Your Comments   Your suggestions     search        home                                                                     

 

 

 

بيومكانيك

 

مفهوم بیومکانیک

بيومكانيك واژه‌اي مركب از bio به معني: (زيست و زندگاني) و mechanic به معني: (افزارگر) يا كاركننده يا ابزار يا به عبارتي تعميركار است كه به معني: (توان‌مندي بدني در جهت نشان دادن هستي چيزهاست.) يا به عبارتي «بيومكانيك» واژه‌اي مركب، تشكيل يافته از دو كلمة: (بيو) به معني: طبيعت و )مكانيك( به معني: عمل و كاركرد يك ماشين است. اين واژه در جمع به معني )طبيعت عمل( است.
می توان بيومكانيك را از دیدگاه هنری نوعي «رياضت و زيبايي‌شناسي فيزيكي» دانست كه سعي دارد تا به طبيعت عمل يا در واقع همان «ريشة چيزها» دست يابد. بيومكانيك يعني عمل نهفته و خلاصه‌شده برگرفته از هستي «چيزها». هر پديده‌اي در هستي، يك «چيز» محسوب مي‌شود؛ پس مي‌توان به كمك تلاشي رياضت‌گونه و بدني «چيستي» يا «ماهيت» آن را متجلي كرد. بيومكانيك اعمالي است؛ خلاصه‌شده و در نهايت دقت و كنترل كه هدفش «انتقال معني يك احساس» يا «بيان احساسي نهفته در صحنه» است
تقريباً در اوايل دههُ 70 ميلادی، جامعهُ بين المللی واژه "بيو مکانيک" را برای دانش مطالعه سيستم های حياتی از ديد مکانيکی انتخاب نمود. بيو مکانيک از ابزار مکانيک برای مطالعات آناتوميکی و بررسی کارکرد اندام حياتی استفاده می کند. اين علم طيف گسترده ای را از مطالعه تئوری تا کاربردهای عملی می پوشاند.
مطالعه کامل مکانيک شامل دو موضوع اساسی می باشد: استاتيک، که مطالعه اجسامی است که، در اثر نيرويی که بر آن ها ااعمال می شود، در حال سکوني يا وضعيت تعادل باقی می‌مانند و ديناميک، که مطالعه اجسام متحرک است. ديناميک را به نوبه خود می توان به زير گروه های سينماتيک و سينتيک تقسيم بندی نمود. سينماتيک را می توان علم حرکت ناميد، زيرا ااين علم، در مورد روابطی بحث می کند که مابين جابجايی ها، سرعت ها و شتاب ها در حرکت انتقالی و دورانی وجود دارند. اين علم با نيروهای درگير کاری ندارد بلکه فقط به توصيف حرکت ناشی از آن ها می پردازد. سينتيک در مورد اجسام متحرک و نيروهايی بحث می کند که عمل می نمايند تا ايجاد حرکت کنند . برای روشن شدن اين مطلب که مطالب مکانيکی فوق را چگونه در مورد بيومکانيک به کار می بريم، می توان به مورد زير اشاره کرد:
Dillman (1971)، سينماتيک و سينتيک حرکت تاب خوردن پا را در طول دويدن، مطالعه کرد. در حالی که، plangenthoef (1968)روش مطالعه ديناميک را با استفاده از يک کامپيوتر پيشنهاد نمود.
در رابطه با تکنیکها ومهارتهای ورزشی ، بیو مکانیک باین شرح تعریف می شود:
بیو مکانیک علمی است که با بکارگیری قوانین فیزیک و مکانیک در حرکات ورزشی و فعالیت های روزمره انسان تجزیه و تحلیل عمل و عکس العمل نیروهای داخل و خارجی وتاثیرات نهایی این نیروها بر بدن انسان صحبت می کند.

