Zusammenfassung

Nachdem das "Handbiken" als Freizeitsportart von rollstuhlabhängigen Menschen in
den letzten Jahren stetig an Attraktivität gewonnen hat, hat sich seine Bedeutung für den Spitzensport der Behinderten durch die erstmalige Einbindung dieser Disziplinin in das reguläre Wettkampfprogramm der Männer bei den Paralympics 2004 in Athen enorm gesteigert. Die Anpassung des Sportgerätes "Handbike" an den Leistungssport wird neben einer eher unsystematischen Entwicklung - ausgehend von einem Standardgerät - in der Regel von den behinderten Leistungssportlern selbst und in Form von Eigenarbeiten vorangetrieben. Aufgrund dieser Tatsache wird von einer systematischen Optimierung dieses Sportgerätes -einerseits im Hinblick auf die sportartspezifischen Anforderungen und andererseits unter Berücksichtigung der athletenspezifischen Voraussetzungen - noch großes Entwicklungs- und
Leistungspotenzial erwartet. Zielsetzung der vorliegenden Studie ist daher die Verbesserung der Ergonomie der Schnittstelle des Hand-Arm-Systems mit der Antriebskurbel, sowie die Optimierung des Wirkungsgrades des Gesamtantriebs unter Berücksichtigung der biomechanischen Gegebenheiten des Motors" Mensch. Dieses Projekt ergänzt sich sinnvoll mit dem der Kölner Arbeitsgruppe zu leistungsphysiologischen Untersuchungen bei Handbikern und dürfte zu einer wesentlichen Verbesserung der Erfolgsaussichten unserer Athleten im Leistungssport beitragen.
Die Bearbeitung des Forschungsproblems erfolgt in zwei parallel laufenden
Arbeitsprogrammen:
1. Sportwissenschaftliche Analyse des Handkurbelantriebs unter besonderer
Berücksichtigung der verschiedenen Behinderungsgrade. Dies beinhaltet die Optimierung der Ergonomie der Griffgestaltung, deren Positionierung, sowie Kinematik (in Relation zum Sportler). Optimierungskriterien für diese Analyse sind die übertragbare Kraft sowie leistungsdiagnostische Parameter. Im Vordergrund stehende Methoden werden Muskelkraftmessungen (nach Erfordernis kombiniert mit 3D-Bewegungsanalysen und Elektromyographie), sowie die Ergospirometrie sein. Diese Daten dienen gleichzeitig dem Aufbau eines Computermodells (siehe Ingenieurwissenschaftliche Analyse). Bereits zu einem frühen Zeitpunkt des Vorhabens werden die Zwischenergebnisse aus der sportwissenschaftlichen Analyse für die Beschreibung alternativer Antriebskonzepte verwendet. Diese neuen Konzepte werden durch die am Projekt mitarbeitenden Ingenieure in Prototypen umgesetzt. Deren Evaluation ist dann Gegenstand der folgenden Arbeitsschritte. Zwischen beiden Arbeitsgebieten erfolgt ein ständiger Informations- und Datenaustausch.
2. Ingenieurwissenschaftliche Analyse des Handbikens zur Überprüfung der Effizienz der Antriebsbewegung anhand von Computermodellen. Dazu ist es notwendig sowohl die Äußere als auch Innere Arbeit zu quantifizieren. Dies soll entweder über die Bestimmung der "Gelenkleistung" oder der "Muskelleistung" geschehen. Die Bilanzen der Inneren und Äußeren Arbeit benötigen die Bestimmung der resultierenden Gelenkkräfte und Momente, was mit Hilfe mathematischer Modellbildung realisiert wird. Mit Hilfe dieses Modells können dann systematische Änderungen (z.B. Energiespeicher zur Überwindung etwaiger Totpunkte in der Antriebsbewegung) simuliert und hinsichtlich Auswirkungen auf die Arbeitsbilanz analysiert werden.