一种握力综合测试系统及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于用户数据测量技术领域，尤其设计一种握力综合测试系统及其测试方法。
【背景技术】
[0002]目前，即时监测软件的数据管理和测量也是多种多样，然而针对手指握力测量的应用或设备并不多见，尤其是针对每个手指的握力数值。尽管市面上存在手指握力测量的设备，但并没有形成智能化的产品和智能化的数据管理方法及系统。
[0003]大量的临床和流行病学的研究表明握力有潜力作为短期或长期的死亡率和发病率的预测指标。病人不正常的握力预示着术后并发症的增加、住院时间的延长、再次进入医院治疗的概率的增加、身体指标的下降。尤其在老年人群体中，握力值的下降暗示着独立性的下降。流行病学研究论证了健康成年人中低握力值预示着年老之后产生功能性的残疾的风险，同时预示着全因死亡率的升高。握力值是衡量营养状况的一个常见指标，同时也正在越来越多地被用作营养干预研究的结果变量。
[0004]由于握力值与人体健康密不可分的联系，握力数据的采集和分析的重要性不言而喻。
[0005]握力值是衡量老年人或病人等用户群体体质的一个重要指标。对用户握力值进行日常监测和分析，不仅能够帮助用户更全面的认识自己的体质情况，也能对握力值本身与人体健康的关系进行更深层次的挖掘，同时当数据量足够时，可以宏观上体现出总体的健康状况。现有的握力器存在着精度不足、便携性不足、数据无法存储分析等缺点。
[0006]已知抓握力是通过手来拉动或者分离物体所产生的力。评价手抓握力的三项指标分别是“握力”、“握耐力”和“握爆发力”。“握力”是目前国内外评价抓握力的最主要指标。然而“握力”指标缺乏用户间的横向对比，而且观察我们的实际工作和生活会发现，“握耐力”与“握爆发力”的应用更多、更广泛，但“握耐力”与“握爆发力”的测试方法和指标并未报道。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种握力测试系统及其握力测试方法。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种握力综合测试系统包括握力计本体和测试模块，所述的握力计本体包括用于与测试模块传输数据的蓝牙模块，握力计本体还包括各4个握力按键和压力传感器，每个握力按键对应一个压力传感器；
[0010]所述的测试模块包括:
[0011 ]串口通信模块;用于打开测试模块的蓝牙串口，读取蓝牙串口接收数据并验证；
[0012]数据管理模块；用于用户名单、历史记录条目的检索修改，历史测试数据组的存储、读取和修改；
[0013]指标计算模块;用于发送语音提示，读取并转换串口通信模块接收的数据，计时测试时长，并计算握力指标;所述的指标计算模块包括相互独立工作的握爆发力计算单元、握力计算单元和握耐力计算单元；
[0014]图表绘制模块；用于绘制握力计算模块转换后的实时数据，或绘制来自本地存储的历史测试数据；
[0015]显示模块，用于显示图表绘制模块绘制的图表，并显示握力计算模块计算的结果。
[0016]所述的握力计本体还包括第一外壳、第二外壳、螺丝、弹簧、按钮、电路模块、锂电池、充电口，第一外壳与第二外壳相连，第一外壳内侧一边设有电路模块，第一外壳侧边设有按钮和充电口，第一外壳内侧另一边设有锂电池，第二外壳内侧上部设有螺丝，螺丝外侧设有弹簧、第二外壳内侧下部设有握力按键和压力传感器，锂电池、按钮分别与电路模块相连，螺丝伸入第一外壳的内部，通过旋转螺丝可以调节第二外壳的上下位置，压力传感器与电路模块相连。
[0017]所述的握力按键和压力传感器在第二外壳内侧。所述的电路模块包括信号放大电路和A/D转换电路。
[0018]所述系统的握力测试方法，其特征在于包括如下步骤:
[0019]SOl:测试模块通过串口通信模块打开蓝牙串口，与握力计本体的蓝牙模块实现数据对接；
