被動式張力感受記憶器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了被動式張力感受記憶器?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】：一種促進(jìn)運動技能形成的計算機程序及外設(shè)裝置。需要解決的技術(shù)問題：目前世界上還沒有利用被動張力促進(jìn)以順序記憶為特征的裝置。主要技術(shù)特征：采用被動式設(shè)計，以使人獲得記憶為目的編寫的主程序向控制器輸出有順序、有規(guī)律的信號，進(jìn)而控制張力裝置有順序、有規(guī)律地做動作，一個以上的張力裝置有順序、有規(guī)律地對人體不同部位施加或停止施加壓力，使人體不同部位有順序、有規(guī)律地感受到來自張力裝置的張力，從而使人有目的地獲得相應(yīng)順序和規(guī)律的記憶，克服了學(xué)習(xí)過程中不準(zhǔn)確、不規(guī)范動作產(chǎn)生的問題。本發(fā)明的主要用途是適合于各種樂器初學(xué)者，也適合于有一定水平的音樂家練習(xí)快速彈奏，本發(fā)明還可以應(yīng)用于發(fā)報及打字練習(xí)，以及游戲、體育運動等其它以順序記憶為特征的動作作業(yè)。
【專利說明】被動式張力感受記憶器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種促進(jìn)運動技能形成的計算機程序及外設(shè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]運動技能的形成在現(xiàn)實生活中隨處可見，比如學(xué)游泳、學(xué)騎自行車、學(xué)習(xí)駕駛汽車以及各種體育運動特別是球類運動等等，都屬于運動技能的學(xué)習(xí)和形成范疇。由此可見獲得運動技能的重要性。但是，如何才能更快更準(zhǔn)確的獲得運動技能，直到現(xiàn)階段占據(jù)指導(dǎo)地位的仍然是以巴浦羅夫神經(jīng)反射學(xué)說為基礎(chǔ)的四個階段學(xué)說；該學(xué)說認(rèn)為:運動技能形成理論認(rèn)為，運動技能形成的四個時相(泛化相、分化相、鞏固相、自動化相)是一個連續(xù)的過程，各時相之間并無明顯界限，每一個時相也無固定長短。練習(xí)者經(jīng)過一定的練習(xí)之后，初步掌握了一系列局部動作，并開始把個別動作聯(lián)系起來。這時，練習(xí)者的神經(jīng)過程逐漸形成了分化性抑制。在運動技能形成的過程中伴隨著腦內(nèi)神經(jīng)突觸聯(lián)系的建立。在運動技能形成的泛化階段，動作是在有意識的指導(dǎo)下完成的，此時腦內(nèi)的神經(jīng)聯(lián)系尚未建立，練習(xí)者經(jīng)過無數(shù)次的練習(xí)，腦內(nèi)神經(jīng)過程的聯(lián)系逐步建立起來，動作是在低意識的狀態(tài)下完成的。
[0003]我們通過研究發(fā)現(xiàn)[參考黃穎峰“內(nèi)隱性學(xué)習(xí)與運動技能的獲得”《南京體育學(xué)院學(xué)報》2003.2，第17卷第I期:22-28 ;黃穎峰程濤“肌肉自身緊張度對運動技能形成的影響”《首都體育學(xué)院學(xué)報》2008.9，20卷5期:74-77。]，在保持肌肉自身緊張度(即張力)的情況下做動作，提高學(xué)習(xí)動作技能時所有相關(guān)肌肉群的張力，可以加速運動技能的形成，保持張力的肌肉不單單是運動肌肉的張力，而且包括不運動肌肉的張力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:一直以來，幾乎所有的技能學(xué)習(xí)都是主動式的，即學(xué)習(xí)者通過教練或師傅的言傳身教，在大腦中轉(zhuǎn)化為自己的理解，自己在反復(fù)做動作的過程中不斷糾正，最后獲得運動技能。