طراحی، ساخت، روایی و پایاییسنجی دستگاه اندازه¬گیری هم¬زمان کینماتیک حرکت و توزیع فشار آب در شنا(مقاله علمی وزارت علوم)
حوزه‌های تخصصی:
شنا از رشته¬های ورزشی است که پیشرفت در اجرای مهارت¬های آن به آگاهی درباره نیروی جلوبرنده، نیروی مقاوم و کارآیی نیروی جلوبرنده بستگی دارد. باتوجه به فقدان روشی دقیق برای اندازه¬گیریِ نیروی جلوبرنده در شنا، هدف از انجام این پژوهش، طراحی، ساخت، روایی و پایایی¬سنجیِ دستگاه اندازه¬گیریِ هم¬زمانِ کینماتیک حرکت و توزیع فشار آب در حین حرکت شناگران بود. دستگاه¬های اصلی اندازه¬گیری مورد استفاده در این تحقیق که طراحی و ساخته شده است به دو بخش سخت¬افزاری و نرم¬افزاری تقسیم شد که بخش سخت¬افزاری به دو جزء الف) بخش کینماتیک حرکت (دستگاه کانوایر نگهدارنده و حرکت¬دهنده دوربین) و ب) بخش کینتیک (سیستم اندازه گیری و مانیتور نیرو و شتاب در قسمت¬های مختلف بدن به¬صورت بیسیم برای اندازه¬گیری توزیع فشار) و بخش نرم¬افزاری نیز به الف) نرم¬افزار هوشمند تعقیب شناگر و ب) نرم¬افزار پردازش اطلاعات به¬دست آمده از دوربین و ذخیره داده های مربوط به حرکت¬های کینماتیک شناگر تقسیم می¬شد. شناگران با حداکثر سرعت سه بار مسافت 25 متری استخر را شنا کردند. اطلاعات ویدیویی (کینماتیک) و توزیع فشار (کینتیک) با روش پردازش تصویر به صورت هم زمان جمع¬آوری شد. بعد از جمع¬آوری اطلاعات، از فیلترهای دورانداز برای حذف داده¬های با خطای بالا و خارج از خط رگرسیون استفاده شد. از شاخص های گرایش به مرکز، پراکندگی و رسم نمودارها برای توصیف اطلاعات و برای انجام آزمون های فرضیه و روش¬های روایی¬سنجی و پایایی¬سنجی (آزمون و آزمون مجدد) استفاده شد. برای سنجش رواییِ کانوایر، اندازه¬گیری سرعت حرکت ریل¬ها با دوربین و غیردوربین، در آب و بیرون آب، با موج و بدون موج با وسیله دیگری انجام شد که با سرعت ثابت در حال حرکت بود. پایایی¬سنجی کانوایر، آزمون و آزمون مجدد در آب و بیرون آب، با موج و بدون موج انجام شد. برای تعیین رواییِ حسگرهای شتاب¬سنج، نتایج با مقدار ثابت 8/9 متر بر مجذور ثانیه (شتاب جاذبه زمین) در هر سه محور مقایسه شد و در بررسی پایایی و ثبات هماهنگی، آزمون آزمون و آزمون مجدد مورد ارزیابی قرار گرفت. اعداد به¬دست آمده از دستگاه بسیار نزدیک به سرعت واقعی آزمودنی یعنی 7/1 متر بر ثانیه بود. نتایج، همبستگی بالایی نشان داد که ماکزیمم خطا در حالت بیرون از آب 048/0 متر بر ثانیه، درون آب بدون موج 096/0 متر بر ثانیه و درون آب با موج 148/0 متر بر ثانیه است. در تعیین روایی حسگرهای شتاب¬سنج، مقایسه نتایج با مقدار ثابت8/9 متر بر مجذور ثانیه (شتاب جاذبه زمین) در هر سه محور، مؤید روایی دستگاهِ ساخته¬شده بود. نتایج تحقیق مؤید امکان¬پذیریِ اندازه¬گیریِ هم¬زمانی کینماتیک (حرکت شناگر) و کینتیک (توزیع فشار در حین حرکت شناگر) را فراهم نمود که از پایایی و اعتباری مناسب برخوردار بود.