带机械作动时间补偿的反应时间测量装置

本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种带机械作动时间补偿的反应时间测量。

背景技术：

1、在有人参与的系统中，人的反应时间长短与系统能否安全稳定运行有关。例如酒后驾驶是危险的是因为酒后人的反应时间会变长。同时，反应时间也和人是否健康相关：健康的人反应较快而体弱者反应迟钝。所以测量人的时滞可以一定程度揭示人的健康风险。因此，测量一个人反应时间的仪器是有必要的。目前就有利用单片机测量人对外界声、光等信号的反应时间，这些装置通过按钮或踩踏板测量人作出反应所需的时间。

2、一般在动力学问题中定义的人的反应时间考虑的是人感受到外界刺激的时刻到肌肉产生动作的时间。一般采用机械式的开关判断人是否对外界刺激做出了对应的反馈。但按钮或脚踏开关都有一定的机械行程。这导致了开关在两种状态间切换需要一定的时间。这一转换时间大约在50ms左右，与人200ms的平均反应时间还是比较接近的。若能采取措施对它进行补偿，对后续动力学分析有较大的帮助。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种测量装置，用以精确地测量受试对象对光、声、振动信号的反应时间。本发明能够利用一同步信号，取得按钮机械行程的起点和终点以及改行程所经历的时间，达成受试对象反应时间的准确测量。

2、本发明是这样实现的：

3、一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，包括测量装置(1)，所述的测量装置(1)依次包括信号接收单元(12)、信号产生单元(11)和数据处理单元(13)；所述的信号接收单元(12)捕获受试对象(2)按下机械按钮的时间信息，并获取关节的运动的慢动作录像；所述的信号产生单元(11)产生同步信息的光信号、光刺激、声音刺激和振动刺激信号；所述的数据处理单元(13)将接收到的时间信息进行统计处理，并通过录像信息补偿按钮机械行程带来的额外时间差。本发明可精确测量光、声、振动信号发出的时间以及测试对象作出反应后按钮开关或脚踏开关被按下的时间。将这两个时间做差比较即可得到反应时间。同时，利用包含用于同步的光信号的视频信号，该装置实现了对按钮或开关的行程运动所需要的时间的补偿。

4、进一步，所述的信号接收单元(12)包含微处理器以及高速相机(123)，所述的微处理器读取时间差信息；所述的高速相机(123)用以捕获受试对象关节的运动的慢动作录像；所述的信号接收单元(12)提供硬件数据接口连接到数据处理单元(13)。

5、进一步，所述的同步信息的光信号为一可见光二极管发出的光信号；所述的信号产生单元(11)包含一多色发光二极管(111)，一蜂鸣器(112)，一由塑料外壳包裹的微型振动马达(113)；所述的三色二极管用以产生光刺激，蜂鸣器(112)用以产生声音刺激信号，微型振动马达(113)以提供振动刺激信号。

6、进一步，所述的数据处理单元(13)接收信号接收单元(12)收到的信息并同步接收到的各类信息，并通过视觉方法得到受试对象关节部位的运动信息，而后通过数据管理软件提供数据及其统计结果的访问结果；数据包含各类测试时受试对象的反应时间以及通过受试对象关节部位的运动信息得到的针对机械行程的补偿时间。

7、本发明一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，所述的装置的测试过程为：

8、信号产生单元(11)可产生对受试对象(2)产生刺激的光信号、声信号或振动信号；所述的刺激的光信号由多色发光二极管(111)产生，声信号由蜂鸣器(112)产生，振动信号由震动马达(113)产生；

9、同时信号产生单元(11)还产生一用以同步的光信号114，同步的光信号(114)用以高速相机同步；

10、数据接收单元(12)通过其按钮开关(121)或脚踏开关(122)接收受试对象按下开关的时间，同时还通过高速相机(123)捕获受试对象的关节动作；

11、由于刺激开始的时间和按钮按动时间都有准确记录，所以数据处理单元(13)通过通讯接口获取这些信息后即可估算受试对象的反应时间；

12、最后，数据处理单元可根据高速相机(123)记录的录像信息测量按钮在机械行程运动过程中消耗的时间，从而得到更精确的受试对象的反应时间。

13、根据具体使用何种信号以及信号的强度可由测试者(3)设定。随机产生下一次刺激是何种刺激。刺激强度一般经实验设定为合适的常数，太小人会感受不到刺激，太大人会觉得不适。故实际使用时需要一定调试。

14、本发明与现有技术相比的有益效果在于：

15、本发明能够通过高速录像补偿机械按钮运动带来的测量上的误差，并可以统计测试对象带动机械按钮变换状态所需要的时间。根据统计的这一补偿时间，在不方便使用高速相机的场景下可以根据统计平均值进行补偿。其次，本发明还引入了脚踏开关进行测量，可以测量测试对象脚部的反应时间。

技术特征：

1.一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，包括测量装置（1），所述的测量装置（1）依次包括信号接收单元（12）、信号产生单元（11）和数据处理单元（13）；

2.根据权利要求1所述的一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，所述的信号接收单元（12）包含微处理器以及高速相机（123），所述的微处理器读取时间差信息；所述的高速相机（123）用以捕获受试对象关节的运动的慢动作录像；所述的信号接收单元（12）提供硬件数据接口连接到数据处理单元（13）。

3.根据权利要求1所述的一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，所述的同步信息的光信号为一可见光二极管发出的光信号；

4.根据权利要求1所述的一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，所述的数据处理单元（13）接收信号接收单元（12）收到的信息并同步接收到的各类信息，并通过视觉方法得到受试对象关节部位的运动信息，而后通过数据管理软件提供数据及其统计结果的访问结果；数据包含各类测试时受试对象的反应时间以及通过受试对象关节部位的运动信息得到的针对机械行程的补偿时间。

5.根据权利要求1~4任一所述的一种带机械作动时间补偿的反应时间测量装置，其特征在于，所述的装置的测试过程为：

技术总结
本发明提供了一种带机械作动时间补偿的反应时间测量。该装置由信号产生单元、信号接收单元和数据处理单元组成。信号产生单元用以产生包含同步信息的光信号和提供刺激的光、声音和振动信号。数据接收单元用以捕获受试对象按下机械按钮的时间信息并获取受试对象关节的运动的慢动作录像。数据处理单元将接收到的时间信息进行统计处理，并通过录像信息补偿按钮机械行程带来的额外时间差。本发明装置用以精确地测量受试对象对光、声、振动信号的反应时间，并且能够利用一同步信号，取得按钮机械行程的起点和终点以及改行程所经历的时间，达成受试对象反应时间的准确测量。

技术研发人员：陆邵奕,张丽
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16