تاریخچه بیومکانیک

با وجود آنکه بيومکانيک از لحاظ انجمن های رسمی بين المللی دانش نوينی به حساب می آيد اما تاريخچه پيدايش و ادامه حيات آن چيز ديگری را نشان می دهد:
در بررسی هايی که در مطالعات ارسطو در قرن 14 پيش از ميلاد صورت گرفته است، مشخص شده که وی قصد داشته تا با استفاده از تحليل های هندسی، کارکرد ماهیچه ها را در توليد حرکت حيوانات توصيف کند.
حدود 2000 سال بعد، لئوناردو داوينچی (1519-1425 بعد از ميلاد) در نقاشی های آناتوميکی معروفش، مکانيک ايستادن، راه رفتن و پريدن را تشريح کرد و گاليله(1643-1564بعد از ميلاد) حدود صد سال بعد اولين تلاش ها را برای آناليز رياضی کارکردهای فيزیولوژيکی انجام داد. به خاطر تلاش های پيشگامانه
william Harvey
(1657-1578 بعد از ميلاد) در تعريف آناتوميکی سيرکولاسيون خون در بدن، او را پدر مكانيك سيالات زيستي(
biofluid) مدرن مي دانند. Alfonso Borelli را نيز به خاطر فعاليت های گسترده اش در زمينه تفسير و توضيح نيروهايی که توسط ماهيچه توليد می شود، نقش استخوان ها به عنوان محور و ارتباط تنگاتنگ سيستم استخوانی با ماهيچه ها، پدر مکانيک جامدات زيستی (biosolid) قلمداد می کنند.
از اولين متوني كه به بررسي كمي بيومكانيك راه رفتن و آناليز گيت (
gait) مي پرداخت، مي توان به كتابDe Muto Animalum نوشتۀ Borelli اشاره كرد. وي شاگرد گاليله بود و در كارهايش از نتايجي كه گاليله در مطالعات خود به دست آورده بود براي پيشبرد اهدافش در زمينه مطالعه بيومكانيك استفاده نمود.
كارهاي اين پيشگامان در زمينه بيومكانيك توسط افراد بزرگي نظير
Isaac Newoton(1727-1642بعد از ميلاد)
،
Danie Bernoulli(1782-1700بعداز ميلاد)، Poiseuille Jean.L.M(1869-1799بعد از ميلاد)
،
Thomas Young(1829-1773بعد از ميلاد) وبسياري ديگر پيگيري شد. بررسي تمام فعاليت ها و اقدامات اين افراد در زمينه بيومكانيك نياز به فضايي بسيار زياد براي توضيح دارد كه در اين بحث نمي گنجد.

شاخه هاي بيومكانيك

آنتروپومتري

آنتروپومتري Anthropometery كلمه اي يوناني است كه از دو واژه Anthropo به معني انسان و metery به معني سنجش ، تشكيل شده است .

بطور كلي اندازه گيري ابعاد بدن در دو وضعيــت صورت مي گيرد:

1- وضعيت ساكن

2- وضعيت متحرك

دروضعيت ثابت اندازه گيري بدن در حالتي صورت ميگيرد كه بدن هيچ حركتي نداشته باشد واين اندازه گيري را اصطلاحا آنتروپومتري استاتيك ميگويند. در وضعيت متحرك اندازه گيري ابعاد بدن در حالتي كه بدن در حالت حركت ميباشد ، صورت خواهد گرفت . اين اندازه گيري نيز آنتروپومتري ديناميك گفته ميشود. بطور كلي آنتروپومتري شامل اندازه گيري اندازه هاي مختلفي از طول بدن ، وزن ، و حجم اندامها . فضاي حركتي و زواياي حركتي هر يك از اندازه ها بوده و در نهايت تهيه آمار و اطلاعات منتج از آن در تعيين شكل و اندازه ابزار و وسايلي است كه در محيط كار مورد استفاده اين افراد قرار ميگيرد .

 

آنتروپومتري در دو زمينه كاربرد دارد:

1. براي تطبيق و تناسب ماشين با انسان در جهت راحتي و افزايش راندمان كاربر
      2. جهت استانداردسازي وسايل وتجهيزات مورد استفاده براي يك فرديا كل جامعه
در اين زمينه علاوه بر ابعاد بدن ، نوع وسايل و تجهيزات مورد استفاده . جنس ، ميزان تحمل نيرو و فشار و ساير فاكتورها ي مربوطه به انسان از قبيل سن ، جنس ، نژاد ، ساختار بدني (ورزشكار ، چاق . لاغر ) نوع شغل ، رژيم غذايي ، وضعيت سلامتي ، وضعيت بدن
Posture ، زمان (ابتداي روز .،پايان روز )، تغييرات ارادي (مثل منقبض كردن عضله) لباس و تجهيزات فردي مورد توجه قرار ميگيرد . كه البته مهمترين آنها سن ، جنس و تفاوتهاي نژادي ميباشد .

