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數據記錄儀，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數據記錄儀進行研究。該數據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據記錄儀外殼需要比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。數據記錄儀通過鉤環膠帶直接連接在脛骨平臺膝關節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。滑雪道是根據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。滑雪靴的硬度撓度越小，滑雪道越軟，越不穩定，膝關節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，訓練膝關節在各個運動方向的穩定性非常重要。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沖擊和振動數據記錄儀

HK-MSR165數據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據，測量頻率為1600Hz，具有大容量存儲和低功耗要求，是運輸監測、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據。新的MSR ShockViewer分析軟件可針對沖擊模式下記錄的數據進行全面的分析和圖像化表示，并自動創建報告，該軟件專門為運輸監測量身定制，隨時為您服務。

審核編輯 黃宇