专利名称：智能双手协调能力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及心理测试仪器技术领域，具体涉及一种采用电机 无轴同步传动技术实现的智能双手协调能力测试仪。
背景技术：
传感器，当旋转时发出表示速度和方向的电信号，该信号经放大后驱 动电机转动，使电机与手柄同步同向旋转，两电机与转盘和红外激光
探头相连，两手柄的转速和方向不同，转盘和红外激光^:头交汇形成 的轨迹也不相同，因此可通过转盘和红外激光探头在不同的图形轨迹
上运动，进而判断两手的协调能力；通过数字显示部分记录被测者的 测试时间和出轨次数;通过红外激光探头接收自己发出信号的反射信 号来判别红外激光运行轨迹与图形轨迹是否一致，控制语音系统提示 出轨的相关信息。
智能双手协调能力测试仪将一个人的注意力分配到两种或两种 以上的对象或动作上，它将动作程序，通过双手可按图形的轨迹正常 移动，根据被测试者完成一周所用的时间及错误次数(即离轨次数) 观察其在注意分配上的能力，它可以训练人的双手合作能力，类似左 手画方右手画圓那样，训练人大脑，使手和脑的配合变得像电脑计算 一样快速有趣，该仪器是集科学性、趣味性、艺术性于一体，是最方 便、最简捷、最实用、最高效的测试工具。
目前，与该实用新型类似的测试仪有一些产品，但是它们在性能与功能上均存在一些的不足，例如采用机械传动、有噪声、价格 昂贵、测试仪设计复杂、没有语音提示功能、表达不直观等。
实用新型内容
针对已有技术存在的采用机械传动的缺陷，本实用新型所要解决 的技术问题在于提供一种采用无轴传动技术实现的智能双手协调能 力测试4义。
根据本实用新型的技术方案， 一种智能双手协调能力测试仪，包 括2个手柄、2个微型发电机、转盘、2个直流电机，其中，2个手 柄的一端分别连接2个微型发电机的主轴，摇动手柄使微型发电机输 出电压信号；所述转盘固定在其中第一个直流发电机的主轴上，并且 在转盘上设置颜色分明的线条图案；
其特点是所述智能双手协调能力测试仪还包括
电机无轴传动控制电路接收微型发电机输出的电压信号，取样.、 放大后输入给直流电4几，使直流电机与手柄同步转动；
红外激光扫描检测电路受直流电机的控制，将红外激光信号转 换成电信号，放大后输出触发控制信号到记数记时器和语音控制电 路；
记数记时器接收红外激光扫描检测电路输出的触发信号，并进 行计数，输出数据信号给数字显示电路；
数字显示电路接收记数记时器输出的数据信号，对数据进行显
示；
语音控制电路接收红外激光扫描检测电路输出的触发信号，进
行语音提示设置，并输出控制信号到功放电路；
功放电路接收语音控制电路输出的控制信号进行语音提示。 根据本实用新型的一个优选方案，所述电机无轴传动控制电路由信号取样电路和放大驱动电路构成，所述信号取样电路接收微型发电 机输出的电压信号，取样后输入到放大驱动电路，放大驱动电路将取 样信号》丈大后输出驱动控制信号给直流电机。
根据本实用新型的一个优选方案，所述红外激光扫描冲全测电路由
红外激光发射管D201、D202、红外激光接收管D203、D204、电阻R201 ~ R208、比较集成电路U201A、 U201C组成，其中,红外激光发射管讓、 D202和红外激光接收管D203、 D204固定在第二个直流发电机的摇臂 上，红外激光发射管D201、 D202发出红外激光照射到转盘3的线条 图案上并反射给红外激光接收管D203、 D204接收，红外激光接收管 D203、 D204将光信号转换成电信号输入到比较集成电路U201A、 U201C，所述红外激光发射管D201、 D202、电阻R201串联后接在电 源和地之间，红外激光接收管D203和电阻R202、红外激光接收管D204 和电阻R207、电阻R204和R205、电阻R206和R208两两串联后同时 接在电源和地之间，比较集成电路U201A的同相输入端连接在接收管 D203和电阻R202的连接节点上，比较集成电路U201A的反相输入端 连接在电阻R204和电阻R203的连接节点上，比较集成电路U201C的 同相输入端连接在红外激光接收管D204和电阻R207的连接节点上， 比较集成电路U201C的反相输入端连接在电阻R206和电阻R208的连 接节点上，比较集成电i 各U201A、 U201C的输出端连接记数记时器和 语音控制电5^。