 

 

 

ارگنومي

ارگونومی (به: Ergonomics)، به کاربردن اطلاعات علمی درباره انسان در طراحی اشیاء، نظام‌ها و محیط‌های مورد استفاده انسان می‌باشد]

ارگونومی دانشی چند رشته‌ای (Multi Disciplinary) است که اطلاعات مربوط به ظرفیتهای هر انسان (توانایی ها، محدودیت‌ها و ظرفیتهای فیزیکی و روانی) را گردآوری کرده و آنها را درطراحی مشاغل (کار)، محصولات، سیستم‌های در ارتباط با انسان، مکانهای کار و تجهیزات با هدف پیشگیری ازبروز مسایل و مشکلات، و آسیب‌های مربوط به سلامتی و بهبود و بهینه سازی کارائی، بهره وری و کیفیت بکار می‌برد.

ارگونومی به‌عنوان رشته‌ای از علوم که با بدست آوردن بهترین ارتباط میان کارگران و محیط کاری شان، مرتبط است تعریف می‌شود. ارگونومی با ارزیابی قابلیتها و محدودیتهای انسان (بیومکانیک و آنتروپومتری)، استرسهای کاری و محیطی (فیزیولوژی کار و روانشناسی صنعتی)، نیروهای استاتیک و دینامیک روی بدن انسان (بیومکانیک)، احتیاط (روانشناسی صنعتی)، خستگی (فیزیولوژی کار و روانشناسی صنعتی)، طراحی و آموزش و طراحی ایستگاه کاری و ابزارها (آنتروپومتری و مهندسی)، سر و کار دارد. بنابراین ارگونومی از خیلی از علوم و مهندسی تشکیل یافته است شاید بهترین و خلاصه‌ترین تعریف برای ارگونومی "علم تطابق انسان و محیط کار(ماشین و...)" باشد

نتایج بکارگیری ارگونومی

موارد زیر تعدادی از نتایج بکارگیری اصول ارگونومی در محل کاراست.

·         درک تاثیر مخصوص نوع کار روی جسم کارکنان و کارایی شغلی شان

·         پیش بینی پتانسیل اثرات طولانی مدت (یا تجمعی) کار روی جسم کارکنان

·         ارزیابی تناسب محل کار و ابزارها برای کارگران جهت انجام کار

·         بهبود بهره وری و آسایش کارگران توسط (تطبیق کار برای شخص) یا تطبیق شخص برای کار نتایج این قبیل

·         تلاشها دستیابی به بهترین هماهنگی میان قابلیتهای کارگر و نیازمندیهای شغل است.

.

توانبخشی

در علوم بهداشتی، توانبخشی/ بازتوانی (به انگلیسی: Rehabilitation) فرآیندی است که در آن به فرد توانخواه کمک می‌شود تا توانایی از دست رفته خود پس از یک واقعه، بیماری یا آسیب را که منجر به محدودیت عملکردی وی شده است مجدداً به دست آورد [1]. توانبخشی حوزه علمی بسیار وسیعی در مجموعه خدمات بهداشتی و درمانی محسوب می گردد و به افراد کمک می‌کند تا پس از ابتلا به مشکلاتی نظیر سکته، ضایعات نخاعی، جراحی‌های ارتوپدی، ضربه مغزی، سوختگی، کم شنوایی، اختلال پردازش مرکزی شنوایی، مشکلات تعادل و غیره، تا حد امکان بر مشکل خود غلبه نموده و استقلال عملکردی قبلی را باز یابد.

[ویرایش] اصول توانبخشی

تَوانبَخشی به معنای بازتوانی و بازگرداندن توانایی‌های یک فرد به حالت حداکثر استقلال اطلاق می‌گردد. در توانبخشی بر خلاف پزشکی هیچگونه دارویی تجویز نمی‌شود و روند بازیافتن تواناییها تدریجی است.

