DEVELOPMENT OF MECHANICAL MODEL OF OLYMPIC SNATCH FOR BIOMECHANICAL ANALYSIS

Abstract

The purposes of this study were to model the pull phase in snatch and analyze the joint torques. A successful snatch by an elite weightlifter was captured with four high speed cameras. Pre-determined points on the weightlifter and barbell were digitized to calculate the angular kinematics of the joints. Two-dimensional multi-body model was created on the sagittal plane of the weightlifters by using the anthropometric values of the subject on the SimMechanics (ver. 2.7.1) libraries of SIMULINK (Mathworks MA, USA) ver. 7.1. This model was solved by inverse dynamic relations. Then joint forces and torques were calculated during the pull phase. These data are important to understand the mechanical problems in the unsuccessful snatch. Moreover, they are used to examine the reasons of the injuries seen in the weightlifters. Inverse dynamic model and its functions are written on the MATLAB and SIMULINK platform, so they are easily changed and improved.

Keywords

• -

KOPARMA KALDIRIŞININ BİYOMEKANİK ANALİZİ İÇİN MEKANİK MODEL GELİŞTİRİLMESİ.

Abstract

Bu çalışmanın amacı; Olimpik halterde koparma tekniğinin çekiş evresinin mekanik olarak modellenmesi, ters dinamik çözümleme ile eklemlere etkiyen kuvvetlerin ve hareketi sağlayan eklem torklarının hesaplanması ve çekiş evresinin incelenmesidir. Halterciyi temsil eden modelin oluşturulabilmesi için elit bir sporcunun koparma kaldırışı 4 adet yüksek hızlı kamera ile kaydedilmiş ve bu görüntüler sayısallaştırılarak sporcunun çekiş evresindeki eklem kinematikleri elde edilmiştir. SIMULINK (Mathworks MA, USA) sürüm 7.1 üzerinde Sim- Mechanics (ver. 2.7.1) kütüphaneleri kullanılarak sporcunun sagittal düzlemde iki boyutlu mekanik modeli oluşturulmuştur. Model ters dinamik çözümlenmiş ve bu çözümleme sonrasında eklemler üzerinde etki eden kuvvetler ve torklar elde edilmiştir. Eklemlerde oluşan kuvvetlerin ve torkların bilinmesi, başarısız koparma kaldırışlarındaki mekanik problemlerin anlaşılmasında önemli bir yere sahiptir. Ayrıca bu veriler sporcularda yaşanan sakatlıkların anlaşılması ve önlenmesi için yapılacak incelemelerde kullanıma da uygundur. Bu çalışmada oluşturulan model ve fonksiyonları SIMULINK ve MATLAB programları ile tanımlandıkları için kolaylıkla değiştirilebilir ve geliştirilebilirler.

Keywords

• Ters dinamik modelleme, Koparma, Biyomekanik, Simulink, SimMechanic

References

1. Häkkinen K, Kauhanen H, Komi VP. (1984). Biomechanical changes in the Olympic weightlifting technique of the snatch and clean jerk from submaximal to maximal loads. Scandinavian Journal of Sports Sciences, 6, 57-66.
2. Harbili E, Arıtan S. (2005). Koparma Elit haltercilerde koparma tekniğinin karşılaştırmalı biyomekanik analizi. Spor Bilimleri Dergisi, 16(3), 124-134.
3. Harbili E, Arıtan S. (2006). Koparma tekniğinin biyomekanik analizi ve modellenmesi. Spor Bilimleri Dergisi, 17(3), 124-142.
4. Harbili E, Arıtan S. (2007). Halterde artan bar ağırlığının bar kinematiği ve güç çıktısı üzerine etkileri. Spor Bilimleri Dergisi, 18(3), 126-136.
5. Isaka T, Okada J, Funato K. (1996). Kinematic analysis of the barbell during the snatch movement of elite Asian weight lifters. Journal of Applied Biomechanics, 12, 508-516.
6. Nejadian SL, Rostami M. (2007). XXV ISBS Symposium: Mathematical modeling and optimization of snatch lift technique. Ouro Preto, Brazil.
7. Nejadian SL, Rostami M, Towhidkhah F. (2008). Optimization of barbell trajectory during the snatch lift technique by using optimal control theory. American Journal of Applied Sciences. 5 (5), 524-531.
8. Safrushahar Y, Norhaslinda H, Wilson B. (2002). Biomechanical analysis of the snatch during weightlifting competition. 20 . International Symposium on Biomechanics in Sports. Caceres, Extermadura, İspanya.

9. Salaami F, Jamshidi N, Rostami M, Najarian S. (2008). Power enhancement of weightlifters during snatch through reducing torque on joints by particle swarm optimization. American Journal of Applied Sciences. 5 (12), 1670-1675.
10. Shirzad E, Arshi AR, Agah MR. (2005). Mathematical modeling and computer simulation of weightlifting sport phase 1: pull phases in snatch technique. First UAE International Conference on Biological and Medical Physics. Al-Ain, United Arab Emirates, 10.
11. Tümer Aİ. (2005). Dikey sıçramanın üç boyutlu biyomekanik Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Hacettepe Üniversitesi. Sağlık Bilimleri Enstitüsü.
12. Yazıcı Ç. (1997). Halter temel ağırlık çalışmaları ve güç geliştirme, 2 . Basım. Ankara: Ertem Basım Yayın Dağıtım.
13. Winter DA. (1990). Biomechanics and Motor Control of Human Movement, 2 . Basım. John Wiley & Sons, New York.