根据本实用新型的 一个优选方案，所述信号取样电路的其中 一路 信号取样电路由电阻R1 R5、光电耦合器U5A、 U5B构成，其中电阻 R3的一端连接其中的一个微型发电机电压输出的一端，电阻R1、 R2 同时连接到该微型发电机电压输出的另一端，电阻R3的另一端同时 连接光电耦合器U5A的输入端2脚和光电耦合器U5B的输入端3脚，电阻R1的另一端连接光电耦合器U5A的输入端l脚，同时通过电阻 R4连接正电源电压，电阻R2的另一端连接光电耦合器U5B的输入端 4脚，同时通过电阻R5连接负电源电压，光电耦合器U5A、 U5B的输 出端连接其中一路放大驱动电路；其中另 一路信号取样电路由电阻 R11 R15、光电耦合器U5C、 U5D构成，其中电阻R13的一端连接其 中的另一个《敫型发电机电压输出的一端，电阻Rll、 R12同时连接到 该微型发电机2电压输出的另一端，电阻R13的另一端同时连接光电 耦合器U5C的输入端6脚和光电耦合器U5D的输入端7脚，电阻Rll 的另一端连接光电耦合器U5C的输入端5脚，同时通过电阻R14连接 正电源电压，电阻R12的另一端连接光电耦合器U5D的输入端8脚， 同时通过电阻R15连接负电源电压，光电耦合器U5C、 U5D的输出端 连接另一路放大驱动电路。调整电阻R1 R5、 R11 R15可以调节传 动控制的频率即灵敏度。
根据本实用新型的一个优选方案，所述语音控制电路包括语音集 成控制芯片U301。
本实用新型所述的智能双手协调能力测试仪的有益效果是采用 电机无轴传动技术消除了噪音，简化了结构，成本低、可靠性高；采 用红外激光扫描检测技术，使仪器的检测更加灵敏、准确；具有语音 提示功能，可以根据提示及时修正使用者的操作，提高使用者的双手 协调能力。
图1是本实用新型所述的一种控制电机无轴同步传动系统的原 理方框图。
图2是图1中电机无轴传动控制电路4的电路图。 图3是图1中红外激光扫描检测电路5的电路图。图4是图1中记数记时器6的电路图。 图5是图1中语音控制电路8的电路图。 图6是图1中数字显示电路7的电路图。
图7是本实用新型所述的一种控制电机无轴同步传动系统功放 电i 各10的电路图。
图8是本实用新型所述的一种控制电机无轴同步传动系统的面 板结构示意图
图9是本实用新型所述的一种控制电机无轴同步传动系统的安 装结构示意图具体实施方式
参见图1、图8、图9,本实用新型所述的一种智能双手协调能 力测试仪，由面板14、机箱、复位开关S302、保持开关S402、喇叭 LS501、 2个手柄1、 2个微型发电机2、转盘3、 2个直流电机9A、 9B，电机无轴传动控制电路4、红外激光扫描#企测电路5、记数记时 器6、数字显示电路7、语音控制电路8、功放电路10构成，其中， 转盘3、复位开关S302、保持开关S402、喇叭LS501、数字显示电路 7安装在面板14上，2个微型发电机2和2个直流电机9安装在机箱 内，2个手柄1的一端分别连接2个微型发电机2的主轴，摇动手 柄1使微型发电机2输出电压信号；所述转盘3固定在其中第一个直 流发电机9的主轴上，并且在转盘3上设置黑白分明的线条图案；电 机无轴传动控制电路4的输入端连接微型发电机2的输出端，电机无 轴传动控制电路4的输出端连接直流电机9A、 9B的信号输入端，电 机无轴传动控制电路4接收微型发电机2输出的电压信号，取样、放 大后输入给直流电才几9A、 9B; ^使直流电4几9A、 9B与手柄同步转动， 由第一个直流电机9A带动转盘同步转动；红外激光扫描检测电路5的输出端分别连接记数记时器6和语音控制电路8的输入端，红外激 光扫描检测电路5受直流电机9A、 9B的控制，将红外激光信号转换 成电信号，放大后输出触发控制信号到记数记时器6和语音控制电路 8;记数记时器6的输出端连接数字显示电路7，记数记时器6接收 红外激光扫描检测电路5输出的触发信号，并进行计数，输出数据信 号给数字显示电路7;数字显示电路7接收记数记时器6输出的数据 信号，对数据进行显示；语音控制电路8的输出端功放电路10，连 接语音控制电路8接收红外激光扫描检测电路5输出的触发信号，进 行语音提示设置；功放电路10进行语音提示。