شاخه‌های توانبخشی

با توجه به آن که توانبخشی بیشتر در مورد کودکان و بزرگسالانی کاربرد دارد که از نظر توانایی‌های جسمی ذهنی و یا گفتاری دچار مشکل می‌باشند رشته‌های دخیل در این فرایندها را شاخه‌ها یا اعضای تیم توانبخشی می‌دانند.این رشته‌ها (به ترتیب حروف الفبا) عبارتند از:

 

 

بیومکانیک استخوان وصدمات استخوانی

بیومکانیک بافت نرم

انتقال حرارت در سیستم های حیاتی

انتقال جرم در سیستم های حیاتی

ارتز و پروتز

ارتز[۱] به وسیله‌ای گفته می‌شود که به عملکرد اندام یا عضو کمک می‌کند. در برخی موارد استفاده از ارتز سبب بهبود عملکرد و یا کاهش درد شده از پیشرفت بدشکلی[۲] در اندام جلوگیری می‌کند. ارتزها ممکن است از جنس‌های مختلفی مانند چرم، پلاستیک، فلز و یا ترکیبی از مواد مختلف به صورت پیش ساخته یا مخصوص هر فرد و متناسب با اندام هر فرد ساخته شوند. نمونه‌هایی از ارتز عبارتند از: عینک، کمربند طبی، کفش طبی، ارتز میلواکی[۳] برای اصلاح کجی و انحراف ستون فقرات، ارتز بلند[۴] پا برای افراد مبتلا به فلج اطفال، اسپیلنت[۵]های مختلف پا و دست و ...

بیورباتیک

مهندسی ورزش

پيشرفته ترين تكنولوژي هاي روز مهندسي پزشكي ، مكانيك، ساخت و توليد، پليمر، بيومكانيك، شيمي و .... در طراحي و بهينه سازي ابزار و تجهيزات ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند.

طرحهاي جديد در ابزار ورزشي، جهت پاسخگويي به نيازهاي بازاريابي نبوده بلكه بدنبال اعمال دست آوردهاي علوم و فنون مختلف مهندسي در تصحيح و بهينه سازي و افزايش بازدهي تجهيزات مي باشند.

مهندسي ورزش تخصصي است كه در آن طراحي عناصر ، فضاها و اماكن ورزشي از قبيل كف پوشها، فضا، نور و صداگيري و..... از يك سو و شناسايي نكات مهم در تحليل و طراحي ابزار جديد،‌ از سوي ديگر مورد توجه قرار مي گيرد. تجهيزات ورزشي غالباً جزيي از بدن انسان تلقي مي شوند. مهندسي پزشكي ، فيزيك مكانيك، تكنولوژي ساخت و توليد، دانش شيمي و پليمري و .. همگي در يك مجموعه و به منظور ساخت ابزار بهتر مورد بهره برداري قرار مي گيرند.

ورزش به عنوان مجموعه اي خاص از حركات مهارتي انساني است. پيشرفته ترين ابزارهاي سنجشي و تصحيحي، يعني سيستم هاي تحليل حركت، در اصل سينماتيك بدن ورزشكار را شناسايي مي نمايند و بدنبال آن تبادلات نيرويي نيز از طريق سكوهاي نيرويي مورد ارزيابي قرار گرفته تا تواماً توصيف ديناميك حركت را در اختيار متخصصين بيومكانيك و بيوديناميك ورزش قرار دهند. در اين راستا نه تنها اطلاعات دقيق تربيت بدني بلكه دانش كامل اصول فني و مهندسي نيز لازم خواهند بود تا بتوان توصيف دقيق ، علمي ، فني و مهندسي براي حركت موردنظر ارائه داد.

در نهايت مي توان اقدام تصحيح حركت ورزشكار، كار بر روي تكنيك و بهينه سازي حركتي را انجام داد.

