مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

تعیین موقعیت بهینه‌ زین نسبت به مرکز چرخش رکاب دوچرخه به وسیله‌ مدل‌ سازی پای دوچرخه سوار

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسنده
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن
چکیده
اندام ‌های تحتانی از مهم ‌ترین و اساسی‌ ترین اندام ‌ها در فرایند رانش دوچرخه توسط ورزشکار می ‌باشد. بنابر این درک بیومکانیکی مکانیزم پدال ‌زنی اهمیت ویژه ‌ای دارد. مهم‌ ترین مفصل درگیر در فرایند رانش دوچرخه، مفصل زانو می ‌باشد. هدف اصلی در این تحقیق ارزیابی بیومکانیکی اندام تحتانی دوچرخه ‌سوار می ‌باشد. در همین راستا به بررسی و تعیین موقعیت بهینه‌ زین دوچرخه نسبت به رکاب آن، به منظور وارد آمدن کم ‌ترین نیرو به زانو، پرداخته شد. پای دوچرخه سوار در هنگام رکاب زدن، به صورت یک مکانیزم چهار لینکی مدل ‌سازی گردید. برای بدست آوردن نیروها و گشتاورهای وارد بر هر عضو و مفصل، از تحلیل سینماتیکی و سینیتکی استفاده شد. برای حل معادلات نهایی، یک کد عددی مورد استفاده قرار گرفت که توسط نویسندگان مقاله و به کمک نرم افزار مطلب نوشته شده است. نتایج نشان می‌ دهد که بیشترین مقدار نیرو در زاویه‌ 45 درجه و کمترین مقدار نیرو در زاویه‌ 81 درجه رکاب دوچرخه بر زانوی ورزشکار وارد می‌ شود. به کمک کد عددی تحقیق حاضر فاصله‌ افقی و عمودی زین دوچرخه نسبت به مرکز دوران رکاب دوچرخه برای هر ورزشکار قابل محاسبه و تنظیم است.
کلیدواژه‌ها

[1] H. Shirmohammadi and M. Mazaheri, "Providing a solution to facilitate the implementation of the cycling system," The 7th Conference & Exhibition on Environmental Engineering, 2014, doi: https://civilica.com/doc/318892.
 
[2] E. G. Brand, "Asymmetry in hip, knee and ankle kinematics in cyclists with chronic unilateral patellofemoral pain," Stellenbosch: Stellenbosch University, 2016, doi: http://hdl.handle.net/10019.1/98568.
 
 
[3] S. J. Houtz and F. J. Fischer, "An analysis of muscle action and joint excursion during exercise on a stationary bicycle," JBJS, vol. 41, no. 1, pp. 123-131, 1959, doi: https://doi.org/10.2106/00004623-195941010-00014.
 
[4] M. Desipres, "An electromyographic study of competetive road cycling conditions simulated on a treadmill," in Biomechanics IV: Springer, 1974, pp. 349-355, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-349-02612-8_51.
 
[5] M. M. Ryan and R. J. Gregor, "EMG profiles of lower extremity muscles during cycling at constant workload and cadence," Journal of Electromyography and Kinesiology, vol. 2, no. 2, pp. 69-80, 1992, doi: https://doi.org/10.1016/1050-6411(92)90018-e.
 
[6] I. Faria and P. R. Cavanagh, "The Physiology and Biomechanics of Cycling," John Wiley & Sons, 1978, doi: ISBN 10: 0471254908 ISBN 13: 9780471254904.
 
[7] M. Hull and M. Jorge, "A method for biomechanical analysis of bicycle pedalling," Journal of biomechanics, vol. 18, no. 9, pp. 631-644, 1985, doi: https://doi.org/10.1016/0021-9290(85)90019-3.
 
[8] S. Fordham, G. Garbutt, and P. Lopes, "Epidemiology of injuries in adventure racing athletes," British journal of sports medicine, vol. 38, no. 3, pp. 300-303, 2004, doi: https://doi.org/10.1136/bjsm.2002.003350.
 
[9] J. A. Davidson, "Epidemiology and outcome of bicycle injuries presenting to an emergency department in the United Kingdom," European journal of emergency medicine, vol. 12, no. 1, pp. 24-29, 2005, doi: https://doi.org/10.1097/00063110-200502000-00007.
 
[10] B. Clarsen, T. Krosshaug, and R. Bahr, "Overuse injuries in professional road cyclists," The American journal of sports medicine, vol. 38, no. 12, pp. 2494-2501, 2010, doi: https://doi.org/10.1177/0363546510376816.
 
 [11] M. Menard, M. Domalain, A. Decatoire, and P. Lacouture, "Influence of saddle setback on knee joint forces in cycling," Sports Biomechanics, 2018, doi: https://doi.org/10.1080/14763141.2018.1466906.
 
[12] N. A. Turpin and B. Watier, "Cycling biomechanics and its relationship to performance," Applied Sciences, vol. 10, no. 12, p. 4112, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/app10124112.
 
[13] W. Holliday, R. Theo, J. Fisher, and J. Swart, "Cycling: Joint kinematics and muscle activity during differing intensities," Sports biomechanics, vol. 22, no. 5, pp. 660-674, 2023, doi: https://doi.org/10.1080/14763141.2019.1640279.
 
دوره 33، شماره 3 - شماره پیاپی 156
مرداد و شهریور 1403
صفحه 28-37

  • تاریخ دریافت 21 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری 06 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 01 خرداد 1403