其中，电机无轴传动控制电路4由信号取样电路4A1、 4A2和放 大驱动电路4B1、 4B2构成，所述信号取样电路4A1、 4A2的输入端分 别连接微型发电机2的输出端，信号取样电路4A1、 4A2的输出端分 别连接放大驱动电路4B1、 4B2的输入端，放大驱动电路4B1、 4B2的 输出端分别连接直流电机9;所述信号取样电路4A1、 4A2接收微型 发电机2输出的电压信号，取样后输入到放大驱动电路4B1、 4B2, 放大驱动电路4B1、 4B2将取样信号放大后输出驱动控制信号给直流 电机9。
参见图2，图2本实施例中电机无轴传动控制电路4的电路图。 在图2中，所述信号取样电路4A1、 4A2的其中一路信号取样电路4A1 由电阻R1 R5、光电耦合器U5A、 U5B构成，其中电阻R3的一端连 接其中的一个微型发电机2电压输出的一端，电阻R1、 R2同时连接 到该微型发电机2电压输出的另一端，电阻R3的另一端同时连接光 电耦合器U5A的输入端2脚和光电耦合器U5B的输入端3脚，电阻 Rl的另一端连接光电耦合器U5A的输入端l脚，同时通过电阻R4连 接正电源电压，电阻R2的另一端连接光电耦合器U5B的输入端4脚，同时通过电阻R5连接负电源电压，光电耦合器U5A、 U5B的输出端连 接其中 一路放大驱动电路4B1;其中另 一路信号取样电路4A2由电阻 M1~R15、光电耦合器U5C、 U5D构成，其中电阻R13的一端连接其 中的另一个微型发电机2电压输出的一端，电阻Rll、 R12同时连接 到该微型发电机2电压输出的另一端，电阻R13的另一端同时连接光 电耦合器U5C的输入端6脚和光电耦合器U5D的输入端7脚，电阻 Rll的另一端连接光电耦合器U5C的输入端5脚，同时通过电阻R14 连接正电源电压，电阻R12的另一端连接光电耦合器U5D的输入端8 脚，同时通过电阻R15连接负电源电压，光电耦合器U5C、 U5D的输 出端连接另一路i丈大驱动电i 各4B2;调整电阻R1 R5、 R11 R15可 以调节传动控制的频率即灵l丈度。
在图2中，其中一组放大驱动电路由三极管Q1 Q4构成，其中 三极管Ql与Q2、三极管Q3与Q4分别构成推挽放大电路，三极管Ql 的发射极和三极管Q2的集电极连接并连接正电源电压，三极管Ql的 集电极和三极管Q2的基极连接，三极管Ql的基极连接光电耦合器 U5A的输出端16脚，三极管Q2的发射极连接光电耦合器U5A的输出 端15脚，同时连接直流电机9A的控制电压信号输入端；三极管Q4 的发射极和三极管Q3的集电极连接并连接负电源电压，三极管Q4的 集电极和三极管Q3的基极连接并连接光电耦合器U5B的输出端14 脚，三极管Q4的基极连接光电耦合器U5B的输出端13脚，三极管 Q3的发射极连接其中一个直流电机9A的控制信号输入端。在图2中， 其中另一组放大驱动电路由三极管Q11-Q14构成，其中三极管Qll 与Q12、三极管Q13与Q14分别构成推挽放大电路，三极管Qll的发 射极和三极管Q12的集电极连接并连接正电源电压，三极管Qll的集 电极和三极管Q12的基极连接，三极管Qll的基极连接光电耦合器U5C的输出端12脚，三极管Q12的发射极连接光电耦合器U5C的输 出端ll脚，同时连接另一个直流电机9B的控制电压信号输入端；三 极管Q14的发射极和三极管Q13的集电极连接并连接负电源电压，三 极管Q14的集电极和三极管Q13的基极连接并连接光电耦合器U5D的 输出端10脚，三极管Q14的基极连接光电耦合器U5D的输出端9脚， 三极管Q13的发射极连接直流电机9B的控制信号输入端。 当然，放大驱动电路也可以由M0S场效应管构成。 参见图3,图3是本实施例中红外激光扫描检测电路5的电路图。 