本實用新型屬于運動心理學技術領域，具體的說，是涉及一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置。

背景技術：

動覺(kinesthetic sense)也叫運動感覺，是對身體各部位的位置和運動狀況的感覺，也就是肌肉、腱和關節的感覺，即本體感覺。它反映身體各部分的位置、運動以及肌肉的緊張程度，是內部感覺的一種重要形態。

動覺是隨意運動的重要基礎，是對自己身體的運動和位置狀態的感覺。當關節伸屈或肌肉弛縮時，就會刺激這些感受器，產生神經沖動，沿脊髓上行傳導，到大腦皮層的中央前回而產生動覺。

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動情況。人們由于具有高度精確的動覺，才能實現動作協調，完成各種復雜的運動技能。

在排除視覺的條件下，通過肢體的觸摸運動可以正確地知覺物體的大小、形狀和彈性。手在運動時肌肉緊張度的變化，告訴我們物體的種種屬性。

在隨意運動中，由于肌肉運動的速度和強度等信號不斷傳入大腦，形成反饋信息，才能實現大腦對肌肉運動的神經調節，使隨意運動成為可能。如果沒有精確的動覺反饋信息，就會造成運動失調。人對客觀世界的正確反映，是各種感覺相互協調、相互驗證的結果。動覺在各種感覺的相互協調中起著重要的作用。如果沒有動覺和其他感覺的結合，人的知覺能力就不能得到正常的發展。

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，但是對于優秀的運動員來說，他們對身體肌肉、筋腱和關節的運動十分敏感，對速度、動作精準度和穩定性的估量有精細的自我感受。

動覺是否敏感是選拔運動員、舞蹈演員、雜技演員的重要條件之一。

現有技術中，存在部分關于動覺方位辨別裝置的研究。從結構上分析，現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尺，旋轉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軸，握住被試者的手腕，然后轉動到中指所指的任一度數，讓被試者報告感覺移動了多少度，并記錄報告度數，同時不告知被試者的結果準確性。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軸，然后轉動到主考官指定讀數。轉動完成后報告主考官，主考官觀察轉動誤差，同時不告知被試者的結果準確性。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；

計算出10個位置的平均誤差。以此作為選拔運動員的重要參考依據。

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尺精度，測試過程中會存在一定的誤差。

(2)人工讀數存在一定的誤差。

(3)被試者的手肘與旋轉尺沒有相對固定裝置，因此在測試過程中易發生手肘脫離旋轉尺的情況。

(4)測試過程中中指會發生一定程度的偏移，影響最終結果判斷。

(5)現有的測試裝置，僅能夠測試小臂在水平面上的精準度，對于非水平面、大臂和/或腿部，均無法測試。

因此，如何設計一種具有較高精準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果造成干擾，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置。本裝置通過設計全新的結構，使其可以高精準的完成小腿動覺方位測試工作，并具有較高的可信度。

為了達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置，包括：

底座；

所述底座的上固定連接有座椅，座椅的兩側分別設置有支撐桿；

每個支撐桿上均與一豎向的圓形外殼連接，所述圓形外殼上具有刻度；

所述圓形外殼的圓心處被轉軸貫穿；

轉軸的內側端與用于指向所述刻度的指針固定連接；

所述轉軸的外側端與角度傳感器的主軸一端固定連接，轉軸位于圓形外殼內側的部分與小腿夾持機構固定連接；

所述兩支撐桿之間為用于容納被試者腿部的空間，使得被試者可以坐在座椅上令轉軸軸線與膝關節垂直完成小腿前擺的動覺方位測試。

優選的，所述指針與紅光發射器固定連接。

優選的，所述支撐桿的外側具有旋鈕，旋鈕通過螺紋與橫桿配合，橫桿的一端與圓形外殼固定連接；

所述旋鈕通過螺紋副實現自身與橫桿在支撐桿上的定位。

優選的，所述小腿夾持機構包括與所述轉軸固定連接的弧形板，弧形板上固定連接有多個綁帶。

優選的，所述指針的中心線與所述弧形板的中心線相重合，則被試者小腿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腿的位置。

