Δημιουργία Προγράμματος σε περιβάλλον MATLAB για τον υπολογισμό και την αξιολόγηση της ροπής που αναπτύσσεται στην ποδοκνημική άρθρωση κατά την φάση του κατακόρυφου άλματος

Abstract

Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η δημιουργία ενός προγράμματος σε περιβάλλον MATLAB για τον υπολογισμό και την επεξεργασία δεδομένων από την κινηματική και τη δυναμική ανάλυση ενός κατακόρυφου άλματος. Όπως γνωρίζουμε, το κατακόρυφο άλμα έχει καθοριστική σημασία για την αθλητική επίδοση. Το κατακόρυφο άλμα είναι μια αθλητική κίνηση που μπορεί να αναλυθεί μέσα σε ένα αθλητικό εργαστήριο με τη χρήση κατάλληλων οργάνων μέτρησης. Συνήθως χρησιμοποιούμε μια πλατφόρμα δύναμης για την καταγραφή των δυνάμεων που ασκούνται κατά τη διάρκεια της κίνησης, μια ψηφιακή βιντεοκάμερα για την καταγραφή της κίνησης και ένα λογισμικό για την ψηφιοποίηση των δεδομένων της κίνησης. Στην παρούσα εργασία σκοπός μας ήταν η δημιουργία ενός προγράμματος στο MATLAB για τη συγκέντρωση και την ανάλυση των δεδομένων, αλλά και τον υπολογισμό φυσικών μεγεθών που μας είναι χρήσιμα στην περαιτέρω έρευνά μας. Ένα τέτοιο σημαντικό μέγεθος είναι η ροπή δύναμης που αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια του άλματος στην ποδοκνημική άρθρωση. Ο παράγοντας αυτός είναι ιδιαίτερα σημαντικός, γιατί μέσα από αυτόν μπορούμε να υπολογίσουμε τη δύναμη που αναπτύσσεται πάνω στον τένοντα και μέσω αυτού να βγάλουμε συμπεράσματα για τη χρήση των υλικών που χρησιμοποιούνται στα αθλητικά υποδήματα ή σε αθλητικές επιφάνειες (ταρτάν). Μετρώντας και υπολογίζοντας τις δυνάμεις και τις ροπές που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια τις κίνησης μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα για τις επιδόσεις που επιτυχαίνονται, χρησιμοποιώντας διάφορα υλικά στα αθλητικά υποδήματα και στις αθλητικές επιφάνειες. Η χρήση των κατάλληλων αθλητικών επιφανειών είναι πολύ σημαντικός παράγοντας επειδή συχνά συμβαίνουν τραυματισμοί και θλάσεις στην ποδοκνημική άρθρωση όχι μόνο εξαιτίας της υπερχρησίας αλλά και ως αποτέλεσμα ακατάλληλών επιφανειών. Σκοπός μας είναι να χρησιμοποιούμε υλικά με τα οποία θα έχουμε μεγάλη απορρόφηση δυνάμεων, αλλά και συγχρόνως σταθερότητα κατά την διάρκεια της κίνησης. Με την υλοποίηση του παρόντος προγράμματος μπορούμε να πραγματοποιήσουμε μετρήσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια και ταχύτητα και να συμβάλουμε σημαντικά στις έρευνες που γίνονται στο εργαστήριο βιομηχανικής ανάλυσης του ΑΠΘ ΤΕΦΑΑ Σερρών για τον υπολογισμό της δύναμης και της ροπής.

The purpose of this study is to create a program in MATLAB environment for the calculation and processing of data from the kinematic and dynamic analysis of a vertical jump. As we know, the vertical jump is critical for athletic performance. Improving the jump is a concertos researchers, coaches and athletes. Maximum performance in the vertical jump plays a key role in many sports and many combined athletic movements. It is also one of the most important indicators of the level of quality, as well as the training status of athletes. In this project our aim was to create a program in MATLAB to collect and analyze data and calculate physical qualities that can be useful for further research. One such significant magnitude is the moment of force that develops during the jump in the ankle joint. This factor is particularly important, because by calculating the force developed on the tendon we can derive conclusions about the use of the materials used in sports shoes or sports surfaces (tartan).By measuring and calculating the forces and torques that develop during the movement we can derive conclusion concerning the quality of materials in athletes shoes and surfaces. The use of proper sports surfaces is a very important factor, because there are often injuries and lesions in the ankle joint, not only due to overuse, but also as a result of improper sports surfaces. Our aim is to use materials which absorb large forces, but at the same time ensure stability during movement. With the completion of this project we can take measurements with greater accuracy and speed, and we can contribute significantly to research conducted by the laboratory of biomechanical analysis in AUTH TEFAA Serres to calculate the force and torque.