کاربرد ربات ها در پزشکی

آشنایی با دانش روباتیک و کابرد آن در پزشکی

کاربرد روبات‌ها در امداد و نجات

معرفی دستگاه‌های جراحی روباتیک

استفاده از روبات در آموزش پزشکی و آموزش روبات به

بیومکانیک در زمینه های مختلف

بیو مکانیک در پزشکی

بیومکانیک به استفاده از مکانیک کلاسیک در زمینه های مهندسی پزشکی و بررسی حرکت تغییرات مواد جریان های درون بدن و طرح آنها و انتقال مواد شیمیایی در محیط می پردازد
پیشرفت در این شاخه به ساخت قلب مصنوعی ، دریچه های قلب ، مفاصل مصنوعی درک بهتر از عملیات و کارکرد قلب ، ریه ، شریان ها ،مویرگ ها ،استخوان ها ،غضروف ها ،تاندون ها، دیسکهای بین مهره ای و پیوندهای سیستم اسکلتی-عضلانی بدن شده است.

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(1).jpg

 

 

 

 

 

بیومکانیک در ورزش

 

 

 

راه رفتن بيومكانيك

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(2).jpg

مطالعه سینماتیک راه رفتن انسان به کوشش ناظر متخصص و با تجربه و به کمک ابزارهای تحلیل حرکت ،بیومکانیک راه رفتن نامیده می شود . تحلیل حرکت های بدن، فعالیت های ماهیچه ای و خصوصیات مکنیکی بدن در حین راه رفتن زیر مجموعه های این مبحث دانسته می شوند .
ابزاری که امروزه درخدمت ورزش است لزوما برای بیومکانیک ورزش ساخته و پرداخته نشده است. از این ابزارها در اصل در بیمارستان ها و کلینیک ها ( مثلا در آنا لیز راه رفتن معلولان و بیماران ) استفاده می شود.
توپ

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(3).jpg

تولید غیر استاندارد ابزار نه تنها با عملکرد غیر استاندارد آن ابزار همراه است بلکه غالبا صدمات و جراحاتی نیز در پی می آورد. بهره برداری نامناسب از فناوری های موجود جهانی در شاخت توپ فوتبال یکی از نمونه های ملموس این کمبود است.
در برخی از تولیدات تغییر شکل توپ بدون محاسبه است زیرا از علم و فناوری کافی در تولید این محصول استفاده نمی شود .
عواملی مانند جنس نخ توپ نوع لایه های داخلی و خارجی و ابعاد و وزن توپ در بهبود کارایی آن مو ثرند. شناسایی این عوامل و درک تاثیر هر یک از آنها از نظر فنی و مهندسی در عملکرد صحیح این ابزار دارای اهمیت است.
تنیس
بخش های مختلف هر ضربه با اصول بیو مکانیک ارتباط دارند بگونه ای که به درک بهتر نحوه آماده شدن برای حرکات سوئینگ به عقب، سوئینگ به جلو، تماس و فالو تروو کمک می کند .
_آمادگی و سوئینگ (تاب) به عقب
_آمادگی و سوئینگ (تاب) رو به عقب (حرکت رو به توپ)
_آمادگی و سوئینگ (تاب) رو به جلو
_لحظه تماس
_ ادامه حرکت راکت فالو تروو
برخی از مهمترین کاربردهای بیومکانیک در تنیس :
_از اصول بیو مکانیک برای درک بهتر تکنیک های موثر و تشخیص اشکالات و تصحیح آنها استفاده کنید.
_ در تنیس تعادل در حرکت ضروری است . بازیکن باید بیاموزد که سر و بالاتنه باید در هنگام زدن ضربه ثابت باشد .
_آغاز همه ضربه ها با خم کردن زانوان و وارد آوردن فشار به زمین همراه است بنابراین بازیکن باید بیاموزد که زانوان خود را به نحو موثری خم کند .
_برای افزایش قدرت ضربات زمینی، در طی آماده شده برای زدن ضربه ، آرنج ها باید نزدیک بدن باقی بمانند .
_به منظور حداکثر ساختن قدرت، بهبود کنترل، به تاخیر انداختن بروز خستگی و جلوگیری از بروز آسیب، بازیکن باید به استفاده موثر از زنجیره هماهنگی توجه داشته باشد و ...
چرخه دو

