有测试件，所述测试件外接有底端设有磁性且通电设置的测笔；

所述测试件包括有用于九孔测试和悬空测试的九孔模块，用于测试手指灵活性的旋扭模块，用于测试手部精细动作的动作模块。

进一步的，所述主机内设置有高压供电电路，所述压供电电路包括有P1充电口，P1充电口输出端依次串接有用于检测电量的ADC检测电路、U3调压芯片、SW1触碰开关和用于与主机连接的P7接口。

进一步的，所述高压供电电路连接有用于显示高压供电电路电量情况的电量指示电路，所述电量指示电路连接有用于提供电能的低压供电电路；

所述电量指示电路包括有与ADC检测电路连接的U2控制芯片，所述U2控制芯片输出端分别连接有均用于显示电量的P6灯带和P5灯带。

进一步的，所述动作模块包括有U3A动作主板，所述U3A动作主板分别连接有若干第一霍尔元件，所述U3A动作主板还连接有用于与九孔模块连接的P2接口，用于与旋扭模块连接的P4接口。

进一步的，所述U3A动作主板连接有用于与主机数据互通的U2通信芯片，所述U2通信芯片连接有U6串口。

进一步的，所述动作模块包括有若干排列设置的动作测试孔，所述动作测试孔内放置有内部安装有磁极的塑料翻转棒，所述作测试孔底面安装有用于用检测塑料翻转棒其翻转方向的第一霍尔元件。

进一步的，所述九孔模块包括有用于动作模块连接的P1九孔接口，所述P1九孔接口分别连接有若干接触电路和第二霍尔元件。

进一步的，所述九孔模块包括有若干孔径依次缩小排列的平稳测试孔，所述平稳测试孔底面安装第二霍尔元件，所述测试孔侧壁为与接触电路连通的侧壁电极。

进一步的，所述旋扭模块包括有用于与动作模块连接的P1旋扭端口，所述P1旋扭端口连接有用于数据处理的U1处理芯片，所述U1处理芯片连接有用于检测旋扭转动角度的U2旋扭传感器。

进一步的，所述U2旋扭传感器顶面安装有测试旋扭，所述测试旋扭内固定安装有用于产生磁场的径向磁铁。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

通过将主机与测试件连接，测试件上增设有九孔模块、旋扭模块和动作模块，九孔模块结合测试件外接的测笔，可进行九孔测试和悬空测试和训练；旋扭模块可检测和训练手指的灵活性；动作模块可检测和训练手部的精细动作能力进行测试，能够解决小孩学习能力训练中，多种手部精细动作训练和测试的需求，训练种类多样且全面。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的系统图；

图2是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的测试件俯视图；

图3是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的高压供电电路图；

图4是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的电量指示电路图；

图5是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的低压供电电路图；

图6是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的U3A动作主板电路图；

图7是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的第一霍尔元件电路图；

图8是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的U2通信芯片电路图；

图9是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的P2接口和P4接口电路图；

图10是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的第二霍尔元件连接电路图；

图11是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的接触电路图；

图12是本实用新型的一种用于精细动作的训练测试仪器的旋扭电路图。

图中：1、测试件；101、旋扭模块；102、动作模块；103、九孔模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种用于精细动作的训练测试仪器，如图1至图2所示，包括主机，主机上设置有可触控的显示大屏，小孩自行在显示大屏上操作，来选择并开始测试的项目。主机内增设有WiFi模块，WiFi模块用于将个人账户和账户内的数据上传到云平台，保存账户内的测试记录。小孩下次登录账户时，可以查看之前的测试记录。测试时，显示大屏上会显示与测试游戏的相匹配的动画和音乐，提高训练或测试的趣味性，使小孩产生一种在玩竞技游戏的错觉，增加小孩的训练兴趣。

主机内设置有用于提供电能的供电模块，如他3所示，供电模块包括有用于提供12V电能的高压供电电路。高压供电电路内包括有用于存储电能的锂电池，连接有P1充电口，P1充电口与USB充电线连接，给锂电池充电。同时P1充电口的输出端还连接有ADC检测电路，ADC检测电路用于检测锂电池内的电量。

ADC检测电路的输出端连接有U3调压芯片，U3调压芯片的输出端连接SW1触碰开关，SW1触碰开关的输出端分别连接有Q1开关MOS管的漏极和栅极，以便控制Q1开关MOS管的开启和关闭。Q1开关MOS管的源极连接P7接口，P7接口与主机连接，给主机提供12V的电压。