優選的，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。

優選的，所述處理單元為PC。

在提供上述結構方案的同時，本實用新型還提供了一種利用上述裝置進行測試的方法，進行測試的方法，主要步驟如下：

A、令被試者坐在座椅上；

B、被試者將小腿固定在小腿夾持機構上；

C、主考官發出指令角度，被試者令小腿轉動到指令角度，主考官記錄指令角度與小腿實際轉動角度的誤差；

D、主考官重復步驟C20次；

E、將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉動次數，得出平均誤差，完成測試。

在提供上述結構方案的同時，本實用新型還提供了另一種利用上述裝置進行測試的方法，進行測試的方法，主要步驟如下：

A、令被試者坐在座椅上；

B、被試者將小腿固定在小腿夾持機構上；

C、主考官發出指令角度，被試者令小腿轉動到指令角度，處理單元記錄指令角度與小腿實際轉動角度的誤差；

D、主考官重復步驟C20次；

E、處理單元將步驟D所得誤差綜合相加，除以轉動次數，得出平均誤差，完成測試。

本實用新型的有益效果是:

(1)具有座椅與小腿夾持機構，能夠保證測試全程小腿始終與轉軸同軸，避免因小腿滑動/脫落造成的誤差。

(2)可以通過紅光發射器發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向紅外光相向看去，可以識別提高精度。

(3)圓形外殼可以上下移動，對于不同身高腿長的被試者而言，通用性較高。

(4)借助角度傳感器，能夠精確的或者小腿的轉動角度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中轉軸的裝配示意圖；

圖3是本實用新型中小腿夾持機構的結構示意圖；

圖4是本實用新型中聯軸器的結構示意圖；

圖5是本實用新型中電路部分的原理圖；

其中：1、支撐桿，2、旋鈕，3、底座，4、座椅，5、圓形外殼，6、角度傳感器，7、滾輪，8、指針，9、紅光發射器，10、刻度，11、滑軌，12、轉軸，13、綁帶，14、弧形板，15、聯軸器，16、處理單元，17、橫桿。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

實施例：一種適用于小腿前擺的主動動覺方位測試裝置，其結構如圖1-5所示，包括：

底座3；

所述底座3的上固定連接有座椅4，座椅4的兩側分別設置有一個支撐桿1，每個支撐桿1均與底座3固定連接；

每個支撐桿1上均具有長條形定位孔，旋鈕2貫穿于所述長條孔，并與橫桿17的一端通過螺紋副配合，橫桿17的另一端與豎向設置的圓形外殼5固定連接；

所述圓形外殼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的結構，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圓形外殼5的轉軸12，圓形外殼5為凹凸型結構，凹陷部形成圓形滑軌11。所述轉軸12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內滾動的滾輪7，指針8的靠外端，安裝有紅光發射器9。

作為較佳的選擇，圓形外殼5為亞克力、玻璃鋼或其他半透明材質，易于觀察刻度10。

所述轉軸12的位于圓形外殼5外側的部分通過聯軸器15與角度傳感器6的主軸一端固定連接，轉軸12位于圓形外殼內側的部分與小腿夾持機構固定連接；

角度傳感器6固定連接在圓形外殼5的外側。

所述兩支撐桿1之間為用于容納被試者腿部的空間。

所述小腿夾持機構包括與所述轉軸12固定連接的弧形板14，弧形板14上固定連接有多個綁帶13。綁帶13可以是松緊帶，也可以是帶有粘扣的結構。

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。使得小腿在固定好后，小腿主體基本也是與中心線重合，可提高測試精度，便于主考官從上方判斷被試者小腿的位置。

所述角度傳感器6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16，處理單元16接收來自角度傳感器6的信號。

優選的，所述處理單16元為PC。

測試前，令被試者在座椅4上坐好。被試者的一只小腿綁緊于綁帶上，然后調整好橫桿17的高度。非常重要的一點在于，需要令轉軸12的軸線近乎與膝蓋的打彎處重合，則小腿就可以視為以膝蓋為圓心進行半圓周運動的桿狀構件了。

被試者坐好后，其身體軸線就近乎與轉軸的軸線垂直了。

測試時，將被試者的眼睛蒙蔽。然后被試者小腿前擺主動轉動到主考官的指定角度，主考官觀察轉動誤差，同時不告知被試者的結果準確性。按照相同的方法做完10個位置，每個位置2次，共計20次。

主考官可以根據紅光指示的位置手動記錄，也可以利用處理單元16進行數據記錄。

處理單元16記錄了相應數據后，根據背景技術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度，為下一步人才的選拔提供重要的參考。

因為在本實施例中，角度的測量及數據的處理由PC和角度傳感器完成，因此可以獲得更高效，更精確的數據，進一步的避免客觀人為因素造成的誤差。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。