應用案例 HK-MSR數(shù)據(jù)記錄儀如何計算滑雪時膝蓋上的應力？

計算滑雪時膝蓋上的應力

阿爾卑斯山高山滑雪運動員在滑雪時對膝蓋產生的壓力有多大？Thea Waldleben，現(xiàn)任瑞士青年速降賽冠軍，在她的 "Maturaarbeit"（考試項目）中回答了這個問題。通過使用HK-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。

來自烏德利根斯維爾（Udligenswil）的滑雪速降賽選手。在瑞士滑雪中心女子隊中訓練，就讀于恩格爾貝格體育學院（Sportmittelschule Engelberg）

運動員使用HK-MSR165數(shù)據(jù)記錄儀進行研究。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。HK-MSR165具有高達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HK-MSR165標準型號的鋁制外殼重量更輕，而后者是面向工業(yè)領域的應用，因此MSR為滑雪運動員提供了一個特殊設計的記錄儀，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節(jié)下方以及滑雪靴上方。

一、測量

所有測量均在自由式滑雪時進行，無需轉彎或轉彎時在旗門內進行。所有測量塊在同一天內進行?；┑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，以確保轉彎處具有可比性。在不同影響因素下進行了多次測量，以測量和評估運動員膝蓋在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（小回轉和大回轉）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次測量的頻率進行測量，以識別膝蓋上突然變化的加速度。

二、測量結果的簡要分析

Thea Waldleben的測量結果顯示記錄儀受到了強大的加速度，尤其是在y軸上?；┭サ挠捕葥隙仍叫?，滑雪道越軟，越不穩(wěn)定，膝關節(jié)在各個運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3倍。在小回轉和大回轉中，在規(guī)定的半徑范圍內會產生更大的加速度，測量值為自由式滑雪時的2到3倍。

對抗滑雪時受傷的風險

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

HK-MSR165沖擊和振動數(shù)據(jù)記錄儀

HK-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，是運輸監(jiān)測、故障診斷和負載測試領域的理想選擇。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，該軟件專門為運輸監(jiān)測量身定制，隨時為您服務。

審核編輯 黃宇