[°02°] S02:握力计算模块的握爆发力计算单元发送测试语音提示，待用户抓握握力计本体的握力按键达到设定时间后发送结束语音提示；图表绘制模块绘制四指合力的握力-时间曲线和单指的握力-时间曲线；
[0021]S03:握力计算模块的握力计算单元发送测试语音提示，待用户抓握握力计本体的握力按键达到设定时间后发送结束语音提示；图表绘制模块绘制四指合力的握力-时间曲线和单指的握力-时间曲线；
i0022] S04:握力计算模块的握耐力计算单元发送测试语音提示，待用户抓握握力计本体的握力按键达到设定时间后发送结束语音提示；图表绘制模块绘制四指合力的握力-时间曲线和单指的握力-时间曲线；
[0023]S05:握爆发力计算单元根据步骤S02的握力-时间曲线分别计算测试过程中的以下握爆发力指标:四指合力达到最大力的时间、发力率最大值和达到最大力时的发力率；四个单指达到最大力的时间、发力率最大值和达到最大力时的发力率，握爆发力指标和握力-时间曲线作为用户历史数据由数据管理模块储存，所述的发力率为相应握力一时间曲线的斜率值；
[0024]握力计算单元根据步骤S03的握力-时间曲线分别计算测试过程中的以下握力指标:四指合力的绝对握力和相对握力；四个单指的绝对握力和相对握力，握力指标作为用户历史数据由数据管理模块储存，所述的绝对握力为握力一时间曲线的最大值，所述的相对握力为绝对握力除以体重的0.667次幂；
[0025]握耐力计算单元根据步骤S04的握力-时间曲线分别计算测试过程中的以下握耐力指标:四指合力的肌肉疲劳指数、由最大握力下降至50 %最大握力的时间和相对耐力；四个单指的肌肉疲劳指数、由最大握力下降至50%最大握力的时间和相对耐力，握耐力指标作为用户历史数据由数据管理模块储存，所述的肌肉疲劳指数MFI = (Fmin-Fmax)/Fmax，其中Fmax为握力-时间曲线上的握力最大值，Fmin为握力达到最大值之后的握力-时间曲线上的最小值，所述的相对耐力为握力-时间曲线中最后一秒的平均力与第一秒的平均力的比值；
[0026]S06:图表绘制模块根据数据管理模块中存储的用户历史数据，绘制步骤S05中各指标的历史变化图；
[0027]S07:显示单元根据需要显示相应的握力-时间曲线、步骤S05得到的各指标结果和步骤S06得到的历史变化图。
[0028]所述的步骤S02-S04中，握力计本体的电路模块将压力传感器的压力信号转换为数字信号并通过蓝牙模块传输给测试模块，握力计算模块实时读取串口通信模块接收的数据并转换为四个压力值，同时计算合力值，当合力值大于设定的阈值才开始计时，并将合力值与单指力量值存入数据管理模块；
[0029]所述的步骤S02和S03可重复多次，重复过程之间设定间隔时长；当步骤S02重复多次时，步骤S05中的握爆发力计算单元选择达到最大力所需时间较短的一次重复过程进行计算，其计算结果和其握力-时间曲线作为用户历史数据由数据管理模块储存；当步骤S03重复多次时，步骤S05中的握力计算单元选择绝对握力较大的一次重复过程进行计算，其计算结果和其握力-时间曲线作为用户历史数据由数据管理模块储存。
[0030]本发明的优点是:多通道同时采集各个手指的数据以及合力。有助于对每个手指的力分别进行分析，这在手指受伤的用户的康复检测中显得尤为重要。
[°031 ]针对人体抓握物体的动作特点，提出绝对握力和相对握力两个指标作为握力测试指标，即符合人体手掌行为的自然规律，又能直观的反应人体握爆发力机能的程度，以绝对握力对用户的最大握力进行纵向比较(如绘制治疗进展图、最大握力训练效果比较)；以相对握力(最大握力除以体重的0.667次幂)进行用户间的横向比较(损伤程度分级系统的建立、最大握力恢复速度的比较)。
【附图说明】
[0032]图1为本发明握力测试系统的结构框图；
[0033]图2为握力计本体的外部示意图；
[0034]图3为握力计本体的内部结构示意图；
图4为完整测试过程的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0036]如图1所示，一种握力综合测试系统