速滑运动员膝关节控制能力辅助器材的研制方法

摘要

我国优秀速滑运动员蹬冰时膝关节的伸展能力的改善是提高我国速滑项目训练水平,实现成绩的历史性突破的关键要素.通过生物力学及磁力学技术改善我国速滑运动员滑行中支撑蹬冰膝关节控制能力问题,提高运动员竞技能力,是促进我国速滑项目运动训练创新、训练水平快速提高的有效方式之一.分析速滑运动员膝关节在专项技术条件下的力学特征,在试验膝关节功能磁力辅助装置基础上,制定改善我国速滑运动员支撑蹬冰时膝关节控制能力的有效方法,为开发改善速滑运动员滑行中支撑蹬冰膝关节控制能力的辅助器材,进而探索科学有效的节能装置打下良好的基础.通过生物力学测试分析,评估运动员在滑行中支撑蹬冰时膝关节控制力的角度、大小、力矩、功率及做功输出特征,利用磁力学永磁体的磁刚度特性产生斥力的原理,设计研制可以固定于运动员膝关节的力装置,来改善速滑运动员膝关节角度的控制能力.膝关节辅助器材采用纤维增强复合塑料(FRP)复合材料,比较符合经济性和人体生物学特性,辅助器材的研制采用两种方案,在进行了不同种类的实验与运动员测试,经方案的最终优化得到更为合理的辅助器材形式,填补速度滑冰领域利用磁性材料提高运动技术能力的装置空白.技术关键是需要对不同磁铁材质进行生物力学实验,并在实验性能基础上,进一步处理加工成特殊磁力膝关节装置.