在图3中，所述红外激光扫描检测电路5由红外激光发射管D201、 D202、红外激光接收管D203、 D204、电阻R201 R208、比较集成电 路U201A、 U201C组成，其中，红外激光发射管D201、 D202和红外激 光接收管D203、 D204固定在第二个直流发电机9B的摇臂上，所述红 外激光发射管D201、 D202、电阻R201串联后接在电源和地之间，红 外激光接收管D203和电阻R202、红外激光接收管D204和电阻R207、 电阻R204和R205、电阻R206和R208两两串联后同时接在电源和地 之间，比较集成电路U201A的同相输入端连接在接收管D203和电阻 R202的连接节点上，比较集成电路U201A的反相输入端连接在电阻 R204和电阻R203的连接节点上，比较集成电路U201C的同相输入端 连接在接收管D204和电阻R207的连接节点上，比较集成电路U201C 的反相输入端连接在电阻R206和电阻R208的连接节点上，比较集成 电路U201A、 U201C的输出端连接记数记时器6和语音控制电路8。 当接收管D203、 D204接收不到红外激光信号时比较集成电路U201A、 U201C的输出马上由低电平变为高电平，除触发记数记时器6进行记 时和记数，触发语音控制电路8再驱动功放电路10工作，进行语音 提示。参见图4，图4是记数记时器6的电路图，所述记数记时器6的 电路主要由555时钟电路U406、同步记数器U407、U409、U411、U413、 U415、译码驱动集成电^各U408、 U410、 U412、 U414、 U416、逻辑电 路U418A、 U418C、 U403B、 U403D、触发器U404A、 U405构成，当与非 门U403D的输入端12脚由低电平变为高电平时，记数记时器记数一 次。
参见图6，图6是语音控制电路8的电路图。在语音控制电路8 中主要由语音集成控制芯片U301及其外围电路、逻辑门电路U302A ~ U302D、触发器U304B、拨码开关S301、 二极管D301 D320、话筒MIC 构成。可以采用IDS1420语音芯片，可以根据需要录制语音，驱动功 放电路10按需要进行不同的语音提示。
图6是图1中数字显示电路7的电路图，包括显示测试时间和显 示出轨操作次数；图7是功放电路10的电路图，实现按需要进行不 同的语音提示。
智能双手协调能力测试仪的工作过程是 参见图7,被测者开始测试时先按下复位开关S302，使记数记时 器6清零，同时使功放电路10发出"开始比赛了"语音信号。左手 控制转盘3转动，右手控制红外激光发射管、红外激光接收管扫描运 动，其转动方向与两手转动方向一致。两手协调配合使发射出的红外 激光沿规定的黑色轨迹运动，红外激光出轨时会提示"小心噢，碰避 了"或"别灰心，加油"的信号。为了减少出轨次数要及时修正左右 手的一致性。测试结束时语音系统会提示"太棒了，太棒了，恭喜你 闯关成功。最后按下保持开关S402并记录测试时间与出轨次数并切 断电源。
权利要求1、一种智能双手协调能力测试仪，包括2个手柄(1)、2个微型发电机(2)、转盘(3)、2个直流电机(9A、9B)，其中，2个手柄(1)的一端分别连接2个微型发电机(2)的主轴，所述转盘(3)固定在其中第一个直流发电机(9A)的主轴上，并且在转盘(3)上设置颜色分明的线条图案；其特征在于所述智能双手协调能力测试仪还包括电机无轴传动控制电路(4)接收微型发电机(2)输出的电压信号，取样、放大后输入给直流电机(9A、9B)；红外激光扫描检测电路(5)受直流电机(9A、9B)的控制，将红外激光信号转换成电信号，放大后输出触发控制信号到记数记时器(6)和语音控制电路(8)；记数记时器(6)接收红外激光扫描检测电路(5)输出的触发信号，并进行计数，输出数据信号给数字显示电路(7)；数字显示电路(7)接收记数记时器(6)输出的数据信号，对数据进行显示；语音控制电路(8)接收红外激光扫描检测电路(5)输出的触发信号，进行语音提示设置，并输出控制信号到功放电路(1 0)；功放电路(10)接收语音控制电路(8)输出的控制信号进行语音提示。
