Sistema de análisis cinético y cinemático para los movimientos usados en los deportes de halterofilia y levantamiento de potencia

Abstract

RESUMEN: La halterofilia y el levantamiento de potencia son deportes en los cuales el objetivo es levantar la mayor cantidad de peso posible siguiendo diferentes patrones de movimiento llamados envión, arrancada, sentadilla, press de banca y el peso muerto. Variables como la trayectoria y velocidad de la barra han sido estudiadas y se toman en cuenta al momento de planear los programas de entrenamiento, pero otras como la aceleración, la potencia o el trabajo no han sido reportadas o examinadas con la misma frecuencia. El objetivo de este trabajo es diseñar, construir y probar un sistema para el análisis de fuerza, potencia, aceleración, velocidad y trayectoria para barras olímpicas de levantamiento de pesas, que funcione por medio de unidades de medición inercial y módulos de comunicación inalámbrica ubicados en un seguro en uno de los extremos de la barra y visión artificial aplicada con respecto al plano sagital del cuerpo humano para el seguimiento del centroide de esta. Para la protección de estos componentes y la forma en la que se sujetaran a la barra se construyó un seguro en el cual se encuentra la electrónica necesaria para transmitir los datos desde la barra, los datos obtenidos son transmitidos desde la barra usando módulos de comunicación inalámbrica y son recibidos y procesados en una PC para ser complementados con el uso de visión artificial para obtenerla trayectoria que sigue el cancroide de la barra. Para probar el sistema se obtuvieron mediciones por medio de los acelerómetros y la cámara, de los diferentes movimientos con 35 kg y 60 kg en la barra. Se comparó el desplazamiento de la barra obtenido por el video con la distancia medida real que viaja la barra con respecto al cuerpo de la persona realizando el levantamiento. Se pudo calcular el desplazamiento de la barra con un error de +-1 cm y se observó una gran similitud entre los datos de aceleración derivados del video y los de los acelerómetros. Teniendo en cuenta esto, se considera que el sistema puede ser útil para realizar mediciones durante una sesión de entrenamiento real. ABSTRACT: Weightlifting and powerlifting are sports in which the main objective is to lift the most amount of weight possible following distinct patterns of movement called the snatch, clean and jerk, bench press, squat and deadlift. Variables like the bar path and bar speed have been studied and are taken into consideration when designing training programs, but other like bar acceleration, power or work have not been studied or reported with the same frequency. The purpose of this project is to design, build and test a system for the analysis of the force, power, acceleration, speed and bar path for Olympic bars, that will work by using accelerometers, Bluetooth modules and computer vision perpendicular to the sagittal plane of the human body to track and measure the path that the bar follows. To test this system, we measured different lifts with different amount of weight, mainly 35 Kg and 60 Kg, with accelerometers and computer vision. As well as measurements of the distance that the bar travelled relative to the lifters body. We were able to measure the bar path with an error of within 1 cm and we also observed a big likeness between the acceleration data calculated from the computer vision and the data obtained by the accelerometers. We consider that this system could be useful to make measurements during an actual training session.