如图5所示，供电模块还包括有低压供电电路和电量指示电路，低压供电电路用于给电量指示电路提供5V的供电电压。低压供电电路包括有Q4三极管和U1调压芯片，Q4三极管的基极连接12V电压，Q4三极管的集电极和发射极之间串接R21电阻。Q4三极管的集电极与U1调压芯片的输入端连接，U1调压芯片的输出稳定的5V电压，以给电量指示电路供电。

如图4所示，电量指示电路包括有U2控制芯片，U2控制芯片的Vchrg-ADC端口和Vbat-ADC端口分别与ADC检测电路连接，以获取锂电池内的电量和高压供电电路的工作情况。U2控制芯片的WS2812-R端口和WS2812-L端口分别与P6灯带和P5灯带连接，P6灯带和P5灯带连接均选用WS2812B型号的灯珠，P6灯带和P5灯带安装在主机的内部，并通过透光窗口将光线透视出来，观察透光窗口处的亮度情况确定蓄电池内的电量。

如图2所示，主机外接有测试件，测试件外接有底端设有磁性且通电设置的测笔。测试件上设有用于九孔测试和悬空测试的九孔模块，用于测试手指灵活性的旋扭模块和用于测试手部精细动作的动作模块。

测试件的顶面设置有用于测试手部精细动作的若干动作测试孔，动作测试孔以矩阵的方式排列设置，动作测试孔内放置有塑料翻转棒，塑料翻转棒内部安装有磁极。动作测试孔通过检测塑料翻转棒内产生此磁感线的方向，检测塑料翻转棒是否放入和其放入的方向。

如图6和图7所示，测试件内设置有用于检测塑料翻转棒放入情况和方向的动作测试电路。动作测试电路包括有U3A动作主板，U3A动作主板的ADC/Edge1端口～ADC/Edge12端口分别连接有若干第一霍尔元件，第一霍尔元件的数量与动作测试孔数量相对应，优选的，第一霍尔元件选用的型号为MT9105。

将第一霍尔元件安装在动作测试孔的底面，塑料翻转棒放入到动作测试孔内后，第一霍尔元件通过检测是否有磁性和磁极的方向，确定塑料翻转棒放入情况和方向。如图8所示，U3A动作主板通过UART1-RX-USB端口和UART1-TX-USB端口与U2通信芯片连接，优选的，U2通信芯片其型号可为CH340G。U2通信芯片在通过U6串口与主机连接(USB接口)，将动作测试电路与主机进行数据互通。

测试件顶面增设有用于九孔测试和悬空测试的九个平稳测试孔，即将九个平稳测试孔按半径由大到小的顺序进行排列设置在测试件的顶面。九孔测试和悬空测试与测笔配套使用。

如图10和图11所示，测试件内对应设置有九孔测试电路，九孔测试电路包括有P1九孔接口，如图9所示，U3A动作主板的HoleOut1端口～HoleOut19端口和ITROut-0端口共同连接P2接口，P2接口用于通过排线与P1九孔接口连接，以便将九孔测试电路获取的数据通过动作测试电路与主机进行数据互通。

P1接口的ADC-0端口连接有第二霍尔元件，第二霍尔元件安装在平稳测试孔的底面，接收测笔的底端产生的磁场数据，检测测笔与平稳测试孔的底面是否接触。P1接口的通过HoleOut1端口～HoleOut9端口分别与若干接触电路连接，测试孔侧壁为金属材质的侧壁电极，接触电路与平稳测试孔的侧壁连通，当带电的测笔与平稳测试孔的侧壁接触后，接触电路内的电容充电，使得接触电路导通，在将导通导通信号和底面接触信号传输到P1九孔接口。

测试件顶面增设有测试手指灵活性的测试旋扭，测试旋扭内固定安装有径向磁铁，圆盘状的磁铁，圆盘的一半为N极一半为S极，便于获取测试旋扭转动的角度。

如图12所示，测试件内对应设置有旋扭电路，旋扭电路包括有用于数据传输的P1旋扭端口，P1端口通过UART1-TX端口和UART1-RX端口与U1处理芯片连接，U1处理芯片通过SPI-SCK端口、SPI-MISO端口、SPI-MOSI端口和SPI-NSS端口与U2磁编码器芯片连接，U2磁编码器芯片固定安装在测试旋扭的下方，U2磁编码器芯片用于检测并记录径向磁铁磁场变换情况，进而获得测试旋扭旋转的角度，并将转动数据传输到P1旋扭接口。

如他9所示，U3A动作主板的UART4-TX-HandWheel端口和UART4-RX-HandWheel端口与P4接口连接，P4接口通过排线与P1旋扭端口连接，使旋扭电路通过动作测试电路与主机之间进行数据互通。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