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(4).jpg

دو چرخه ابزار پیشرفته مکانیکی است که که اجزای آن پس از تجزیه و تحلیل متخصصان طراحی و ساخته می شود.تغییرات شکل کلاه دوچرخه سواران در چند دهه گذشته یکی از نمونه های شاخص کاربرد علوم فنی و مهندسی در ورزش است.تغییرات در طراحی این کلاه ها نتیجه بررسی مستمر در دو زمینه ی ایمن بودن و شکل آیرودینامیکیشان است . در طراحی و ساخت کلاه دو چرخه سوار عواملی مانند وزن ابعاد جنس و يژگى های ایرو دینامیکی کلاه در نظر گرفته می شود. به همین ترتیب کو چکترین اجزای این وسیله ی پیچیده همواره در دست تغییر و باز نگریست .
شنا

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(5).jpg

در رقابت های بین المللی شنا اختلاف زمان یک دهم ثانیه هم می تواند مشخص کننده تمایز نفرات اول و هشتم باشد . همچنین بر اساس پژوهش های به عمل آمده بهترین شناگران کسانی اند که استارت های کار آمد تری در شروع مسابقه دارند . هدف اصلی تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته است مشخص کردن کارآمدترین استارت از میان استارت های مورد نظر است تا شناگر بتواند با استفاده از استارت بهینه زمان کمتری صرف کند و رکورد بهتری به ثبت رسند. در استارت های چنگی و تکنیک چنگی داخل دارای زمان بهتری نسبت به چنگی خارج( در حدود02/0 ثانیه) است . این برتری به علت زمان کمتر سکو در تکنیک چنگی داخل (در حدود 09/0 ثانیه) نسبت به چنگی خارج است و تکنیک چنگی خارج دارای برتری زمانی 01/0 ثانیه برای پرواز و 06/0 ثانیه برای سرخوردن نسبت به چنگی داخل است.
در مجموع تکنیک چنگی داخل به اندازه ی 02/0 ثانیه بهتر از چنگی خارج عمل می کند .
وزنه برداری

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(6).jpg

بیومکانیک با در نظر گرفتن آناتومی بدن و محل اتصال بین عضلات، به محاسبه نیروهای وارد بر عضلات در دو حالت استاتیک و دینامیک پرداخته و بدین وسیله ضریب ایمنی، حد تحمل و توان عضلات ورزشکاران را مورد بررسی قرار می دهد. این در حالی است که می-تواند از خسارات ناشی از اعمال نیروی زیاد و غیر مجاز نیز جلوگیری کند.
به گزارش پورتال علمی تخصصی دانش پژوهان ورزش که نیروهای وارده بر عضلات بایسپس و ترایسپس را در حرکت یک ضرب و دو ضرب ورزشکاران رشته وزنه برداری مورد بررسی قرار دادند. در این تحلیل دو بعدی، پارامترهای سینماتیکی یک طرفه اندام تحتانی در 5 فاز حرکت 1) شروع حرکت (وزنه روی زمین) 2) کشیدن وزنه 3) وزنه در ناحیه سر 4) پائین آوردن لحظه ای وزنه 5) بالا رفتن و ارتفاع گرفتن وزنه، از سه مارکر مشخص در مرکز مفاصل مچ، آرنج و شانه استفاده و سپس تصویربرداری در صفحه فرونتال انجام شد. با استفاده از تغییر مختصات مارکرها، اطلاعاتی در مورد سرعت و شتاب نشانگرها، طول عضو و زاویه قرارگیری آن در لحظات مورد نیاز و سرعت و شتاب زاویه ای عضو بدست آمد. سپس با استفاده از پارامترهای موجود و مقادیر استخراج شده از جدول آنتروپومتری، نیروها و گشتاورهای وارد بر عضلات محسابه شد. نتایج تحقیق پژوهشگران نشان داد که مقادیر نیرو در حالت استاتیک بسیار بیشتر از حالت دینامیک و نیروی عضله بایسپس بیشتر از ترایسپس بود. این امر نشان دهنده بیشتر بودن ریسک خطر در عضله ترایسپس ورزشکاران رشته وزنه برداری می باشد. ضمن اینکه بیشترین نیروی اعمالی به عضله بایسپس در حالت دینامیک طی فاز چهارم و مرحله ای که وزنه به سمت پائین حرکت می-کند می باشد.
تجهيزات تست هاي بيومكانيكي عبارتند از:
۱- صفحه نيروسنج (
Force Plate )
۲- سيستم آناليز حركت (
Motion Analysis )
۳- دستگاه الكترومايوگرافي (
EMG )