從外在表現(xiàn)來看，運動技能形成是一個連續(xù)的過程。由于在運動技能形成的開始階段，練習(xí)者主要通過視聽接受教練的指導(dǎo)，或在自身意識的指導(dǎo)下完成動作。盡管動作不協(xié)調(diào)、不連貫，動作還是能進(jìn)行下去，這時神經(jīng)過程的內(nèi)在聯(lián)系也逐步建立起來，然后逐漸過度到不需要意識指導(dǎo)的自動化階段。這樣就存在許多問題，例如誤解教練或師傅的準(zhǔn)確意圖，或者是技能形成過程緩慢。本發(fā)明就是為解決這些問題而設(shè)計的，制造被動式運動技能形成裝置，即被動式張力感受記憶器，讓練習(xí)者身體直接接觸這些動力裝置，使練習(xí)者的本體感受器直接獲得相關(guān)信息，跳過教練或師傅的言傳身教這一階段，獲得熟練的運動技能，并且讓運動更準(zhǔn)確、更精確。
[0005]例如，薩克斯在吹奏時，是靠不同手指的組合在樂器上的不同按鍵上按住或放開得到不同的音高，一個熟練的吹奏手令人眩目的表演是經(jīng)歷千百萬次練習(xí)得來的，是一種與相應(yīng)樂曲對應(yīng)的一套成熟的運動技能。被動式張力感受記憶器的張力裝置安裝于薩克斯按鍵下，目的是不用找老師也會吹薩克斯曲。按編寫好的某首曲目的程序無師自通，目標(biāo)人群是大量初學(xué)者，或者是高級薩克斯專業(yè)樂師用于練習(xí)技巧；電腦程序通過添加拉長時間線、縮短時間線及重復(fù)某一片段等功能，以方便練習(xí)指法。
[0006]為實施上述設(shè)計理念，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:被動式張力感受記憶器，其特征在于:由以使人獲得記憶為目的編寫的主程序、控制器、張力裝置及低壓電源組成，主程序向控制器輸出有順序、有規(guī)律的信號，控制器與張力裝置通訊，進(jìn)而控制張力裝置有順序、有規(guī)律地做動作，一個以上的張力裝置有順序、有規(guī)律地對人體不同部位施加或停止施加壓力，使人體不同部位有順序、有規(guī)律地感受到來自張力裝置的張力，從而使人有目的地獲得相應(yīng)順序和規(guī)律的記憶；所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:還包含有參照文件儲存器和主程序儲存器，主程序輸出的信號來源于參照文件儲存器或主程序儲存器，或來源于人工輸入，人工輸入的內(nèi)容能夠儲存在主程序儲存器中，以便下次再次使用時調(diào)出，調(diào)出的內(nèi)容能夠被修改和保存。所述的被動式張力感受記憶器，其主程序運行環(huán)境包括但不限于個人電腦、大型計算機、微型計算機、筆記本電腦、單片機、PLC、工控板，還包括能夠完成所述功能的運行環(huán)境硬件。所述的控制器，包括但不限于單片機、PLC、工控板，還包括其他具有傳輸與處理信號以及開關(guān)功能的控制器。所述的張力裝置，其動力特征在于，包括但不限于電磁力、壓電動力、氣動力，還包括其他動力。所述的動力特征為電磁力的張力裝置，由電磁鐵、繞在電磁鐵上的繞組線圈、固定連接在電磁鐵上的彈簧、固定連接在彈簧上的永久磁鐵以及壓力傳感器構(gòu)成；由繞組線圈通電使電磁鐵產(chǎn)生磁極，與永久磁鐵發(fā)生相排斥或相吸引，產(chǎn)生動作。所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:有一個檢驗學(xué)習(xí)效果的子程序，包括較校驗塊、報告塊；該子程序啟動后，主程序不再向控制器發(fā)出開關(guān)指令，練習(xí)者按壓張力裝置的順序及節(jié)奏信號由壓力傳感器傳回控制器，再傳給子程序，由較校驗塊將傳回信號與參照文件儲存器或主程序儲存器中儲存的正確順序及節(jié)奏進(jìn)行對比、評分，在電腦屏幕上圖文件顯示結(jié)果并語音報告。