手部精细动作测试过程：显示大屏上显示在左右两列的动作测试孔内，放入不同方向的塑料翻转棒。用镊子夹取塑料翻转棒，将塑料翻转棒对应的方向放入到设定的两列动作测试孔内，显示大屏依据放入情况对应显示天平形状的动画。

塑料翻转棒放到对应的动作测试孔内，U3A动作主板接收动作测试孔底面的第一霍尔元件检测到磁极和磁极对应方向的数据，U3A动作主板将数据通过U2通信芯传输给主机，主机控制显示大屏上的天平保持平衡。若没有及时将设定方向的塑料翻转棒放到设定的动作测试孔内，主机控制显示大屏上的天平翻倒，并给出该次测试的分数。

九孔测试的过程为：依据要求将测笔的端部放入对应半径的平稳测试孔内，测笔的底端与平稳测试孔底面接触，且过程中测笔的不与平稳测试孔的侧壁接触。当测笔在放入平稳测试孔过程中与侧壁接触，接触电路被导通，将导通的数据通过动作测试电路传输给主机，主机控制显示大屏显示这次的测试结果。

悬空测试的过程为：依据要求将测笔的底端悬空放入设定的平稳测试孔内，保证测笔的底端不与平稳测试孔的侧壁和底面接触，平稳测试孔的底面安装有第二霍尔元件，平稳测试孔的侧壁连通安装有接触电路，第二霍尔元件用于可监测测笔的底端是否与平稳测试孔底面接触，接触电路用于检测测笔的底端的底端是否与侧壁接触，并件是否接触的数据通过动作测试电路传输给主机，主机控制显示大屏显示这次的测试结果。

手指灵活测试：接触大屏上显示需要转动的角度，小孩依据需要的的角度转动测试旋扭，测试旋扭带着径向磁铁一起转动，U2磁编码器芯片记录径向磁铁其磁场变化情况，依据变化情况获得测试旋扭转动的角度，将角度数据通过动作测试电路传输给主机，主机控制显示大屏显示这次的测试结果。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，包括带有显示大屏并且可与云平台数据互通的主机，所述主机外接有测试件(1)，所述测试件(1)外接有底端设有磁性且通电设置的测笔；

所述测试件(1)包括有用于九孔测试和悬空测试的九孔模块(103)，用于测试手指灵活性的旋扭模块(101)，用于测试手部精细动作的动作模块(102)。

2.根据权利要求1所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述主机内设置有高压供电电路，所述压供电电路包括有P1充电口，P1充电口输出端依次串接有用于检测电量的ADC检测电路、U3调压芯片、SW1触碰开关和用于与主机连接的P7接口。

3.根据权利要求2所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述高压供电电路连接有用于显示高压供电电路电量情况的电量指示电路，所述电量指示电路连接有用于提供电能的低压供电电路；

所述电量指示电路包括有与ADC检测电路连接的U2控制芯片，所述U2控制芯片输出端分别连接有均用于显示电量的P6灯带和P5灯带。

4.根据权利要求1所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述动作模块(102)包括有U3A动作主板，所述U3A动作主板分别连接有若干第一霍尔元件，所述U3A动作主板还连接有用于与九孔模块(103)连接的P2接口，用于与旋扭模块(101)连接的P4接口。

5.根据权利要求4所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述U3A动作主板连接有用于与主机数据互通的U2通信芯片，所述U2通信芯片连接有U6串口。

6.根据权利要求4所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述动作模块(102)包括有若干排列设置的动作测试孔，所述动作测试孔内放置有内部安装有磁极的塑料翻转棒，所述作测试孔底面安装有用于用检测塑料翻转棒其翻转方向的第一霍尔元件。

7.根据权利要求1所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述九孔模块(103)包括有用于动作模块(102)连接的P1九孔接口，所述P1九孔接口分别连接有若干接触电路和第二霍尔元件。

8.根据权利要求7所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述九孔模块(103)包括有若干孔径依次缩小排列的平稳测试孔，所述平稳测试孔底面安装第二霍尔元件，所述测试孔侧壁为与接触电路连通的侧壁电极。

9.根据权利要求1所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述旋扭模块(101)包括有用于与动作模块(102)连接的P1旋扭端口，所述P1旋扭端口连接有用于数据处理的U1处理芯片，所述U1处理芯片连接有用于检测旋扭转动角度的U2旋扭传感器。

10.根据权利要求9所述的一种用于精细动作的训练测试仪器，其特征在于，所述U2旋扭传感器顶面安装有测试旋扭，所述测试旋扭内固定安装有用于产生磁场的径向磁铁。

Images