سيستم تحليل حركت:

اين سيستم برای اندازه گيری اطلاعات سينماتيکی حرکت به کار می رود. اين اطلاعات شامل جابه جايی، سرعت و شتاب های خطی و زاويه ای می شود. سيستم يادشده دارای دو بخش نرم افزاری و سخت افزاری است. بخش سخت افزاری دربرگيرندة فريم کاليبراسيون، دوربين ها و نشانگرها (markers ) است.
با استفاده از اين سيستم می توان حرکت را در دو بعد (با استفاده از يک دوربين) يا سه بعد (با استفاده از دو دوربين يا بيش تر) تجزيه و تحليل کرد. گفتنی است که دوربين های آناليز حرکت دارای قابليت تصويربرداری تا نرخ 1000 هرتز (1000 فريم در ثانيه) هستند.
مراحل کار با سيستم های ساخت کارخانجات مختلف، متفاوت است ولی به طور کلی مراحل کار در آزمون آناليز حرکت از قرار زير است:
پس از تنظيم مکان دوربين ها، نخستين مرحله در تست آناليز حرکت، مرحلة کاليبراسيون است. در اين مرحله، از فريم کاليبراسيون (شکل زير) تصويربرداری صورت می گيرد و به اين وسيله، مشخصات مکانِ آزمون تعيين می شود.

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(7).jpg

پس از اين مرحله، بر روی مفاصل مورد نظر نشانگر نصب می شود. جايگزينی مکان دقيق نشانگر، مستلزم کسب تجربه است.

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(8).jpg

پس از قرارگيری نشانگرها بر روی مفاصل، از حرکت ورزشکار با دوربين هايی با سرعت بالا فيلمبرداری می شود. سپس بر روی تصاوير فرآيندهای ويدئويی صورت می گيرد و تصاوير نهايی به نرم افزار تحليل حرکت وارد می شوند. اين نرم افزار با دنبال کردن نشانگرها، اطلاعات سينماتيک حرکت را استخراج می کند.

سکوی نيرو:

سکوی نيرو تعامل نيرويی فرد با زمين را اندازه گيری و ثبت می کند.

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(9).jpg

اين دستگاه با توجه به نيروهاي اعمالي بر صفحه آن، نيرو را به سه راستاي عمود بر هم Fx، Fy و Fz ، تجزيه مي‌کند. علاوه بر اين سه خروجي، به كمك نرم‌افزار مي‌توان مقادير زير را نيز اندازه‌گيري کرد:
- گشتاورها در حول محورهای
Z,Y,X
- مراكز فشار
ax و ay
- ضرايب اصطكاك
دستگاه الکترومايوگرافی (
EMG ):
اين دستگاه فعاليت الکتريکی عضلات را اندازه گيری و ثبت می کند.

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(10).jpg

الکترودهای اين دستگاه بر دو نوع سوزنی و سطحی می باشند. تصوير اين دو نوع الکترود در زير آمده است:

Description: http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/03/2923%20(11).jpg

فعاليت های ماهيچه ای در حين انجام حرکات ورزشی توسط اين دستگاه قابل اندازه گيری هستند. اين دستگاه ها غالباً دارای 4 يا 8 کانال اندازه گيری می باشند.