所述的被動式張力感受記憶器，張力裝置安裝于練習(xí)手套，組成被動式張力感受記憶手套，其特征在于:手套套體由硬質(zhì)材料的板體和繃帶構(gòu)成，十個張力裝置安裝于板體相應(yīng)十個手指遠(yuǎn)節(jié)指骨位置。所述的被動式張力感受記憶器，張力裝置安裝于樂器，組成被動式張力樂器練習(xí)器，其特征在于:一個以上的張力裝置安裝于鍵盤樂器按鍵下方；或者一個以上的張力裝置安裝于銅管樂器按鍵下方；或者一個以上的張力裝置安裝于打擊樂器的打擊槌手握位置；或者一個以上的張力裝置安裝于管弦樂器演奏時手指常規(guī)按壓位置。所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:主程序、控制器、張力裝置之間的通訊方式，包括無線和有線方式。
[0007]有益效果
直到現(xiàn)在，運動技能的獲得都是靠學(xué)習(xí)者通過教練或師傅的言傳身教，在大腦中轉(zhuǎn)化為自己的理解，自己在反復(fù)做動作的過程中不斷糾正，最后獲得運動技能。這樣獲得運動技能，一是動作不準(zhǔn)確、不規(guī)范，例如會誤解教練或師傅的準(zhǔn)確意圖，練習(xí)困難，形成錯誤的動作后難以糾正；二是時間長久，例如要成為一個熟練的音樂大師、熟練的籃球高手、熟練的駕駛員，漫長的時間，短則幾年，長則幾十年。本發(fā)明就是為解決這些問題而設(shè)計的，制造運動技能形成裝置，讓練習(xí)者身體直接接觸這些動力裝置，使練習(xí)者的本體感受器直接獲得相關(guān)信息，跳過教練或師傅的言傳身教這一階段，并根據(jù)運動技能獲得的科學(xué)規(guī)律，使練習(xí)者更快速、更準(zhǔn)確、更精確、更牢固地獲得運動技能。由于采用被動式設(shè)計，即練習(xí)者在練習(xí)過程中由于肢體接觸而產(chǎn)生反作用力，反作用力的方向才是需要形成技能的方向，而主動力來源于精準(zhǔn)的電腦程序，所以克服了學(xué)習(xí)過程中不準(zhǔn)確、不規(guī)范動作產(chǎn)生的問題。[0008]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的主結(jié)構(gòu)圖
圖2是本發(fā)明的電磁張力裝置立體圖
圖3是本發(fā)明的電磁張力裝置三視圖
圖4是本發(fā)明的被動式張力感受記憶手套結(jié)構(gòu)圖
圖5是本發(fā)明的薩克斯實施案例圖
圖6是本發(fā)明的主程序運行圖。
[0009]【具體實施方式】
以學(xué)習(xí)薩克斯吹奏為例，參照圖5，使用具有10路固態(tài)繼電器的工控板作為控制器4;張力裝置5使用電磁張力裝置，參照圖2-3，由電磁鐵9、繞在電磁鐵9上的繞組線圈12、固定連接在電磁鐵9上的彈簧10、固定連接在彈簧10上的永久磁鐵11以及壓力傳感器13構(gòu)成；由繞組線圈通電12使電磁鐵9產(chǎn)生磁極，與永久磁鐵11發(fā)生相排斥或相吸引，產(chǎn)生動作。主程序I運行環(huán)境采用個人電腦8，低壓電源7采用蓄電池，控制器4與個人電腦、蓄電池、電磁張力裝置之間靠電纜線和信號線連接；參照圖1、6，主程序I具有XY坐標(biāo)系掛件，X軸代表時間，垂直于X軸的時間線按樂曲的實際演奏速度均勻自左向右行進(jìn)，下載或掃描的五線譜圖片及文件放置于參照文件儲存器2內(nèi)，被主程序調(diào)出后置于電腦屏幕中XY坐標(biāo)系內(nèi)，XY坐標(biāo)系掛件置于上層，五線譜圖片置于下層并且可見；人有十個手指，分別由I到10編號，分別對應(yīng)為:I對應(yīng)左小指，2對應(yīng)左無名指，3對應(yīng)左中指，4對應(yīng)左食指，5對應(yīng)左拇指，6對應(yīng)右拇指，7對應(yīng)右食指，8對應(yīng)右中指，9對應(yīng)右無名指，10對應(yīng)右小指。以上對應(yīng)的圖標(biāo)排列置于主程序下方，方便標(biāo)記五線譜時調(diào)用，標(biāo)記方法是用鼠標(biāo)將數(shù)字拖到需要標(biāo)記的五線譜圖片上的音符位置，可以無限次數(shù)調(diào)用。所作的標(biāo)記能保存在主程序儲存器3內(nèi)，以便下次練習(xí)時不需要再作標(biāo)記。
