طراحی، ساخت و آزمون حسگرهای پوشیدنی آنالیز حرکات ورزشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک دانشگاه اصفهان

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان

چکیده

در راستای کاهش محدودیت‌ها و بررسی حرکات بدن فرد در حین ورزش، در این پژوهش دستگاهی مبتنی بر حسگرهای پوشیدنی معرفی شده است. این دستگاه برای توصیف کردن، کمیت دادن و طبقه بندی حرکت های حاصل از عملکرد مکانیکی بدن انسان استفاده می شود و به پردازش تصویر نیاز ندارد. حسگر پوشیدنی طراحی شده از تعدادی ماژول به صورت بی سیم طراحی و ساخته شده که علاوه بر هزینه کم، قابلیت استفاده آسان در محیط‌های واقعی و بدون محدودیت حرکتی را دارد. در این روش توصیف کمی حرکت بدن فرد مورد آزمایش، توسط ماژول‌های بی سیم و با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط این ماژول‌ها صورت می‌پذیرد. در ادامه جهت تحلیل داده‌های استخراج‌شده از حرکات بدن یک ورزشکار، این داده‌ها بر روی محیط متلب شبیه‌سازی‌شده و برخی پارامترهای سینماتیکی و سینتیکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعد، کیفیت حرکت یک ورزشکار حرفه‌ای و ورزشکار مبتدی مقایسه شده است و کارایی دستگاه طراحی شده، مورد سنجش قرار گرفته و نتایج حاصله گزارش شده است. پس از ساخت چند نمونه از این ماژول حرکت سنج، از آن برای بررسی چندین حرکت ورزشی، شامل حرکت لگدزدن در کاراته و حرکت جلو بازو با وزنه استفاده شد. همچنین در راستای بررسی صحت داده‌های ثبت‌شده و محاسبه گشتاورها و نیروهای دینامیکی، برای هریک از فعالیت‌های فوق یک مدل ریاضی در قسمت مدل‌سازی نرم‌افزار متلب توسعه داده‌شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design, manufacturing and test of a wearable device to monitor athlete's body movement

نویسندگان [English]

  • Mahdi Sadeghiyan 1
  • Hamed Shahbazi 2
  • Shahram Hadian 1
  • Peyman Norouzi 3
1 Department of Mechanical Engineering Univeristy of Isfahan
2 Department of Mechanical Engineering University of Isfahan
3 Department of Mechanical engineering, Univrtsity of Isfahan
چکیده [English]

Image processing devices have always been used to describe quantitative body's movements, which in addition to being costly, have to be used in specific conditions. Therefore, in order to reduce these limitations and examine body movements, this article introduces a device based on wearable sensors. The device is designed and built from a number of wireless modules that are easy to use in real-world environments with no limitation. In this method, a quantitative description of movement is made by wireless modules and is performed by these data that collected with these modules. In order to analyze the data that was extracted from an athlete's body movements with this wearable sensor, these data are simulated on Matlab and some of its kinematic and kinetic parameters have been studied. Then, at the end of this paper the quality of movement of a professional athlete and a beginner athlete were compared and the result is shown. Kinematic and dynamic analyzes on the above activities showed the following results: The movements are generally correctly recorded. The kinematic analyzes performed for the various movements were consistent with the facts. For example, the kinematic analysis of the recorded movement motion showed that the coach movement was more beautifully performed, and this was evident qualitatively during the movement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biomechanics
  • Wearable sensor
  • Gateway analyze
  • body movement simulation