Barfikste ters ve düz devir hareketlerinin biyomekanik analizi
Biomechanical analysis of forward and backward giant circles on high bar
Yazar: NİHAT ŞÜKRÜ ÖZGÖREN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERDAR ARITAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Spor Bilimleri ve Teknolojisi / Spor Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Spor Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Spor = Sports
Dizin: Barfiks = High bar ; Biyomekanik = Biomechanics ; Jimnastik = Gymnastics ; Kinematik = Kinematic ; Kinetik parametreler = Kinetic parameters ; Spor = Sports ; Sporcular = Sportsmen

Özet:
Bu çalışmanın amacı, barfikste düz ve ters devir hareketlerinin kinematik ve kinetik özelliklerini benzeşim modeli oluşturarak incelemektir. Çalışmaya beş erkek eski milli cimnastikçi gönüllü katılarak barfikste düz ve ters devir hareketleri yapmıştır. Devir hareketleri saniyede 500 kare görüntü kaydedebilen yüksek hızlı kamera ile kaydedilmiştir. Anatomik noktaların görüntü üzerinde belirlenebilmesi için eklemlere yansıtıcı işaretler yerleştirilmiştir. Hareket alanının kalibrasyonu için üzerinde 8 sabit nokta bulunan kalibrasyon düzleminin görüntüsü de her katılımcı için kaydedilmiştir. Kaydedilen görüntülerde yansıtıcı işaretler sayısallaştırılarak noktaların konum verileri elde edilmiştir. Sayısallaştırmadan kaynaklı gürültünün azaltılması için noktaların konum verileri ikinci derece polinomiyel modelin (uygulama genişliği 0.1) ağırlıklı doğrusal en küçük kareler yaklaşımı ile yumuşatılmıştır. Yumuşatılmış konum verileri kullanılarak vücut üyeleri tanımlanmış, üye ve eklemlerin açısal yer değiştirmesi, hızı ve ivmesi hesaplanmıştır. Vücut üyelerinin üç boyutlu geometrisini oluşturmak için katılımcıların üye çevre ve uzunlukları ölçülerek kaydedilmiştir. Çalışmada sporcunun sagittal düzlemde yedi üyeli mekanik modeli tasarlanmıştır. Bu model SIMULINK (sürüm 8.3) programında SimMechanics (sürüm 4.4) kütüphaneleri kullanılarak oluşturulmuştur. Görüntü üzerinden belirlenen üye ve eklem kinematiği modelde girdi olarak yer almıştır. Benzeşim sistemi ters dinamik yöntemle çözülerek eklem momentleri hesaplanmıştır. Ters ve düz devir hareketlerinin kinematik ve kinetik özellikleri karşılaştırılarak incelenmiştir. Ters devir hareketinde vücut kütle merkezinin açısal hızının düz devirdekinden az olduğu, bu nedenle düz devir hareketinin daha hızlı tamamlandığı ortaya çıkmıştır. Devir hareketlerinde en büyük momentin, kalça ve omuz eklemlerindeki açısal harekete bağlı olarak hareketlerin yaklaşma evresinde el bileğine etki ettiği bulunmuştur.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the kinematic and kinetic characteristics of backward and forward giant circle on high bar by developing a simulation model.  Five former national gymnasts were voluntarily included in this study as subjects by performing backward and forward giant circles on high bar. The performances were recorded by using a high speed camera, operating at a speed of 500 frames per second. In order to identify body segments on the images, reflective markers were placed on each joint of interest. Prior to subjects performing giant circles, a calibration structure comprising 8 calibration points placed in known locations was video recorded for each subject. Displacement of the points were obtained by digitizing the recorded video images.  Digitized data was smoothed by local regression using weighted linear least squares and a 2nd degree polynomial model. The span of the method was set to 0.1. Body segments were defined from smoothed displacement data of the points. Joint and segment angles, angular velocities and angular accelerations were calculated. In order to create body geometry, segment lengths and segment circumferences of the subjects were measured. In the study, a seven segment mechanical model of a gymnast was designed on sagittal plane. This model was built using SimMechanics (version 4.4) libraries in SIMULINK  (version 8.3). The model was driven using kinematics of the joints. Joint torques were calculated from the simulation model using the method of inverse dynamics. Kinetic and kinematic characteristis of backward and forward giant circles were interpreted by comparing each other. It is found that, since the angular velocity of the body's center of mass is lower during forward giant circle than it is during backward giant circle, backward giant circle is completed faster. The greatest torques were achieved in wrist joint depending on the angular motion of hip and shoulder joints at the third phase of the movement where the position of the gymnast's center of mass is closest to the bar.