Warum haben die Rollstühle der paralympischen Athleten die Form einer Acht?

Die Paralympischen Spiele in Paris sind derzeit in vollem Gange. Die 284 Athleten der chinesischen Paralympics-Delegation schwitzen, zeigen ihren Stil und erringen auf dem Spielfeld Ruhm für das Land! Freunde, die sich die Spiele ansehen, werden vielleicht feststellen, dass die von den Athleten beim Rollstuhltennis, Rollstuhlbasketball, Rollstuhlrennen und anderen Wettbewerben verwendeten Rollstühle alle die Form einer „Acht“ haben.

Rollstuhlbasketball Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Was ist der Unterschied zwischen einem „Acht“-Rollstuhl und einem gewöhnlichen Rollstuhl? Warum haben die bei Wettkämpfen eingesetzten Rollstühle die Form einer Acht? Lass es uns gemeinsam studieren~

01 Der Hauptgrund für den Rollstuhl in Achterform – mechanische Stabilität

Einer der Hauptgründe dafür, dass Rollstühle im Wettkampfsport die Form einer Acht haben, ist ihre Stabilität. Wir alle wissen, dass große Fahrzeuge beim Abbiegen leicht umkippen und Verkehrsunfälle verursachen können. Gleiches gilt für den Rollstuhl-Leistungssport. Beim Wenden entsteht eine Zentripetalbeschleunigung, die zu einer insgesamt nicht vorhandenen, nach außen gerichteten Trägheitskraft führt. Der Oberkörper des Sportlers wird durch diese Trägheitskraft nach außen „geschleudert“ und der Gesamtschwerpunkt verlagert sich nach außen. Die Trägheitskraft und die Schwerpunktverlagerung können dazu führen, dass der Rollstuhl bei einer schnellen Kurve umkippt .

Beim Wenden kann es leicht zum Umkippen kommen.

Bildquelle: The Paper

Die Breite der Rollstuhlsitzfläche wird durch die menschliche Körperform bestimmt. Das H-förmige Design eines gewöhnlichen Rollstuhls kann den Platzbedarf verringern und das Reisen erleichtern, aber der Abstand zwischen den Bodendrehpunkten ist relativ klein, was die Stabilität des Rollstuhls beeinträchtigt und ihn für den Einsatz bei Wettkämpfen ungeeignet macht. Durch die Achterform des Rollstuhls kann der Abstand zwischen den Bodendrehpunkten und dem von den Drehpunkten umschlossenen Bereich vergrößert werden , wodurch die Kippgefahr relativ gering ist .

Vergleich der Pivot-Abstände Quelle: vom Autor bereitgestellt

Tatsächlich kann die Konstruktion eines Wettbewerbsrollstuhls nicht von der relevanten mechanischen Analyse getrennt werden , wobei die häufigste davon die statische Analyse des Rollstuhls ist [1-3]. Darüber hinaus ist die Analyse der Rollstuhldynamik noch wichtiger[4]. Die folgende Abbildung analysiert beispielsweise die Mechanik und Kinematik eines Rollstuhls für den Rollstuhlcurlingsport. Relevante mechanische Analysen können einerseits bessere Lösungen für die Rollstuhlkonstruktion liefern und andererseits das Training der Sportler steuern .

Wettkampfrollstühle kommen ohne mechanische Analyse nicht aus. Quelle: Referenz [4]

02 Sekundärfaktoren des Achter -Rollstuhls: Ergonomie

Durch eine Vergrößerung des Abstands zwischen den beiden Hinterrädern kann die Stabilität des Rennrollstuhls verbessert werden. Der steuerbare Bereich der Hände des Sportlers bestimmt das „Achter“-Design der Räder, das ergonomisch ist [5-7]. Einfach ausgedrückt bezieht es sich auf die Bequemlichkeit und den Komfort für Sportler, die Rollstühle als Hilfsmittel verwenden. Beim stabilen Typ muss der Abstand zwischen den Hinterrädern größer sein. Bei der H-Bauweise befindet sich der Sportler bei der Steuerung der Hinterräder stets in einer Haltung mit waagerecht ausgebreiteten Armen. Einerseits ist diese Haltung nicht förderlich für die volle Nutzung der Armkraft und beeinträchtigt die Wettbewerbsfähigkeit des Sports. Andererseits kann das Beibehalten dieser Haltung über einen längeren Zeitraum leicht zur Ermüdung der Arme führen. Das Design in Form einer „Acht“ kann Sportlern zu besseren Leistungen verhelfen.

Quelle der Ergonomie-Simulationsanalyse: Referenz [7]

Bei der ergonomischen Analyse von Wettkampfrollstühlen geht es nicht nur darum, die Verteilung der Hinterräder in Form einer „Acht“ zu bestimmen, sondern auch um den Abstand zwischen Rollstuhl und Sitz, die Inklusivität des Rollstuhls, die Haltung des Sportlers, den Arbeitsbereich usw.

Ergonomische Analyse der Haltung von Sportlern im Rennrollstuhl. Quelle: Referenz [5]

Leistungssport ist nie nur ein Wettkampf an sich. Nur mit Unterstützung mechanischer und ergonomischer Analysen kann ein wettbewerbsfähiger Rollstuhl mit besserer Leistung entwickelt werden. und um den Entwurf in die Realität umzusetzen, ist die Unterstützung mehrerer Branchen wie Materialwirtschaft und Fertigung erforderlich. Wir freuen uns darauf, dass die chinesischen Athleten mit der starken Unterstützung des Mutterlandes bei den Paralympischen Spielen in Paris ihr Bestes geben und neue Durchbrüche erzielen.

Verweise

[1] Qu An. Analyse und Bewertung von Tischtennis-Rollstühlen[D]. Dalian Jiaotong Universität, 2010.

[2] Ma Xiaoling. Entwurf und Analyse eines neuen Basketball-Rollstuhls[D]. Dalian Jiaotong Universität, 2007.

[3] Fu Jiayu. Forschung zur Optimierung des Rollstuhlrahmendesigns auf der Grundlage von Verhaltensanalysen[D]. Chinesische Universität für Bergbau und Technologie, 2022. DOI:10.27623/d.cnki.gzkyu.2022.001137.

[4] Sun Dong, Zhao Liang, Huang Ying et al. Forschungsfortschritte zur Verbesserung der sportlichen Leistungsfähigkeit behinderter Menschen aus sportbiomechanischer Perspektive[J]. Sportwissenschaft, 2020, 40(05): 60-72. DOI: 10.16469/j.css.202005006.

[5] Liu Jun. Forschung zum Rennrollstuhl auf Basis der Ergonomie[D]. Dalian Jiaotong Universität, 2008.

[6] Feng Yunlong. Design eines Basketball-Rollstuhls basierend auf Ergonomie[D]. Universität für Wissenschaft und Technologie Tianjin, 2014.

[7] Zhang Xiuyan. Design eines Tennisrollstuhls basierend auf Ergonomie[D]. Dalian Jiaotong Universität, 2007.

Autor: Wang Yongjian, außerordentlicher Professor der Nanjing Agricultural University, stellvertretender Generalsekretär des Wissenschaftspopularisierungsausschusses der Jiangsu Mechanics Society, leitender Experte für Wissenschafts- und Technologiekommunikation der Provinz Jiangsu. Planer: Xiaoxiao Dandelion. Herausgeber: Xiaodingdang