Analiza kretnji gornjeg dijela tijela pri rotaciji oko vertikalne osi kao podloga za konstrukciju trenažera trupa

master's thesis

• Title (english): Analysis of the upper body movement in vertical axis rotation as the basis for the trunk trainer design
• Author: David Kišić
• Mentor: Aleksandar Sušić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2016-07-15, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Trenažeri gornjeg dijela tijela koji trenutno postoje na tržištu nisu adekvatni za trening tehnike, sinergije mišićnih grupa, a upitna je i njihova uloga u pravilnom razvoju mišića potrebnih za rotaciju gornjeg dijela tijela oko vertikalne osi. Problemi trenutnih trenažera rezultat su neprovedbe adekvatnih biomehaničkih analiza potrebnih kretnji koje trenažer mora omogućiti vježbaču.

Da bi omogućili ispravnu konstrukciju jednog takvog trenažera provedena je analiza tržišta iz koje se ustanovilo da ponuda na svjetskom tržištu je praktički nepostojeća. Izuzev nekoliko patenata, koji su kako je naša analiza kasnije pokazala neadekvatni, ne postoji ni jedna sprava koja bi na približno vjeran način simulirala potrebne kretnje. Provedena je gruba revizija sportova kako bi se ustanovilo koji sportovi bi imali koristi od jednog ovakvog trenažera. Između povećeg broja sportova izabrani su oni predstavnici koji će najbolje aproksimirati tražene. Na tim sportovima pomoću raznih mjerenja prilikom izvođenja kretnji, te pregledom video sadržaja ustanovljene su zajedničke karakteristike koje su potom preslikane u kretnje koje bi naš trenažer trebao omogućiti. Kada smo definirali kretnje pristupili smo biomehaničkoj analizi tih kretnji na uzorku od više vježbača različitih antropometrijskih mjera. Najprije smo kamerom snimali željene kretnje vježbača te smo nakon toga izvršili analizu pomoću softvera Kinovea. Kako bi dobili željene trajektorije pokreta dobivene podatke smo iskoristili za konstruiranje krivulja sa jasno definiranim radijusima pomoću softvera Catia V5. Na kraju je provedena usporedba mjernih rezultata. Na temelju analize potvrđena je pretpostavka o konstrukcijskoj greški postojećih trenažera koji su pretpostavljali da se centar osi rotacije lakta prilikom izvođenja definiranih kretnji nalazi na centralnoj osi vježbača. Stvarna os rotacije lakta nalazi se pomaknuta izvan tijela vježbača i nesimetrična je za lijevu i desnu stranu tijela, štoviše centralna os vježbača nije fiksna za vrijeme izvođenja pokreta nego se kreće po nekoj krivulji koja također ima središte izvan tijela vježbača.

Na temelju ovih saznanja dali smo slijedeće prijedloge za konstrukciju trenažera: doziranje sile mora biti precizno, treba postojati mogućnost regulacije amplitude pokreta, uređaj mora imati sigurnosni mehanizam i prilagodljivost za vježbanje obje strane tijela, naletna površina sustava za prijenos opterećenja mora pratiti trajektoriju točke tijela koja se naslanja na naletnu površinu, centar rotacije sustava za prijenos opterećenja mora biti podudaran sa trenutnim centrom rotacije tijela.

Abstract (english)

Trainers of upper body that currently exist in the market are not adequate for training techniques, synergie of muscle groups, and questionable is their role in the proper development of muscle needed to rotate the upper body around a vertical axis. Problems of current trainers are the result of the failure to implement adequate biomechanical analysis of necessary movements that trainer must allow.

In order to enable proper construction of such simulator, an analysis of the market is conducted, from which is determined that offer on market is practically non-existent. Except for several patents, which are as our analysis later proved inadequate, there is no simulator that can faithfully simulate the necessary movements. We conducted a rough audit of sports to determine which sports would benefit from one such trainer. Between sizeable number of sports we have elected representatives of those who will best approximate the requested movements. For those sports using various measurements during the execution of movement, and review of video contents we have drawn common features that are then mapped to movements that our trainer should allow. When movements were defined we started biomechanical analysis of these movements on a sample of more trainees of different anthropometric measures. First we use camera to record the desired movement of trainees and then perform analysis using software Kinovea. In order to get the desired trajectory of motion, obtained data were used to construct curves with clearly defined radii using the software Catia V5. At the end are given conducted comparison of measurement results. Based on the analysis, we confirmed the assumption of the design faults of the existing trainers wich predict that center of the axis of rotation of the elbow during the execution of a defined movement is the same as the central axis of the trainees. The real axis of rotation of the elbow is moved out of the trainees body and skewed to the left or right side of the body, even the central axis of the trainees is not fixed during the execution of movement, but is moving along a curve, which also has a center outside the trainees body.

Based on these findings, we gave the following suggestions for construction of simulator: dosing of force must be precise, it should be possible to control the amplitude of the movement, the device must have a safety mechanism and flexibility to exercise both sides of the body, system for load transfer must follow the trajectory of the body (elbow).

• Keywords: analiza; biomehanika; trenažer trupa; gornji dio trupa; rotacija; vertikalna os
• Keywords (english): analysis; biomechanic; trunk trainer; upper body; rotation; vertical axis
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:176367
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-22 16:45:11