مهندسی ورزش

[Mohamad]

سيستم تحليل حركت:

اين سيستم برای اندازهگيری اطلاعات سينماتيکی حرکت بهکار میرود. اين اطلاعات شامل جابهجايی، سرعت و شتابهای خطی و زاويهای میشود.
سيستم يادشده دارای دو بخش نرمافزاری و سختافزاری است. بخش سختافزاری دربرگيرندة فريم کاليبراسيون، دوربينها و نشانگرها (markers ) است.
با استفاده از اين سيستم میتوان حرکت را در دو بعد (با استفاده از يک دوربين) يا سه بعد (با استفاده از دو دوربين يا بيشتر) تجزيه و تحليل کرد.
گفتنی است که دوربينهای آناليز حرکت دارای قابليت تصويربرداری تا نرخ 1000 هرتز (1000 فريم در ثانيه) هستند.
مراحل کار با سيستمهای ساخت کارخانجات مختلف، متفاوت است ولی بهطور کلی مراحل کار در آزمون آناليز حرکت از قرار زير است:
پس از تنظيم مکان دوربينها، نخستين مرحله در تست آناليز حرکت، مرحلة کاليبراسيون است. در اين مرحله، از فريم کاليبراسيون (شکل زير) تصويربرداری صورت میگيرد و به اين وسيله، مشخصات مکانِ آزمون تعيين میشود.

پس از اين مرحله، بر روی مفاصل مورد نظر نشانگر نصب میشود.

جايگزينی مکان دقيق نشانگر، مستلزم کسب تجربه است.

پس از قرارگيری نشانگرها بر روی مفاصل، از حرکت ورزشکار با دوربينهايی با سرعت بالا فيلمبرداری میشود. سپس بر روی تصاوير فرآيندهای ويدئويی صورت میگيرد و تصاوير نهايی به نرمافزار تحليل حرکت وارد میشوند. اين نرمافزار با دنبال کردن نشانگرها، اطلاعات سينماتيک حرکت را استخراج میکند.


سکوی نيرو:
سکوی نيرو تعامل نيرويی فرد با زمين را اندازهگيری و ثبت میکند.

اين دستگاه با توجه به نيروهاي اعمالي بر صفحه آن، نيرو را به سه راستاي عمود بر همFx، Fyو Fz، تجزيه مي‌کند.علاوهبر اين سه خروجي، به كمك نرم‌افزار مي‌توان مقادير زير را نيز اندازه‌گيري کرد:
-گشتاورها در حول محورهای Z,Y,X
-مراكز فشار ax و ay
-ضرايب اصطكاك

دستگاه الکترومايوگرافی (EMG ):
اين دستگاه فعاليت الکتريکی عضلات را اندازهگيری و ثبت میکند.

الکترودهای اين دستگاه بر دو نوع سوزنی و سطحیمیباشند. تصوير اين دو نوع الکترود در زير آمده است:

فعاليتهای ماهيچهای در حين انجام حرکات ورزشی توسط اين دستگاه قابل اندازهگيری هستند. اين دستگاهها غالباً دارای 4 يا 8 کانال اندازهگيری میباشند.
منبع: مهندسی ورزش

[Mohamad]

پيشرفته ترين تكنولوژي هاي روز مهندسي پزشكي ، مكانيك، ساخت و توليد، پليمر، بيومكانيك، شيمي و .... در طراحي و بهينه سازي ابزار و تجهيزات ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند.
طرحهاي جديد در ابزار ورزشي، جهت پاسخگويي به نيازهاي بازاريابي نبوده بلكه بدنبال اعمال دست آوردهاي علوم و فنون مختلف مهندسي در تصحيح و بهينه سازي و افزايش بازدهي تجهيزات مي باشند.
مهندسي ورزش تخصصي است كه در آن طراحي عناصر ، فضاها و اماكن ورزشي از قبيل كف پوشها، فضا، نور و صداگيري و..... از يك سو و شناسايي نكات مهم در تحليل و طراحي ابزار جديد،‌ از سوي ديگر مورد توجه قرار مي گيرد. تجهيزات ورزشي غالباً جزيي از بدن انسان تلقي مي شوند. مهندسي پزشكي ، فيزيك مكانيك، تكنولوژي ساخت و توليد، دانش شيمي و پليمري و .. همگي در يك مجموعه و به منظور ساخت ابزار بهتر مورد بهره برداري قرار مي گيرند.
ورزش به عنوان مجموعه اي خاص از حركات مهارتي انساني است. پيشرفته ترين ابزارهاي سنجشي و تصحيحي، يعني سيستم هاي تحليل حركت، در اصل سينماتيك بدن ورزشكار را شناسايي مي نمايند و بدنبال آن تبادلات نيرويي نيز از طريق سكوهاي نيرويي مورد ارزيابي قرار گرفته تا تواماً توصيف ديناميك حركت را در اختيار متخصصين بيومكانيك و بيوديناميك ورزش قرار دهند. در اين راستا نه تنها اطلاعات دقيق تربيت بدني بلكه دانش كامل اصول فني و مهندسي نيز لازم خواهند بود تا بتوان توصيف دقيق ، علمي ، فني و مهندسي براي حركت موردنظر ارائه داد.
در نهايت مي توان اقدام تصحيح حركت ورزشكار، كار بر روي تكنيك و بهينه سازي حركتي را انجام داد.

[Mohamad]

بيومکانيک ورزش، توصيف مکانيکی تعامل انسان با محيط در حين انجام حرکات ورزشی است.

بيومكانيك ورزش به طرق زير می تواند در خدمت ارتقاء کيفی ورزشکار و مربی قرار گيرد:

۱-بهبود كارايي(Performance Improvement)

• بهبود تكنيك(Technique Improvement)
• بهبود تجهيزات(Equipment Improvement)
• بهبود تمرين(Training Improvement)

۲- جلوگيري از آسيب ها و باز تواني(Injury Prevention & Rehabilitation)

• تصحيح تكنيك(Technique Correction)
• طراحي تجهيزات( Equipment Design)

[Mohamad]

مجموعه اطلاعات و دانشي كه تاكنون مطرح گرديده است ، توصيف كننده پيش زمينه مورد نياز براي برخورد به موضوع بيومكانيك ورزش مي باشد . روند فكري كار با بيومكانيك تا كنون صرفاً بر روي تحليل هاي بسيار مقدماتي آماري اعمال شده به نتايج آزمون هاي سينماتوگرافيكي بوده است .
اما بيومكانيك امروزه اجازه رويكرد منفردانه به ورزشكار را مي دهد . مدل هاي رياضي الكتروفيزويولوژي سلولي ماهيچه اي ، اجازه توصيف كار فيزيولوژيكي و كار مكانيكي را مي دهند . در نتيجه ، امكان ايجاد ارتباط بين سينماتيك حركت ، كار مكانيكي و فعل و انفعالات بيوشيميايي وجود دارد . همچنين امكان در نظر گرفتن محدوديت هايي از قبيل خستگي روحي و فيزيكي نيز براي اين قبيل ارتباطات وجود دارد .
بيومكانيك ورزش ، در واقع بيومكانيك و فيزيولوژي ورزش بوده و گستردگي ابعاد آن بسيار فراتر از تحليل هاي سينماتيكي توسط دوربين هاي سرعت بالا يا تحليل هاي سينتيكي توسط سكوهاي نيروسنج و يا ضبط و تحليل پتانسيل عمل ماهيچه ها توسط دستگاه emg مي باشد .