[0010]根據(jù)現(xiàn)實中演奏樂曲某個音符所用的某個手指，用鼠標(biāo)在五線譜上標(biāo)記出相同手指編號，并根據(jù)實際演奏中按壓按鍵的時間標(biāo)記動作時間長度，整首樂曲標(biāo)記完成后，練習(xí)者將雙手十指放在改裝好的、每個按鍵下都有一個張力裝置5的薩克斯按鍵上，雙手十指繃緊保持張力，點擊時間線行走按鈕，時間線隨著樂曲速度自左向右行走，同步播放專業(yè)大師演奏的同名樂曲音樂文件。當(dāng)時間線走到每個手指編號時，主程序I接通工控板相應(yīng)手指編號的繼電器開關(guān)并保持標(biāo)記的動作時間長度。固態(tài)繼電器接通，通過導(dǎo)線連接位于改裝的薩克斯樂器按鍵下的電磁動力部分，電磁動力部分電源接通，電磁斥力頂起薩克斯樂器按鍵并保持標(biāo)記的動作時間長度，使練習(xí)者感受到頂力，為了形成反作用力，這時練習(xí)者雙手保持張力(亦即平常所說的僵硬狀態(tài))。隨著樂曲的播放，練習(xí)者的十個手指會感受到有規(guī)律的頂力組合，與正常演奏這首樂曲的大師的演奏手指正好對應(yīng)，不過樂器按鍵運動的方向相反，如大師演奏時手指向下按下按鍵，而練習(xí)者這個手指剛好被這個按鍵頂起，在練習(xí)者雙手保持僵硬狀態(tài)下，在反作用力的作用下，練習(xí)者會獲得如同大師按下按鍵的一個向下的力。這個力會經(jīng)過神經(jīng)反射傳到大腦神經(jīng)中樞。隨著整首樂曲的演奏，按鍵有規(guī)律的頂起會有與整首樂曲相對應(yīng)的運動技能組合，會在大腦神經(jīng)中樞留下記憶的痕跡。練習(xí)者在練習(xí)過程中什么都不用做，只需要雙手是保持張力感受來自按鍵有規(guī)律的頂起。經(jīng)過一段時間的感受，練習(xí)者在練習(xí)的第二階段可以嘗試被頂起的同時向下按壓按鍵。由于音樂同時在播放，練習(xí)者會獲得在不同音高時對應(yīng)按下按鍵的習(xí)慣。久而久之就會獲這首樂曲對應(yīng)的演奏運動技能。
[0011]有了幾天或幾周的練習(xí)后，為了檢驗學(xué)習(xí)效果，練習(xí)者這時可以啟動子程序6，該子程序啟動后，主程序I不再向控制器4發(fā)出指令，控制器4開始接收指令，練習(xí)者按壓張力裝置5的順序及節(jié)奏信號由壓力傳感器13傳回控制器4，再傳給子程序6，由較校驗塊將傳回信號與參照文件儲存器2或主程序儲存器3中儲存的正確順序及節(jié)奏進(jìn)行對比、評分，在電腦屏幕上圖文件顯示結(jié)果并語音報告。獲得了某首樂曲的手指運動順序組合記憶后，練習(xí)者就可以用真正的薩克斯吹奏這首樂曲了，需要做的僅僅是增加吹氣這個動作。
[0012]所述的被動式張力感受記憶器，參照圖1、4，張力裝置5安裝于練習(xí)手套時，組成被動式張力感受記憶手套，方便只練習(xí)手指感覺順序時使用，張力裝置5安裝于鋼琴、電子琴等需要使用雙腳的樂器時，主程序中有相應(yīng)的數(shù)字編號并且有對應(yīng)編號的張力裝置5安裝于與左腳和右腳接觸的部位。
[0013]本發(fā)明既適合于各種樂器初學(xué)者，也適合于有一定水平的音樂家練習(xí)快速彈奏，本發(fā)明還可以應(yīng)用于發(fā)報及打字練習(xí)，以及游戲、體育運動等其它以順序記憶為特征的動作作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.被動式張力感受記憶器，其特征在于:由以使人獲得記憶為目的編寫的主程序(I)、控制器(4)、張力裝置(5)及低壓電源(7)組成，主程序(I)向控制器(4)輸出有順序、有規(guī)律的信號，控制器(4)與張力裝置(5)通訊，進(jìn)而控制張力裝置(5)有順序、有規(guī)律地做動作，一個以上的張力裝置(5)有順序、有規(guī)律地對人體不同部位施加或停止施加壓力，使人體不同部位有順序、有規(guī)律地感受到來自張力裝置(5)的張力，從而使人有目的地獲得對相應(yīng)順序和規(guī)律的記憶。
