How klapskate hinge position affects push-off mechanics in speed skating

(Wie die Scharnierposition des Klappschlittschuhs die Abdruckmechanik im Eisschnelllauf beeinflusst)

Als Arbeitshypothese der Untersuchung wurde vertreten, dass die mit Klappschlittschuhen im Vergleich zu den konventionellen Schlittschuhen erreichten besseren sportlichen Leistungen auf den Unterschied in der vorderen/hinteren Position des Rotationsschwerpunktes des Fußes in Relation zur Eisoberfläche zu suchen ist. Deshalb wurden die Auswirkungen veränderter Positionen des Rotationsschwerpunktes auf die Abdruckmechanik im Eisschnellauf untersucht. Acht Hochleistungseisschnellläufer absolvierten jeweils vier 2000-m-Läufe auf Messschlittschuhen bei vorgegebener Geschwindigkeit. Bei jedem der Läufe wurde die Scharnierposition am Schlittschuh verändert. Sie befand sich zwischen dem 5. Mittelfuß-Zehengelenk und den Fußspitzen. Es wurden dreidimensionale kinematische Analysen durchgeführt und die Abdruckkräfte gemessen, um die Abdruckkinetik und -kinematik zu untersuchen. Die Verschiebung des Scharniers von der vordersten Position zu weiter nach hinten liegenden Positionen führte dazu, dass die Fußrotation verzögert begann und dass eine längere Abdruckdauer festgestellt wurde. Die Verzögerung passierte zusammen mit einer vergrößerten Winkelveränderung und höheren Maximalgeschwindigkeiten des Knie- und des Hüftgelenks, und sie führte zu einer Verminderung der vom Kniegelenk generierten Arbeit. Die Gesamtarbeit pro Bewegungszyklus war bei den unterschiedlichen Scharnierpositionen ähnlich. Es wurde geschlussfolgert, dass die Veränderung der Scharnierposition das Timing der Fußrotation beeinflusst und damit auch das ausgewogene Muster der segmentalen Rotationen. Obwohl es mit dieser Untersuchung nicht nachgewiesen werden konnte, wurde gezeigt, dass diese Beschränkung die pro Bewegungszyklus geleistete Arbeit negativ beeinflussen kann und damit als Erklärung für die Unterschiede zwischen den Klappschlittschuhen und den konventionellen Schlittschuhen dienen könnte. In speed skating, the conventional skate has been replaced by the klapskate, in which the shoe can rotate around a hinge between shoe and blade. It has been hypothesized that the improved performance with klapskates vs. conventional skates can be attributed to the difference in the anterior/posterior position of the foot`s center of rotation relative to the ice. This study investigated the effect of the position of the foot`s center of rotation on push-off mechanics in speed skating. Eight elite speed skaters skated four 2000-m trials on instrumented klapskates at a fixed velocity. In each trial the hinge was placed at a different position between the 5th metatarso-phalangeal joint and the tip of the toes. 3-D kinematics and pushoff forces were measured to analyze push-off kinematics and kinetics. Shifting the hinge from the most posterior to the more anterior positions resulted in a delayed onset of foot rotation and longer duration of push-off. This delay coincided with an increase in angular displacement and peak angular velocity of the knee and hip joint, an increase in the flexing knee joint moment at the end of the push-off, and a reduction in work generated at the knee joint. Total work per stroke was similar for the various hinge positions. Besides the similar work per stroke, the observed effects are in accordance with the differences between klapskating and conventional skating. It was concluded that the position of the foot`s center of rotation affects the timing of foot rotation, and therefore the balanced pattern of segmental rotations. Although it could not be proven in this study, it was shown that this constraint could affect work
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Bibliographische Detailangaben
Schlagworte:
Notationen:Ausdauersportarten
Veröffentlicht in:Journal of Applied Biomechanics
Sprache:Englisch
Veröffentlicht: 2002
Online-Zugang:https://doi.org/10.1123/jab.18.4.292
Jahrgang:18
Heft:4
Seiten:292-305
Dokumentenarten:Artikel
Level:hoch