計(jì)算滑雪時(shí)膝蓋上的應(yīng)力

阿爾卑斯山高山滑雪運(yùn)動(dòng)員在滑雪時(shí)對(duì)膝蓋產(chǎn)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(xiàng)目）中回答了這個(gè)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(shí)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(duì)中訓(xùn)練，就讀于恩格爾貝格體育學(xué)院（Sportmittelschule Engelberg）

運(yùn)動(dòng)員使用HK-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(dòng)。具有防水功能，只有拇指大小，非常適合在身體上進(jìn)行測(cè)量。微型記錄儀有一個(gè)高速數(shù)字傳感器，能夠在三個(gè)軸的方向上每秒測(cè)量1600次加速度。HK-MSR165具有高達(dá)10億個(gè)測(cè)量值的存儲(chǔ)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(cè)量的數(shù)據(jù)記錄儀外殼需要比HK-MSR165標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)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(dòng)員提供了一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的記錄儀，裝在一個(gè)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(tái)膝關(guān)節(jié)下方以及滑雪靴上方。

一、測(cè)量

所有測(cè)量均在自由式滑雪時(shí)進(jìn)行，無需轉(zhuǎn)彎或轉(zhuǎn)彎時(shí)在旗門內(nèi)進(jìn)行。所有測(cè)量塊在同一天內(nèi)進(jìn)行。滑雪道是根據(jù)它們?cè)谄露群途鶆蚨确矫娴奶匦院蜅l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(cè)量，以測(cè)量和評(píng)估運(yùn)動(dòng)員膝蓋在x、y和z軸上的加速度以及平均值。在測(cè)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(shí)膝蓋的加速度。記錄儀在三個(gè)方向上以每秒100次測(cè)量的頻率進(jìn)行測(cè)量，以識(shí)別膝蓋上突然變化的加速度。

二、測(cè)量結(jié)果的簡(jiǎn)要分析

Thea Waldleben的測(cè)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(gè)運(yùn)動(dòng)方向上的受到的干擾就越大，壓力也越大。在自由式滑雪時(shí)，膝蓋上測(cè)量的加速度平均是體重的3倍。在小回轉(zhuǎn)和大回轉(zhuǎn)中，在規(guī)定的半徑范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生更大的加速度，測(cè)量值為自由式滑雪時(shí)的2到3倍。

對(duì)抗滑雪時(shí)受傷的風(fēng)險(xiǎn)

滑雪時(shí)膝蓋經(jīng)常受傷，尤其是在比賽中，運(yùn)動(dòng)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(gè)運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)，或在扁帶上跑步來進(jìn)行訓(xùn)練。

HK-MSR165沖擊和振動(dòng)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(guān)沖擊、顛簸和振動(dòng)的有價(jià)值的測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量頻率為1600Hz，具有大容量存儲(chǔ)和低功耗要求，是運(yùn)輸監(jiān)測(cè)、故障診斷和負(fù)載測(cè)試領(lǐng)域的理想選擇。存儲(chǔ)容量超過200萬個(gè)測(cè)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(chǔ)容量擴(kuò)展到超過10億個(gè)測(cè)量值。MSR PC軟件使您可以有效地記錄和處理測(cè)量數(shù)據(jù)。新的MSR ShockViewer分析軟件可針對(duì)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(dòng)創(chuàng)建報(bào)告，該軟件專門為運(yùn)輸監(jiān)測(cè)量身定制，隨時(shí)為您服務(wù)。

審核編輯 黃宇