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Innovation Messtechnik 2017

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Konzeptionierung eines low-cost 3-achsigen Kraftaufnehmers

Dominik LORENZ

Wie in vielen immer professioneller werdenden Sportarten entsteht auch im Klettersport ein immer größer werdendes Verlangen nach einer Leistungsdiagnostik. Diese soll dem Athleten Rückmeldung zu seiner aktuellen Leistung geben und Leistungen zwischen Athleten vergleichbar machen. Hier besteht eine Möglichkeit darin, die Kräfte an allen Gliedmaßen zeitaufgelöst zu messen und auszuwerten.
Für einen solchen Messaufbau werden mehrere 3-achsige Kraftaufnehmer benötigt. Diese sind allerdings kostenintensiv und daher für Vereine nicht oder nur sehr schwer leistbar. In dieser Arbeit soll ein Konzept gefunden werden, das die mit dem Bundesnachwuchskoordinator der österreichischen Nationalmannschaft ausgearbeiteten Spezifikationen erfüllt.

Dieses ausgearbeitete Konzept nutzt den piezoelektrischen Effekt zur Kraftmessung. Um eine wirtschaftliche Fertigung zu ermöglichen, wurden alle zu fertigende Teile so konstruiert, dass sie in einer bis maximal zwei Aufspannungen fräsbar sind.
Piezoelektrische Sensoren werden meistens nur zur dynamischen Kraftmessung eingesetzt. Um quasistatische Messungen bis zu einer Messdauer von 10 s zu ermöglichen wurde auch auf die Auslegung des dazugehörigen Ladungsverstärker eingegangen. Weiters wurde untersucht, ob die Genauigkeit mit digitaler Nachbearbeitung verbessert werden kann.

Abbildung 1: Möglicher schematischer Versuchsaufbau bei einer leistungsdiagnostischen Messung im Klettersport. Die schwarzen Quadrate stellen die Kraftaufnehmer dar, auf denen Klettergriffe montiert sind.

Abbildung 1: Möglicher schematischer Versuchsaufbau bei einer leistungsdiagnostischen Messung im Klettersport. Die schwarzen Quadrate stellen die Kraftaufnehmer dar, auf denen Klettergriffe montiert sind.

Keywords: Kraftaufnehmer, mehrachsig, Leistungsdiagnostik

29. August 2013