应用案例 HK-MSR数据记录仪如何计算滑雪时膝盖上的应力？

计算滑雪时膝盖上的应力

阿尔卑斯山高山滑雪运动员在滑雪时对膝盖产生的压力有多大？Thea Waldleben，现任瑞士青年速降赛冠军，在她的 "Maturaarbeit"（考试项目）中回答了这个问题。通过使用HK-MSR数据记录仪，分析了她在不同条件下滑雪时膝盖的压力和行为。

来自乌德利根斯维尔（Udligenswil）的滑雪速降赛选手。在瑞士滑雪中心女子队中训练，就读于恩格尔贝格体育学院（Sportmittelschule Engelberg）

运动员使用HK-MSR165数据记录仪进行研究。该数据记录仪专门用于记录冲击和振动。具有防水功能，只有拇指大小，非常适合在身体上进行测量。微型记录仪有一个高速数字传感器，能够在三个轴的方向上每秒测量1600次加速度。HK-MSR165具有高达10亿个测量值的存储容量。Waldleben可以借助传感器（工作范围为±15 g或±200 g）记录她的膝盖所承受的加速度。由于用于人体测量的数据记录仪外壳需要比HK-MSR165标准型号的铝制外壳重量更轻，而后者是面向工业领域的应用，因此MSR为滑雪运动员提供了一个特殊设计的记录仪，装在一个更轻的SmartCase中。数据记录仪通过钩环胶带直接连接在胫骨平台膝关节下方以及滑雪靴上方。

一、测量

所有测量均在自由式滑雪时进行，无需转弯或转弯时在旗门内进行。所有测量块在同一天内进行。滑雪道是根据它们在坡度和均匀度方面的特性和条件来选择的，以确保转弯处具有可比性。在不同影响因素下进行了多次测量，以测量和评估运动员膝盖在x、y和z轴上的加速度以及平均值。在测试过程中，分析了不同类型滑雪板（小回转和大回转）在改变滑雪道条件和滑雪靴硬度的影响下滑雪时膝盖的加速度。记录仪在三个方向上以每秒100次测量的频率进行测量，以识别膝盖上突然变化的加速度。

二、测量结果的简要分析

Thea Waldleben的测量结果显示记录仪受到了强大的加速度，尤其是在y轴上。滑雪靴的硬度挠度越小，滑雪道越软，越不稳定，膝关节在各个运动方向上的受到的干扰就越大，压力也越大。在自由式滑雪时，膝盖上测量的加速度平均是体重的3倍。在小回转和大回转中，在规定的半径范围内会产生更大的加速度，测量值为自由式滑雪时的2到3倍。

对抗滑雪时受伤的风险

滑雪时膝盖经常受伤，尤其是在比赛中，运动员的膝盖要承受巨大的加速度。要想在训练中达到预防的效果，训练膝关节在各个运动方向的稳定性非常重要。单纯的力量训练是不够的，必须特别针对这些快速变化的最大加速度。例如，可以通过负重或不负重的移动，或在扁带上跑步来进行训练。

HK-MSR165冲击和振动数据记录仪

HK-MSR165数据记录仪配有高分辨率的三轴加速度传感器（±15 g或±200 g），可提供有关冲击、颠簸和振动的有价值的测量数据，测量频率为1600Hz，具有大容量存储和低功耗要求，是运输监测、故障诊断和负载测试领域的理想选择。存储容量超过200万个测量值，足以记录10,000多次冲击；可以通过使用微型的SD卡将存储容量扩展到超过10亿个测量值。MSR PC软件使您可以有效地记录和处理测量数据。新的MSR ShockViewer分析软件可针对冲击模式下记录的数据进行全面的分析和图像化表示，并自动创建报告，该软件专门为运输监测量身定制，随时为您服务。

审核编辑 黄宇