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虹科案例-MSR數(shù)據(jù)記錄儀如何計算滑雪時膝蓋上的應(yīng)力

時間:2023-7-14 閱讀:1265
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高山滑雪運(yùn)動員Thea Waldleben通過MSR數(shù)據(jù)記錄器測量膝蓋所受應(yīng)力

阿爾卑斯山高山滑雪運(yùn)動員在滑雪時對膝蓋產(chǎn)生的壓力有多大?Thea Waldleben,現(xiàn)任瑞士青年速降賽第一,在她的 "Maturaarbeit"(考試項目)中回答了這個問題。通過使用虹科MSR數(shù)據(jù)記錄儀,分析了她在不同條件下滑雪時膝蓋的壓力和行為。

Thea Waldleben在大回轉(zhuǎn)項目上也很成功,她在瑞士滑雪協(xié)會Leistungszentrum Mitte Ski Alpin女子隊中訓(xùn)練,就讀于Schweizerische Sportmittelschule Engelberg(SSE)學(xué)院。這家由瑞士奧林匹克認(rèn)證的教育機(jī)構(gòu)作為年輕運(yùn)動員的人才展示中心而聞名,特別是在高山滑雪領(lǐng)域,培養(yǎng)出了包括金牌得主多米尼克-吉辛和獎牌得主溫迪-霍德納在內(nèi)的多名杰出的運(yùn)動員。Thea Waldleben的 "Maturaarbeit"項目由瑞士滑雪制造商St?ckli贊助,她提出疑問,在滑雪比賽中她的膝蓋會受到多大的壓力?

運(yùn)動員使用虹科MSR165數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行研究。該數(shù)據(jù)記錄儀專門用于記錄沖擊和振動。具有防水功能,只有拇指大小,非常適合在身體上進(jìn)行測量。微型記錄儀有一個高速數(shù)字傳感器,能夠在三個軸的方向上每秒測量1600次加速度虹科MSR165具有高達(dá)10億個測量值的存儲容量。Waldleben可以借助傳感器(工作范圍為±15 g或±200 g)記錄她的膝蓋所承受的加速度。由于用于人體測量的數(shù)據(jù)記錄儀外殼需要比虹科MSR165標(biāo)準(zhǔn)型號的鋁制外殼重量更輕,而后者是面向工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,因此MSR為滑雪運(yùn)動員提供了一個特殊設(shè)計的記錄儀,裝在一個更輕的SmartCase中。數(shù)據(jù)記錄儀通過鉤環(huán)膠帶直接連接在脛骨平臺膝關(guān)節(jié)下方以及滑雪靴上方。

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測量

所有測量均在自由式滑雪時進(jìn)行,無需轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)彎時在旗門內(nèi)進(jìn)行。所有測量塊在同一天內(nèi)進(jìn)行?;┑朗歉鶕?jù)它們在坡度和均勻度方面的特性和條件來選擇的,以確保轉(zhuǎn)彎處具有可比性。在不同影響因素下進(jìn)行了多次測量,以測量和評估運(yùn)動員膝蓋在x、y和z軸上的加速度以及平均值。在測試過程中,分析了不同類型滑雪板(小回轉(zhuǎn)和大回轉(zhuǎn))在改變滑雪道條件和滑雪靴硬度的影響下滑雪時膝蓋的加速度。記錄儀在三個方向上以每秒100次測量的頻率進(jìn)行測量,以識別膝蓋上突然變化的加速度。

測量結(jié)果的簡要分析

Thea Waldleben的測量結(jié)果顯示記錄儀受到了強(qiáng)大的加速度,尤其是在y軸上。滑雪靴的硬度撓度越小,滑雪道越軟,越不穩(wěn)定,膝關(guān)節(jié)在各個運(yùn)動方向上的受到的干擾就越大,壓力也越大。在自由式滑雪時,膝蓋上測量的加速度平均是體重的三倍。在小回轉(zhuǎn)和大回轉(zhuǎn)中,在規(guī)定的半徑范圍內(nèi)會產(chǎn)生更大的加速度,測量值為自由式滑雪時的2到3倍。

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對抗滑雪時受傷的風(fēng)險

滑雪時膝蓋經(jīng)常受傷,尤其是在比賽中,運(yùn)動員的膝蓋要承受巨大的加速度。要想在訓(xùn)練中達(dá)到預(yù)防的效果,訓(xùn)練膝關(guān)節(jié)在各個運(yùn)動方向的穩(wěn)定性非常重要。單純的力量訓(xùn)練是不夠的,必須特別針對這些快速變化的最大加速度。例如,可以通過負(fù)重或不負(fù)重的移動,或在扁帶上跑步來進(jìn)行訓(xùn)練。

虹科MSR165沖擊和振動數(shù)據(jù)記錄儀-可進(jìn)行長期測量

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虹科MSR165數(shù)據(jù)記錄儀配有高分辨率的三軸加速度傳感器(±15 g或±200 g),可提供有關(guān)沖擊、顛簸和振動的有價值的測量數(shù)據(jù),測量頻率為1600Hz,具有大容量存儲和低功耗要求,是運(yùn)輸監(jiān)測、故障診斷和負(fù)載測試領(lǐng)域的理想選擇。存儲容量超過200萬個測量值,足以記錄10,000多次沖擊;可以通過使用微型的SD卡將存儲容量擴(kuò)展到超過10億個測量值。MSR PC軟件使您可以有效地記錄和處理測量數(shù)據(jù)。新的MSR ShockViewer分析軟件可針對沖擊模式下記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析和圖像化表示,并自動創(chuàng)建報告,該軟件專門為運(yùn)輸監(jiān)測量身定制,隨時為您服務(wù)。

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