2.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:還包含有參照文件儲存器(2)和主程序儲存器(3)，主程序(I)輸出的信號來源于參照文件儲存器(2)或主程序儲存器(3)，或來源于人工輸入，人工輸入的內(nèi)容能夠儲存在主程序儲存器(3)中，以便下次再次使用時調(diào)出，調(diào)出的內(nèi)容能夠被修改和保存。
3.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，其主程序運行環(huán)境包括但不限于個人電腦(8 )、大型計算機、微型計算機、筆記本電腦、單片機、PLC、工控板，還包括能夠完成如權(quán)利要求I所述功能運行環(huán)境的硬件。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器，包括但不限于單片機、PLC、工控板，還包括其他具有傳輸與處理信號以及開關(guān)功能的控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的張力裝置，其動力特征在于，包括但不限于電磁力、壓電動力、氣動力,還包括其他動力。
6.如權(quán)利要求5所述的動力特征為電磁力的張力裝置，由電磁鐵(9)、繞在電磁鐵(9)上的繞組線圈(12)、固定連接在電磁鐵(9)上的彈簧(10)、固定連接在彈簧(10)上的永久磁鐵(11)以及壓力傳感器(13)構(gòu)成；由繞組線圈通電(12)使電磁鐵(9)產(chǎn)生磁極，與永久磁鐵(11)發(fā)生相排斥或相吸引，產(chǎn)生動作。
7.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:有一個檢驗學(xué)習(xí)效果的子程序(6)，包括較校驗塊、報告塊；該子程序啟動后，主程序(I)不再向控制器(4)發(fā)出開關(guān)指令，練習(xí)者按壓張力裝置(5)的順序及節(jié)奏信號由壓力傳感器(13)傳回控制器(4)，再傳給子程序(6)，由較校驗塊將傳回信號與參照文件儲存器(2)或主程序儲存器(3)中儲存的正確順序及節(jié)奏進(jìn)行對比、評分，在電腦屏幕上圖文件顯示結(jié)果并語音報告。
8.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，張力裝置安裝于練習(xí)手套，組成被動式張力感受記憶手套，其特征在于:手套套體由硬質(zhì)材料的板體(14)和繃帶(15)構(gòu)成，十個張力裝置(5)安裝于板體相應(yīng)十個手指遠(yuǎn)節(jié)指骨位置。
9.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，張力裝置安裝于樂器，組成被動式張力樂器練習(xí)器，其特征在于:一個以上的張力裝置安裝于鍵盤樂器按鍵下方；或者一個以上的張力裝置安裝于銅管樂器按鍵下方；或者一個以上的張力裝置安裝于打擊樂器的打擊槌手握位置；或者一個以上的張力裝置安裝于管弦樂器演奏時手指常規(guī)按壓位置。
10.如權(quán)利要求1所述的被動式張力感受記憶器，其特征在于:主程序(I)、控制器(4)、張力裝置(5)之間的通訊方式，包括無線和有線方式。
【文檔編號】G09B15/00GK103578302SQ201210354623
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月29日
【發(fā)明者】黃穎峰 申請人:黃穎峰