2、 根据权利要求1所述的智能双手协调能力测试仪，其特征在于所述电机无轴传动控制电路(4)由信号取样电路(4A1、 4A2) 和放大驱动电路(4B1、 4B2)构成，所述信号取样电路(4A1、 4A2) 接收微型发电机(2)输出的电压信号，取样后输入到放大驱动电路 (4B1、 4B2)，放大驱动电路(4B1、 4B2 )将取样信号放大后输出驱 动控制信号给直流电机(9A、 9B)。
3、 根据权利要求2所述的智能双手协调能力测试仪，其特征在 于所述红外激光扫描检测电路(5 )由红外激光发射管D201、 D202、 红外激光接收管D203、D204、电阻R201 ~R208、比较集成电路U201A、 U201C组成，其中，红外激光发射管D201、 D202和红外激光接收管 D203、 D204固定在第二个直流发电机(9B)的摇臂上，所述红外激 光发射管D201、 D202、电阻R201串联后接在电源和地之间，红外激 光接收管D203和电阻R202、红外激光接收管D204和电阻R207、电 阻R204和R205、电阻R206和R208两两串联后同时接在电源和地之 间，比较集成电路U201A的同相输入端连接在接收管D203和电阻R202 的连接节点上，比较集成电路U201A的反相输入端连接在电阻R204 和电阻R203的连接节点上，比较集成电路U201C的同相输入端连接 在接收管D204和电阻R207的连接节点上，比较集成电路U201C的反 相输入端连接在电阻R206和电阻R208的连接节点上，比较集成电路 U201A、 U201C的输出端连接记数记时器(6)和语音控制电路(8)。
4、 根据权利要求2或3所迷的智能双手协调能力测试仪， 其特征在于所述信号取样电路(4A1、 4A2)的其中一路信号取样电 路(4A1)由电阻R1 R5、光电耦合器U5A、 U5B构成，其中电阻R3的一端连接其中的一个微型发电机(2)电压输出的一端，电阻R1、 R2同时连接到该微型发电机(2)电压输出的另一端，电阻R3的另 一端同时连接光电耦合器U5A的输入端2脚和光电耦合器U5B的输入 端3脚，电阻R1的另一端连接光电耦合器U5A的输入端1脚，同时 通过电阻R4连接正电源电压，电阻R2的另一端连接光电耦合器U5B 的输入端4脚，同时通过电阻R5连接负电源电压，光电耦合器U5A、 U5B的输出端连接其中一路放大驱动电路(4B1);其中另一路信号取 样电路(4A2)由电阻R11 R15、光电耦合器U5C、 U5D构成，其中 电阻Rl3的一端连接其中的另 一个微型发电机(2 )电压输出的一端， 电阻Rll、 R12同时连接到该微型发电机2电压输出的另一端，电阻 R13的另一端同时连接光电耦合器U5C的输入端6脚和光电耦合器 U5D的输入端7脚，电阻Rll的另一端连接光电耦合器U5C的输入端 5脚，同时通过电阻R14连接正电源电压，电阻R12的另一端连接光 电耦合器U5D的输入端8脚，同时通过电阻R15连接负电源电压，光 电耦合器U5C、 U5D的输出端连接另一路放大驱动电路(4B2 )。
5、根据权利要求4所述的智能双手协调能力测试仪，其特征在 于所述语音控制电路(8)包括语音集成控制芯片U301。
专利摘要本实用新型公开了一种智能双手协调能力测试仪，包括2个手柄、2个微型发电机、转盘、2个直流电机，其中，2个手柄的一端分别连接2个微型发电机的主轴，所述转盘固定在其中第一个直流发电机的主轴上，并且在转盘上设置颜色分明的线条图案；其特征在于所述智能双手协调能力测试仪还包括电机无轴传动控制电路、红外激光扫描检测电路、记数记时器、数字显示电路、语音控制电路、功放电路；本实用新型采用电机无轴传动技术消除了噪音，简化了结构，成本低、可靠性高；采用红外激光扫描检测技术，使仪器的检测更加灵敏、准确；具有语音提示功能，便于提高使用者的双手协调能力。
文档编号A61B5/16GK201139571SQ20072018786
公开日2008年10月29日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者徐纯新 申请人:重庆电力高等专科学校