 

 

تحليل حركت انسان مهندسي ورزش

طراحي و ساخت ارتز ها و پرونزها

بررسي جريان سيالات در بدن و دستگاه ها

انتقال عناصر شيميايي از غشا و واسطه هاي بيولوژيكي و مصنوعي

بيو رباتيك و جراحي روبوتيك و كاربرد حس لامسه مهندسي قلب و عروق

ارگونومي (مهندسي فاكتورهاي انساني)

مهمترين نرم افزار

ADAMS

Ansys نرم افزاري براي تحليل مهندسي فطعات در تحليل هاي ديناميكي

Cad نرم افزار طراحي d2 d3

Gambit

Master cam

Fluent (نرم افزار تحليل و بررسي حركت سيالات)

Matlab (نرم افزاري براي نوشتن برنامه ومحاسبات رياضي در مهندسي)

Mathcad

Working model

 

 

 

 

 

Bachelor's Degree (BS:BME)

An interdisciplinary major, Bachelor of Science: Biomechanical Engineering, integrates biology and clinical medicine with engineering mechanics and design. Research and teaching in the Biomechanical Engineering Group are primarily focused on neuromuscular, musculoskeletal, cardiovascular, and cell and tissue biomechanics. Research in other areas such as hearing, vision, biomaterials, biosensors, and imaging informatics are also conducted in collaboration with associated faculty in medicine, biology and engineering. This degree introduces fundamental biological and biophysical principals while developing strengths in traditional mechanical engineering areas.

The Biomechanical Engineering major provides a fundamental understanding of mechanics in fields of biology and medicine. However, it is not normally recommended as a terminal degree. This major is well suited for those interested in future graduate studies in bioengineering, medicine or related areas. The course of study allows students to satisfy many premedical, pre-dental, or pre-paramedical fields.

For information on declaring Biomechanical Engineering, please visit
here.

Master's Degree (MSE:BME or MSME)

Students interested in graduate studies in biomechanical engineering can choose one of the programs below, both of which are 45-unit courses of study.

1.     Master of Science in Mechanical Engineering (MSME)
Students who apply and are admitted to the M.S. in Mechanical Engineering program can elect to take biomechanical engineering courses as part of their requirements. These courses are usually applied towards the student’s engineering breadth or technical electives.

2.     Master of Science in Engineering: Biomechanical Engineering (MSE:BME)
The MSE:BME program has a math and engineering depth requirement similar to the MSME degree.However, this program allows students more flexibility in taking courses in the life sciences and generally emphasizes a more interdisciplinary curriculum. The admission requirements for this degree are the same as for the MSME degree with the exception that students are also expected to have introductory undergraduate biology. If admitted to this degree program, those lacking a biology background will be required to make-up the deficiency.

For information on applying to either MS program, please see the Mechanical Engineering Department. For information on co-terming, please visit here.

Engineer Degree (Engineer)

The Engineer degree represents an additional year of study beyond the master's degree and includes a research thesis. The program is designed for students who wish to do professional engineering work upon graduation and who want to engage in more specialized study than is afforded by the master's degree alone. Admission standards are substantially the same as indicated under the master's degree. However, since thesis supervision is required and the availability of thesis supervisors is limited, admission is not granted until the student has personally engaged a faculty member to supervise a research project.

Doctor of Philosophy Degree (Ph.D.)

Students in biomechanical engineering receive their Ph.D. degrees in Mechanical Engineering. Students may enter the Ph.D. program from either master's degree path (Biomechanical Engineering or Mechanical Engineering). The Ph.D. qualifying examinations are flexible enough to accommodate students with any master's degree preparation. Students can also apply with master's degrees from other universities, but arrangements for an advisor should made first. For information on applying, please see the Mechanical Engineering Department. In extraordinary circumstances, a student may design an interdisciplinary Ph.D. degree to be pursued through the Graduate Special Program. Recent Ph.D. dissertations reflect the areas in which Ph.D. research has been focused.

Combined Ph.D./M.D. Degree

Students interested in a career oriented towards biomechanical research and clinical medicine can pursue the combined Ph.D./M.D. degree program.

The Ph.D. degree is administered by the Department of Mechanical Engineering of the School of Engineering. To be formally admitted as a Ph.D. degree candidate in this combined degree program, the student must apply through normal departmental channels and must have earned an M.S. in Mechanical Engineering, or an M.S. in Biomechanical Engineering, or a comparable master's degree. Students must pass the Department of Mechanical Engineering Ph.D. qualifying examination and pursue a doctoral thesis in a biomechanical engineering area.

The M.D. degree is administered by the School of Medicine. Students must apply separately through regular channels for admission to the M.D. program. For further information on the M.D. program, consult the School of Medicine bulletin.